Последовательность минералообразования в пегматитах

16.08.2018
А.Е. Ферсман, рассматривая последовательность минералообразования в пегматитовом процессе, выделяет магматический, эпимагматический, пневматолитический, гидротермальный и гипергенный этапы. Процесс формирования собственно пегматитовых тел включает три из них — эпимагматический, пневматолитовый и гидротермальный. Эту модель пегматитового процесса использовала Н.В. Петровская для объяснения генезиса мусковитовых пегматитов Мамского пояса и особенностей процессов минералообразования в них. Дальнейшее изучение пегматитов показало, что в связи со сложностью выявления агрегатного состояния флюидов при высоких давлениях и температурах процессы, происходящие после кристаллизации расплава, правильнее объединить в единый послемагматический этап. Детальное изучение мусковитовых пегматитов привело к выводу об их гетерогенной природе. Наряду с первично-магматическими телами пегматитов, образовавшимися в процессе кристаллизации остаточного расплава, были выделены первично-метаморфические пегматиты. Следовательно, метаморфический этап закономерно является одним из этапов процесса формирования мусковитовых пегматитов. Таким образом, в этом процессе выделяются три этапа: 1) метаморфический. 2) магматический и 3) послемагматический (табл. 5.4).

На метаморфическом и магматическом этапах пегматитового процесса формировались в основном незональные тела плагиоклазового или двуполевошпатового типов и ранние зоны зональных пегматитовых тел.


Метаморфический этап. Метаморфические пегматиты формировались в результате процессов метаморфической дифференциации и гранитизации гнейсов и сланцев метаморфической толщи с последующей перекристаллизацией кварц-плагиоклазового материала. Процессам метаморфической дифференциации и гранитизации соответствует согласное залегание тел этих пегматитов, постепенные переходы на их контактах, наследование минерального состава вмещающих пород и особенности изменения состава минералов в контактовых зонах. В некоторых телах наблюдается затем образование из мелкозернистых агрегатов мелкоблоковых и неяснографических пегматитов путем перекристаллизации. Отчетливо прослеживается постепенное увеличение размеров зерен плагиоклаза и кварца и сегрегация чешуек биотита с образованием его табличек и мелких пластинок.

Магматический этап. В условиях метаморфогенного пегматитообразования в высокотемпературных зонах, где физико-химические условия соответствовали необходимым для анатексиса параметрам P и T, могли возникнуть анатектические расплавы, при кристаллизации которых образовались плагиоклазовые или двуполевошпатовые пегматиты, тогда как в относительно низкотемпературных участках метаморфической толщи в это время происходила только метаморфическая дифференциация. Л.Н. Сапожникова показала, что плагиоклазовый пегматит графической структуры образовался путем кристаллизации из расплава, соответствующего по составу кварц-плагиоклазовой эвтектике. Жилы такого пегматита залегают как среди гнейсов, так и в мраморах, и в известково-силикатных породах. Исследователи пегматитов Северной Карелии также предполагают формирование незональных плагиоклазовых пегматитовых жил путем кристаллизации из расплава, возникшего при метаморфической дифференциации (ультраметаморфизме) вмещающих пород. Тела двуполевошпатовых незональных пегматитов образовались также из магматического расплава, что подтверждается условиями их залегания, строения и состава. Значительную часть таких пегматитовых тел слагает пегматит графической структуры, в котором срастания калишпата и кварца характеризуются совместным ростом этих минералов из расплава. Присутствие ортоклаза в мелкозернистых и графических пегматитах является дополнительным признаком их магматического происхождения.

Эндоконтактовая зона аплитового и гипидиоморфно-зернистого пегматита, а также зона графического пегматита зональных тел двуполевошпатовых пегматитов образовались, как и незональные тела, путем кристаллизации из магматического расплава. Нa это указывает присутствие включений раскристаллизованного расплава в кварце графического пегматита. Кристаллизация пегматитового расплава часто заканчивалась образованием этой структурной зоны, но иногда, видимо, происходило накопление остаточного низкотемпературного расплава, из которого кристаллизовалась пегматоидная зона. Возможно, этому способствовало накопление летучих на конечном этапе кристаллизации, так что некоторые зональные тела могли полностью формироваться путем кристаллизации из расплава. В таких телах включения раскристаллизованного расплава встречены в кварце пегматоидной зоны. Видимо, минералообразование в этих телах тесно совмещалось с кристаллизацией из остаточного расплава. Таким образом, ассоциации I (эндоконтактовых зон аплита и мелкозернистого пегматита) и II (зон пегматита графической структуры) кристаллизовались на магматического расплава, на остаточных порций которого в некоторых телах формировалась зона раннего пегматоида.

Послемагматический этап. Наложенные структурно-парагенетические ассоциации послемагматического этапа образовались путем замещения ранних ассоциаций магматического или ультраметаморфического происхождения. Процесс послемагматического изменения пегматитов часто начинается развитием крупных лейст биотита и образованием апографического пегматита по графическому путем сегрегации кварца и укрупнения кварцевых вростков в калишпате. Лейсты биотита пересекают как границы структурных зон, так и границы двуполевошпатовых тел в плагиоклазовых пегматитах.

С зонами апографического пегматита пространственно тесно связаны зоны и участки кварц-мусковитового комплекса. Они характеризуются интенсивным замещением полевых шпатов кварцем и мусковитом, биотита мусковитом и микроклина плагиоклазом. Мусковит, образующийся вместе с кварцем по полевым шпатам, кристаллизуется, очевидно, одновременно с мусковитом, развивающимся по биотиту. В некоторых случаях процесс замещения биотита мусковитом опережает кварц-мусковитовое замещение, хотя интенсивность того или другого процесса определяется еще многими другими факторами. Процессы замещения обусловлены интенсивным воздействием послемагматических растворов на уже сформировавшиеся ранние зоны пегматитовых тел. При образованно кварц-мусковитового комплекса происходит кристаллизация и перекристаллизация многих акцессорных минералов: апатита, турмалина, граната, монацита. Одновременно с развитием кварц-мусковитового комплекса в его внешней зоне происходит замещение микроклина плагиоклазом № 15— 27. Многие исследователи отмечали, что величина зерен кварц-мусковитового агрегата обычно определяется размером зерен замещаемого пегматита, так что мелкокристаллический кварц-мусковитовый агрегат образуется в мелкозернистом пегматите, крупнокристаллический — в блоковом и апографическом. Иногда, однако, в апографическом пегматите наблюдается развитие разнокристаллического кварц-мусковитового комплекса с одним-двумя крупными кристаллами мусковита и рядом мелких в одном участке кварца. Это, видимо, связано с тем, что не достигнуто равновесие в процессе замещения.

Образование пегматоидных зон на послемагматическом этапе происходит главным образом в результате кварцевого замощения. При этом наблюдается иногда, что кварцевое замещение является продолжением кварц-мусковитового и происходит в тех же зонах, а «пегматоидный» мусковит обрастает по периферии слюду кварц-мусковитового комплекса. В других случаях эти процессы пространственно разобщены, и зоны кварцевого замещения занимают секущее положение по отношению к зонам кварц-мусковитового комплекса. Иногда первые отсутствуют. Такое пространственное соотношение зон кварц-мусковитового и кварцевого замещения связало, видимо, с тем, что в одних случаях пути циркуляции послемагматических растворов сохранялись на различных стадиях пегматитового процесса, в других — происходило изменение плана трещин, по которым передвигались растворы па более поздней стадии итого процесса. Эти зоны, как известно, характеризуются очень крупными размерами кристаллов минералов и их закономерным расположением в зоне, так что внешние ее части сложены блоками полевых шпатов, а внутренние — кварцевыми ядрами, а по границе полевых шпатов и кварца располагаются клиновидные кристаллы мусковита. Видимо, условия кристаллизации на фоне кварцевого замещения способствовали раздельной кристаллизации указанных минералов. Очень характерно проявление кварцевого замещения для асимметрично-зональных жил, где кварцевое гнездо находится непосредственно под экраном.

Зоны альбитизации часто приурочены к трещинам в пегматоидных зонах, а иногда они пересекают кварцевые ядра. Еще более поздние зонки растворения кварца с пустотами, выполненными горным хрусталем, поздними табличками серебристого и зеленого мусковита и друзами альбита, также занимают секущее положение в пегматоидной, реже в апографической зонах.

Таким образом, ранняя структурно-парагенетическая ассоциация зоны апографической структуры характеризуется образованием биотита и микроклина. Следующая за ней ассоциация кварц-мусковитового комплекса отличается, в первую очередь, замещением полевых пшатов кварцем и мусковитом, а также биотита — мусковитом. Eе сменяет ассоциация пегматоидной зоны, образование которой заканчивается кристаллизацией крупных кварцевых ядер. Для более поздней структурно-парагенетической ассоциации характерным минералом является альбит, а на завершающем этапе образуются зоны выщелачивания с растворением кварца и ростом друз кварца, альбита и мусковита.

Смена названных ассоциаций отражает волнообразное изменение щелочности-кислотности послемагматических растворов, так что в послемагматическом процессе можно выделить 1) раннюю щелочную стадию, 2) стадию возрастания кислотности и 3) позднюю стадию нового повышения щелочности растворов. Эти стадии образуют «волну кислотности», характерную для многих послемагматических растворов. Главной причиной такой смены кислотности растворов. видимо, являлось естественное понижение температуры от 650 до 350 °C в процессе формирования пегматитов.

Па послемагматическом этапе в зональных плагиоклазовых пегматитах происходят те же процессы замещения, что и в двуполевошпатовых пегматитах. Иx послемагматическое изменение начинается с. образования крупных лейст и пластин биотита, а иногда и блоков калишпата, метасоматически замещающего плагиоклаз. Часто развитие этих минералов в плагиоклазовых пегматитах пространственно связано с пересекающими их жильными телами двуполевошпатовых пегматитов. Наблюдается перекристаллизация плагиоклаза с образованием участков апографической структуры. Таким образом, на этой стадии послемагматического изменения плагиоклазовых пегматитов образуется, как и в двуполеношпатовых телах, парагенезис биотита и микроклина, характеризующий раннюю щелочную стадию этого процесса.

Следующим процессом изменения плагиоклазовых пегматитов является перекристаллизация плагиоклазового пегматита с образованием крупноблоковых зон пегматитовых тел. При этом часто лейсты биотита деформируются растущими блоками плагиоклаза, что указывает па относительно более поздний рост последних. Между мелкозернистыми и неяснографическими первичными пегматитами, с одной стороны, и образующимися по ним апографическими и крупноблоковыми агрегатами, с другой — наблюдаются постепенные переходы.

Перекристаллизация плагиоклазовых пегматитов непосредственно сопровождается развитием мусковита по лейстам и пластинам биотита и кварц-мусковитового комплекса по блокам плагиоклаза. В мусковите, замещающем биотит, часто наблюдаются реликты последнего, а образующиеся пластины мусковита наследуют форму изогнутых лейст и пластин биотита. При этом вновь образующиеся пластинчатые кристаллы мусковита в биотитовых лейстах и участках кварц-мусковитового комплекса не подвержены более поздним деформациям. Следовательно, эта стадия послемагматнческого замещения плагиоклазовых пегматитов завершается образованием ассоциации мусковита и кварца и характеризуется повышением кислотности послемагматнческих растворов. Во многих плагиоклазовых жилах Мамского пегматитового пояса этой стадией заканчивается процесс послемагматического минералообразования.

В плагиоклазовых пегматитовых жилах с хорошо выраженной зональностью проявлен процесс последующего изменения пегматитов, характеризующийся образованием крупных блоков плагиоклаза и кварцевых блоков, ядер, осей. Между блоками этих минералов расположены крупные пластины и иногда ельчатые и клиновидные кристаллы мусковита. Эта ассоциация характеризует стадию кварцевого замещения и образуется под воздействием растворов, отличающихся максимальной кислотностью. Жилы плагиоклазовых пегматитов с кварцевыми ядрами содержат иногда поздние альбит-мусковитовые обособления, характерные для стадии позднего повышения щелочности послемагматических растворов. Эта стадия изменения пегматитов наиболее часто наблюдается в жилах, являющихся, по существу, апофизами крупных тел двуполевошпатовых пегматитов. Да и сами зональные плагиоклазовые тела нередко являются апофизами двуполевошпатовых пегматитовых тел. Находки включений затвердевшего расплава в минералах этих пегматитов указывают на то, что отщепление их материала происходило на ранних стадиях процесса в виде расплава-раствора, богатого летучими компонентами, а иногда, возможно, раствора.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: