ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 29.04.2021
Просмотров: 491
Скачиваний: 1
ПегматитовыйпроцессПрираскристаллизациимагмычастьлегколетучихкомпонентовнеимеетвозможностиуйтиизрасплаваипостепенноотжимаетсявнезакристаллизовавшуюсячастьрасплаваинасыщаетегообычновконцепроцесса. Такойрасплав, перенасыщенныйлетучимикомпо-нентами, называетсяостаточным, асампроцесс – пегматитовым. Кристаллизациятакогорасплавапротекаетиначе. ГеохимическиеисследованияпегматитовбылиначатыА. Е. Ферсманом (1942). Пегматитовыйпроцессонразделилнапять
110этаповиодиннадцатьгеофаз. Завершающееместоэтогопроцессапо-казановобщемпроцессеэволюциимагматизма: ● B (800–700 °C) – вконтактнойзонеспородойудерживаетгранитилимагнетит; ●C (700–600 °C) – пегматитоваязонаспрорастаниемкварцаиполевогошпата; ● D–E (600–500 °C) – образованиепородыспегматитовымижи-лами, удерживаетшерл, мусковит, берилл; ● F–G (500–400 °C) – флюидно-гидротермальныеусловия, обра-зующиепневматолитовыеминералы – зеленыеслюды, альбит, литие-выесоединенияидр. ● H–I–K–L (400– 50 °C) – гидротермальныепроцессысобразова-ниемзеленыхслюд (жильбертит, кукеит), сульфидов, карбонатов, це-олитов. Впегматитаххимическиеэлементыраспределеныконтрастносперемешиваниемлегкихитяжелых. Ведущиеэлементыпегматитов: H, Li, Be, O, Si, Al, Na, K, Rb,Cs, Tr; главные: B, F, Sc, P, Sn; запре-щенные: Ne, Co, Ni, As, Se, Br, Kr, Ru, Rh, Pd, In, Os, Ir, Pt, Hg, Xe. Другиеэлементыотносятсякслучайным. Такимобразом, пегматитыобогащеныредкими, преимущественнолитофильнымиилетучимикомпонентами. Преобладаютэлементынечетныхпорядковыхномеровснечетнойвалентностью, особенноодно- итрехвалентные. НаиболеераспространеныгранитныепегматитыкакисточникиTa, Li, Cs, оптическогофлюорита, ювелирныхкамней, полевогошпа-та, слюды, пьезокварцаидругогоценногосырья. Пегматитыщелоч-ноймагмысодержатруды Nb и TR. Менеераспространеныпегматитыосновныхиультраосновныхпород. Всеониформируютсянаглуби-нахот 2 до 15 кмиболее. Элементыгранитныхпегматитов, какправило, образуютионы, аналогичныеприроднымгазамипредставляютсобойсистемыниз-когоэнергетическогоуровнясмалымивеличинамиэнергиирешетокминералов. Пегматитыболеехарактерныдлядокембрийскихгранитов, ихменьше – впалеозойскихимезозойских. Известныихобразованиякакнащитах, такивскладчатыхпоясах. Главныеособенностипегматитовогопроцессавминералооб-разовании, показанныенарис. 13, рассмотримболеелодробно.
111Рис. 13. Зональностьзамкнутогопегматитовоготела (И. Т. Бакуменкоидр., 2001):1 – занорыш; 2 – кварцевоеядро; 3 – блоковая (полевошпатовая) зона; 4 – пегматоиднаязона; 5 – графическаязона; 6 – аплитоваязона. 1.Расплавсобилиемлетучихкомпонентовменеевязкийисни-жаеттемпературукристаллизации. Составрасплавастановитсяэв-тектическим (котектическим), когдаидетсовместнаякристаллиза-циядвухилиболееминераловизгранитногоостаточногорасплава, например, полевойшпатикварц (приобычнойкристаллизацииполе-войшпатобразуетсяраньшекварца). Этоприводиткобразованиюза-кономерных [«графических» (письменных)] срастанийминералов, ко-торыепервоначальнополучилиназваниепегматит (см. рис. 13). 2.Помереснижениятемпературыэвтектическаякристаллизация«графических» агрегатовсменяетсяобразованиемкрупныхиндивидовполевогошпатаикварца. Этиагрегатыназываютсяпегматоидными. 3.Дальнейшееостываниеостаточногорасплаваприводитксме-непегматоиднойкристаллизациинаобразованиеблоковыхагрегатов, иногдапонесколькотоннвесом, либособразованиемчистополе-вошпатовойзоны. Кристаллыдругогоминералавытесняются. 4.Послеисчерпанияматериаладлякристаллизацииблоковогополевогошпатаостающийсявизбыткекварцзавершаеткристаллиза-цию, образуякварцевоеядросучастиемпостмагматическогопроцес-са. Еслиэтотпроцесспротекаетвзамкнутойполостивнутригранита, товпегматитовомтелевозникаетзональность (см. рис. 13). Еслижеостаточныйрасплавпереместилсяпотектоническомунарушениювовмещающиегранитныймассивпороды, томожетвозникнутьжильноетелопегматитастойжезональностьюидополнительнымформирова-ниемвнешнейзоны – аплитовой. Онаобычносложенамелкозерни-
112стымкварц-полевошпатовымагрегатом, которыйкристаллизуетсявдольстеноктрещинысболеенизкойтемпературой. Вжильныхтелах«кварцевоеядро» называюткварцевойосьюжилы. 5.Кзонекварцевогоядра (кварцевойоси) бываютприуроченыполости (занорыши), стенкикоторыхусаженыкристалламидымчато-гокварца, топаза, берилла, турмалина. 6.Летучиекомпонентыудерживаютсявостаточномрасплавенаиболеедолгоипринимаютучастиевформированиислюды (муско-вита), топаза, турмалина, флюорита, апатита. 7.Постмагматическиерастворымогутвзаимодействоватьсми-нералами, образовавшимисянапредшествующихэтапах, выщелачи-вать, изменятьих, вызываяметасоматическиезамещения, иусложнятьсоставпегматитовоготела [образованиеслюды, берилла, сподумена(Li), танталит-колумбита (Ta – Nb), касситерита (Sn)]. 8.Пегматитыкакпродукткристаллизацииостаточногорасплавамогутрежеобразовыватьсяприкристаллизациилюбыхпород: габбро-пегматитов, дунит-пегматитов, сиенит-пегматитов, пегматитовнефе-линовыхсиенитов. 9.Образованиепегматитовпроисходитнаразных, нонебольшихглубинах: 1,5 – 3,5 км – камерные (хрусталеносныеифлюоритонос-ные); 3,5 – 7 – редкометалльные; 7 – 11 – мусковитовые; более 11 км – редкометалльныеикерамические. 10.Сгранитнымипегматитамисвязаныпромышленныеместоро-ждения Li, Be, Nb, Ta, Sn, U, Th, Cs, Rb, редкихземель (TR), слюдикерамическогосырья. Пегматитынефелиновыхсиенитовисиенит-пегматитыконцентрируют Zr, Hf, U, Th, Nb, Ta, TR, Ti. Пегматитовыезанорышидаютдрагоценныекамни: берилл, турмалин, топаз, хризо-берилл, атакжепьезокварц, оптическийфлюорититурмалин.
10.3. ГеохимиябиосферыЖивыеорганизмывсистемесферЗемлиобразуютбиосферу. ЭтопонятиебыловведенофранцузскимнатуралистомЖ. Б. Ламарком(1744–1829) дляобозначениямираживыхорганизмовЗемли. Геоло-гическоеопределениетерминабиосферыкакоболочкиЗемлибылоданоЭ. Зюссом (1875). УчениеобиосфереразработалВ. И. Вернад-ский: этопространство, гдеприсутствуютживыеорганизмыотеди-ничныхбактерийдомощныхэкваториальныхлесовсегообитателя-ми. Совокупностьорганизмов, выраженнаявединицахмассыиэнер-гии, В. И. Вернадскийназвалживымвеществом. Основуживогове-ществасоставляетуглерод, обладающийспособностьюдаватьбеско-
165нечноемножестворазнообразныххимическихсоединений. ВместеснимО, N, H образуютосновныеорганическиесоединения: белки, жи-ры, углеводы. Еслиуглеводыразныхрастенийимеютодинаковыйхи-мическийсостав, тобелкиразныхорганизмовникогданебываютодинаковогосоставадажеупредставителейодногоитогожевида. Этаспецифичностьбелковопределяетсятем, чтоихстроениезависитотнаследственныхсвойствклетокорганизма. Лишьублизнецовсо-ставистроениебелковыхмолекулодинаковы. Всоставживыхорганизмоввходятвсеприродныехимическиеэлементы. Ихделятнаструктурные (C, H, O, N, P, S, Cl, Na, K, F, Mg, Si, Ca) ибиокатализаторы (Fe, Cu, B, Mn, Zn, I, Mo, Co идр.). Несмот-рянаорганизационнуюрольуглерода (18 %), живоевеществокисло-родное (70 %). Рольуглеродавеликавхимическихреакциях. Некото-рыеэлементыменееисследованыиихрольвживыхорганизмахнеопределена. Живоевеществосостоитизпреобладающейфитомассы, меньшезоомассаиещеменьшемассамикроорганизмов. Зоомассасушисо-ставляет 2–10 % отфитомассы, афитомассаокеана – 1,7 · 108 т(0,007 % отвсейфитомассы), зоомассаимикробиомасса – 3,3 ·109 т. Поколичествуживоговеществана 1 гаокеанблизоккпустыням, заисключениемзонконцентрациикоралловыхрифов, Саргассоваморяизонапвелинга – подъемаповерхностныхглубинныхвод, богатыхбиоэлементами. ПообразномувыражениюВ. М. Гольдшмидта, еслилитосферупомассепредставитьввидекаменнойчашив 13 фунтов, томассасовре-меннойгидросферысоставитодинфунт, атмосферы – весмедноймо-неты, живоговещества – веспочтовоймарки. Однакоблагодаряеже-годномуприростуиотмираниюживоевеществовгеохимическомот-ношениизагеологическоевремяявляетсяведущейсилойвконцен-трации, круговоротеимиграциихимическихэлементов. КларкиживоговеществавпервыепривелВ. И. Вернадский, затемуточнилА. П. ВиноградовидополнилВ. В. Добровольскийидр. Обнаруженыворганизмахбезучетаточнойколичественнойве-личины: He, Ne, Ar, Sc, Kr, Nb, Rh, Pd, In, Te, Xe, Ta, Tl, Bi, Th. Необ-наруженыворганизмах Ru, Hf, Re, Os, Ir, Po, Ac ивземнойкоре Tc, At, Fr. Живоевеществосостоитвосновномизхимическихэлементов, подвижныхвземнойкореипочвах. Ихкларкиуменьшаютсясростоматомноймассы, хотяинеотмеченопрямойзависимости.
166СогласноВ. И. Вернадскому, главнойособенностьюисториижи-воговеществаявляетсяобразованиеизгазовипревращениепослеот-мираниясновавгазы (CO2, NH3, N2, H2O– водянойпар). Слабопод-вижныеэлементывземнойкорепоступаютворганизмвнезначи-тельномколичестве. Например, кларкалюминиявлитосфере 8 %, авживомвеществеонприсутствуетвмикроколичестве (5 ·10–3 %). ДляоценкиконцентрацииэлементоввживомвеществеА. И. Пе-рельманрекомендуетиспользоватькоэффициентбиофильности. Этоотношениекларкаэлементавживомвеществекегокларкувземнойкоре. НаиболеебиофильныС (780), N (160), H(70), O (1,5) и Cl (1,1). Остальныеэлементыимеютбиофильностьменееединицы. Оченьнизкаябиофильность Fe, Al, Ti. Растительныеорганизмывзависимостиотсемействаивидакон-центрируютотдельныехимическиеэлементы. Количественноэтоможновыразитьчерезкоэффициентбиологическогопоглощения (Ах), которыйпредставляетсобойотношениесодержанияэлементавзолекегосодержаниювпочве (породе). ТакиерасчетывпервыеосуществилБ.Б. Полынов, которыедополнилА.И. Перельман. Этисредниеданныедлярастенийбудутотличатьсядляотдель-ныхвидоврастений. Например, картофельконцентрируеткалий, лю-тикедкий – литийит.д. ЭлементысАхболееединицыотносятсякэлементамнакопления. Микрофлоранекоторыхрудныхместорожде-нийобогащается Cu, Zn, Pb.Наэтомоснованбиогеохимическийме-тодпоисковместорожденийрядаэлементов. Впроцессеростаиразвитияживыхорганизмовнекоторыеэле-ментыконцентрируютсявтелахввидеминералов, которыеназываютбиолитами.Такимпутемобразуетсяопалдиатомовыхводорослей, кальцитиарагонитвраковинах, оксалатыифосфатывпочкахит. д. Вбольшихколичествахонидаютначалоизвестнякам, доломитамидругимпородамбиогенногопроисхождения. Сразложениеморганическихвеществвпочвесвязаныбиогеохи-мическиефункцииживоговещества: углекислотная, углеводородная, сероводородная, азотная, окислительная, восстановительная. Основ-наярольввыполненииэтихфункцияпринадлежитмикроорганизмам. Средиорганическихсоединенийвосадочныхпородахнасчиты-ваетсяболее 500 видов. СогласноА. Б. Ронову, рассеянноеорганиче-скоевеществов 200 разпревышаетзапасыгорючихископаемых. Примиграциипопораморганическоевеществоконцентрируетсякакме-сторождение. Чемдлительнеесрокконцентрациинефтиигаза, темкрупнееместорождение.
167Суммарныйэффектживоговеществазагеологическуюисториюпривелкформированиюбиогенных (каустобиолитов) иметалличе-скихместорожденийполезныхископаемых.