Метасоматиты пегматитовых полей

20.08.2018
Накопленная информация по метасоматитам пегматитовых полей позволяет выделить несколько этапов преобразования пород, разобщенных во времени и связанных с различными источниками поступления флюидов. По времени образования их можно подразделить на: 1) догранитные, 2) синхронные внедрению гранитов (но допегматитовые), 3) предпегматитовые, 4) синпегматитовые (околожильные), 5) послепегматитовые.

Метасоматоз догранитного этапа (или этапов) в каждом конкретном пегматитовом поле может обусловливаться разными процессами. Из известных нам полей, в которых эти явления изучались, следует отметить Завитинское поле в Забайкалье и пегматитовые поля Колмозерское и Вороньетун-дровское на Кольском полуострове, где развиты либо продукты вулканогенно-гидротермальной деятельности и их метаморфической переработки, либо специфический комплекс высокотемпературных метасоматитов, связанных, по одной версии, со стадией гранитизации, по другой — с регрессивной стадией регионального метаморфизма андалузит-силлиманитового фациального типа.

В Завитинском пегматитовом поле к метасоматическим образованиям I этапа относятся линзовидные тела кварц-биотит-гранат-сульфидного состава. Размеры линз обычно не более 0,7 м в длину и 0,3—0,4 м мощности, но они образуют в толще углистых осадочных пород на разных ее горизонтах прерывистые цепочки, прослеживающиеся на многие сотни метров. Кроме того, метасоматозом в более слабой степени охвачены пласты пород, вмещающие линзы: на расстоянии до 10 м от их контактов в метаалевролитах наблюдаются метабласты плагиоклаза (за счет регенерации обломочных зерен) и повышенное количество вкрапленников пирита. Сравнение состава пород в ряду исходных метапелиты — метапелиты с порфиробластами плагиоклаза — краевые зоны линз — ядро линз показывает, что в этом направлении растут содержания Fe, Mg, Mn при снижении Si и Al. Таким образом, резко возрастает основность пород. Кроме того, и линзы, и отчасти вмещающие их породы обогащены S, Cu, Zn, Ag. Для ряда других элементов можно предполагать перераспределение между линзами и вмещающими их метапелитами (табл. 9.1, рис. 9.1). Особенно резко дифференциация проявляется в отношении К и Na.

Метасоматиты наиболее раннего догранитного этапа, известные в пределах пегматитовых полей зоны Колмозеро-Воронья на Кольском полуострове, характеризуются региональным площадным развитием с преобладанием малоинтенсивных гидротермалъно-метасоматических преобразований интрузивных и метаморфических пород на больших площадях.

В Вороньетундровском пегматитовом поле новообразованные минералы, наложенные на равновесные парагенезисы метаморфических толщ, отмечаются почти повсеместно. Однако большая их часть сосредоточена в линейных зонах, трассирующих тектонические нарушения, которые пересекают под острым углом слоистость вмещающих пород. Они прослеживаются в длину на расстояние до 13 км при ширине 100—200 м и более.

По морфологии зоны крайне неоднородны и состоят из множества жилоподобных, линзовидных и сетчатых тел. Изучение минеральных парагенезисов показало, что наблюдается совмещение метасоматитов двух стадий: кислотного выщелачивания (окварцованные породы) и основного железо-магний-кальциевого метасоматоза (роговообманковые, диопсидовые, жедрит-гранатовые, хлорит-аксинолитовые, жедрит-кордиеритовые породы или иначе “базификаты”). Метасоматиты каждой из стадий характеризуются определенной зональностью. Тип метасоматических колонок изменяется в зависимости от состава исходных пород (метабазитов, метапелитов, метариолитов).

При кислотном выщелачивании из пород выносятся Mg, Na, Ca, привносятся Si, Fe, S. При основном метасоматозе выносится Na, инертно ведет себя Si, привносятся Mg, Fe, Ca, S (см. табл. 9.1, обр. 6, 8, 9). От относительной активности Fe, Mg и Ca зависит образование различных минеральных видов метасоматитов (см. табл. 9.1, колонки I—3 Воронье-тундровского поля). Общим для процессов кислотного выщелачивания и основного метасоматоза является привнос Fe и S, которые фиксируются в виде сульфидов — пирротина, пирита, арсенопирита; при недостатке серы ведущим рудным минералом является магнетит.


Повышения основности пород, вмещающих редкометалльные пегматиты Колмозерского поля (главным образом метагаббролабрадоритов) обусловлены, с одной стороны, расслоенностью массива габбролабрадоритов и проявлением в нем железо-титанового оруденения (см. табл. 9.1, обр. 10,11), а с другой — наложением на габбро и на вмещающие их породы верхнеархейского осадочно-вулканогенного комплекса линейных зон регионального метасоматоза догранитного этапа, характерных для всей зоны Колмозеро-Воронья (см. табл. 9.1, обр. 12, 14).

Таким образом, метасоматические процессы наиболее ранних догранитных этапов в изученных полях обусловили резкие флуктуации основности пород. Характерно, что особенно интенсивно метасоматиты основного состава развивались именно в тех разновидностях пород (амфиболитах, углистых метапелитах), к которым в этих полях приурочены жилы редкометалльных пегматитов.

Метасоматоз следующего гранитного этапа представлен различными тушами образований. Их общей чертой является присутствие слюдистых разностей, в той или иной степени обогащенных редкими щелочными элементами. На этом основании некоторые исследователи предлагают выделить их как специфическую редкощелочнометалльную формацию. Однако существующие между ними различия в структурном положении, масштабах проявления, характере минерализации и контрастности геохимических аномалий требуют дополнительного обсуждения.

Первая группа представлена главным образом региональными биотитовыми метасоматитами. В тех пегматитовых полях, где они изучены детально, биотитизация в слабой степени охватывает всю толщу пород, вмещающих граниты и пегматиты, но наиболее интенсивно проявляется в зонах повышенной проницаемости, секущих породы основного состава (рис. 9.2).

Так, в Вороньетундровском пегматитовом поле (Кольский полуостров), по данным Ф.М. Ройзенмана с соавторами и нашим наблюдениям, биотитизации подверглись в основном пара- и ортоамфиболиты и развитые по ним метасоматиты основного состава (I этапа) — так называемые “базификаты". Биотитизация проявляется в них по сети субпараллельных трещин или плоскостей отслоения. При наложении биотитизации на рассланцованные амфиболиты возникают полосчатые породы, представленные чередующимися полосами существенно роговообманкового и биотитового составов. На фронте биотитизации образуется мономинеральная роговообманковая кайма.

Внешне биотитовые метасоматиты представляют собой тонко- или мелкозернистые породы со сланцеватой текстурой и лепидогранобластовой структурой. Главными породообразующими минералами являются биотит (45—70 %), плагиоклаз (6—30 %), кварц (2—20 %), эпидот (<5 %), иногда встречаются реликтовые зерна роговой обманки, замещаемой биотитом. Акцессорные минералы представлены титаномагнетитом, титанитом, турмалином, изредка калишпатом.

Из метасоматитов основного состава (I этапа) особенно интенсивно подверглись биотитизации диопсидовые разности. Видимо, это связано с тем, что в отличие от остальных “базификатов” они пространственно разобщены с зонами кислотного выщелачивания. При наложении биотитизации на диопсидовые разности метасоматитов I этапа образуются породы с тонким чередованием полосок мономинерального диопсидового, роговообманкового и биотитового составов. Таким образом, биотитизация особенно интенсивно проявляется в тех же, что и основные метасоматиты, линейных зонах протяженностью до 10 км, шириной до 300—400 м.

В формировании биотитовых метасоматитов Вороньетундровского поля наиболее существенно обогащение пород калием. Характерно также снижение содержаний Ca, Mg, Fe, Ti, Na, хотя большей частью эти элементы, а также Si и Al перераспределяются между внутренними и внешними частями мета-соматической колонки (табл. 9.2). Пестрота состава исходных пород, подвергшихся к тому же метасоматическим преобразованиям предшествовавшего этапа, является причиной некоторых разногласий в истолковании поведения Si, Ca, Na в работах, посвященных этому вопросу.

В Завитинском пегматитовом поле (Забайкалье) метасоматиты этого типа приурочены к линейным зонам постметаморфических тектонических нарушений, секущих терригенно-осадочные породы вместе с заключенными в них линзами гидротермалитов раннего догранитного этапа метасоматоза, а также пластовые и жильные тела субвулканических пород. Они представлены минеральными ассоциациями с различным соотношением слюд (биотита и мусковита), плагиоклаза, турмалина и углистого вещества. Морфологически они относятся к образованиям трещинно-прожилкового типа. Скопления прожилковых метасоматитов образуют линейные зоны мощностью до 200 м, прослеживающиеся на несколько километров. В таких зонах отсутствует четкая зональность однако, как правило, краевые их участки (мощностью десятки метров) представлены в основном слюдистыми метасоматитами с альбитом, турмалином и пере отложенным в виде пятен и прожилков углистым веществом, а центральные (мощностью не более первых метров) — мелкозернистыми турмалинитами, в которых зерна турмалина цементируются углистым веществом.

Хотя расположение метасоматитов этой группы в целом не подчиняется литологическому контролю, состав исходных пород влияет на характер минеральных изменений и их интенсивность, особенно в краевых частях зон. При этом главным образом сказываются различия основности и глиноземистости субстрата. Так, по исходным метапелитам (наименее основным и наиболее глиноземистым породам “фона”) развивались мусковит и альбит. Если же исходным субстратом служили породы, переработанные метасоматозом I этапа (существенно более основные и менее глиноземистые), то по ним развивался главным образом биотит с подчиненным количеством альбита. Особенно интенсивно биотитизация шла по линзам с сульфидами, вплоть до образования почти мономинеральных биотитовых слюдитов.

И альбит-мусковитовые, и биотитовые метасоматиты, развитые в краевых частях региональных трещинно-прожилковых зон, независимо от исходного субстрата, характеризуются одинаковым направлением его химической переработки — ростом глиноземистости и общей щелочности пород при различном поведении железа и магния (см. табл. 9.2, рис. 9.5—9.11). Поскольку этот щелочной метасоматоз проявлялся сильнее при наложении на более основные породы (гидротермалиты I этапа), то из двух его фациальных разновидностей шире развиты биотитовые слюдиты.

Состав турмалинитов, наблюдающихся в центре зон, в отличие от метасоматитов краевых зон, характеризуется резко пониженным содержанием щелочей, что отражает инверсию щелочности охлаждающихся растворов. Кроме того, эти растворы, вероятно, обладали высокой окислительной способностью, так как попавшие в зону их действия сульфиды замещались окислами. Необходимо отметить повышенную подвижность в этом процессе углистого вещества.

Вторая группа допегматитовых метасоматитов “гранитного” этапа встречается довольно редко. Она представлена ассоциациями, включающими минералы, характерные также для экзоконтактов редкометалльных пегматитов, например гольмквистит, литиевые слюды. Эти минеральные ассоциации образуют зоны (обычно вдоль тектонических нарушений), разобщенные в пространстве с редкометалльными пегматитами.

Один из районов, где известны метасоматиты такого типа, расположен вблизи гранитного батолита Гоуст-Лейк в Канаде и описан в работе Ф.В. Брикса и Д.М. Мура. Сподуменовые пегматиты жильной серии Мэвис-Лейк располагаются на расстоянии >3,5 км от этих метасоматитов. Судя по схематической геологической карте (рис. 9.3), метасоматиты прослеживаются в виде узкой полосы (ширина 2—10 м и длиной 2,5 км) от контакта пегматоидных гранитов в сторону жильной серии сподуменовых пегматитов (но не достигая их).

Главная минеральная ассоциация данных образований — гольмквистит-пирит-мусковит-дравит-флогопитовая. Краевой является ассоциация гольмквистит-биотитовая, развитая по сети трещин и непосредственно контактирующая с исходными актинолитовыми и роговообманковыми метавулканитами.


Метасоматиты пересечены жильными телами наиболее поздней фазы дифференцированного гранитного батолита. Авторы считают их “сенмагматическими” на основании того, что в краевой зоне батолита в первичном мусковите лейкократовых гранитов присутствуют мелкие включения гольмквистита и антофиллита. Можно предположить, что в этой жилоподобной зоне с резкими контактами содержания щелочей, по крайней мере калия и лития, а также фтора и бора, очень высоки. Вызывает сомнение сингенетичность основной минеральной ассоциации. В частности, присутствие в ней пирита наводит на мысль, что и здесь щелочные метасоматиты могли избирательно замещать пласт пород, обогащенных серой и железом.

В литературе описано еще несколько случаев, когда гольмквистит и высоколитиевые слюды (типичные для экзоконтактов редкометалльных жил) развиты вне прямого контакта с жилами. Представленные в этих работах метасоматиты пространственно все же довольно тесно сопряжены с редкометалльными пегматитовыми жилами, находясь с ними в единых тектонически ослабленных зонах. Как правило, их отделяют от жил лишь десятки, редко первые сотни метров.

T.Л. Кеслером изучались метасоматиты рядом со сподуменовыми пегматитами района Кингс-Маунтин (США). По его данным, метасоматиты образуют зоны мощностью до 20 м около пегматитов, но не всегда на контакте с ними. Метасоматиты состоят из крупночешуйчатого биотита, частично замещаемого хлоритом, и содержат переменное количество черного турмалина, гольмквистита, а также акцессорных пирротина и халькопирита. Судя по реликтам исходных пород, они развивались по брекчированным амфиболитам, причем зоны дробления трассируют тектонические нарушения, параллельные тем, которые вмещают крупные сподуменовые жилы.

По T.Л. Кеслеру, образование метасоматитов происходило в такой последовательности. Первый этап — допегматитовый — включает брекчирование вмещающих пород, образование биотита и отложение турмалина. Биотит и в целом метасоматические породы на этом этапе содержат незначительное количество редких щелочных элементов. Второй этап — наложение на эти, а также на неизмененные породы экзоконтактового метасоматоза вокруг внедрившихся редкометалльных пегматитовых жил с образованием гольмквистита. На конечном этапе (постпегматитовом) по этим же породам развивались сульфиды, а биотит частично замещался хлоритом.

Другим примером являются метасоматиты, описанные В.В. Гордиенко с авторами на месторождении сподуменовых пегматитов Колмозеро (Кольский полуостров). Вмещающие породы здесь — метагаббролабрадориты. По данным цитированных исследователей и нашим наблюдениям, гольмквиститизация метагаббро проявлена не только непосредственно на контактах сподуменовых жил, но и на расстоянии 100—200 м от жильной серии в ее лежачем боку. Гольмквиститизированные породы образуют небольшие линзовидные зоны (шириной до 5 м) среди роговообманковых, жедритовых, биотитовых и хлоритовых метасоматитов, развитых по частично катаклазированным и милонитизированным породам, трассирующим тектонические нарушения на контакте интрузии габбролабрадоритов с метаморфизованными породами осадочно-вулканогенного комплекса (биотитовыми и амфиболитовыми сланцами). Зоны этих метасоматитов располагаются параллельно контактам сподуменовых жил. Вдоль тектонических нарушений роговообманковые, жедритовые, хлоритовые и биотитовые метасоматиты (кроме гольмквиститовых разностей) прослеживаются еще на несколько километров за пределы простирания пегматитовой жильной серии. Уже на удалении первых сотен метров от нее, по нашим данным, уровень содержаний щелочных элементов в них снижается до фоновых значений (рис. 9.4).

Участки гольмквиститизации, а также маломощные кварцевые прожилки с турмалином, наоборот, сконцентрированы в зонах трещиноватости в непосредственной близости от пегматитовых жил (до 100—200 м от центральной жильной серии). Вдоль простирания этих же зон встречаются маломощные разбудинированные жилы альбитизированного пегматита без сподумена или с небольшим его содержанием. Гольмквистит в этих зонах, так же как и на контактах сподуменовых жил, ассоциирует с обогащенными литием слюдой, хлоритом и амфиболами. Эта локально проявленная минерализация, судя по приведенной нами реконструкции, развивалась путем наложения преимущественно на регионально проявленные метасоматиты догранитного этапа либо на прослои рассланцованных рудных габбро. Установлено, что гольмквистит развивался более интенсивно по метасоматитам с высоким содержанием Mg, чем по породам, обогащенным Fe (табл. 9.3). По нашему мнению, нет оснований подобно В.В. Гордиенко и др. и В.Г. Кривовичеву категорически настаивать на объединении в единую метасомэтическую колонку гольмквиститсодержащих разностей и измененных пород предшествующих этапов.

Таким образом, строго говоря, лишь Гоуст-Лейк можно признать объектом, где гольмквиститсодержащие метасоматиты действительно пространственно разобщены со сподуменовыми пегматитами и, несомненно, им предшествуют, хотя разрыв во времени может быть небольшим. В этой ситуации целесообразно выделять предпегматитовый этап преобразования пород под воздействием погонов, являющихся производными того же очага, что и редкометалльные пегматиты, но опережающих последние. По своей генетической сути предпегматитовые метасоматиты более близки околожильным ореолам, чем допегматитовым метасоматитам собственно гранитного этапа, хотя полностью их нельзя отождествлять ни с теми, ни с другими.

В целом метасоматоз “гранитного” этапа имел преимущественно щелочный характер и сопровождался привносом в породы К и выносом Fe, Mg, Ca, Ti (исключение составляют трещинно-прожилковые биотит-плагиоклазовые метасоматиты Завитинского поля, которые обогащены Fe и Mg по сравнению с субстратом (см. табл. 9.2)). На поведение Si, Al, Na в этом процессе влияли состав исходных пород и степень проявления поздней стадии возрастания кислотности, продукты которой обычно развиты в подчиненном количестве. Кроме К на щелочной стадии в породы привносились Li, Rb, Cs, причем, если в региональных биотитовых метасоматитах их содержания лишь в 2—3 раза превышают фоновые, то в локально проявленных гольмквистит-слюдистых метасоматитах их содержания могут достигать первых процентов. Естественно, что, согласно правилу Д.С. Коржинског о “волне отраженной щелочности”, метасоматоз щелочной стадии наиболее интенсивно развивался по породам основного состава (в том числе метасоматитам), играющим, таким образом, роль геохимического барьера (рис. 9.5).

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: