Кварц-плагиоклазовые метасоматиты

⇐ ПредыдущаяСтр 31 из 43Следующая ⇒

К кварц-плагиоклазовым метасоматитам относятся породы, в которых преобладают плагиоклаз и кварц.

Исходные породы — известковые, реже магнезиальные скарны.

Условия залегания метасоматитов. Кварц-плагиоклазовые метасоматиты широко распространены на скарново-редкометальных месторождениях, где они залегают в экзо- и эндоконтактах грани-тоидных массивов.

Минеральный состав. Главными минералами апоскарновых метасоматитов являются плагиоклаз, кварц, реже пироксен, фанат, амфибол и везувиан. Второстепенные и акцессорные минералы представлены шеелитом, апатитом и сфеном.

Состав плагиоклаза колеблется от олигоклаза до битовнита (Аn₇₅), но чаще всего соответствует андезину. Самые кислые плагиоклазы характерны для метасоматитов, образованных по около-скарновым породам, а наиболее основные — для измененных вол-ластонитовых скарнов.

Пироксены метасоматитов относятся к ферросалиту и геденбер-гиту. Они отличаются от пироксенов исходных скарнов повышенной железистостью и марганцовистостью: содержание геденбер-гитовой молекулы колеблется от 40 до 100 мол.%, а иогансенитовой составляющей — от 5 до 10 мол.%.

Гранат относится к андрадит-гроссуляровому ряду и так же, как пироксен, обладает повышенной железистостью по сравнению с фанатом из скарнов.

Амфибол представлен тремолитом и актинолитом.

Шеелит является постоянным минералом апоскарновых метасоматитов. Как правило, он представлен двумя генерациями. Ранний шеелит содержит примесь СаМоО₄, которая в позднем шеелите отсутствует.

Стадийность и зональность метасоматитов. Метасоматические преобразования скарнов начинаются с замещения светло-коричневого фаната поздней красно-бурой разновидностью с большим со-

__________ ■/. Метасоматиы, равновесные с нейтральными растворами __

держанием андрадитового минала, что хорошо распознается в образцах, так как поздний гранат заполняет прожилки или образует оторочки вокруг зерен раннего граната. За счет избытка гроссуля-ра, возникающего в результате этой реакции, появляются мелкие зерна Лабрадора. С нарастанием метасоматизма зональные скарно-вые фанаты избирательно замещаются пироксеном и плагиоклазом, при этом плагиоклаз образуется по существенно гроссуляровым, а пироксен по андрадитовым зонам.

Усиление процесса сопровождается понижением основности плагиоклаза, увеличением роли кварца и уменьшением общего числа минералов.

Геологические соотношения доказывают синхронность апос-карновых метасоматитов со столь внешне несхожими кварц-кали-шпатовыми и кварц-альбитовыми метасоматитами. Описаны случаи, когда оба типа новообразований развиваются вдоль одной трещины, пересекающей фаниты и известковые скарны.

Зональность кварц-плагиоклазовых метасоматитов была изучена Н.Г.Зиновьевой и Е.Н.Граменицким (1976 г.) на Южном Тянь-Шане и Северном Кавказе. Тыловые зоны колонок, образующихся по скарнам, как правило, сложены плагиоклазом (Аn₄₀_₅₀) и кварцем.

Ниже приводится строение экспериментальной колонки кварц-плагиоклазовых метасоматитов, полученных по фанатовому (фос-суляровому) скарну.

0. Гроссуляр

1.Гр + Пл + Пи + Мт

2. Пл + Кв + Пи + Мт

3. Пл + Кв + Мт

4. Пл + Кв

Плагиоклаз зоны 4 представлен Лабрадором.

4.2.3. Физико-химические условия формирования метасоматитов

Первоначально кварц-полевошпатовые метасоматиты относились к высокотемпературным образованиям кислотной стадии (Жариков, 1961 г.). Последующее изучение газово-жидких включений показало, что минералы этих метасоматитов могут формироваться в интервале температур от 300 до 600-700 "С. В реликтовых флюидах, как правило, отмечается высокая концентрация солей, главным образом хлоридов, содержание которых нередко достигает

Часть У. Петрография и петрология метасоматических горных пород

40-50 мол.%. По сути дела жидкая фаза была представлена высококонцентрированным раствором с плотностью 0.73-0.95 г/см³. Наряду с рассолами отмечены включения менее плотной надкритической водноуглекислой среды, иногда содержащей примесь сероводорода. Изотопный состав аргона из флюидных включении свидетельствует о том, что в постмагматическом минералообразо-вании принимали участие не только магматические, но и вадоз-

ные воды.

Экспериментальное изучение минеральных равновесий в системе KCl-HCl-Al₂O₃-SiO₂-H₂O (рис. 4.3 и 4.4) подтвердило, что область устойчивости парагенезисов кварц-полевошпатовых метасо-матитов соответствует температурному интервалу от 300 до 650 °С. Образование калишпата зависит главным образом не от температуры и давления, а от изменения отношения а_к+/а_H-- в растворе (см. рис. 4.4). По расчетам, формирование кварц-кал ишпатовых метасо-матитов происходит при рН > 4, если a_к+ = 0.1. Повышение активности калия на порядок смешает это значение на единицу в более кислую область, а понижение, наоборот, в более щелочную.

Колонки кварц-калишпатовых метасоматитов в экспериментах Г.П.Зарайского и его сотрудников [1984] были получены при cле-

Рис. 4.3. Диаграмма состояния системы КС1-НС1-А1₂О₃-SiO₂-H₂O в зависимости от температуры и величины отношения валовых концентраций КС1 и НС1 при Р_о6ш = = 100 МПа, по Г.П. Зарайскому и др. (1981 г.)

4. Метасоматиы, равновесные снейтральными растворами

Рис. 4.4. Диаграмма состояния системы KCI-HCI-AL₂O₃-SiO₂-Н₂О в зависимости от T и l g(a_K-/a_H.) при P_общ = 100 МПа. рассчитанная на основании концентрационной диаграммы (рис. 4.3), по Г. П.Зарайскому идр. (1981 г.)

дующих условиях: Т= 350-600 °С, Р= 100—145 МПа, X_CO2 = 0.01—0.2

и lg(KCl/HCl) от 1.5-2.0 до 5 и более (см рис. 4.3). Возможные изменения рН в этих условиях составляют 3.7-6.4 и более. В хлорид-ные растворы в большинстве экспериментов добавлялась аморфная кремнекислота. В случае ее отсутствия возникали не кварц-калиш-патовые, а калишпат-биотитовые метасоматиты.

По экспериментальным данным, образование квари-альбито-вых метасоматитов по гранитоидам происходит в интервале температур 300-500 °С при рН = 4.7-6.3 (1.0mNaCl).

Моделирование метасоматической колонки по гранатовому скарну [Граменицкий, Зиновьева, 1984] было проведено в близких условиях: Т= 550 °С, Р= 100 МПа; состав растворов: 0.5mNaCl, 0.5mHCl, 0.45mFeCl₂; добавлен аморфный кремнезем в количестве 0.2 г, время опыта 330 ч.

Итак, кварц-полевошпатовый метасоматизм протекает в близ-нейтральных (слабокислых) условиях, при температурах от 300-500 "С для кварц-альбитовых и от 350 до 600 °С для кварц-ка-

______ Часть V. Петрография и петрология метасоматических горных пород_____

лишпатовых пород под воздействием насыщенных SiO₂ хлорид-ных K-Na растворов, содержащих углекислоту и серу; рН колеблется от 4.5 до 6.5.

4.2.4. Распространенность и рудоносность метасоматитов

Кварц-калишпатовые метасоматиты широко распространены в подвижных поясах докембрийского и фанерозойского возраста, где они сопровождают гранитоидные плутоны. Эти метасоматиты часто возникают при гидротермальном изменении малых порфировых интрузивов кислого состава и сопровождаются прожилково-вкрапленным медным и молибденовым оруденением. Медно-и молибден-порфировые месторождения, сопряженные с кварц-ка-лишпатовыми метасоматитами, известны в Казахстане, Средней Азии, на западе США и в других рудных провинциях. На многих сульфидных месторождениях встречаются и кварц-альбитовые метасоматиты.

С апоскарновыми кварц-плагиоклазовыми метасоматитами связаны месторождения шеелита и молибденита (Лянгар в Средней Азии, Тырныауз на Северном Кавказе); реже встречаются кассите-ритовая и сульфидная минерализация (Майхура). Главная масса руды в метасоматически измененных скарнах синхронна с околорудным метасоматизмом, что подтверждается структурными взаимоотношениями породообразующих и рудных минералов и температурой образования шеелита (320-550 °С), совпадающей с температурным интервалом формирования кварц-полевошпатовых метасоматитов. Одной из главных причин рудоотложения, видимо, является уменьшение кислотности растворов при их взаимодействии со скарнами и вследствие этого понижение растворимости рудных компонентов.

Пропилитовая фация

К пропилитовой фации относятся продукты низкотемпературного метасоматизма, сформированные при Т= 150-300 °С под воздействием близнейтральных (рН = 5-8) хлоридно-углекислых растворов, содержащих щелочные металлы (К⁺, Na+) и сульфид-ионы. Наиболее распространенными породами фации являются пропи-литы, гидрослюдиты, эйситы и значительная часть турмалинитов.

4. Метасоматиы, равновесные с нейтральными раствора

Описание эйситов, образующихся в слабощелочных условиях, приведено в разделе 3.3. Турмалиниты, возникающие при наличии бора в растворах, относятся к полифациальным породам и формируются при T-рН условиях не только пропилитовой, но и фил-лизитовой фации (см. ниже).

Пропилиты

Пропилиты — метасоматические горные породы зеленокамен-ного облика, широко распространенные в ореолах различных гидротермальных месторождений. Характерными минералами про-пилитов являются альбит, хлорит, кальцит, эпидот и актинолит.

Термин пропилит (propilos — в переводе с греческого «идущий впереди») был впервые введен в науку в 1868 г. Ф.Рихтгофеном для зеленокаменно-измененньгх андезитов третичного возраста, вмещающих золото-серебрянные месторождения Невады (США) и Венгрии. В 1882 г. Г.Ф.Беккер установил, что эти породы образовались метасоматическим путем.

Исходные породы. Пропилиты, как правило, образуются по магматическим породам среднего и основного составов и продуктам их размыва. Реже пропилитизации подвергаются ультраосновные и кислые породы, а также карбонатный протолит.

Условия залегания метасоматитов. Пропилиты распространены в разных геологических обстановках, главным образом, в острово-дужньгх вулканических поясах и ареалах орогенного магматизма на континентах. Пропилиты формируются на глубинах 0.3-3 км; преобладают малоглубинные образования (< 1 км), связанные с вулканической деятельностью. Пропилиты залегают в виде крупных массивов, вытянутых вдоль разрывов зон, стратиформных залежей и занимают площади от 1—2 до сотен квадратных километров. Кроме того, пропилиты постоянно ассоциируют с серицитолитами, аргиллизитами, вторичными кварцитами и другими гидротермально-измененными породами, слагая внешние зоны метасоматичес-ких колонок.

Минеральный состав. Главные новообразованные минералы пропилитов, развитых по магматическим породам среднего и основного составов, представлены альбитом, эпидотом, хлоритом, ак-тинолитом, кальцитом, пиритом; в пропилитах, формирующихся по кислым породам, появляются альбит, кальцит, биотит, адуляр и кварц, а при изменении ультраосновных и карбонатных пород —

______ Часть У. Петрография и петрология метасоматических горных пород_____

уралит, серпентин, тремолит, магнезит и брейнерит. Пропилиты постоянно содержат реликтовые минералы, часто в значительных количествах.

Плагиоклаз пропилитов — альбит (Аn_0-5), реже олигоклаз (до An₂₀)- образуется при замещении исходного основного или среднего плагиоклаза. Для альбита характерно неупорядоченное структурное состояние: степень упорядоченности варьирует от 0 до 0.3, что позволяет отнести минерал к так называемому высокому альбиту, устойчивому в широком температурном интервале. Альбит оптически отрицателен и обладает большим углом оптических осей 2V=- (82-86)°. Кислый плагиоклаз развивается по исходному полевому шпату в виде тонких прожилков по трещинам спайности и катаклаза и обычно обладает такой же оптической ориентировкой, что и первичный плагиоклаз. При нарастании процесса сеть трещин сгущается, объем новообразованного минерала увеличивается вплоть до образования неполных или полных псевдоморфоз альбита по плагиоклазу; при этом двойниковое строение обычно исчезает.

Эпидот встречается в виде рассеянных зерен или слагает прожилки; в более глубинных условиях иногда формируются линзы и маломощные тела кварц-эпидотовых и эпидотовых пород. На глубинах менее 500 м эпидот обычно не встречается. Железистость минерала — Fe⁺³/(Fe⁺³+Al⁺³) колеблется от 0 до 40 мол.% и чаще всего составляет 14-40 мол.%. В пропилитах выделяются две генерации эпидота: ранний, метасоматически замещающий вкрапленники плагиоклаза и цветных минералов, и поздний, выполняющий прожилки и поры. Поздний эпидот обладает большей железистостью по сравнению с минералом первой генерации. Эпи-доты разного состава отличаются оптическими свойствами.

Карбонат представлен кальцитом; Fe-Mg карбонаты для пропилитов не характерны и отмечаются только в пропилитизирован-ных ультрабазитах.

Адуляр обнаружен в пропилитах по риолитам и дацитам, где он образует псевдоморфозы по вкрапленникам плагиоклаза. В малоглубинных пропилитах он обладает аномальными оптическими свойствами: необычно малым углом оптических осей, который меняется в разных частях кристаллов, и пламеневидным (неоднородным) строением, связанным с различной степенью упорядоченности минерала.

Цеолиты представлены ломонтитом, натролитом, реже аналь-цимом, стильбитом и гейландитом. Наиболее обычен ломонтит, за-

4 растворами

4. Метасоматиы, равновесные с нейтральными

мешающий вкрапленники плагиоклаза и образующий бесцветные или розоватые призматические кристаллы или пятнистые выделения в полевом шпате. Минерал легко определяется по низкому показателю преломления (n = 1.52), совершенной спайности в трех направлениях, отрицательному оптическому знаку, малому углу оптических осей, двойниковому строению, значительному (для группы цеолитов) двупреломлению (n_g- n_p= 0,012) и отрицательному удлинению.

Химический состав. Пропилитизация сопровождается уменьшением содержаний Са, а на заключительных стадиях также Fe⁺², Fe⁺³, Mg и Na. Содержания Si и К при усилении метасоматизма несколько возрастают по сравнению с исходными породами.

Внешний сблик. Пропилиты — светло-зеленые, зеленовато-серые породы, обладающие реликтовыми текстурами.

Микроструктуры. Даже при интенсивной пропилитизации всегда сохраняются реликты магматических структур исходных вулканитов и интрузивных пород: бластогранитной, бластокластической, бластопорфировой, бластопилотакситовой, бластогиалопилитовой и бластомикролитовой структур, а также обломочное строение первичных осадочных пород.

Стадийность и зональность метасоматитов. Метасоматические преобразования эффузивов прежде всего захватывают вулканическое стекло и темноцветные минералы, причем первым становится неустойчивым оливин. Позднее замещаются плагиоклазы и, наконец, ортоклаз; последний часто сохраняется как реликтовый минерал. Плагиоклаз разрушается раньше роговой обманки и магнетита. По цветным минералам развиваются псевдоморфозы хлорита и кальцита, эпидота или актинолита. Плагиоклаз замещается альбитом, эпилогом или ломонтитом. Одновременно происходит заполнение пустот в вулканитах теми же новообразованными минералами. Ассоциации минералов в миндалинах разнообразны: кварц + кальцит + эпидот ± пренит; актинолит + эпидот + пренит; хлорит + кальцит ± альбит и др.

Ранние метасоматические образования пересекаются прожилками, формирование которых завершает главную фазу пропилитизации. Прожилки обычно сложены моно- и биминеральными ассоциациями: эпидотом, кальцитом, кварцем, кварцем и пиритом, эпилогом и пиритом, кварцем и эпидотом, серицитом и эпидотом, серицитом и кварцем. Развитие кварц-серицитовых, эпидот-сери-цитовых и кварц-пиритовых прожилков свидетельствует о поступлении поздних кислотных растворов.

Часть У. Петрография и петрология метасоматич еских горных пород

Итак, последовательность минералообразования при пропи-литизации такова: хлорит, эпидот, актинолит →ломонтит, альбит, кальцит →эпидот, кварц, пирит.

Метасоматическая зональность в пропилитах проявлена неотчетливо. Это объясняется низкой температурой, при которой скорость метасоматических реакций мала, и полное равновесие, как правило, не достигается. Лишь в наиболее глубинных пропилитах в тыловых зонах колонок возникают жило- и линзообразные тела, нацело сложенные новообразованными минералами: эпидотом или эпидотом и кварцем.

Ниже приводится метасоматическая колонка пропилитов, описанная ВАЖариковым [1968] в районе Карамазара (Средняя Азия):

0. Измененный гранодиорит

1. Кв + Орт + Эп + Хл + Пир + Ка

2. Кв + Орт + Эп + Хл + Пир
З.Кв + Эп + Хл

4. Кв + Эп

5.Кв

Оруденение (особенно золото-серебряное), как правило, занимает внутреннее положение в ореоле измененных пород, тяготея к зонам наиболее интенсивной гидротермальной проработки.

4.3.2. Гидрослюдиты

Гидрослюдиты развиваются по гранитам и другим породам алю-мосиликатного состава. Они формируются в малоглубинных условиях и образуют ореолы, достигающие десятков-сотен метров в ширину. Размещение метасоматитов контролируется системой разрывных нарушений и зон трещиноватости.

Метасоматиты сложены гидрослюдами, смешаннослойными силикатами, кварцем и реже анкеритом. В зонах слабого изменения появляется хлорит.

По составу октаэдрических катионов гидрослюды, близкие к мусковиту, характеризуются избытком воды и дефицитом калия. Сме-шаннослойные силикаты относятся к группе слюда-монтмориллонит. Как показывают эксперименты и термодинамические расчеты, смешаннослойные силикаты и гидрослюды устойчивы при Т< 300 °С; при нагревании они замещаются серицитом.

Гидрослюдиты имеют светло-зеленую окраску и мелкокристаллическое плотное строение. Встречаются пятнистые метасома-

льными раствора

4. Метасоматиы, равновесные с нейтра

титы с участками белого и зеленого цветов. Микроструктура пород гранолепидобластовая, местами реликтовая.

О.А.Андреевой и др. (1979 г.) описана метасоматическая зональность в гидрослюдитах, развитых по биотитовым гранитам-

0. Гранит: Кв + Олиг + Кш + Би

1.Кв + Кш + Ол + Хл + Гс

2. Кв + Кш + Аб + Гс + Анк

3. Кв + Кш + Гс + Анк

4. Кв + Гс + Анк

5. Кв + Гс

6. Кв

Мощность зоны 5 колеблется от нескольких сантиметров до 10—20 м. Зона 6 проявлена редко.

Гидрослюдиты трудно отличимы от низкотемпературных мета-соматитов кислотной стадии — аргиллизитов и березитов, однако для березитов не типичны гидрослюды и смешаннослойные силикаты, а в аргиллизитах преобладают глинистые минералы, отсутствующие в гидрослюдитах.

4.3.3. Физико-химические условия формирования метасоматитов

Большая часть минеральных парагенезисов образуется под воздействием близнейтральных растворов, нагретых до температуры 150—400 "С; главные составляющие растворов: К, Na, Cl, SO₄; доля углекислоты в растворах высокая, рН колеблется от 3-4 до 7. В приповерхностных и субвулканических условиях существенна роль вадозных вод, что сильно влияет на изменение кислотности—щелочности растворов, минеральный состав возникающих ассоциаций, характер их распределения и морфологию пропилитовых тел. Возможно, что растворы, формирующие хлоритовые и кварц-хлоритовые разности пропилитов, имели коллоидный характер. На это указывают коломорфные агрегаты кварца и хлорита, которые встречаются в пропилитах зон дробления.

Метасоматические колонки эпидотовых и альбитовых пропилитов получены экспериментально при следующих условиях: Т < 300-500 °С, Р= 100-200 МПа. Параметры растворов: рН = 4.7-6.3; Х_со2 = 0.05-0.20; lg(mNaCl/mHCl) = 4.0-6.2 при избытке SiO₂(Г.П.Зарайский и др., 1984 г., 1986 г.). Итак, пропилитизация наиболее вероятна в следующих физико-химических условиях: Т= 150-350 "С, Р= 50-200 МПа, растворы нейтральные или сла-

Часть У. Петрография и петрология метасоматических горных пород_____

бо кислые, рН = 4.5-6.5 при среднем значении 5.5; Х_со2= 0.05-0.2, в растворах доминируют ионы К⁺, Na⁺, Cl, SO₄.

Гидрослюдиты образуются под воздействием более низкотемпературных растворов (Т= 50-150 °С). Они характеризуются нейтральной или слабо кислой реакцией, (рН = 4.0-6.5) и существенно натриевым составом.

Пропилиты близки по минеральному составу к метаморфическим породам фации зеленых сланцев, альбит-эпидотовым роговикам, спилитам и другим породам, связанным с метаморфизмом погружения. Наиболее четкие различия существуют между пропилитами и породами регионального метаморфизма нагревания.

Во-первых, пропилиты занимают более ограниченные площади по сравнению с зелеными сланцами и, как правило, приурочены к тектоническим нарушениям и субвулканическим интрузивам. Во-вторых, минеральные ассоциации фации зеленых сланцев более разнообразны по сравнению с пропилитами, для которых не характерны биотит и фанат. В-третьих, для пропилитов не типичны сланцеватые текстуры, свойственные породам регионального метаморфизма.

Менее очевидны различия между пропилитами и породами метаморфизма погружения. Правда, в пропилитах отсутствуют такие барофильные минералы, как пумпеллиит, лавсонит и глаукофан, но довольно обычны цеолиты и пренит. Метаморфизм погружения развивается в присутствии существенно натриевого водного флюида, а пропилитизация обусловлена воздействием растворов с повышенной активностью калия (а_к+ > o_Na+) и углекислоты. Поэтому в пропилитах обычны адуляр и серицит, но отсутствуют обогащенная натрием слюда (парагонит) и глаукофан, распространенные в метаморфических породах.

При изучении низкотемпературных изменений вулканитов, описываемых как зеленокаменное перерождение, обычно устанавливаются минеральные ассоциации пренит-пумпеллиитовой, аль-бит-эпидот-роговиковой и пропилитовой фаций.

⇐ Предыдущая 26 27 28 29 303132 33 34 35 Следующая ⇒

Date: 2016-06-07; view: 1243; Нарушение авторских прав
Понравилась страница? Лайкни для друзей:

mydocx.ru - 2015-2024 year. (0.022 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию