Геохимические критерии поисков и оценки слюдоносных пегматитов

18.08.2018
Использование геохимических критериев для поисков и оценки промышленной значимости пегматитов началось в нашей стране в 1950-х годах. Первыми объектами геохимических поисков стали редкометалльные пегматиты, в которых концентрации ряда элементов резко превышают их фоновые содержания. В 1960-х годах и позже интенсивно изучались геохимические особенности минералов мусковитовых и редкометалльно-мусковитовых пегматитов с целью их использования для оценки специализации и промышленного значения пегматитовых тел по уровням концентрации элементов.

В процессе исследований были выявлены региональные и локальные геохимические особенности пегматитов, осложняющие практическое использование геохимических критериев. Однако пегматиты различной специализации имеют ряд главных геохимических черт, не зависящих от возраста и геологического положения пегматитовых поясов и полей. Они определяются главными закономерностями процессов формирования мусковитовых и редкометалльно-мусковитовых пегматитов.

При изучении распределения элементов-примесей в минералах пегматитов выявлены прямые и косвенные геохимические индикаторы специализации пегматитов. Для слюдоносных пегматитов типичным примером прямого геохимического индикатора является бериллий. Его содержания в породообразующих минералах пегматитов пропорциональны количеству этого элемента в пегматитовых жилах и частоте встречаемости акцессорного берилла в составе пегматитов. Практическая значимость его низка из-за роста концентраций Be в неслюдоносных редкометалльных мусковитовых пегматитах.

Наибольший интерес для практического использования представляют собой элементы, являющиеся косвенными индикаторами специализации слюдоносных пегматитов. Это Ba, Sr, Pb, Rb и Cs, количества которых в кристаллической решетке минералов определяются термодинамическими параметрами процесса формирования пегматитов, что и обусловливает роль этих элементов в качестве геохимических индикаторов. В калишпате, биотите и мусковите мусковитовых пегматитов содержания двухвалентных элементов-примесей Ba, Sr и Pb выше, а одновалентных Rb и Cs — ниже, чем в минералах пегматитов других формаций. Надежность этих пяти элементов как геохимических индикаторов пегматитов хорошо подтверждается, например в тех случаях, когда в пределах одного Приольхонского пегматитового пояса с редкометалльно-мусковитовой специализацией жила мусковитовых пегматитов отчетливо выделяется повышенными содержаниями Ba, Sr и Pb и пониженными Rb и Cs во всех калиевых минералах.

Отношение Ba/Rb более контрастно отражает особенности процессов формирования минералов пегматитов, чем отношение K/Rb. Видимо, барий-рубидиевое отношение может быть достаточно универсальным геохимическим индикатором. С одной стороны, его величина резко изменяется в пегматитах различной геохимической специализации из-за различий в кристаллохимических особенностях этих двух элементов, с другой — отношение Ва/Rb отчетливо снижается от ранних минеральных ассоциаций пегматитов к поздним в связи с противоположной тенденцией в поведении Ba и Rb по мере понижения температуры и соответствующего снижения флюидного давления. Высокое значение барий-рубидиевого отношения характерно для минералов первичных ассоциаций мусковитовых пегматитов. В минералах более поздних зон этих пегматитовых тел, как и в минералах редкометалльно-мусковитовых пегматитов, оно понижено (табл. 10.1). При использовании барий-рубидиевого отношения в качестве индикатора необходимо иметь в виду, что его величина в калиевых минералах из наиболее распространенных минеральных ассоциаций все же не одинакова. Так, при сравнении различных поясов и полей слюдоносных пегматитов Восточной Сибири видно, что самые низкие его значения характерны для минералов Приольхонского пояса, самые высокие — минералов Букачанского поля (табл. 10.1), причем различие составляет для биотита 1,5 порядка, калиевого полевого шпата — 2,5 и мусковита — 3,5 порядка. Сопоставление данных по средним значениям барий-рубидиевого отношения в минералах мусковитовых и редкометалльно-мусковитовых пегматитов (ср. табл. 10.1 и 10.2) показывает, что пегматиты Приольхонского попса преимущественно относятся к редкометалльно-мусковитовым, тогда как Букачансков поле характеризуется максимальной обогащенностью минералов барием по сравнению с другими поясами собственно мусковитовых пегматитов.

Тем не менее, благодаря значительной контрастности барий-рубидиевого отношения, оно применимо в самых разнообразных геологических условиях для пегматитов любого возраста. Индийские геологи, например, показали надежность использования содержаний бария, рубидия и ряда других индикаторных элементов в полевых шпатах и слюдах для оценки специализации пегматитов. В настоящее время добыча слюды в Индии проводится исключительно из собственно мусковитовых пегматитов. Слюда редкометалльно-мусковитовых пегматитов обычно бракуется из-за пониженного качества. Поэтому определения специализации конкретных жил приобретают здесь особое значение.

В заключение необходимо отметить, что барий-рубидиевое отношение является в настоящее время наиболее удобным для практического использования геохимическим индикатором специализации и оценки промышленной значимости пегматитов. Видимо, еще более контрастным индикатором могло бы служить отношение Ва/Cs, однако низкие содержания цезия в калишпате мусковитовых пегматитов не всегда дают возможность использовать его с большой надежностью. Точность определения малых концентраций цезия (на пределе чувствительности метода фотометрии пламени) недостаточна для широкого использования этого отношения.