ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 28.09.2020

Просмотров: 4392

Скачиваний: 7

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
background image

 

86 

 

Месторождения  отдельных  строительных  и  облицовочных  материалов 

(туф, лабрадориты и др.). 

 
 

8.4.

 Геохимия постмагматического процесса 

Постмагматический

  (послемагматический)  процесс  –  образование  этапов 

и геофаз, следующих после кристаллизации самого расплава и часто от него про-
странственно  и  хронологически  обособленные  (поствулканический)  (Вейншенк, 
1896,  цит.  по  А.Е.Ферсману,  с.  397).  Более  детально  рассмотрим  вулканические 
возгоны, 

пегматитовый, 

пневматолитово-гидротермальный, 

контактно-

метасоматический и гидротермальный процессы. 

Перенос  химических  элементов  и  их  отложение  в  виде  минералов  может 

идти  по  двум  направлениям: 

отложения  минералов  при  кристаллизации  и  в  ре-

зультате химических реакций

.  

При кристаллизации происходит выделение из раствора галита, гипса, ба-

рита,  флюорита.  Второй  путь  –  осаждение  в  результате  химических  реакций  – 
преобладает. 

Рассмотрим  более  детально  второй  путь  осаждения  минералов.  Химиче-

ские реакции могут быть обменными и более сложными, если удаляются и выде-
ляются продукты реакции (

CO

2

 и др.). 

Критериями, позволяющими определить формы переноса, служат:  

1.

 

Химический состав минералов наблюдаемой парагенетической ассоци-

ации. 

2.

 

Характер и интенсивность изменения вмещающих пород. 

3.

 

Состав газово-жидких включений в минералах рассматриваемого гене-

зиса. 

4.

 

Физико-химические свойства соединений, в форме которого возможен 

перенос  рассматриваемого  элемента.  Они  должны  соответствовать  реальности 
нахождения именно такого соединения в физико-химических условиях рудообра-
зования. 

Рассмотрим примеры указанных четырех вариантов. 
Реализация  первого  варианта  может  осуществляться,  если  вместо  очень 

устойчивого магнетита наблюдается парагенезис сидерита с гематитом. Это явле-
ние объясняется очень высоким парциальным давлением 

CO

2

, которое обуславли-

вает реакцию:  

Fe

3

O

4

 + CO

2

 ↔ Fe

2

O

3

 +FeCO

3

 

 

 

 

магнетит  

       гематит   сидерит 

По второму варианту изменение вмещающих пород состоит в следующем. 

Происходят  важные  процессы  преобразования  минералов,  связанные  со  сменой 
щелочного  или  кислотного  характера  среды  на  окислительные  условия.  Напри-
мер,  серицитизация  или  карбонатизация  пород  в  результате  воздействия  щелоч-
ных растворов;  каолинитизация, порфиритизация, реже алунитизация пород при 
участии кислых растворов. Высокое содержание в растворах 

CO

2

 вызывает обра-

зование кальцита или доломита. Содержащийся в растворе 

H

2

S

 приводит к освет-

лению  пород,  разрушению  темноокрашенных  железистых  минералов  с  выносом 

Формат:

 Список


background image

 

87 

железа в виде пирита. Ионы фтора вызывают фторитизацию породы или образо-
вание фторсодержащих слюд. При более высоких температурах растворы с фто-
ром  образуют  топаз. Если  растворы натриевые,  то  происходит  альбитизация  по-
роды, а при понижении температуры – цеолитизация. Калиевые растворы приво-
дят к серицитизации  или одуляризации породы. 

По  третьему  варианту  состав  газово-жидких  включений в  минералах  слу-

жит достоверным признаком для выяснения состава рудоотлагающего раствора. В 
процессе роста кристалла важно использовать первичные включения, которые со-
ответствуют  первоначальному  раствору.  Вторичные  используются  для  заполне-
ния  трещин  в  кристалле,  так  появляется  во  включениях  горного  хрусталя  мине-
рал-узник галит. 

По четвертому варианту рассмотрим реальные соединения, существование 

которых  ограничено  составом  рудообразующего  раствора  и  типом  замещения 
вмещающих пород:  

 

Щелочные элементы переносятся в расплавах и растворах в виде элемен-
тарных ионов 

K

+

, Na

+

, Ba

2

+

 и т.д. При высоких температурах может проис-

ходить возгон галогенидов 

NaCl, KCl

 и др. 

 

Галогениды могут переноситься в виде элементарных анионов (

F

, Cl

, B

I

)  в  растворах.  Однако  фтор  со  щелочноземельными  элементами 

Pb

2+

Cd

2

+

  образует  труднорастворимые  соединения  как 

CaF

.2

  в  составе  зубной 

эмали.  Фтор  является  сильным  комплексообразователем,  по  сравнению  с 
его аналогами: 

K

2

[SiF

6

], Na

2

[SiF

6

].

 

 

Сера транспортируется в виде газообразного 

H

2

S

 или его водных растворов 

в форме 

HS

, S

2

 при щелочной реакции, в эндогенных процессах – в виде 

молекулы газа: 

2H

2

S = S

2

 + 2H

Свободная  сера  может  образовываться  при  термической  диссоциации 

сульфидов железа, меди: 

2FeS

2

 = 2FeS + S

В  гидротермальных  растворах  сера  может  мигрировать  дополнительно  в 

виде  сульфоанионной  формы: 

AsS

2

,  Sb

2

S

4

2–

,  SnS

3

2–

,  AuS

3

3–

.  Щелочные  слои  этих 

элементов хорошо растворимы, а строение и состав самих анионов зависит от рН, 
концентрации 

HS

 и 

S

2–

. Между собой они связаны реакцией обратного равнове-

сия типа:  

AsS

2

 + SbS

3

3–

 ↔ SbS

2

 + AsS

3

3–

 

В зоне окисления ион серы переносится в форме 

SO

4

2–

 и при высоких тем-

пературах эта форма иона устойчива.  

 

Многие халькофильные элементы (

Cu, Sn, As

 и др.) и переходные с достро-

енными электронными оболочками (

Ti, V, Cr, Zr, Tr, U

 и др.) с высокой ва-

лентностью при средних ионных радиусах создают форму переноса в виде 
комплексных  соединений: 

[Fe

3+

(C

2

O

4

)

3

]

3–

,  [UO

2

(CO

3

)

3

]

4–

,  [Si(W

3

O

10

)

4

]

4–

[Sn(F, OH)

6

]

2–

.

 Они образуют минералы, которые могут отлагаться при из-

менении температуры. На осаждение комплексных ионов влияет гидролиз, 
отложение карбонатов, окислительно-восстановительные условия. 

 


background image

 

88 

8.4.1.

 Вулканические возгоны 

Генетический тип минеральных видов при вулканических возгонах (эксга-

ляциях) связан с деятельностью летучих компонентов, отделившихся от магмы и 
покинувших  место  ее  кристаллизации.  Это  происходит  в  местах  тектонических 
трещин и областях активного вулканизма, когда магматический очаг связан через 
трещины с земной поверхностью. Летучими компонентами вулканических возго-
нов  являются 

H

2

O,  HCl,  NH

4

Cl,  H

3

BO

3

,  H

2

S,  CO

2

,  P

2

O

5

  и  др.  При  выходе  на  по-

верхность  они  частично  оседают  на  стенках  трещин  жерл  в  виде  возгонов  или 
эксгаляций,  образуют  конусы  и  трубы.  Главную  функцию  здесь  выполняет  про-
цесс окисления: 

16H

2

S + 16O

2

 → 16H

2

O + 8SO

2

 + 4S

2

↓; 

16H

2

S + 8SO

2

 → 16H

2

O + 3S

8

↓. 

Происходит взаимодействие паров хлорного железа с водой: 

2FeCl

3

 + 3H

2

O → Fe

2

O

3

↓ + 6H

Cl. 

Аналогично  образуется 

NaCl,  KCl,  NH

4

Cl,  H

3

BO

4

,  ряд  сульфатов,  сульфи-

дов, квасцы, алуниты. Отложения минералов представлены в виде корок, налетов, 
друз, натеков. С современным вулканизмом связано образование залежей серного 
колчедана, железных руд, ртутно-сурьмяных и металлоносных осадков в подвод-
ных  рифтах.  Формирование  многих  рудных  месторождений  некоторые  авторы 
объясняют  палеовулканизмом.  В  осаждении  руд  участвует  термодинамический 
кислородный (на суше) и щелочной (на дне океанов) геохимические процессы. 

 

8.4.2.

 Пегматитовый процесс 

При  раскристаллизации  магмы  часть  легколетучих  компонентов  не  имеет 

возможности  уйти  из  расплава  и  постепенно  отжимается  в  незакристаллизовав-
шуюся  часть  расплава  и  насыщает  его  обычно  в  конце  процесса.  Такой  расплав 
перенасыщенный  летучими  компонентами  называется 

остаточным

,  а  сам  про-

цесс – 

пегматитовым

. Кристаллизация такого расплава протекает иначе. 

Геохимические  исследования  пегматитов  были  начаты  А.Е.  Ферсманом 

(1942).  Пегматитовый  процесс  был  разделен  им  на  пять  этапов  и  одиннадцать 
геофаз и показано его завершающее место в общем процессе эволюции магматиз-
ма: 

B (800 – 700˚C) – в контактной зоне с породой удерживает гранит или маг-

нетит; 

C  (700  –  600˚C)  –  пегматитовая  зона  с  прорастанием  кварца  и  полевого 

шпата; 

D–E (600  –  500˚C)  –  образование  породы  с  пегматитовыми  жилами,  удер-

живает шерл, мусковит, берилл; 

F–G  (500  –  400˚C)  –  флюидно-гидротермальные  условия,  образующие 

пневматолитовые  минералы  –  зеленые  слюды,  альбит,  литиевые  соедине-
ния и др. 

H–I–K–L  (400  –  50˚C)  –  гидротермальные  процессы  с  образованием  зеле-

ных слюд (жильбертит, кукеит), сульфидов, карбонатов, цеолитов. 

В пегматитах химические элементы распределены контрастно с перемеши-

ванием легких и тяжелых. Ведущие элементы пегматитов: 

H, Li, Be, O, Si, Al, Na, 

Формат:

 Список

Формат:

 Список


background image

 

89 

K, Rb,Cs, Tr

; главные: 

B, F, Sc, P, Sn

; запрещенные: 

Ne, Co, Ni, As, Se, Br, Kr, Ru, 

Rh, Pd, In, Os, Ir, Pt, Hg, Xe.

 Другие элементы относятся к случайным. Таким об-

разом, пегматиты  обогащены редкими, преимущественно литофильными и лету-
чими компонентами. Преобладают элементы нечетных порядковых номеров с не-
четной валентностью, особенно одно- и трехвалентные. 

Наиболее распространены гранитные пегматиты как  источники 

Ta, Li, Cs

оптического флюорита, ювелирных камней, полевого шпата, слюды, пьезокварца 
и  другого  ценного  сырья.  Пегматиты  щелочной  магмы  содержат  руды 

Nb

  и 

TR

Менее  распространены  пегматиты  основных  и  ультраосновных  пород.  Все  они 
формируются на глубинах от 2 до 15км и более. 

Элементы  гранитных  пегматитов,  как  правило,  образуют  ионы,  аналогич-

ные  природным  газам  и  представляют  собой  системы  низкого  энергетического 
уровня с малыми величинами энергии решеток минералов. 

Пегматиты более характерны для докембрийских гранитов, менее – для па-

леозойских и мезозойских. Известны их образования как на щитах, так и в склад-
чатых поясах. 

Главные  особенности  пегматитового  процесса  в  минералообразовании 

сводятся к следующему (рис. 13): 

 

 

 

Рис. 13. Зональность замкнутого пегматитового тела (по И.Т. Бакуменко и др., 2001) 

Условные обозначения: 1 – занорыш; 2 – кварцевое ядро; 3 – блоковая (полевошпа-

товая) зона; 4 – пегматоидная зона; 5 – графическая зона; 6 – аплитовая зона. 

1.

 

Расплав с обилием летучих компонентов менее вязкий и снижает температуру 
кристаллизации. Состав расплава становится 

эвтектическим

 (котектическим), 

когда идет совместная кристаллизация двух или более минералов из гранитно-
го остаточного расплава, например, полевой шпат и кварц (при обычной кри-
сталлизации полевой шпат образуется раньше кварца). Это приводит к образо-
ванию  закономерных  («графических»  (письменных))  срастаний  этих  минера-
лов, которые первоначально получили название пегматит (см. рис. 13.). 

2.

 

По мере снижения температуры эвтектическая кристаллизация «графических» 
агрегатов сменяется образованием очень крупных индивидов полевого шпата 
и кварца. Эти агрегаты называются пегматоидными. 


background image

 

90 

3.

 

Дальнейшее остывание остаточного расплава приводит к смене пегматоидной 
кристаллизации на образование блоковых агрегатов, иногда по несколько тонн 
весом, иногда с образованием чисто полевошпатовой зоны. Кристаллы друго-
го минерала вытесняются. 

4.

 

После  исчерпания  материала  для  кристаллизации  блокового  полевого  шпата 
остающийся  в  избытке  кварц  завершает  кристаллизацию,  образуя  кварцевое 
ядро с участием постмагматических процессов. Если этот процесс протекает в 
замкнутой полости внутри гранита, то в пегматитовом теле возникает зональ-
ность как показано на рис. 13. Если остаточный расплав переместился по тек-
тоническому нарушению во вмещающие гранитный массив породы, то может 
возникнуть жильное тело пегматита с той же зональностью и дополнительным 
формированием  внешней  зоны  – 

аплитовой

.  Она  обычно  сложена  мелкозер-

нистым  кварц-полевошпатовым  агрегатом,  который  кристаллизуется  вдоль 
стенок  трещины  с  более  низкой  температурой.  В  жильных  телах  «кварцевое 
ядро» называют кварцевой осью жилы. 

5.

 

К  зоне  кварцевого  ядра  (кварцевой  оси)  бывают  приурочены  полости  (зано-
рыши),  стенки  которых  усажены  кристаллами  дымчатого  кварца,  топаза,  бе-
рилла, турмалина. 

6.

 

Летучие компоненты удерживаются в остаточном расплаве наиболее долго и 
принимают  участие  в  формировании  слюды  (мусковита),  топаза,  турмалина, 
флюорита, апатита. 

7.

 

Постмагматические растворы могут взаимодействовать с минералами, образо-
вавшимися  на предшествующих этапах, выщелачивать, изменять их, вызывая 
метасоматические замещения и усложнять состав пегматитового тела (образо-
вание слюды, берилла, сподумена (Li), танталит-колумбита (

Ta – Nb

), кассите-

рита (Sn). 

8.

 

Пегматиты как продукт кристаллизации остаточного расплава могут реже об-
разовываться  при  кристаллизации  любых  пород:  габбро-пегматиты,  дунит-
пегматиты, сиенит-пегматиты, пегматиты нефелиновых сиенитов. 

9.

 

Образование пегматитов происходит на разных, но небольших глубинах: 1,5 – 
3,5  км  –  камерные  (хрусталеносные  и  флюоритоносные);  3,5  –  7  –  редкоме-
талльные; 7 – 11 – мусковитовые; более 11 км – редкометалльные и керамиче-
ские. 

10.

 

С  гранитными  пегматитами  связаны  промышленные  месторождения 

Li,  Be, 

Nb,  Ta,  Sn,  U,  Th,  Cs,  Rb

,  редких  земель  (

TR

),  слюд  и  керамического  сырья. 

Пегматиты нефелиновых сиенитов и сиенит-пегматиты концентрируют 

Zr, Hf, 

U,  Th,  Nb,  Ta,  TR,  Ti.

  Пегматитовые  занорыши  дают  драгоценные  камни:  бе-

рилл, турмалин, топаз, хризоберилл, а также пьезокварц, оптический флюорит 
и турмалин. 

 

8.4.3.

 Пневматолитово-гидротермальные процессы 

Магматогенные,  постмагматические,  метасоматические  процессы  проте-

кают путем замещения одних минералов другими после кристаллизации магмати-
ческого расплава и образования твердых магматических пород. Среди них имеют 
значение только два процесса: альбитизация и грейзенизация. 

Формат:

 Список