Пегматиты с андалузитом, дистеном, силлиманитом, кордиеритом, хризобериллом

В отличие от описанных выше пегматитов Юго-Западного Памира, подвергшихся интенсивным аллометасоматическим преобразованиям, жила Музейная и сопровождающие ее тела в пределах месторождения благородной шпинели Кухи Лал являются ярким примером влияния вмещающей среды на состав пегматитов в результате обогащения пегматитовых расплавов магнием при ассимиляции ими магнезиальных мраморов. Пегматиты образуют небольшие линзовидные тела длиной до 20-25 м и мощностью до 3 м. Они сложены в основном кварц-олигоклазовым пегматитом графической, неяснографической, реже мелкоблоковой структур, которые в участках зонального строения сменяют друг друга в указанной последовательности по направлению к центру тел. Второстепенные минералы представлены калишпатом, дравитом, кордиеритом, андалузитом. Приконтактовые зоны обогащены дравитом и кордиеритом в максимальной степени. Участки пегматоидной структуры сложены идиоморфными блоками олигоклаза и калишпата с заключенными между ними ксеноморфными выделениями кварца. Размер блоков полевых шпатов и кварца обычно не превышает 25 см. В массивном пегматите содержание дравита достигает 15 %. Он образует короткостолбчатые, призматические и конусовидные кристаллы до 35 см в длину, а также радиально-лучистые агрегаты прозрачных и полупрозрачных кристаллов. Цвет кристаллов — медово-желтый, коричневый, желтовато-белый, реже встречаются бесцветные и полихромные разновидности. Некоторые тела содержат мелкие (до 10 см, редко более) занорыши с горным хрусталем, мусковитом, апатитом, магноколумбитом, кордиеритом, дравитом. Последний образует игольчатые и длиннопризматические прозрачные кристаллы медово-желтого цвета размером до 5х0,5 см.

Пегматиты окружены широкими (до 5 м) зональными оторочками скарнового типа, главными минералами которых являются флогопит, тальк, тремолит, энстатит, а второстепенными — кордиерит, шпинель, форстерит. По мере удаления от контактов пегматитовых тел наблюдается следующая последовательность смены зон экзоконтактовых преобразований: кордиерит-флогопитовая, флогопитовая, тальковая, шпинель-флогопит-энстатитовая (может отсутствовать), тремолитовая. В этих пегматитах, так же как и в окружающих их зонах околожильных преобразований, корунда не обнаружено.

Наиболее типичными представителями богатых кордиеритом пегматитов Урала являются жилы Маслянка, Шайтанка и Копалуха. Отличительной их особенностью является кристаллизация кордиерита на всех стадиях процесса пегматитообразования — от ранних эндоконтактовых оторочек до миароловых полостей. Обобщенная схема внутреннего строения пегматитов этого типа приведена на рис. 8.18. Краевые части тел представлены узкой зоной кварц-плагиоклазового состава с кордиеритом, турмалином, биотитом, гранатом. Для нее характерна хорошо выраженная ориентировка минеральных индивидов, разрастающихся от экзоконтактовой флогопитовой оторочки по нормали в сторону центра жил. Следующая двуполевошпатовая зона графической или апографической структур также содержит кордиерит, биотит и гранат, причем с глубиной в ней возрастают количество кордиерита и роль плагиоклаза за счет калишпата. Центральная зона в верхней части жил сложена блоковым калишпатом. В нижних частях этой зоны развит также блоковый плагиоклаз. Под блоковой зоной обычно располагается миароловая полость, заполненная глинистым «салом», а еще ниже — подгнездовая зона слюдисто-клевеландитового состава. На стенках полостей, преимущественно в их нижних частях, развита кордиерит-турмалиновая ассоциация.

Обильный крупнокристаллический кордиерит характерен для периферических частей полевошпатовой зоны, на контакте ее с графической зоной, в плагиоклаз-микроклиновых пегматитах на участке Кордиеритовый Мурзинского поля. Нередко этот минерал встречается в так называемых «контаминированных» пегматитах копи Придорожная (Южаковское поле), отмечен он и в пегматитах копей Мора. Кроме того, кордиерит встречается в полостях пегматитов в копях Чернушка и Архипов Ключ Южаковского поля и на участке Нейвинский Мурзинского поля.

Линзовидные кордиеритсодержащие пегматитовые тела в Западной Моравии достигают в длину 40 м при мощности 1-2,5 м. В наиболее крупном из них — пегматите Вежна — маломощные краевые зоны представлены мелкозернистым пегматитом гранитной структуры. Основной объем тела приходится на кварц-калишпатовую зону графической структуры, содержащую в своей центральной части несколько кварцевых «ядер», окруженных блоковым калишпатом (рис. 8.19). Здесь же проявлена ассоциация ниобиевого рутила, колумбита, монацита, бериллиевого кордиерита, берилла, турмалина, биотита и апатита, которая тяготеет к трещинам и трактуется как метасоматическая. Кроме того, в пегматите наблюдаются многочисленные незакономерно распределенные кварц-альбитовые обособления графической структуры, а также гнезда массивного клевеландита. На контактах с серпентинитами альбитизация приводит к образованию пятнистой породы с крупными кристаллами альбит-олигоклаза, «впаянными» в апатит-флогопитовую основную массу. Пегматит подвергся процессу выщелачивания с отложением в открытых трещинах альбита, адуляра, кварца, мусковита, апатита, селадонита, миларита, бавенита, эпидидимита, эвдидимита, микролита и флюорита. Пегматит окружен тонкой оторочкой флогопита и антофиллита.

Процесс образования пегматоидных тел, богатых кордиеритом, андалузитом и другими полиморфами глинозема, в метаморфическом комплексе Южно-Чуйского хребта начинается с обособления в гнейсах мелких сегрегаций кварц-кордиерит-плагиоклазового состава, а результатом наиболее интенсивного проявления процесса гранитизации являются жилы и линзы сложного зонального строения с размерами до нескольких метров в длину при мощности до 1 м и более. На рис. 8.20 показано строение одной из типичных жил. Контакты ее с вмещающими породами нерезкие. На контакте развита кварц-биотитовая оторочка с подчиненным количеством плагиоклаза и кордиерита и акцессорными минералами — апатитом, цирконом, ильменитом, гематитом, магнетитом и рутилом. В краевой зоне жилы мелкозернистая кварц-биотитовая основная масса породы содержит многочисленные порфиробласты кварца и плагиоклаза размером до 2-3 см. В подчиненном количестве присутствует кордиерит в виде изометричных зерен. Рудные минералы образуют крупные метакристаллы. Обильна очень тонкозернистая вкрапленность апатита, рутила, циркона и турмалина; отмечаются редкие игольчатые кристаллы силлиманита в биотите и кордиерите.

В промежуточной зоне значительно возрастает количество порфиробласт-кордиерита размером до 4 см, насыщенных зернами рудных минералов и мелкочешуйчатым биотитом. Кордиерит здесь составляет до 50 % объема зоны. Биотит и плагиоклаз в этой зоне замещаются дистеном и силлиманитом. Последний развивается также по кордиериту.

Для этой зоны характерны апатит и циркон.

Центральная зона сложена крупнозернистым гранобластовым агрегатом кварца и плагиоклаза, в которых рассеян крупночешуйчатый мусковит, содержащий включения дистена. В средней части зоны имеются линзообразные обособления сливного кварца, подобные кварцевым ядрам обычных гранитных пегматитов, а также гнезда крупных (до 4x4 см) кристаллов андалузита, промежутки между которыми выполнены плагиоклазом и силлиманитом. Присутствуют также зерна кордиерита размером около 2 см. Андалузит окружен плотной «рубашкой» мусковита с включениями дистена, силлиманита и турмалина.

Пегматиты, залегающие среди метапелитов, содержат иногда андалузит в ассоциации с корундом. Одним из примеров является линзообразное пегматитовое тело Маркова Трапеза вблизи г. Самоков (Болгария). Вмещающими породами для него являются биотитовые гнейсы. Пегматит зонален (рис. 8.21). Внешние зоны тела представлены графическим пегматитом кварц-двуполевошпатового (калишпат и олигоклаз) состава со спорадически проявленными биотитом и турмалином (кварц-турмалиновые агрегаты). Центральная блоковая зона сложена кварцем и микроклином с подчиненными количествами альбита, чешуйчатого мусковита и длиннопризматического турмалина. Андалузит присутствует только в блоковой зоне, где образует ксеноморфные зерна и крупные лучистые агрегаты размером до 9х4 см, располагаясь в основном в кварце. Цвет андалузита — розовый, зеленовато-бурый (центральные зоны кристаллов). По периферии кристаллы андалузита часто окружены каймой (до 6 мм) тонковолокнистого мусковита. Встречаются и полностью замещенные индивиды андалузита среди кварц-плагиоклазового агрегата. Вторичный мусковит развивается также вдоль плоскостей спайности, где иногда присутствуют зерна синего непрозрачного корунда размером до 5 мм.

В Калифорнии (США) андалузит- и корундсодержащие пегматиты залегают преимущественно среди пелитовых кварц-биотит-кордиерит-андалузит-калишпатовых роговиков с прослоями кварцитов. Они образуют мелкие крутопадающие тела (3-5 м длиной при мощности менее 0,5 м). Пегматиты слабо зональны, состоят из кварца, пертитового полевого шпата, олигоклаза и биотита. Зональность выражена в основном в увеличении размера зерен породообразующих минералов в направлении от контактов к центру жил. Акцессорные минералы — монацит, алланит, рутил, циркон, апатит. Внешняя мелкозернистая зона содержит андалузит. Последний образует окруженные мусковитовой рубашкой коричневые призматические кристаллы до 10 см длиной и 1,5 см диаметром, ориентированные обычно под большим углом к контактам тел. В мусковитовом агрегате, развивающимся по андалузиту, присутствуют мелкие (до 2 мм) кристаллы корунда, по границе которых локально развивается диаспор. Калишпат и турмалин также часто замещаются мусковитом. Предполагается, что андалузит образовался при кристаллизации пегматитовой магмы, обогащенной глиноземом в результате ассимиляции вмещающих пород. В эту модель не вписывается андалузитсодержащий пегматит в округе Фресно того же штата, залегающий среди пород, не обогащенных глиноземом. Здесь в маломощной кварц-плагиоклазовой с мусковитом жиле андалузит в виде призматических и радиально-лучистых масс размером до 10 см рассеян незакономерно в объеме тела.

В районе магнезитовых месторождений Винчестер (Калифорния) несколько пегматитовых даек с андалузитом залегают в парасланцах, интрудированных перидотитами, которые преобразованы в серпентиниты. Минеральный состав пегматитов: серый плагиоклаз, белый калишпат, кварц, черный турмалин, андалузит, силлиманит и кордиерит (очень редко). Андалузит сконцентрирован преимущественно в эндоконтактовых частях даек, где он образует призматические кристаллы до 20 см в поперечнике и до 8 см высотой или неправильные массы. Внутренние части кристаллов иногда могут быть прозрачными. Цвет минерала — красный, зеленый, бесцветный. Кроме того, есть дайки, сложенные примерно в равных соотношениях альбитом и кварцем, содержащие андалузит и черный турмалин.

Повышенная глиноземистость вмещающих пород обусловливает иногда появление андалузита в пегматитах с ясно выраженной редкометалльной спецификой. Примером могут служить крупные пегматитовые жилы верховья р. Ляйляк на Памире, залегающие в андалузитовых сланцах. Зальбанды таких тел сложены мелкозернистой аплитовидной породой, состоящей из кварца и мусковита, в которой присутствуют параллельные, вытянутые в ряды скопления очень мелких кристаллов граната и шерла. Далее следует зона крупнозернистого полевого шпата и кварца с шерлом, крупными пластинами мусковита, гранатом и андалузитом. Последний образует длинные кристаллы розового цвета. Вместе с андалузитом встречается мелкокристаллический голубовато-синий дюмортьерит, образующий каймы вокруг зерен граната и шерла. Следующая зона сложена альбитизированным полевым шпатом с подчиненным количеством кварца и мусковита с лепидолитом (пластинки до 2-3 см), цветными турмалинами и бериллом. В центральной части жил развит молочно-белый и розовый кварц.

Месторождения дистена в Северной Каролине (США) представляют собой многочисленные линзы размером до 30х3 м, в которых дистен ассоциирует с кварцем, ортоклазом, альбитом и слюдой либо только с кварцем. Присутствуют также мусковит, гранат, турмалин, корунд, графит и серицит. Ортоклаз подвергается замещению альбитом, а дистен замещает кварц, полевые шпаты и турмалин. Графит рассеян в кварце, полевом шпате и дистене. Такие обогащенные дистеном пегматитовые и кварцевые линзовидные тела трассируются вдоль единой линии на протяжении до 1,5 км и более. Содержание дистена в них варьирует в широких пределах. Некоторые из линз почти нацело сложены дистеном. Окружающие их биотитовые и гранат-биотитовые сланцы в зонах шириной до 1 м и более также обогащены дистеном, количество которого значительно возрастает по мере приближения к контактам тел. Цвет дистена изменяется от голубого через зеленый, желтый, серый и белый, до бесцветного.

Богатые дистеном пегматиты округа Мэдисон (штат Монтана, США) залегают в биотитовых гнейсах. Линзовидные пегматитовые тела достигают в длину 45 м при мощности до 9 м. Центральные их части сложены массивным белым кварцем, который окружен зоной кварц-калишпатового пегматита. Кроме кварца и калишпата пегматиты содержат андезин, дистен, силлиманит, шерл, гранат, апатит, графит и серицит. Максимально обогащены дистеном боковые зоны, но наиболее крупные кристаллы (до 15 см в длину) характерны для центральной кварцевой зоны пегматитовых тел. Дистен замещается серебристым мусковитом и силлиманитом. Широко распространен графит в виде чешуек, рассеянных в полевом шпате, дистене и силлиманите. Вмещающие гнейсы обычно не содержат дистена. Ho около пегматитовых тел они обогащены этим минералом, образующим ореолы шириной до 7,5 м, причем кристаллы дистена ориентированы поперек сланцеватости гнейсов.

Богатые силлиманитом пегматиты в этом же штате США приурочены к той же метаморфической толще, что и описанные выше дистенсодержащие тела. Пегматиты сложены в основном кварцем, калишпатом и плагиоклазом, содержат также силлиманит и мусковит. В участках с многочисленными мелкими силлиманитсодержащими пегматитовыми инъекциями вмещающие сланцы содержат обильные «узлы» или «глазки» войлокоподобного силлиманитового агрегата размером до 2-3 см. Вдоль стенок крупных пегматитовых тел, достигающих в длину 30 м и более при мощности до 3 м, наблюдаются лентообразные участки очень плотной массивной силлиманитовой породы с реликтовыми чешуйками биотита. Визуально хорошо виден постепенный переход от биотитовых сланцев без силлиманита через сланцы с биотит-силлиманитовыми «лентами», ассоциирующими с мелкими обильными пегматитовыми инъекциями, к породам, содержащим до 90 % силлиманита, которые развиты вдоль контактов крупных пегматитовых тел. Пегматиты также в разной степени обогащены силлиманитом. Предполагается, что обогащение вмещающих сланцев глиноземом (силлиманитом) обусловлено воздействием на них внедрившейся пегматитовой магмы.

Пегматиты, приуроченные к комплексам пород высоких ступеней метаморфизма, иногда обогащены андалузитом, силлиманитом, кордиеритом, реже шпинелью, сапфирином в ассоциации с хризобериллом и другими редкими минералами бериллия — суринамитом, таафеитом, дюмортьеритом. Два пегматитовых тела с суринамитом известны в Антарктиде. Пегматит Кристмас Пойнт — одно из линзовидных тел, залегающее в пласте кварцевых гранулитов, содержащих сапфирин, ортопироксен, гранат и силлиманит. Пегматит состоит из зернистого (>1 см) агрегата кварца, микроклина (с примесью апатита и силлиманита, образующего кристаллы до 10 см в длину и 3 см в поперечнике), в котором располагаются мелкозернистые сегрегации, обогащенные силлиманитом, гранатом, кордиеритом, биотитом, апатитом и суринамитом, иногда присутствуют также вагнерит, ортопироксен, пирит, магнетит и монацит. Пегматит Циркон Пойнт сложен кварцем и желтым микроклином. Кварц содержит прожилки и небольшие обособления (до 6 см в поперечнике), обогащенные силлиманитом. В них присутствуют также таафеит, богатый бериллием сапфирин, суринамит, гранат, биотит, хризоберилл, апатит, рутил, монацит.

Пегматит Маршиков III в Моравии представляет собой небольшое концентрически зональное жильное тело мощностью около 1 м, залегающее в амфибол-биотитовых (с гранатом) гнейсах. Пегматит интенсивно рассланцован. Его краевая аплитовая зона сложена альбитом и кварцем с подчиненными мусковитом, гранатом и редким биотитом. Промежуточная зона шириной около 20 см представлена средне- и крупнозернистым кварц-альбит-мусковитовым агрегатом с обильным волокнистым силлиманитом, который развивается за счет мусковита и, возможно, альбита. К этой зоне приурочена основная масса хризоберилла. Центральное кварцевое ядро шириной до 50 см содержит пластинчатый мусковит, волокнистый силлиманит, мелкозернистый альбит (в основном по границам зоны), реликты берилла, замещенного хризобериллом, гранат, ганит и танталониобаты. Часто хризоберилл образует крупные кристаллы, содержащие округлые включения кварца, в ассоциации с силлиманитом и мусковитом, но без берилла. В промежуточной зоне и, в меньшей степени, в кварцевом ядре присутствуют гранат, ганит и танталониобаты. Образование хризоберилла и силлиманита связывается с прогрессивным этапом метаморфизма. Редко встречающиеся бавенит, хлорит и эпидот являются наиболее поздними минералами, образовавшимися на регрессивном этапе метаморфизма. Они тяготеют к трещинам в пегматите либо к плоскостям спайности мусковита.

Пегматит Дрю Хилл в штате Колорадо (США), содержащий крупные (до 12х14 см) кристаллы хризоберилла, представляет собой дайковое тело мощностью около 5 м. Co стороны висячего бока, примерно на 2/3 мощности тела, дайка представлена зоной массивного ортоклаз-пертита, которая ближе к лежачему боку сменяется крупнозернистой зоной кварц-ортоклазового с мусковитом и турмалином состава. Хризоберилл развит вдоль контакта этих зон, будучи включенным в массивный калишпат или в обособления массивного кварца, реже — в агрегат кварца и мусковита. Кристаллы хризоберилла часто сдвойникованы. Цвет минерала — оливково-зеленый.

Пегматит Бакфилд (штат Мэн, США) мощностью до 1,5 м сложен преимущественно серым и молочным кварцем, в меньшей степени — олигоклазом. Последний тяготеет к краевым частям жилы. Следующий по распространенности минерал — хризоберилл. Присутствуют также мусковит, черный турмалин (до 15 см длиной), гранат (до 2 см в поперечнике), циркон. Все они распределены в пегматите незакономерно, будучи «погруженными» в кварц либо полевой шпат. Кристаллы хризоберилла пластинчатые, до 5 см в диаметре, обычно сдвойникованные и разбиты трещинами. Цвет хризоберилла — бледный винно-желтый.

Хризобериллсодержащий пегматит Каланга Хилл в Замбии представляет собой крутопадающую дайку мощностью 0,3-0,5 м и длиной 30 м, внедренную в кордиерит-гранат-силлиманит-биотит-шпинелевые гранулиты. Пегматит имеет симметрично-зональное строение. Краевая зона шириной 5—10 см представлена аплитовидным кварц-полевошпатовым агрегатом. За ней следует узкая (несколько сантиметров) мономинеральная зона крупнозернистого мусковита. Она сменяется зоной кварца с бериллом и хризобериллом. В некоторых участках этой зоны хризоберилл составляет до 50 об.%. В центре располагается мономинеральное кварцевое ядро. Хризоберилл ассоциирует преимущественно с кварцем, в гораздо меньшей степени — с корродированными кристаллами берилла. Образует полупрозрачные кристаллы желто-зеленого, реже серо-зеленого цвета, до 3 см в длину, сросшиеся иногда в анхимономинеральный агрегат. Локально хризоберилл замещается мусковитом. Берилл образует призматические кристаллы. В пегматите также обнаружены Nb-рутил, Ti-иксиолит, Y-самарскит, циркон, микролит.

Хризобериллсодержащие пегматиты в одном из районов Средней Азии образуют свиту из трех жил длиной 20-40 м, при мощности 0,5-3 м. Биотит вмещающих биотитовых гнейсов мусковитизирован и хлоритизирован в экзоконтактовой зоне шириной до 5 см. Иногда гнейсы на контактах с пегматитом преобразованы в породу, состоящую из кварца, мусковита, шерла и биотита примерно в равных соотношениях. Жила с наибольшим количеством хризоберилла имеет зональное строение. В ней выделены следующие зоны: среднезернистого пегматита; мелкоблокового пегматита; кварцевое ядро; мусковитовая зона замещения (рис. 8.22). Зона среднезернистого пегматита состоит из олигоклаза № 15-20 (70-80 %) и кварца (20-30 %) с примесью мелкочешуйчатого мусковита и кристаллов темно-красного граната размером до 4 см в поперечнике. Состав блоковой зоны: микроклин (60 %), кислый олигоклаз (20) и кварц (20 %). Размер блоков — до 15х25 см. Калишпат иногда имеет графические и неяснографические вростки кварца. Между блоками микроклина развит среднезернистый кварц-олигоклазовый агрегат. Ядро представлено массивным серовато-белым кварцем. Мусковитовая зона мощностью до 0,5 м содержит в отдельных участках реликты полевых шпатов и кварц (до 40 %). Размер пачек мусковита достигает 15х15х25 см. Кроме того, во всех зонах, но особенно на контакте кварцевого ядра и полевошпатовых зон, наблюдается поздний мелкочешуйчатый белый мусковит. Хризоберилл развит преимущественно в зальбандах кварцевого ядра, реже встречается в мусковитовой зоне. Отдельные блоки микроклина и все желваки хризоберилла окружены рубашкой из мусковита в ассоциации с кварцем или бериллом соответственно. Предполагается, что образование хризоберилла, а не берилла связано с обогащением пегматитовой магмы глиноземом за счет подстилающих богатых силлиманитом вмещающих пород.