Принципы систематики метасоматитов

Физическая подвижность флюидной фазы и непостоянство ее состава приводит к смещению локальных равновесий между поро­дой и раствором, зональному размещению минеральных параге­незисов, их телескопированию и в конечном итоге к неустойчиво­сти минерального состава метасоматитов. Это не только затрудняет классификацию метасоматических горных пород, но и вызывает со­мнение в том, могут ли метасоматиты вообще называться горными породами. Поэтому в существующих классификациях метасома­титов главное внимание чаще уделяют не составу отдельно взятых пород, а зональности и стадийности метасоматического процесса, связи его с магматизмом и метасоматическими формациями. Пет­рографическая типизация метасоматитов становится при этом раз­мытой, а многие описательные термины (грейзены, альбититы и т.п.) теряют определенность и относятся не к конкретным поро­дам, а к разнородным по составу метасоматическим колонкам и формациям.

Вместе с тем принцип локального химического равновесия от­крывает возможность систематики метасоматитов на более строгой петрографической основе с выделением типов метасоматических горных пород по минеральному составу и их диагностикой в образ­цах и шлифах.

Главные петрографические типы метасоматических горных по­род, возникающих на малых глубинах, перечислены в таблице 2.1. Критерием для отнесения метасоматитов к тому или иному типу слу­жит наличие минеральных ассоциаций (парагенезисов), устойчивых в относительно узких интервалах температуры и щелочности-кис­лотности гидротермальных растворов. Количественные оценки Т и рН растворов, приведенные в таблице 2.1, основаны на обобще­нии экспериментальных данных и термодинамических расчетов, ре­зультатов исследования газово-жидких микровключений, а также материалов прямых наблюдений в активных гидротермальных си­стемах. Кроме того, учтены предложенные ранее классификации от­дельных групп метасоматитов в координатах Т-рН.

	Таблица	2.1. Главные типы метасоматических	i горных пород малых глубин
Типы	Протолит	Минеральный состав	Параметры гидро-	Рудная минерализация,
метасоматитов		метасоматитов	термального	сопряженная
			раствора	с метасоматитами
			Т,°С	рН
Метасоматиты, равновесные с щелочными растворами
Фениты	1,2,3	Нефелин, калинатровый полевой	800-500	10-8
		шпат, щелочные пироксены и
		амфиболы, биотит, магнетит.
		кальцит
Содалитовые	1,2	Содалит, калинатровый полевой	600-300	9.5-8
метасоматиты		шпат, щелочные пироксены и
		амфиболы, биотит, меланит,
		кальцит
Анальцимовые	1,2	Анальцим, калинатровый поле-	350-200	9-7	Nb, Zr, Be, РЗЭ
метасоматиты		вой шпат, щелочные пироксены
		и амфиболы, хлорит, кальцит,
		флюорит
Микроклиниты		Микроклин, биотит, эгирин	600-400	8.5-7
Альбититы	1,2	Альбит, эгирин, рибекит, магне-	500-300	8-7
		тит
Эгирин-флюо-		Эгирин, флюорит, кальцит	500-300	8-7
ритовые метасо-
матиты

Эйситы	1,2,3	Альбит, кварц, хлорит, кальцит,	300-150	7-6	U,Mo
		анкерит, апатит, гематит
	Метасоматиты, равновесные с растворами	, близкими к нейтральным
Магнезиальные		Форстерит, диопсид, фассаит,	900-600	8-5.5
скарны		кальцит, шпинель, периклаз,
		флогопит, бораты				Fe,B
Известковые	1,2,3	Гроссуляр-андрадит, диопсид-	700-450	8-5.5
скарны		геденбергит, волластонит, везу-
		виан, эпидот
Кварц-калишпа-	1,2	Ортоклаз-микроклин, флогопит-	600-350	6.5-4.5
товые (биотито-		биотит, кварц,ангидрит
вые) метасома-
титы						Sn, Mo, Си
Кварц-альбито-	1,2,3	Альбит (плагиоклаз), кварц, ам-	500-300	6.5-4.5
вые (плагиокла-		фибол, биотит, везувиан, карбо-
зовые) метасо-		нат
матиты
Турмалиниты	1,2	Турмалин, кварц, серицит, хло-	500-250	6.5-3.5	Sn,W, Си
		рит
Пропилиты	1,2	Эпидот, актинолит, хлорит, аль-	350-150	6.5-4.5	Си, Zn,Pb,Au,Ag
		бит, адуляр, цеолиты, кальцит,
		пирит
Гидрослюдиты	1,2	Гидрослюды, смешаннослойные	150-50	6.5-4	Аи, U, As, Sb, Hg
		силикаты, анкерит, кварц

Окончание табл. 2.1

Примечание. Протолит: 1 — кислые магматические, терригенные породы и продукты их метаморфизма; 2 — магмати­ческие породы повышенной основности и продукты их метаморфизма, 3 — карбонатные породы

2. Систематика метасоматических

горных пород и фац

Соотношения между различными типами метасоматических горных пород отражены на диаграмме «температура-щелоч­ность-кислотность гидротермальных растворов» (рис. 2.1). Эта ди­аграмма, будучи лишь принципиальной схемой, не охватывает все­го многообразия условий формирования метасоматитов. Она представляет собой как бы одно из сечений многомерной системы, характеризующей природные метасоматические процессы, и не учитывает влияния особенностей состава растворов (отношений К+/Н+, Na⁺/H+ и др.), количества растворенной углекислоты, фу-гитивностей кислорода, серы и других факторов, каждый из кото­рых может служить основанием для более детальной классифика­ции. Если температурные пределы формирования метасоматитов изображены на рисунке 2.1 достаточно точно, то для рН показаны лишь средние величины. В действительности каждый из выделен­ных типов метасоматитов устойчив в более широких и частично перекрывающих друг друга интервалах рН.

Поскольку константы диссоциации воды и реакций гидролиза зависят от температуры и концентрации растворенных солей, абсо­лютная величина рН не может в полной мере охарактеризовать кислотность—щелочность гидротермальных растворов в интервале температур. В качестве такой меры принято отклонение от нейтраль­ного значения величины рН (а_н+ = а_он-) одномоляльного раство­ра NaCl, установленного экспериментальным путем У.Л.Маршал­лом и Е.У.Франком (1981 г.), при Р= 100 МПа. По отношению к кривой а_н+ = а_он-, нанесенной в центре диаграммы сплошной ли­нией (см. рис. 2.1), выделены области щелочных, близких к нейт­ральным и кислых гидротермальных растворов и соответственно три группы метасоматических горных пород, равновесных по отноше­нию к растворам разной щелочности-кислотности (см. табл. 2.1).

По температуре образования метасоматиты разделены на низ­ко-, средне- и высокотемпературные. Эти градации в значительной мере условны. Граница между низко- и среднетемпературными ме-тасоматическими горными породами (300 "С) приблизительно сов­падает с верхним пределом устойчивости глинистых минералов, а граница между средне- и высокотемпературными метасоматита-ми (500 "С) - с нижними пределами устойчивости форстерита, эгирин-авгита, нефелина и ряда других минералов. Высокотемпе­ратурные метасоматиты образуются под воздействием гидротер­мальных растворов, которые находятся в надкритическом состоя­нии.

. Петрография и петрология метасоматических горных пород

Рис. 2.1. Систематика метасоматических горных пород, по Н.Ю.Бардиной и В.С.Попову [1991]

2. Систематика метасоматических горных пород и фа