Фазовые отношения во фторсодержащей гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами

Е.Н. Граменицкий, Т.И.Щекина, В.Н.Девятова.

Содержание

1.ЕДИНСТВО И ЭВОЛЮЦИЯ РУДНО-МАГМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ (ОБЩИЙ ОБЗОР)

1.3 Возможная роль солевых и других флюидных расплавов

Разочарование в гидротермальных растворах как концентраторах и переносчиках рудного вещества как будто противоречит существованию месторождений в метасоматитах и жилах выполнения. Между тем многими исследователями [Спёрр, 1933; Smith , 1948; Ферсман, 1960; Ермаков, 1960; Доломанова, 1966] с давних пор предполагалось участие в образовании руд особых плотных высокосолевых сред минералообразования , которым давали разные названия: рудные магмы, растворы-расплавы, гидротермальная рапа, расплавы-рассолы и др. В наших работах используются в основном термины <флюидные расплавы> и <солевые расплавы>.

Такие среды действительно существуют в природе. Их участие в минералообразовании доказывают находки высоко концентрированных (кристалло-флюидных) включений в минералах пород и различных жил [Ермаков и Долгов, 1979; Roeder , 1981; Рейф, 1984; Reif , 2004 и др.]. Они захватываются растущими минералами и содержат кристаллы солей и водный раствор. В ряде из них определены значительные концентрации рудных компонентов и даже рудные минералы-узники.

Детальное изучение рудных и безрудных жил, а также пегматитов тоже приводит к представлениям об особых высоко концентрированных средах минералообразования. Было показано, что только редкие жилы (особенно среди высокотемпературных) образуются путем крустификации, т.е. постепенного отложения на стенках трещины растворенного вещества. Большая их часть кристаллизуется одновременно по всему объему [Чуриков, 1956], жилы иногда содержат <подвешенные> включения вмещающих пород, часто повернутые относительно первоначального залегания и перемещенные. Характерно зернистое строение с признаками одновременного появления центров кристаллизации, подобно жильным изверженным породам, и беспорядочное расположение полостей в них. К приведенным фактам можно добавить скульптурные отпечатки стенок трещин на материале выполнения жилы и факты выжимания кварцевых ядер пегматитов и силекситов во вмещающие породы [Ермаков, 1960]. Кристаллизацию пегматитов обычно представляют из особого расплава, максимально насыщенного летучими и солевыми компонентами [Ферсман, 1960; Захарченко, 1964; 1978]. Недаром А.Н.Заварицкий образно назвал пегматиты <образованиями, промежуточными между изверженными горными породами и рудными жилами>. При близости состава пегматитов с гранитами, их дифференциация имеет иную направленность и ведет к образованию кварцевого ядра и гелеобразного остатка, заполняющего занорыши, в котором иногда подвешены обломки кварца, часто со всех сторон дорастающие до идиоморфных кристаллов. На поверхности или по зонам роста в них встречаются присыпки или включения других минералов, нередко играющих роль <геологических уровней> и не оставляющих сомнений в том, что рост кристаллов происходил из вязкой жидкой среды. Ту же природу имеет <сало> миароловых пустот рудных жил [Игумнов, 1970; Anderson & Nash , 1972].

Среда минералообразования многих жил, а также пегматитов и силекситов, следовательно, имела желеобразную консистенцию и была инъецирована <в виде сильно концентрированного раствора или почти тестообразного флюида> [Спёрр, 1933]. Д.Спёрр одним из первых предположил существование подобных субстанций и назвал их рудными магмами, хотя и он признавал своим предшественником Т.Белта (работы 1861 и 1873 годов). "Жидкость, заполняющая жилы, не была водой и была слишком густа, чтобы проникнуть в боковые породы ( ), это была инъекция магмы, которая отдала воду, углекислоту и другие вещества в боковые породы и изменила последние" [Спёрр, 1933].

Факты несомненно доказывают магматогенную природу флюидных расплавов. Их появление знаменует определенный перелом в минералообразовании . Наиболее вероятным считают их отделение от магмы по механизму жидкостной несмесимости , ведущее к концентрации рудных металлов [Григорьев, Доломанова, 1964; Доломанова, 1966; Маракушев, 1979; Маракушев и др., 1983]. Представления о рудоконцентрирующей роли солевых расплавов, не смешивающихся с силикатными, развивались также в ряде работ Л.Н.Когарко и И.Д.Рябчикова. В хорошо изученной модельной гранитной и нефелин-сиенитовой системе с водой такие явления до последнего времени не были известны.

Важным моментом при физико-химическом рассмотрении природных процессов является несоответствие состава системы и продуктов ее кристаллизации . На построение минералов, слагающих магматические породы, а тем более пегматиты и жилы выполнения, пошло не все вещество среды минералообразования, что видно, например, из образования полостей (миарол, занорышей). В настоящее время это положение очевидно, хотя всего 60-70 лет назад его надо было защищать даже в отношении воды [Ниггли, 1946].

Помимо летучих компонентов (воды и углекислоты), в природных системах значительную роль играют соли , которые тоже практически не входят в состав кристаллизующихся минералов и покидают породы, вымываясь низкотемпературными гидротермами или поверхностными водами. Очень незначительные их количества, которые остаются во флюидных включениях или в составе гидроксилсодержащих породообразующих и акцессорных минералов, могут дать сведения об их содержаниях в первичной среде минералообразования. Однако, и косвенные данные о режиме таких компонентов, полученные по тонким особенностям состава минералов и их парагенезисов дают очень много. В крупных обобщениях последних десятилетий, посвященных рудоносности магматических серий, авторы [Бушляков, Холоднов, 1986; Brimhall G . H . & Crerar D . A ., 1987; Григорьев, 1997] находят связь определенных типов рудоносности именно с активностью кислорода, фтора, хлора, калия и натрия, а не с содержаниями этих элементов в магмах.

Такое вполне подвижное поведение компонентов иногда наиболее ярко проявляется в контактовых явлениях. Например, фтор и фосфор, которые содержались в пегматитовом или лейкогранитном расплаве, но почти не зафиксировались в продуктах их кристаллизации, дают обильную импрегнацию флюорита и апатита во вмещающих породах или ксенолитах, богатых кальцием. Наоборот, повышенные содержания фтора в меланократовых оторочках вокруг пегматитовых тел Волыни отражают просто большее количество биотита. Концентрации фтора в биотитах, отражающие его активность в пегматите и меланократовой оторочке, показывают прямо противоположные взаимоотношения. Приведенные соображения могут показаться слишком очевидными, однако отождествление состава систем и их продуктов является очень распространенным заблуждением, даже у опытных геологов.

Назад Содержание Вперед