Экзоконтактовые метасоматиты пегматитовых жил

20.08.2018
Формирование околожильных ореолов осуществлялось как на этапе первичной кристаллизации минералов пегматитов из расплавов-растворов, так и на послемагматическом этапе развития метасоматических процессов в пегматитах.

Имеющиеся материалы позволяют выделить несколько типов метасоматических колонок ореолов в зависимости от состава пород, вмещающих пегматитовые жилы, и от состава самих жил. Установлено, что зональное строение ореолов обусловлено совмещением метасоматических колонок разных стадий процесса: щелочной стадии и стадии возрастания кислотности в соответствии с эволюцией растворов по мере снижения их температуры.

Наиболее контрастно экзоконтактовые изменения возле редкометалльных жил проявляются в породах основного состава, главным образом это пара- или ортоамфиболиты. Около большинства редкометалльных пегматитовых жил среди образований ранней щелочной стадии краевой является зона перекристаллизации амфиболитов, ее сменяет зона гольмквистит-роговообманковых метасоматитов, а затем биотит-гольмквиститовых метасоматитов либо анхимономинеральных слюдитов (табл. 9.4). В случае неполного проявления зональности часто наблюдаются только краевые зоны колонки. В некоторых полях наряду с биотитом, а иногда и вместо него в тыловой зоне колонки по амфиболитам образуется хлорит, например около жил сподуменовых пегматитов месторождения Колмозеро (Кольский полуостров) или в экзоконтактах редкометалльных жил с петалитом и сподуменом Вишняковского месторождения. Ho на контактах этих же жил широко представлен и обычный тип метасоматической зональности. Изучение первичных включений в минералах методом гомогенизации показало, что хлоритовые и биотитовые метасоматиты формировались при одинаковой температуре. Таким образом, хлоритовые породы на отдельных участках контактов можно интерпретировать как фациальную разновидность метасоматитов щелочной стадии, образовавшуюся в связи с изменением соотношений активностей летучих (F и H2O) в метасоматических флюидах.

Возле жил комплексных пегматитов проявлена еще одна фациальная разновидность метасоматитов щелочной стадии — анхимономинеральные высокофтористые слюдиты. Проявление слюдитов на контактах этих жил четко коррелирует с характером размещения в них редкометалльной минерализации. Так, возле поллуцитоносных жил Вороньетундровского месторождения, в которых цезиевая минерализация располагается гнездами, приуроченными к раздувам, метасоматиты фации низкой активности фтора (гольмквиститовые и биотит-гольмквиститовые породы) формируют широкий ореол (1—10 м от контактов в рассланцованных амфиболитах), оконтуривающий практически всю жилу. В его пределах метасоматиты фации повышенной активности фтора — анхимономинеральные биотитовые слюдиты с цоизитом — распространены значительно локальнее (обычно не далее первых дециметров от контактов) и, как правило, приурочены к участкам жил с особенно богатой редкометалльной минерализацией, включающей блоковый поллуцит. Специфику этих пород определяют характерный габитус, окраска и оптические константы биотита, неустойчивость в ассоциации с ним гольмквистита.

Интересным примером является жила Музейная в Урикско-Ийском грабене (Восточный Саян), представляющая собой линзовидное тело, залегающее в массивных метагабброамфиболитах. По своему строению она как бы целиком сложена ядерной зоной с богатой редкометалльной минерализацией, в том числе с блоковым поллуцитом, и интенсивно развитыми автометасоматическими комплексами. Около жилы Музейной вдоль всего ее контакта наблюдается наложение высокофтористых биотитовых слюдитов с цоизитом непосредственно на исходные роговообманковые породы.

В экзоконтактах жил с литиевой специализацией либо с относительно бедной комплексной минерализацией, как правило, развиты лишь метасоматиты фации низкой активности фтора. Образования фации высокой активности фтора наиболее характерны для экзоконтактов цезиеносных жил (включая жилы с поллуцитом, как на месторождениях Вороньетундровское и Гольцовое, и без поллуцита, но с рубидий-цезиевыми слюдами в поздних пегматитовых комплексах, как на Вишняковском и Александровском месторождениях). Однако выявленная закономерность имеет исключения (хотя и крайне редкие). Например, высокофтористые (до 8 % F) флюорит-циннвальдитовые слюдиты установлены в экзоконтактах бедных цезием олово-танталоносных пегматитов в Мензинском поле в Центральном Забайкалье.

Несмотря на фациальное разнообразие, химизм процессов во всех приведенных метасоматических колонках имеет одинаковую направленность и минералообразование происходит за счет привноса К и редких щелочей (табл. 9.5 и 9.6, рис. 9.6).


Образования стадии возрастания кислотности в экзоконтактах жил, залегающих в амфиболитах, представлены турмалинитами, развивающимися путем наложения на метасоматиты щелочной стадии, либо на неизмененные породы. Турмалин в них ассоциирует с апатитом и мусковитом. Эти породы образуют узкую приконтактовую оторочку, а также встречаются в виде маломощных прожилков, отходящих от контактов вдоль трещин. По сравнению с процессами предшествующей стадии при турмалинизации наблюдается инверсия в поведении большинства элементов: снижаются концентрации щелочных элементов, и главная роль в минералообразовании переходит к летучим — В, Р, F, H2O.

На Гольцовом месторождении, где некоторые поллуцитоносные жилы залегают в переслаивающихся амфиболитах и биотитовых сланцах, имелась возможность наиболее корректно оценить степень влияния состава пород на метасоматические процессы. Строение минерального ореола, развивающегося по амфиболитам, полностью аналогично описанному выше. В биотитовых сланцах ореол расширяется до нескольких десятков метров, но изменения не так контрастны, как в амфиболитах. К метасоматитам щелочной стадии относятся породы с новообразованным биотитом, а кроме того исходные породы, прошедшие перекристаллизацию без изменения минерального состава, но с увеличением концентраций редких щелочей в широкой периферийной части ореола. По химическим изменениям они аналогичны гольмквиститовым и биотит-гольмквиститовым метасоматитам, развитым по амфиболитам (см. табл. 9.5). Ближе к контактам наблюдается наложение на эти образования зон высокофтористых анхимономинеральных биотитовых слюдитов. По минеральному и элементному составам они очень близки к слюдитам, развитым около поллуцитоносных жил, целиком залегающих в амфиболитах (табл. 9.7).

Метасоматиты щелочной стадии у контактов жил, залегающих в сланцах, замещаются образованиями стадии возрастания кислотности — турмалинитами с мусковитом и апатитом. По сравнению с ореолами редкометалльных жил в амфиболитах по сланцам метасоматоз стадии возрастания кислотности проявляется значительно интенсивнее (рис. 9.7). Мощность зоны турмалинизации достигает нескольких метров от контактов, а по трещинам она распространяется на десятки метров.

Изучение экзоконтактов редкометалльных жил Завитинского поля в Забайкалье, залегающих в углистых биотитовых и двуслюдяных сланцах, метаалевролитах, метапесчаниках, показало, что интенсивная переработка вмещающих пород с изменением их минерального состава фиксируется на расстоянии первых метров от контактов жил, возрастая до 10 м и более в зонах повышенной трещиноватости. Гораздо шире (десятки и первые сотни метров на участках большого скопления пегматитовых жил) распространен ореол перекристаллизации пород без изменения их минерального состава. По породам с высоким содержанием углистого вещества более широко развивались метасоматиты щелочной стадии: слюдиты с биотитом и литиевым фенгитом, содержащие ближе к контакту шерл и апатит. Направление химических преобразований щелочной стадии определяется возрастанием в породах количества Al, К, Li, F, В и увеличением их общей щелочности при снижении содержаний Si, Na, Ca, Fe, Mg (см. табл. 9.5, рис. 9.5).

Околожильный метасоматоз стадии возрастания кислотности в целом проявлен значительно слабее. Соответствующие ему минеральные преобразования (кварц + мусковит) наблюдаются не далее первых дециметров от контактов жил и, как правило, только в наименее основных разновидностях вмещающих пород, например в метапесчаниках. Содержание кварца в них при этом возрастает до 60 %, а мусковита снижается до 20—25 %. Характерно, что уровень концентрации лития в мусковите этой стадии значительно ниже, чем в слюдах щелочной стадии. В ассоциации с кварцем и мусковитом обычно присутствуют турмалин и апатит. Направление химических преобразований для данной стадии определяется снижением в породах количества Al, Fe, Mg, Ca, а также всех щелочных элементов и ростом содержаний Si.

Для жил редкометалльных пегматитов, залегающих в гранитах (например, в полях Калбинского пегматитового пояса в Восточном Казахстане), состав которых ближе всего составу самих пегматитов, экзоконтактовые метасоматические процессы проходили наименее интенсивно.

По характеру минеральных преобразований ореолы редкометалльных жил, залегающих в биотитовых гранитах, очень напоминают ореолы в биотитовых сланцах (см. табл. 9.4). Щелочной стадии метасоматоза в них соответствует биотитизация, а стадии возрастания кислотности — образование кварц-мусковитовых метасоматитов с турмалином и апатитом. Однако эти процессы, особенно биотитизация, развиты в очень узких интервалах (не далее первых метров от контакта). Характерно, что в гранитах, еще больше чем в сланцах, метасоматиты стадии возрастания кислотности преобладают над метасоматитами щелочной стадии (см. рис. 9.7, табл. 9.5). Как и в других породах, на контактах с крупными цезиеносными жилами наблюдались зоны высокофтористых биотитовых слюдитов (мощностью до 0,5 м).

Данные, позволяющие судить о контактах редкометалльных пегматитовых жил с карбонатными породами, получены нами на месторождениях Тувы (поля Тастыгское, Сольбельдерское и др.). Эти вопросы частично рассматривались А.И. Гинзбургом и другими исследователями.

Пегматиты тувинских полей залегают в мраморизованных битуминозных известняках верхнепротерозойского возраста, содержащих маломощные (I—2 см) ритмично чередующиеся песчанистые прослои. Известняки имеют полосчатую текстуру, а при изучении под микроскопом виден гранобластовый агрегат изометричных зерен кальцита с небольшой примесью кварца. Частицы битума распределены неравномерно и обогащают отдельные прослои. Известняки пересечены допегматитовыми дайками диоритовых порфиритов, состоящих в основном из полевого шпата и роговой обманки.

Мраморизованные известняки в интервале 0,1—0,2 м от контакта с пегматитовыми жилами обычно только перекристаллизованы с укрупнением зерен кальцита. Лишь непосредственно у самого контакта (2—5 см) в них появляются новообразованные минералы и в первую очередь флюорит. В небольших количествах отмечается светлая слюдка, ассоциирующая обычно с мелкозернистым кварцевым агрегатом. Зачастую изменения на самом контакте ограничиваются лишь осветлением и перекристаллизацией. Однако при пересечении редкометалльными пегматитовыми жилами даек диоритовых порфиритов изменения в них аналогичны изменениям возле жил, целиком залегающих в амфиболитах: внешняя зона перекристаллизации (без изменения минерального состава) сменяется зоной гольмквистит-роговообманковых метасоматитов, а затем тыловой зоной биотит-гольмквистит-роговообманкового состава. Масштабы этих процессов в диоритовых порфиритах также небольшие: не далее 0,5 м от контакта, что обусловлено, видимо, исключительно слабым проявлением в самих пегматитовых жилах процессов автометасоматоза.

На примере редкометалльных пегматитов Тувы особенно наглядно проявляется роль двух главных факторов, действующих на характер и интенсивность экзоконтактовых метасоматических процессов. Ограниченное развитие автометасоматических процессов внутри пегматитовых жил и “сухая” толща вмещающих карбонатных пород, не содержащая минералов, способных концентрировать щелочи, обусловили крайне слабое проявление экзоконтакто-вого метасоматоза.