Элементные ореолы пегматитовых тел

Знания минералого-петрографических и геохимических особенностей мета соматических образований различных этапов, их очередности во времени и особенностей локализации в масштабе пегматитового поля необходимы при изучении эндогенных ореолов редкометалльных пегматитов с целью их применения для поиска и оценки жил. При этом роль главных индикаторов редкометалльных жил во вмещающих породах бесспорно принадлежит редким щелочным элементам.

Поскольку геохимические аномалии в полях редкометалльных пегматитов полигенны, эффективность поисков по первичным ореолам рассеяния во многом зависит от правильной оценки уровня геохимического фона элементов-индикаторов. Без этого невозможно корректно выделить синпегматитовую составляющую в том интегральном поле аномальных концентраций, которое формируется при воздействии на вмещающие породы метасоматоза нескольких этапов. Детально аспекты этой проблемы рассмотрены ранее.

Наряду с ореолами отдельных пегматитовых тел и жильных серий выделяются ореолы пегматитовых полей в целом. Первоначально под ореолами пегматитовых полей понимались лишь малоконтрастные, устойчивые в большом объеме, объединяющем все пегматиты поля, аномалии редких щелочей, обусловленные их изоморфным вхождением в амфиболы (Li) и слюды (Li, Rb, Cs) под воздействием эманаций, имеющих общий источник с пегматитовыми расплавами, но опережающих последние. Такие ореолы надежно устанавливаются лишь в полях, где вариации состава исходных пород очень незначительны. В большинстве же случаев их очень трудно или невозможно отличить от аномалий, связанных с допегматитовыми региональными метасоматитами собственно гранитного этапа. Поэтому в практике поисковых работ под ореолами поля более целесообразно понимать всю совокупность аномальных концентраций, обусловленных преобразованием вмещающих пегматиты породна гранитном и предпегматитовом этапах. В одних случаях, как например на Вишняковском месторождении, вмещающие породы в пределах ореола поля подверглись в основном лишь перекристаллизации с очень незначительным обогащением их Li и слабым проявлением кварц-биотитовых метасоматитов по трещинным зонам, тогда как в других полях (Завитинское, Вороньетундровское, Колмозерское) наряду с перекристаллизацией вмещающие породы подверглись гораздо более интенсивному метасоматозу с образованием широких зон региональной биотитизации. В еще большей степени ситуация усложняется в полях, где проявлены метасоматиты предпегматитового этапа, с которыми связаны довольно контрастные аномалии редких щелочей в относительно локальных зонах повышенной проницаемости, в том числе и на значительном расстоянии от пегматитовых тел (район Гоуст-Лейк, Канада). Возможно, что аналогичная пред-пегматитовая компонента присутствует и в полигенном аномальном геохимическом поле Колмозера.

Геохимический фон для ореолов пегматитовых полей — содержания элементов в неизмененных вмещающих породах и региональных догранитных метасоматитах.

Наиболее контрастные аномалии редких щелочей, как правило, связаны с экзоконтактовыми ореолами самих редкометалльных пегматитовых жил. Они формируются на фоне ореолов пегматитовых полей. Ореолы рассеяния щелочных элементов вокруг жил значительно шире минеральных ореолов и сопровождающих их зон перераспределения петрогенных элементов (рис. 9.11). Схематический обобщенный геохимический профиль через пегматитовое поле показан на рис. 9.12.

В распределении редких щелочных элементов (Li, Rb, Cs) в ореолах значительную роль играют минералы-концентраторы, а также изменение кислотности-щелочности и режима летучих элементов в ходе эволюции пегматитового процесса.

Литий образует собственный минерал — гольмквистит, а также содержится в ряде других минералов (роговой обманке, слюдах, хлорите, турмалине). Это благоприятствует широкому развитию ореолов Li. Он накапливается в образованиях щелочной стадии метасоматоза, а в стадию возрастания кислотности его количество относительно снижается. Максимального уровня оно достигает в биотит-гольмквиститовых породах и в анхимономинеральных слюдатах. Установлено, что в целом концентрации Li в экзоконтактовых породах зависят от таковых в пегматитах и от интенсивности автометасоматических процессов в жилах. Так, в нескольких пегматитовых полях путем сравнительной оценки концентраций Li в ореолах жил с известными запасами редкометалльной минерализации выявлены следующие индикаторные уровни содержания Li в экзоконтактовых породах поллуцитоносных жил по сравнению со всеми остальными редкометалльными жилами: в Вороньетундровском пегматитовом поле (вмещающие породы — амфиболиты) —> 0,75 %; в Гольцовом (вмещающие порода — биотит-амфиболовые сланцы) —> 0,55 %, в Калбинском (вмещающие породы — биотитовые граниты) —> 0,20 % (см. табл. 9.13).

Для Li в экзоконтактовых породах и минералах переменного состава установлена тесная корреляция с F (рис. 9.13), обусловленная, по-видимому, не только их совместным переносом во вмещающие порода, но и особенностями накопления в процессе пегматитообразования.

Распределение рубидия и цезия в экзоконтактах жил значительно зависит от близости их свойств с калием. Минералами-носителями Rb и Cs в экзоконтактах являются слюды и в первую очередь слюды ряда биотит — циннвальдит. Вследствие этого на мощность и контрастность ореолов Rb и Cs влияет состав исходных пород. При прочих равных условиях в биотитсодержащих вмещающих породах ореолы Rb и Cs более широкие, чем, например, в амфиболитах, где они ограничены зоной экзоконтактовой биотитизации. Как и Li, эти элементы накапливаются в образованиях щелочной стадии метасоматоза, а на стадии возрастания кислотности их содержания относительно снижаются. Для Rb и Cs в экзоконтактовых слюдах и породах также устанавливается прямая корреляционная связь со фтором. Максимальными уровнями содержания Cs характеризуются высокофтористые слюдиты из экзоконтактов цезиеносных жил.

В ореолах редкометалльных жил, как и в самих жилах, проявляется тенденция накопления во времени Cs относительно Rb и их обоих относительно К. Особенно низких значений отношения K:Cs и Rb:Cs достигают на контактах цезиеносных жил комплексного эволюционного ряда, формировавшихся путем длительной эволюции.

Поведение целого ряда элементов-примесей в экзоконтактовом процессе контролируется теми же основными факторами, что и поведение главных компонентов: составом исходных пород, привносом из жил, условиями осаждения. Кроме редких щелочей, к элементам, привносимым во вмещающие породы из редкометалльных жил и образующим положительные аномалии в непосредственной близости от их контактов, относятся В, F, Tl, Ta, Nb, Be, Sn, реже As, Sb, W, Bi, Р. Количество сидерофильных элементов — Ni, Co, Cr, Sc, V — иногда снижается по мере приближения к контактам жил. Как положительные, так и отрицательные аномалии перечисленных элементов в экзоконтактах редкометалльных жил малоконтрастны и фиксируются лишь в зонах наиболее интенсивных минеральных преобразований (табл. 9.13).

По мере приближения к контактам жил в метасоматитах усиливаются корреляционные связи элементов, накапливающихся в ходе эволюции редкометалльных пегматитов — К, Rb, Cs, Tl, Li и F; Li и Sn — особенно в ореолах жил с наиболее богатой редкометалльной минерализацией по сравнению с менее продуктивными жилами.

С приближением к жилам не только возрастает контрастность аномалий главных элементов-индикаторов, но также закономерно меняется их “весовое” соотношение. Так, для поллуцитоносной жилы Вороньетундровского поля (Кольский полуостров), залегающей в амфиболитах, если расположить в каждой ассоциации главные элементы в порядке убывания их “веса”, а сами ассоциации в порядке, соответствующем их чередованию по мере приближения к контактам, получим следующий ряд:



В различных слюдистых породах, где все редкие щелочные элементы имеют равные возможности изоморфного вхождения в породообразующие минералы, на характер зональности более существенное влияние, чем в амфиболитах, оказывает редкометалльная специализация пегматита. Так, в полях пегматитов комплексного эволюционного ряда редкие щелочи по размерам и контрастности ореолов образуют ряд Cs > Li > Rb. В полях с пегматитами литиевого эволюционного ряда на первое место перемещается Li.

Построение полей аномалий отдельных элементов и их ассоциаций по методике, предложенной В.Н. Евдокимовой и Н.А. Китаевым, позволило для ряда модельных объектов проследить отчетливую связь полей аномалий главных элементов-индикаторов с контактами жил, их поперечную симметричную зональность по отношению к висячему и лежачему контактам. Вдоль простирания жил мощность ореолов обычно не выдержана, что связано с неоднородностями внутреннего строения как самих жил, так и вмещающих пород.

На некоторых месторождениях выявляются продольная (по простиранию жил) зональность и зональность элементных ореолов по вертикали, в том числе для пологозалегающих одна над другой жильных серий. Так, на Вишняковском месторождении в Восточной Сибири с комплексной, но без поллуцита, минерализацией, установлена сложная картина распределения ведущих ореолообразующих элементов, характеризующаяся многовекторной направленностью. Параллельно с возрастанием роли литиевой минерализации в пегматитах в направлении с востока на запад и с глубиной возрастает относительная роль Li в ореолах, а Rb, наоборот, снижается. Роль Cs относительно невелика на флангах, но резко возрастает в центральной части месторождения (рис. 9.14).

Однако, несмотря на установленные для отдельных месторождений тенденции зонального распределения элементов-индикаторов, универсальной зональности ореолов по простиранию и по падению жильных серий, свойственных любым редкометалльным пегматитам, не выявлено. Вертикальная зональность ореолов, которая якобы фиксируется с помощью отношений типа Li2/Rb*Cs, отражает лишь локальные геохимические флуктуации в пределах ореолов, которые даже на соседних разрезах одного и того же месторождения могут быть прямо противоположными.

Использование эндогенных околожильных ореолов для поиска редкометалльных пегматитов в различных полях зависит от конкретных геологических условий. В одних случаях ореолы могут применяться для поисков отдельных пегматитовых жил на стадиях поисковых, разведочных и эксплуатационных работ, в других — для поисков жильных серий.

Поиски пегматитов по их ореолам осложняются наличием “ложных” до-пегматитовых аномалий, связанных обычно с метасоматическими преобразованиями предшествовавших этапов. Однако последние надежно отличаются от ореолов гораздо более высокими значениями отношений К: Rb, К : Cs, К : (Rb + Cs). Для разных полей области значений индикаторных отношений, соответствующие синпегматитовым ореолам и “ложным” аномалиям, не одинаковы и определяются опытным путем.

При наличии изученных эталонных объектов индикаторные отношения К : Rb, К : Cs могут использоваться и для оценки специализации пегматитов. Так, отношения К : Cs в экзоконтактах жил с цезиевым оруденением намного ниже, чем около пегматитов с литий-танталовым оруденением. Для этой же цели могут использоваться и соотношения редких щелочей в минералах, особенно в слюдах. В полях пегматитов с ведущей литиевой минерализацией в около жильных ореолах и их слюдах из редких щелочных элементов преобладает Li, в полях с ведущим танталовым оруденением возрастает роль Rb, а в цезиеносных полях — Cs.