Метасоматические горные породы презентация

Метасоматические горные породы

Метасоматические горные породы Термин «метасоматизм» был введен в науку в середине ХIХ века немецким ученым К. Науманном для обозначения псевдоморфного замещения одних минералов другими. В современном понимании, метасоматизм (метасоматоз) – это процесс взаимодействия горных пород с фильтрующимися сквозь них жидкими фазами: многокомпонентными водными растворами, карбонатными, силикатными и другими расплавами. При этом сохраняется твердое состояние горных пород, а их химический состав меняется вследствие растворения ранее существовавших минералов и отложения на их месте новых минеральных фаз. Большое практическое значение имеют околорудные метасоматиты, пространственно связанные с рудной минерализацией.

Наиболее распространенные метаморфические преобразования горных пород сводятся к их взаимодействию с горячими водными растворами различного происхождения, которые называют гидротермальными. Наиболее распространенные метаморфические преобразования горных пород сводятся к их взаимодействию с горячими водными растворами различного происхождения, которые называют гидротермальными. Метаморфизм развивается на разных глубинах от поверхности Земли и до верхней мантии. Большая часть околорудных метасоматитов образовалась на малых глубинах, не более 3 – 4 км.

Источники гидротермальных растворов Поверхностные воды континентов: дождевая, озерная, речная и грунтовая Морские (в том числе захороненные) воды Магматогенные растворы, которые выделяются из магм мантийного или корового происхождения при их подъеме и затвердевании Метаморфогенные растворы, обусловленные дегидратацией минералов при прогрессивном метаморфизме Гидротермальные растворы могут находиться в разном агрегатном состоянии: жидком, кипящем и надкритическом. Эти растворы часто обозначаются общим термином «флюид».

Признаки метасоматических горных пород Псевдоморфное замещение одних минералов другими. Псевдоморфозы могут быть весьма разнообразны. Порфиро- и пойкилобластовые структуры Рост кристаллов в направлении, перпендикулярном трещиноватости, т.е. вдоль путей фильтрации растворов. Коррозия субстрата, блочный характер кристаллов, цепочечное расположение кристаллов и пр.

В 60-ые годы ХХ века , используя законы фильтрации и диффузии, Д.С.Коржинский разработал теорию метасоматической зональности. В основу этой теории им были положены следующие допущения: В 60-ые годы ХХ века , используя законы фильтрации и диффузии, Д.С.Коржинский разработал теорию метасоматической зональности. В основу этой теории им были положены следующие допущения: а) существование в породах тонкой и равномерной системы пор; б) постоянство объема при метасоматическом замещении; в) постоянство температуры в пределах метасоматических колонок и г) достижение химического равновесия в каждой точке колонки (скорость реакций раствора с породой выше, чем скорость просачивания раствора при инфильтрации или скорость диффузии). Характерная черта метасоматических образований - это зональность. По мере возрастания интенсивности процессов метасоматоза число минералов в каждой следующей зоне (в направлении оси колонки) уменьшается на один, вплоть до образования мономинеральных пород в осевой зоне колонки.

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Главные типы метасоматитов Грейзены Вторичные кварциты Пропилиты Листвениты Березиты Скарны

Грейзены Грейзены - это наиболее типичные метасоматические образования среднетемпературной кислотной стадии. Это кварц-мусковитовые, кварц-топазовые, существенно кварцевые породы, иногда содержащие турмалин, флюорит, касситерит, вольфрамит и другие рудные минералы. Грейзенизация представляет собою пневматолито-гидротермальный процесс, который осуществляется в кислой среде. Грейзены формируются в контактах ультракислых гранитов с кварцево-полевошпатовыми и глиноземистыми породами - песчаниками, гнейсами, сланцами и кварцитами. При грейзенизации частично или полностью выносятся щелочи, щелочные земли, иногда глинозем, и привносятся F, S, P, Cl, As, CO2, BH3, соединения Sn, W, Mo, Fe, Pb, Li, Be и другие элементы. Различают грейзены и грейзенизированные породы. Грейзены обладают лепидогранобластовой или гранобластовой структурами и имеют крупнозернистое сложение, массивные, иногда пористые и даже кавернозные текстуры. В грейзенизированных породах сохраняются реликтовые структуры исходных пород (бластогранитная, бластопсаммитовая и др.) со следами замещения первичных минералов таким минералами, как мусковит, топаз и флюорит.

Грейзены В.А.Жариков выделяет следующую зональность для грейзенов, развивающихся по гранитам: 1) неизмененный гра­нит с парагенезисом кварц + калиевый полевой шпат + оликоглаз + биотит + магнетит; 2) двуслюдяной гранит: кварц + калиевый полевой шпат + альбит + мусковит + биотит; 3) мусковитовый гранит: кварц + калиевый полевой шпат + альбит + мусковит; 4) кварц + калие­вый полевой шпат + мусковит; 5) кварц + мусковит или кварц + топаз; и 6) кварц. К своеобразным процессам грейзенизации относится привнос бора и фтора, в результате чего формируются породы, обогащенные аксинитом - (Ca,Fe2+,Mn)3Al2(BO3)[Si4O12](OH), а также датолитом, людвигитом и другими минералами, содержащими бор. По условиям залегания грейзены разделяются на околожильные и сплошной типы. В первом случае грейзенизация приурочена к зальбандам жил, во втором - развивается на участках, разбитых серией параллельных трещин, и имеет штоково-гнездовый или штокверковый характер развития. Мощность зон грейзенизации околожильного типа невелика и редко достигает 20 м. Сплошной тип грейзенизации отличается более мощным развитием. Глубина зон грейзенизации составляет 200-300 м, наибольшая глубина (1200 м) установлена в Корнуолле.

Вторичные кварциты Вторичные кварциты - специфические метасоматиты, занимающие площади до десятков квадратных километров в областях активной вулканической деятельности. Они впервые были названы и описаны в 1891 году на Урале Е.С.Федоровым и В.В.Никитиным, и подробно изучены Н.И.Наковником (1954) в Казахстане. Вторичные кварциты формируются в условиях малоглубинного, иногда приповерхностного кислотного выщелачивания за счет, главным образом, кислых и средних вулканических пород, реже они развиваются по интрузивным или осадочным породам. Они являются продуктом гидротермально-метасоматического процесса и представляют собою своеобразные породы, сложенные минеральным парагенезисом, который не встречается в других метаморфических породах. Вторичные кварциты имеют светлую сероватую или почти белую окраску, мелкозернистую структуру и массивную однородную или пятнистую, нередко пористую текстуру. В них часто сохраняется реликтовая обломочная или порфировая структура. Главными минералами, слагающими вторичные кварциты, являются кварц и серицит, реже присутствуют алунит - K2Al6(OH)4(SO4)4, андалузит, диаспор, пирофиллит - Al2[Si4O10](OH2), корунд, а также рудные минералы: пирит, гематит, сульфиды меди, свинца, цинка, золота, серебра, ртути, сурьмы и мышьяка.

Пропилиты Пропилиты образуются в процессе метасоматических изменений вулканогенных пород преимущественно андезитового, а также основного, реже кислого состава. Они окрашены в зеленые цвета различных оттенков, имеют мелкозернистую, нередко реликтовую структуру и сложены эпидотом, альбитом, уралитом, хлоритом, серицитом, карбонатами и цеолитами, иногда присутствуют кварц, адуляр, пренит и пирит. От зеленокаменно-измененных пород пропилиты отличаются наличием адуляра и сульфидов в ассоциации с карбонатами. Пропилиты развиваются самостоятельно или сопровождают вторичные кварциты. В последнем случае они отделяют вторичные кварциты от неизменных пород. С пропилитами связаны месторождения золота, серебра, свинца, цинка, меди, сурьмы, ртути и других металлов на Урале, в Средней Азии, Казахстане, Карпатах, США, Японии и Индонезии.

Березиты Березиты - это светлые мелкозернистые породы, состоящие из кварца, серицита, карбоната анкеритового ряда - CaFe(CO3)2, пирита, реже хлорита и альбита. Они образуются по кислым породам, подвергшимся воздействию растворов, богатых CO2 и S. Процесс березитизации является широко распространенным типом околотрещинного метасоматоза. По В.А.Жарикову в березитизированных породах около кварцевых жил выделяется следующая зональность: 1) березитизированный гранит-порфир: кварц + ортоклаз + серицит + альбит + хлорит + кальцит + пирит; 2) кварц + серицит + аль­бит + хлорит + кальцит + пирит; 3) кварц + серицит + альбит + анкерит + пирит; 4) кварц + серицит + анкерит + пирит; 5) кварц + серицит + пирит; 6) кварц + серицит; 7) кварц. С березитами связаны месторождения золота. Наиболее известным из них является Березовское месторождение на Урале, впервые описанное в 1842 году Г.Розе.

Листвениты Листвениты образуются при изменении ультраосновных, реже основных и карбонатных пород под воздействием растворов, обогащенных CO2. Они состоят из кварца, карбоната брейнеритового типа - MgCO3, хромовой слюдки - фуксита и пирита. Встречается также хлорит, тальк, серпентин и хромит (последние три минерала - явно реликтовые от серпентинитов, подвергавшихся лиственизации). Внешняя окраска их может быть светлой желтовато-зеленоватой. Часто за счет разложения карбонатов появляются гидроокислы железа, придающие лиственитам бурые оттенки. Листвениты обладают массивной, иногда кавернозной текстурами и гетеробластовой, мелко- и среднезернистой структурами. Характерная их форма проявления - это околотрещинные зональные изменения мощностью до 1.5 м. С лиственитами связаны месторождения золота и полиметаллов.

Скарны Скарны формируются на контактах карбонатных и алюмосиликатных пород под воздействием растворов, пришедших в зону контакта. Они развиваются преимущественно на малых и средних глубинах в контактовых ореолах интрузивных тел кислого состава с известняками. В зависимости от проникновения растворов метасоматоз может быть контактово-фильтрационным и биметасоматическим. Иногда эти процессы происходят одновременно, но в целом преобладает инфильтрационный механизм образования скарнов. Скарнами называются породы, сложенные известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами: клинопироксенами диопсид-геденбергитового ряда, гранатами гроссуляр-андрадитового ряда (Ca-Al-Fe), волластонитом, везувианом, магнезиальным оливином, флогопитом и шпинелью. Контактово-реакционные породы, содержащие в составе полевые шпаты, скаполиты, эпидот, называют околоскарновыми породами. Скарны имеют крупнозернистое строение и гетерогранобластовую, иногда фибро- и нематобластовую структуры, пятнистые или полосчатые текстуры. Скарны по алюмосиликатным породам называются эндоскарнами, а по карбонатным - экзоскарнами. По минеральному составу выделяются магнезиальные и известковистые скарны.

Магнезиальные скарны Магнезиальные скарны образуются в контактах доломитов и магнезитов с магматическими породами преимущественно гранитных интрузий. Магнезиальные скарны образуются в две стадии: более высокотемпературную магматическую и послемагматическую. Внедрение гранитного расплава сопровождается выносом во вмещающие карбонатные породы кремнезема, что сопровождается замещением доломита форстеритом и диопсидом. Если из интрузива выносится и глинозем (или его примесь была в карбонатах), то в скарнах может кристаллизоваться шпинель. Для подобных скарнов установлены следующие метасоматические зоны: 1) пироксен-плагиоклазовые породы (или околоскарновые породы); 2) пироксеновый скарн (типичный скарн со шпинелью): пироксен + шпинель + кальцит; 3) форстерит-пироксеновый скарн: форстерит + пироксен + шпинель + кальцит; 4) форстеритовый скарн: форстерит + шпинель + кальцит; 5) зона минерализованных мраморов (или кальцифиры): кальцит + форстерит + шпинель + пироксен. В магнезиальных скарнах послемагматической стадии добавляется флогопит. Снижение температуры приводит к гидратации, и вся шпинель во всех зонах замещается флогопитом. Нередко в эту стадию происходит замещение и самой интрузивной породы, в результате чего образуются эндоскарны. С послемагматической стадией магне­зиальных скарнов связано образование месторождений железа, бора и флогопитов. Флогопитовые месторождения известны на Алданском щите, в Канаде и на о. Шри-Ланка.

Известковые скарны Известковые скарны образуются в контактах интрузивных тел с известняками в послемагматическую стадию или накладываются на магнезиальные скарны. Главными минералами известковых скарнов являются клинопироксен диопсид-геденбергитового ряда и гранат гроссуляр-андрадитового ряда. Эти минеральные парагенезисы появляются в результате прохождения растворов, вызывающих биметасоматоз. При этом кальций выносится из карбонатных пород, а кремнезем и глинозем - из алюмосиликатных. Один из наиболее характерных типов зонально­сти известковых скарнов на контакте алюмосиликатной породы и известняка имеет следующую последовательность: 1) пироксен-плагиоклазовая околоскарновая порода; 2) пироксен-гранатовый эндоскарн; 3) гранатовый эндоскарн; 4) пироксеновый экзоскарн; и 5) волластонитовый экзоскарн. Биметасоматические скарны дают плащеобразные оторочки сложной морфологии мощностью до первых десятков метров, повторяющие все особенности морфологии контактов алюмосиликатных и карбонатных пород. Наиболее распространенными являются инфильтрационные тела жилообразной и трубообразной формы мощностью до 10-20 м и протяженностью до сотен мет­ров. Скарны являются средой, которая, нейтрализуя кислые растворы, благоприятствует осаждению рудных компонентов. Известны скарновые месторождения вольфрама, молибдена, меди, железа, полиметаллов, золота, а также флогопита, бора, мышьяка и других элементов. Такие месторождения находятся в Приморье и Забайкалье, на Урале и Алдане, в Средней Азии, Югославии, Южной Австралии, США и Канаде.

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Chapter 30: Metamorphic Fluids & Metasomatism

Молибденит Розетки молибденита в эпидот-гранатовом скарне.    место отбора: Хакассия. Юлия.