Главные факторы, определяющие поведение элементов в пегматитовом процессе

Из предыдущего материала можно сделать некоторые выводы о закономерностях распределения элементов в мусковитовых и редкометалльно-мусковитовых пегматитах, об их поведении в процессах формирования и изменения пегматитов на послемагматическом этапе.

Как мы видели, одним из главных геохимических факторов является состав исходных пород. Речь может идти и о преимущественно метапелитовом характере подвергающихся метаморфизму пород, и об обогащенности их глиноземом, и о наличии в них тех или других летучих компонентов, которые определяют ход процессов метаморфизма, величину флюидного давления и связанную с этим специализацию образующихся расплавов. С другой стороны, состав исходных пород определяет в значительной мере региональные особенности в содержаниях малых элементов, заимствующихся из метаморфических пород при образовании расплавов или на послемагматическом этапе, когда идет активный обмен компонентами пегматитов и вмещающих пород.

Другим важным фактором, определяющим содержание элементов в пегматитах, является уровень метаморфизма исходных пород, задающийся прежде всего величинами давления и температуры во время главного цикла метаморфических преобразований. Прежде всего, от уровня метаморфизма зависит сама возможность возникновения мусковитовых и редкометалльно-мусковитовых пегматитов. Ho и различия между этими двумя формациями определяются главным образом разным давлением на начальном этапе кристаллизации пегматитов из расплава или раствора. На возможность непосредственного влияния давления на преимущественное вхождение тех или иных элементов в кристаллические решетки минералов обращалось внимание уже давно. Степень влияния этого фактора оспаривалась некоторыми исследователями. Тем не менее на многочисленных фактах показано, что различия в уровне концентрация Ba, Sr, Rb и Cs в калиевых минералах пегматитов определяются именно разным давлением начала процесса. Давление является главным фактором геохимической специализации пегматитов. Различия по температуре здесь несущественны, поскольку они не выходят за пределы ошибки существующих методов ее определения.

Фактор кристаллизационной дифференциации пегматитового материала сказывается в образовании первичной зональности двуполевошпатовых тел и в разделении по зонам основной массы петрогенных и малых элементов. При этом только состав эндоконтактовых мелкозернистых оторочек может с той или иной степенью приближения свидетельствовать о составе исходного расплава. Основная часть графической и блоково-графической зон, как и первичная пегматоидная зона, связывала в своем составе только Si, Al, К и Na вместе с их элементами-примесями, а остальные петрогенные компоненты накапливались в остаточном флюиде. Количество слюд и акцессорных минералов в первичных зонах невелико. Главная масса их образовалась на различных стадиях послемагматического этапа.

Нa послемагматическом этапе образования и изменения пегматитов главными факторами становятся температура и функционально связанная с ней кислотность-щелочность растворов. Показанное Д.С. Коржинским закономерное волнообразное изменение кислотности послемагматических растворов гранитоидов проявляется и в слюдоносных пегматитах. Сравнение генераций минералов, образовавшихся на разных стадиях послемагматического процесса, показывает, что концентрации элементов-примесей в минералах и их соотношения обычно четко коррелируются с изменениями pH растворов.

В зависимости от степени открытости системы на послемагматическом этапе возможны разные ситуации во взаимодействия факторов, определяющих уровни концентраций элементов в конкретных пегматитовых телах. В открытой системе, обеспечивающей циркуляцию больших объемов наложенных растворов, преобладает действие фактора кислотности-щелочности. Oнo проявляется и в самих пегматитах, и в окружающих ореолах измененных пород. В закрытой системе с автометасоматическим типом преобразований, который характерен для большинства редкометалльно-мусковитовых пегматитовых тел, наряду с уровнем pH большое значение приобретает фактор концентрации элемента. Например, постепенное накопление Rb и Cs в растворах при гидролизе калишпата может привести к росту содержаний этих элементов в минералах зон кварцевого замещения, хотя в открытых системах происходит уменьшение содержаний Rb и особенно Cs в калишпате и мусковите этих зон. Возможны, разумеется, и комбинированные случаи, когда после процессов стадии возрастания кислотности, происходящих в открытой системе, дальнейшие процессы протекают в условиях закрытой системы.

Упомянутые выше открытость и закрытость системы относятся только к сериям относительно небольших пегматитовых жил, к условиям циркуляции в них послемагматических растворов. Если же говорить о пегматитовом поле или о пегматитовом поясе в целом, то в геологическом и тектоническом смысле гранитные пегматиты образуются в условиях закрытой системы, когда летучие компоненты не удаляются, а определяют флюидное давление и в пегматитах, и в окружающих их метаморфических породах. Современное изучение свидетельствует о практической идентичности термодинамических параметров Р и T в пегматитах и во вмещающих породах при явном сверхдавлении по отношению к величине возможного литостатического давления в данных геологических условиях. Подчеркнем, что такое сверхдавление наблюдается в больших объемах, соизмеримых по масштабам с размерами пегматитовых поясов и полей.

Другими проявлениями тектонического фактора являются длительность процессов минералообразования и различное сочетание их различных стадий в конкретных пегматитовых телах и их сериях. Даже при сравнении материалов для всей планеты невозможно найти две пегматитовые жилы, которые можно было бы назвать близнецами. Они всегда в той иди иной мере различаются по форме, размерам, строению и составу. Подчеркнем еще раз, что большинство пегматитовых тел, как первично-метаморфических, так и первично-магматических, вообще не подвергались изменениям после образования. Другие тела испытали процессы перекристаллизации и метасоматоза только на ранней щелочной стадии и поэтому тоже не содержат крупных скоплений мусковита. Наиболее активные процессы метасоматоза стадии возрастания кислотности привели к формированию наиболее важных в промышленном отношении слюдоносных зон в двуполевошпатовых пегматитах и всех плагиоклазовых пегматитах с мусковитом. Более поздние процессы кварцевого замещения проявились уже в ограниченной части жил, а образование минералов стадии нового повышения щелочности — только в единичных пегматитовых телах.

Минералогическая и геохимическая близость процессов альбитизации в мусковитовых и в редкометалльно-мусковитовых пегматитах обусловлены главным образом сходством PT параметров на соответствующих стадиях минералообразования. Ho если в мусковитовых пегматитах эта стадия развита слабо и завершает послемагматический этап, то в редкометалльно-мусковитовых пегматитах альбитизация является одним на главных процессов, в течение которого формируется мусковит. Вот почему редкометалльно-мусковитовые пегматиты содержат в основном низкокачественную слюду и на современном этапе не представляют серьезного практического интереса как источники мусковита.