Калиевые полевые шпаты как составляющие пегматитов

20.08.2018
Калиевый полевой шпат — один из наиболее распространенных и информативных минералов. Он присутствует в подавляющем большинстве минерально-парагенетических типов практически любого эволюционного ряда пегматитов. Большинство минеральных комплексов пегматитовых тел от эндоконтактовых оторочек до кварцевых ядер обычно содержит Кпш. В пегматитах встречаются Кпш о любой степенью структурной упорядоченности — от ортоклаза до максимального микроклина. He обнаружен лишь санидин.

В пегматитах Завитинского поля преобладает ортоклаз (Ар=0,18-0,22; Az=0,59-0,68), а в пегматитах того же литиевого эволюционного ряда на месторождении Тастыг все калишпаты представлены высокоупорядоченным микроклином со средним значением Ap=0,97. Столь существенные различия можно было бы связать с разным возрастом пегматитов — мезозойским для Завитой и нижнепалеозойским для Тастыга. В пользу этого свидетельствует также резкое преобладание ортоклазов в мезозойских тантал-бериллиевых пегматитах Дурулгуевского и Кулиндинского полей. Однако калишпаты мезозойского Намангутского поля сподуменовых пегматитов представлены промежуточными и максимальными микроклинами (Ар=0,43-0,90). По мнению этих и многих других авторов, решающим фактором, определяющим степень триклинной упорядоченности Кпш, были скорость кристаллизации и режим последующего охлаждения, зависящие от температурного градиента.

В докембрийских пегматитах преобладают упорядоченные микроклины, но наряду с ними встречаются и неупорядоченные моноклинные калишпаты, причем последние характерны, в частности, для комплексных пегматитов, в которых Кпш содержит аномально высокое количество Rb и Cs. Как известно, последние оказывают тормозящее влияние на процессы упорядочивания структуры полевых шпатов. Реализация этого влияния зависит от физико-химических условий образования Кпш и интенсивности воздействия упорядочивающих факторов.




В настоящее время накоплен обширный материал об особенностях состава калишпатов из редкометалльных пегматитов. Однако степень изученности пегматитов разных эволюционных рядов различна. Литиевый и комплексный эволюционные ряды сподуменовой подформации наиболее изучены, тогда как пегматиты петалитовой подформации — гораздо слабее, а для некоторых рядов пегматитов данные по калишпатам вообще отсутствуют.

В табл. 5.1 приведены сведения о геохимических особенностях и структурном состоянии Кпш из большинства охарактеризованных ранее полей и месторождений. В изложенной ниже характеристике Kшп использованы также не вошедшие в таблицу литературные и неопубликованные материалы авторов. Средние содержания натрия в неизмененных Кпш из разных типов пегматитов колеблются от 1,15 до 2,16 %. Максимальные его количества характерны для начальных членов тантал-бериллиевого и литиевого эволюционных рядов пегматитов сподуменовой подформации. При этом от начальных к конечным членам этих рядов наблюдается закономерное снижение количеств а натрия, а следовательно, и примеси альбитового компонента в Кпш (Дурулгуевское, Колмозерское, Завитинское поля). Содержание натрия <1,0 % связано с процессами перекристаллизации и очищения Кпш от пертитовых вростков альбита, а>2,3 % — с альбитизацией и невозможностью полного отделения наложенного альбита при пробоподготовке.

Из элементов-примесей в Кпш наиболее информативными являются Li, Rb, Cs и Tl. Вариации их содержаний в Кпш разных типов пегматитов достигаю двух порядков (см. табл. 5.1). В зональных пегматитовых телах наблюдается закономерный рост количества названных элементов от ранних к поздним генерациям Кпш. Так, в концентрически зональной пегматитовой жиле 3 месторождения Коктогай в Кпш из кварцевого ядра больше Li, Rb и Pb в 3 раза, а Tl и Cs соответственно в 7 и 13 раз по сравнению с Кпш из графической зоны. При этом Ba и Sr остаются примерно на одном уровне (табл. 5.2). Установлено также, что в пределах крупных конусовидных кристаллов Кпш в направлении от ранних к поздним зонам роста увеличивается содержание Rb, Cs, иногда Li и Pb, а Na, Ba и Sr уменьшается.

В пегматитах Восточного Саяна, особенно на Вишняковском месторождении, широко проявлен процесс кварц-альбитового замещения Кпш. На его начальной стадии происходят упорядочение структуры минерала и его перекристаллизация. При этом в Кпш снижается содержание Rb, в еще большей степени — Li, Cs, возрастают Ba и отношения Rb/Cs, K/Rb, Ba/Rb. В дальнейшем при интенсивном развитии процесса калишпат белого цвета преобразуется в кремовые кварц-альбитовые или альбитовые псевдоморфозы ("фарфоровидный" альбит), происходит значительный вынос Rb, Cs, Ba, и в новообразованном агрегате снижаются содержания Sr, Pb, Tl, возрастают отношения K/Rb, Rb/Cs, a Ba/Rb уменьшаются. Сходные процессы изменения калишпата описаны также для месторождения Берник-Лейк (Танко).

В пегматитовых телах, в которых зональность проявлена нечетко или отсутствует, значимые различия в содержаниях элементов-примесей в Кпш из разных минеральных комплексов (зон) часто не устанавливаются. Особенно это характерно для полей, представленных пегматитами тантал-бериллиевого и литиевого рядов. Однако в раздувах тел Кпш обычно несколько обогащены Li, Rb, Cs и Tl по сравнению с пережимами и участками выклинивания жил. В пегматитах Завитинского поля установлена тенденция обогащения литием Кпш от лежачего к висячему боку жильных серий, а в пологозалегающих жильных сериях комплексных пегматитов Вишняковского месторождения снизу вверх в Кпш возрастают содержания Li, Rb, Cs и снижается отношение Rb/Cs. Закономерный рост количества Rb, Cs, реже Li в Кпш по восстанию жильных серий установлен для редкометалльных пегматитов Восточного Казахстана и Кольского полуострова.

Для всех без исключения эволюционных рядов характерны рост содержаний Li, Rb, Cs и Tl и снижение отношений K/Rb, Rb/Cs, Ba/Rb в Кпш от без-рудных (менее "зрелых") к рудоносным (более "зрелым") минерально-парагенетическим типам пегматитов (см. табл. 5.1). Уникальный пример вертикальной геохимической зональности по полевым шпатам описан на примере крутопадающей жильной свиты пегматитов на месторождении Друмгал в Афганистане, где снизу вверх наблюдается закономерная смена безрудных олигоклаз-калишпатовых пегматитов альбитизированными калишпатовыми, а затем сподумен-калишпат-альбитовыми пегматитами. Уровни содержаний названных элементов в Kпш начальных и конечных членов эволюционных рядов различаются в 30 раз и более. Важно подчеркнуть, что для разных эволюционных рядов размах содержаний элементов-примесей и, что еще более важно, уровень их количества в Кпш завершающих (наиболее рудоносных) членов эволюционных рядов существенно различаются.

Наиболее высокий уровень содержаний Li в Кпш характерен для сподуменовых пегматитов литиевого ряда. При относительно небольшом количестве Rb, Cs и Tl содержание Li в Кпш здесь достигает иногда 700 г/т. Исследование на ионном микрозонде одного такого образца Кпш из пегматитов Завитинского рудного поля показало, что Li входит в Кпш в изоморфной форме.

При прочих равных условиях Кпш из комплексного ряда обычно содержит меньше Li по сравнению с калишпатами из сподуменовых пегматитов литиевого ряда. Например, средние содержания Li в Кпш из пегматитов литиевого и комплексного рядов в пределах Гольцового поля в Восточном Саяне равны соответственно 393 и 318 г/т. Ho наиболее низкие значения Li в Кпш характерны для бесполлуцитовых комплексных пегматитов и пегматитов фосфор-тантал-литиевого ряда. Так, в Кпш из пегматитов Хардинг и Уайт-Пикачо менее 10 г/т Li, т.е. на порядок меньше, чем в Кпш из нелитиеносных пегматитов тантал-бериллиевого ряда. Бедны литием также и Кгап из топаз-лепидолит-альбитовых пегматитов фтор-тантал-литиевого ряда (Хух-Дель-Ула), но в них все же встречаются единичные образцы, в которых находится до 190 г/т лития. Таким образом, уровни содержаний Li в Кпш определяются не только валовым содержанием лития в системе, но и количеством фтора. В обогащенных фтором пегматитовых системах коэффициент распределения Li между Кпш и слюдами резко смещается в пользу последних. Среди них широко распространены литиевые слюды, поэтому в пегматитах комплексного эволюционного ряда концентрационный фактор вхождения Li в Кпш начинает проявлять себя лишь при высоких содержаниях Li в самых конечных дифференциатах эволюционного ряда. По-видимому, наряду с фтором аналогично на поведение лития может влиять и фосфор.

Характерной особенностью пегматитов комплексного ряда в петалито-вой и в сподуменовой подформациях являются максимально высокие уровни значений Rb, Cs и Tl в Кпш, особенно в поллуцитоносных пегматитах. В последних калишпат содержит до 3,7 % Rb, 0,43 % Cs, 0,3 % Tl при максимально низких значениях отношений K/Rb, Rb/Cs (см. табл. 5.1). Обогащенные цезием и литиевыми слюдами бесполлуцитовые пегматиты комплексного ряда характеризуются более низкими уровнями содержаний Rb и особенно Cs в Кпш по сравнению с поллуцитоносными пегматитами, но более высокими, чем в пегматитах тантал-бериллиевого и большинства пегматитовых полей литиевого рядов. Небольшое количество Rb в Кпш, так же как в Кпш пегматитов тантал-бериллиевого ряда, свойственно пегматитам фтор-тантал-литиевого и фосфор-тантал-литиевого эволюционных рядов.

Отмеченные особенности редкоэлементного состава Кпш из пегматитов разных эволюционных рядов наглядно иллюстируются рис. 5.1. На диаграмме в координатах Li-Rb пегматиты комплексного, фтор-тантал-литиевого и фосфор-тантал-литиевого рядов тяготеют к рубидиевой оси, тогда как пегматиты тантал-бериллиевого и особенно литиевого рядов — к литиевой оси. Комплексные пегматиты с поллуцитом при этом резко смещены вправо (в более высокорубидиевую область) по сравнению с остальными пегматитами. На диаграмме в координатах Rb-Rb/Cs комплексные пегматиты также занимают область, наиболее близкую к оси Rb. На этой диаграмме только пегматиты литиевого ряда имеют зигзагообразные и наклоненные вправо векторы эволюции, обусловленные опережающим накоплением Rb относительно Cs от. менее к более "зрелым" типам пегматитов.

Еще одна важная особенность Кпш — зависимость уровней содержания редких щелочей от возраста пегматитов (см. рис. 5.1). Особенно наглядно это проявляется для пегматитов литиевого ряда: чем моложе пегматиты, тем более вектор их эволюции тяготеет к литиевой оси, т.е. тем больше Кпш обогащены Li относительно Rb. В наибольшей степени это свойственно мезо-кай-нозойским пегматитам Афганистана (табл. 5.3, рис. 5.1).

He менее ярко влияние возраста прослеживается в пегматитах комплексного ряда: Кпш из докембрийских пегматитов по сравнению с фанерозойскими обогащены Rb и Cs, и кроме того, Sr (за счет радиогенного Sr). Доля последнего в Kпш из докембрийских пегматитов Вишняковского поля составляет 63—88 %, а в слюдах — достигает 99 %. В Кпш из мезозойских пегматитов Мензинского поля она составляет лишь 13—14%, а в мусковитах из сподуменовых пегматитов Завитинского поля — 13—22% (см. табл. 5.4). Именно по этой причине наиболее высокое содержание Sr характерно для максимально высокорубидиевых Кпш из докембрийских пегматитов Вороньей Тундры (см. табл. 5.1).

В некоторых пегматитовых полях наблюдается отчетливая тенденция снижения содержаний Ba и Sr, а также Pb от начальных к конечным членам эволюционных рядов. Наиболее показательным примером может служить Кангинское поле (см. табл. 5.1). Однако в большинстве полей содержания названных элементов в Кпш пегматитов низки, варьируют незначительно и незакономерно. He устанавливается устойчивых различий по содержаниям Ba, Sr, Pb между разными геохимическими эволюционными рядами пегматитов, хотя различия между пегматитовыми полями могут быть значительными. Так, в Кпш пегматитов Александровского поля менее 10 г/г Pb, тогда как в пегматитах Хардинга — от 115 до 540 г/г.

Поведение Sn в Кпш пегматитов неоднозначно. Его содержания колеблются от менее I до 25 г/т и более. Наиболее обогащенные оловом Кпш в пегматитах тантал-бериллиевого рада в пределах олово-вольфрамового пояса Восточного Забайкалья. При этом в них отмечается рост количества Sn от начальных к конечным членам эволюционных радов (Дурулгуевское поле). Вместе с тем минерально-парагенетическим типам пегматитов в Кангинском и Александровском полях, наиболее богатым оловом, редкими элементами и летучими компонентами, свойственны Кпш с минимальными содержаниями Sn, концентрирующегося преимущественно в касситерите и тантало-ниобатах.

Интересным элементом-примесью в полевых шпатах является фосфор. Количество P2O5 в Кпш редкометалльных пегматитов иногда достигает 1,2%, причем примерно 60 % изученных образцов содержит более 0,3 % P2O5. Среднее содержание фосфора в Кпш увеличивается от ранних к поздним генерациям. Наиболее обогащены им калишпаты из богатых фосфором пегматитов в первую очередь фосфор-тантал-литиевого ряда. Одним из благоприятных факторов вхождения фосфора в Кпш является повышенная глиноземистость пегматитовых расплавов.

Сравнение геохимических особенностей Кпш пегматитов, относящихся к разным подформациям редкометалльной формации, позволяет сделать лишь предварительные выводы в связи с ограниченностью материалов по пегматитам петалитовой подформации. Можно лишь констатировать более высокие уровни содержаний редких щелочей в Кпш из пегматитов фосфор-тантал-литиевого ряда и комплексных пегматитов без поллуцита петалитовой подформации по сравнению с их аналогами в сподуменовой подформации.

Все отмеченные выше закономерности и факторы, обусловливающие в совокупности геохимические особенности Кпш, проявляются на фоне региональных геохимических особенностей крупных пегматитоносных территорий. Например, пегматиты Талицко-Монголо-Алтайской металлогенической провинции в отличие от других регионов характеризуются более низким уровнем содержания Rb в минералах, в первую очередь в полевых шпатах и слюдах. Это относится ко всем пегматитам региона, включая комплексные редкометалльные пегматиты Коктогая и Калбы. Данное обстоятельство свидетельствует о целесообразности выделения геохимических провинций редкометалльных пегматитов, обособленных территориально и являющихся более широким внеформационным классификационным понятием.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: