Файл: Betekhtin.pdf

Общая часть

136

В соответствии с указанной последовательностью развития магмати

ческого цикла явлений различают следующие этапы эндогенных процес
сов минералообразования: 1) магматический (в собственном смысле сло
ва); 2) пегматитовый; 3) пневматолитогидротермальный.

1. Магматические процессы

 совершались во все геологические эпохи

и приводили к образованию огромных масс изверженных горных пород.

По условиям образования различают прежде всего две главные груп

пы этих пород: а) 

эффузивные

 (экструзивные), т. е. излившиеся на зем

ную поверхность в виде лав или быстро застывшие в непосредственной
близости ее в условиях низкого внешнего давления; б) 

интрузивные

, мед

ленно застывшие на глубине под высоким давлением в виде больших
грибообразных, пластообразных и неправильной формы массивов. Эф
фузивные породы при быстром остывании не успевают полностью рас
кристаллизоваться и потому в своем составе содержат в том или ином ко
личестве вулканическое стекло и часто обильные округлые пустоты
(в пузыристых лавах), свидетельствующие о выделении газообразных про
дуктов вследствие резкого уменьшения внешнего давления. Интрузивные
породы, наоборот, представляют собой полнокристаллические породы.

Явления дифференциации в магмах, как было указано, приводят

к образованию различных по химическому и минеральному составу и
удельному весу горных пород. В зависимости от содержания кремнезема
и других компонентов среди изверженных пород различают:

а) 

ультраосновные

, богатые MgO и FeO, но наиболее бедные SiO

2

(< 45 %): дуниты, пироксениты — в интрузивных и пикриты — в эффу
зивных комплексах;

б) 

основные

, более богатые SiO

2

 (45–55 %) и богатые Аl

2

О

3

 и CaO, но

более бедные MgO, FeO; габбро, нориты — в интрузивных и базальты
и диабазы — в эффузивных комплексах;

в) 

среднекислые

 по содержанию SiO

2

 (55–65 %), более бедные CaO, но

обогащенные щелочами: диориты, кварцевые диориты — в интрузивных,
порфириты, андезиты и др. — в эффузивных комплексах;

г) 

кислые

, богатые SiO

2

 (> 65 %), но еще более богатые щелочами

и более бедные, по сравнению с предыдущими, CaO, FeO, MgO: граноди
ориты, граниты и другие породы — в интрузивных; липариты, кварцевые
порфиры и прочие породы — в эффузивных комплексах.

На рисунке 52 представлены данные содержаний элементов в виде раз

личных окислов для главнейших представителей интрузивных пород. На
этой диаграмме легко видеть, как меняется состав ультраосновных, ос
новных среднекислых и кислых изверженных горных пород.

Несколько особняком от них стоит семейство бескварцевых нефелино

вых сиенитов (SiO

2

 около 55 %), более богатых щелочами и Аl

2

О

3

, чем гра

ниты, а также фонолитов, лейцитофиров и других эффузивных комплексов.

В ряде интрузивных массивов, где дифференциация магмы прояви

лась более совершенно, кислые разности пород располагаются в верхних

Глава 4. Образование минералов в природе

137

частях, а более тяжелые по
удельному весу основные и
ультраосновные породы —
в более глубоких частях,
у нижней границы массивов.

Рудные месторождения

магматического происхожде
ния встречаются лишь в уль
траосновных и основных из
верженных породах. К ним
принадлежат месторождения
Cr, Pt и других металлов пла
тиновой группы, а также Сu,
Ni, Co, Fe, Ti и др.

В богатых щелочами ин

трузивных породах (нефели
новых сиенитах) встречают
ся месторождения редких земель — ниобия, тантала, титана, циркония,
и неметаллических полезных ископаемых — фосфора (апатита), глино
земного сырья (нефелина) и др.

2. Процессы образования пегматитов

 протекают в верхних краевых

частях магматических массивов и притом в тех случаях, когда эти масси
вы формируются на больших глубинах (несколько километров от повер
хности Земли) в условиях высокого внешнего давления, способствующего
удержанию в магме в растворенном состоянии летучих компонентов, ре
агирующих с ранее выкристаллизовавшейся породой.

Пегматиты как геологические тела

1

 наблюдаются в виде жил или не

правильной формы залежей, иногда штоков, характеризующихся необы
чайной крупнозернистостью минеральных агрегатов. Мощность жилооб
разных тел достигает нередко нескольких метров, а по простиранию они
обычно прослеживаются на десятки, реже сотни метров. Большей частью
пегматитовые тела располагаются среди материнских изверженных по
род, но иногда встречаются в виде жилообразных тел и во вмещающих
данный интрузив породах.

Необходимо указать, что пегматитовые образования наблюдаются

среди интрузивных пород самого различного состава, начиная от ультра
основных и кончая кислыми. Однако наибольшим распространением

Рис. 52.

 Диаграмма составов

главнейших интрузивных пород

1

 С этим понятием о пегматите нельзя смешивать чисто структурный термин «пегма

тит», обозначающий смесь кварца и полевого шпата, закономерно проросших друг дру
га и притом в определенных количественных соотношениях («письменный гранит», «ев
рейский камень»). Подобные образования распространены главным образом в гранитных
пегматитах.

Общая часть

138

пользуются пегматиты в кислых и щелочных породах. Пегматиты основ
ных пород не имеют практического значения.

По своему составу пегматиты немногим отличаются от материнских

пород: главная масса их состоит из тех же породообразующих минералов.
Лишь второстепенные (по количеству) минералы, да и то не во всех типах
пегматитов, существенно отличаются по составу, так как содержат ценные
редкие химические элементы, часто в ассоциации с минералами, содержа
щими летучие компоненты. Так, например, в гранитных пегматитах в до
полнение к главнейшим породообразующим минералам (полевые шпаты,
кварц, слюды) наблюдаются фтор и борсодержащие соединения (топаз,
турмалины), минералы бериллия (берилл), лития (литиевые слюды), иног
да редких земель, ниобия, тантала, олова, вольфрама и др.

Во многих пегматитовых телах наблюдается зональное строение и до

вольно закономерное распределение минералов. Например, в пегматитах
Мурзинского района на Урале (рис. 53) внешние зоны у контакта с вме
щающими гранитами сложены светлой тонкозернистой породой (апли

том). Ближе к центральной
части жилы они сменяются
зонами «письменного грани
та» (кварца и полевого шпата,
закономерно проросших друг
друга). Далее следуют зоны ги
гантокристаллических масс
полевого шпата и кварца.
В центральных участках пег
матитовой жилы встречаются
полости («занорыши»), стен
ки которых устланы друзами
крупных, хорошо образован
ных кристаллов горного хру
сталя, топаза и других драго
ценных камней.

В тех случаях, когда пег

матиты проникают во вме
щающие интрузив породы,
особенно богатые щелочны
ми землями (MgO, CaO), их
минеральный состав суще
ственно отличается от соста
ва пегматитов, залегающих в
материнских породах. Пара
генезис минералов в этих слу
чаях указывает на активные

Рис. 53.

 Строение пегматитовой жилы Мурзин

ка (Ср. Урал) (по А. Е. Ферсману).

1

 — гранит; 

2

 — зона аплита;

3

 — графическая зона («письменный гранит»);

4

 — гигантокристаллические массы полевого

шпата и кварца; 

5

 — «занорыш»

(полость с друзами кристаллов)

Глава 4. Образование минералов в природе

139

реакции, происходившие в процессе взаимодействия растворов с вме
щающими породами. Устанавливаются такие ассоциации минералов, в
составе которых участвуют не только элементы магмы (Si, Al, щелочи и
др.), но и боковых пород (MgO и CaO), которые на контакте с пегмати
тами сами сильно изменяются. Такого рода пегматиты по классифика
ции А. Е. Ферсмана относятся к пегматитам «линии скрещения», в от
личие от вышерассмотренных пегматитов «чистой линии».

Происхождение пегматитов еще нельзя считать до конца разгаданным.

А. Е. Ферсман рассматривал их как продукт кристаллизации остаточных
расплавов, обогащенных летучими соединениями. Позже акад. А. Н. За
варицкий и его последователи на основании физикохимических сообра
жений допускали возможность образования крупнокристаллических масс
путем перекристаллизации материнских пород под влиянием газов, на
капливающихся в магматическом остатке, получающемся в процессе кри
сталлизации магмы. Однако в том и другом случаях пегматиты образу
ются в конце собственно магматического процесса и занимают как бы
промежуточное положение между глубинными магматическими порода
ми и рудными гидротермальными месторождениями.

3. Пневматолитоjгидротермальные процессы

 по существу являются

уже явно постмагматическими, т. е. протекают после того, как главный про
цесс кристаллизации магмы в глубинном массиве в основном закончился.

Явления собственно 

пневматолиза

 (от греч. 

пневма

 — газ) могут иметь

место в тех случаях, когда расплавы, насыщенные летучими компонентами,
кристаллизуются в условиях пониженного внешнего давления. Вследствие
этого в известный момент происходит вскипание, остаточная жидкость пере
ходит в газ, сосуществующий с ранее выделившимися твердыми минералами,
и происходит дистилляция (перегонка) вещества. Процессы этого рода долж
ны совершаться в тех случаях, когда магмы застывают на малых глубинах.

На больших и средних глубинах отделяющиеся от расплава летучие

компоненты (включая воду) представляют собой флюид (надкритический
раствор), находящийся в относительном равновесии с кристаллизующи
мися из расплава минералами. Однако такой флюид не равновесен со
вмещающими породами и поэтому является по отношению к ним агрес
сивной средой. В этом случае флюид устремляется к вмещающим поро
дам и, химически реагируя с ними, производит так называемый 

кон'

тактовый метасоматоз

. При этом в боковых породах (в кровле),

пропитывающихся растворами

, протекают химические реакции. Степень

преобразования и состав получающихся продуктов в значительной мере
зависят не столько от температуры, сколько от химической активности ра
створа и состава реагирующих с ними пород. Наблюдениями установлено,
что наиболее интенсивные изменения происходят среди контактирующих
с магматическими массивами 

известняков

 и других известковистых пород.

В результате реакций в этих случаях путем замещения, или, как говорят,

Общая часть

140

метасоматоза, образуются так называемые 

скарны

 (рис. 54), состоящие пре

имущественно из силикатов Са, Fe, Аl и др. Химический состав их пока
зывает, что источником для их образования послужили как вмещающие
породы (известняки, доломиты и др.), так и составные части магмы. Ха
рактерно, что вдоль контакта, как это показали наши ученые (А. Н. Зава
рицкий и Д. С. Коржинский), одновременно происходит изменение и в
интрузивных породах, успевших застыть к моменту проявления описы
ваемого процесса. При этом минералы магматических пород замещаются
новообразованиями, состав которых показывает, что имеет место привнос
элементов из карбонатных толщ (Са, Mg). В связи со скарнами нередко
образуются крупные месторождения железа (гора Магнитная на Ю. Ура
ле), иногда вольфрама, молибдена и некоторых других металлов.

Воздействие обогащенных фтором и редкими элементами флюидов

на сложенные терригенными осадочными породами породы кровли гра
нитоидных интрузий приводит к образованию 

грейзенов

, существенно

кварцевых пород, обогащенных слюдами, топазом, бериллиевыми мине
ралами и флюоритом. Грейзены нередко вмещают руды вольфрама, мо
либдена, олова и висмута.

В том случае, когда магмы извергаются на земную поверхность, ог

ромные количества летучих соединений (в виде так называемых эксга
ляций) выносятся в атмосферу. Однако в трещинах остывших лав, на стен
ках кратеров вулканов и в окружающих других породах часто можно
наблюдать образование продуктов возгона (сублимации) таких минера
лов, как самородная сера, нашатырь, гематит, киноварь, минералы бора и
др. Отмечаются и метасоматические реакции, но они выражены слабее,
чем в предыдущем случае.

Струи газообразных продуктов вулканизма могут отлагать значитель

ные количества минерального вещества и при подводных извержениях.
В этих условиях смешение газов с морской водой приводит к пневмато
литогидротермальному образованию конических сульфидных построек

Рис. 54.

 Схема геологического разреза контактовометасоматического месторождения.

Черным показаны рудные залежи (магнетитовые руды)