Л. И. Шабалин основы молекулярно-кинетической концепции рудо и магмообразования
жүктеу/скачать 1.12 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- 2.3.2. Пегматиты как результат действия механизма диффузионного флюидозамешения
2.3. Магматизм2.3.1. Роль механизма диффузионного флюидозамещения при зарождении магматических породУчастками зарождения кислых магматических пород являются зоны мигматитов. Проблема происхождения мигматитов – это ключевой вопрос образования гранитоидных магм и магматических пород в целом, поэтому ей посвящено огромное количество научных работ. Одна из наиболее крупных обобщающих работ так и называется «Мигматиты и происхождение гранитов» (Менерт, 1971). Характерной особенностью мигматитов является наличие двух их разновидностей в одной и той же зоне мигматизации: явно магматических жилковидных и явно метасоматических вплоть до так называемых теневых. Более конкретно это можно иллюстрировать на примере детально изученной мной зоны мигматизации и гранитизации докембрийских амфиболитов в районе Ташелгинских железорудных месторождений в Горной Шории. Здесь эта зона располагается в непосредственном контакте с зоной скарново-магнетитового оруденения и сама содержит магнетитовые бесскарновые тела. Особенностью мигматитов является их развитие в пределах толщи однородных и простых по составу мелко-среднезернистых амфиболитов, так что все особенности преобразования этих амфиболитов в гранитоидные породы отчетливо видны. Ни у кого из исследователей не вызывает сомнения, то это типичные мигматиты зоны гранитизации (рис. 54). Явно магматические мигматиты наиболее четко проявляются на периферии зоны мигматизации на ее простирании в виде, например, сетчатых мигматитов с резкими контактами по отношению к вмещающим породам, (рис. 55). По всей зоне встречаются мелкие секущие жилы аплитовидных гранитов и дайки крупно-гигантозернистых однородных по структуре пегматитов мощностью до нескольких десятков метров. Последние в самой зоне гранитизации имеют красноватый цвет, а в случае пересечения ими мраморов меняют этот цвет на белый. Хотя эти жилы и дайки пересекают мигматиты, а также скарны и руды Ташелгинских месторождений, не вызывает сомнения их генетическая связь с зоной мигматизации.
Явно метасоматические мигматиты, согласные со сланцеватостью пород и иногда секущие ее, являются преобладающей разновидностью в пределах центральной части зоны. Они имеют все признаки постепенных переходов к вмещающим амфиболитам, широкие зоны околожильной фельдшпатизации (рис. 56), скиалиты вмещающих пород (рис. 57), неравномерную зернистость, возрастающую от краев жил к центру от среднезернистой до пегматитовидной, неоднородный состав в объеме одной и той же жилы. Среди них жилки с резкими контактами, которые можно относить к магматическим, редки.
Наличие этих двух типов мигматитов характерно для всех регионов мира и этот факт привел к существованию двух основных точек зрения на их генезис. Одни исследователи считают их результатом анатексиса, т.е. частичного выплавления из вмещающих пород наиболее легкоплавкого кварц-полевошпатового гранитоидного материала, а другие – результатом метасоматоза с привносом кремнезема и щелочей. В частности, обобщающая статья Б. К. Кинга (1967) так и называется «Природа и происхождение мигматитов: метасоматоз или анатексис». В ней суммированы все взгляды зарубежных ученых по этим вопросам. В нашей стране сторонниками первой гипотезы являются В. С. Соболев и возглавляемая им школа (Фации…, 1970; Добрецов, 1990), второй – Н. Г. Судовиков (1955). Гипотезу о магматическом замещении, следующим за фронтом метасоматоза, предложил также Д. С. Коржинский (1955), ее поддержали Ю. А. Кузнецов (1964) и Ф. А. Летников (1981).
Обе эти концепции рассмотрены Н. Л. Добрецовым (1980), который привел доказательства того, что гипотеза анатексиса по ряду главнейших признаков более убедительна, чем гипотеза метасоматической гранитизации (в том числе и магматического замещения) объясняет зарождение кислых магматических расплавов. Однако в цепочке доказательств, по моему мнению, нет весьма существенного звена: за всю историю детального изучения полей мигматитов во вмещающих их породах не отмечено более или менее заметных геологических признаков появления жидких выделений расплавов и миграции этих расплавов в трещинные зоны повышенной проницаемости, к которым обычно бывают приурочены мигматиты. Таких признаков не наблюдалось и мной в зоне гранитизации в районе Ташелгинских месторождений. Незначительную проникающую способность компонентов при формировании анатектических пегматоидных мобилизатов среди глубокометаморфизованных пород отмечал К. Менерт (1971). Признаки расплавных включений в мигматитах (Чупин, 1975; Добрецов и др., 1993), по моему мнению, свидетельствуют только о магматической стадии их существования, но не доказывают их собственно анатектическое происхождение.
Очень трудно себе представить, чтобы достаточно вязкие расплавные включения могли мигрировать из огромных масс метаморфизующихся пород через большие пространства в тектонически ослабленные зоны. По крайней мере, признаки таких расплавных включений в виде реликтов самых разнообразных размеров должны были бы существовать в любой глубокометаморфизованной породе, и их могли бы наблюдать многие ученые, а не единичные исследователи. Сторонники метасоматической гранитизации гораздо более убедительны при подтверждении своих идей конкретными геологическими наблюдениями, так как приводят огромное количество доказательств постепенных метасоматических переходов от мигматитовых жил к вмещающим породам, широком развитии порфиробластов и их концентрации в зонах мигматитов. Это свидетельствует о метасоматической стадии процесса – о перемещении вещества в форме атомов, ионов или молекул, но не в виде расплавных капель. Такое явление исключительно отчетливо видно в зоне гранитизации в районе Ташелгинских месторождений. Для меня нет никакого сомнения, что непосредственно наблюдаемые здесь мигматиты в подавляющем своем большинстве имеют метасоматический облик, что подтверждается приведенными выше рисунками. Но вместе с тем сторонники метасоматической гранитизации и магматического замещения не могут убедительно объяснить, почему отсутствует крупный фронт базификации, который должен был бы существовать выше фронта гранитизации и по объему быть сопоставим с ним, так как при метасоматической гранитизации должно было бы выноситься огромное количество кальция, магния и железа. Нельзя объяснить и причину появления и местонахождения в настоящее время того огромного количества разбавленных водных растворов, которое было бы необходимо для образования метасоматическим способом всего объема гранитоидного материала в земной коре. В частности, по подсчетам исследователей для образования всего количества гранитов в земной оболочке путем метасоматической инфильтрационной гранитизации требуется воды в 10–20 раз больше всей современной гидросферы Земли (Добрецов, 1980). Все эти недостатки отмеченных гипотез заставляют продолжать поиски других вариантов объяснения механизма гранитообразования в зонах мигматитов. Я выдвигаю новое объяснение способа зарождения магматических расплавов при участии существенно диффузионных метасоматических процессов на основе механизма диффузионного флюидозамещения. Рассмотрим его сущность в этих процессах. Действие данного механизма в зоне гранитообразования проявляется подобно тому, как для гидротермального рудообразования, только происходит с участием других компонентов и в других Р-Т условиях земных глубин. Эта модель образования мигматитов близка к анатектической тем, что источником воды и кремнево-щелочных компонентов являются вмещающие породы высоких ступеней метаморфизма, начиная с амфиболитовой, из которых они выделяются в процессе преобразования более низкотемпературных водосодержащих метаморфических пород. Но принципиальное отличие заключается в том, что причиной образования мигматитов в результате механизма диффузионного флюидозамещения является не магматическое выплавление наиболее легкоплавких компонентов, а диффузионные метасоматические процессы под воздействием наиболее легкорастворимых в водных растворах кремнево-щелочных гранитоидных компонентов. То, что кремнезем, калий и натрий наиболее легкорастворимы в земной коре, показано экспериментально работами Г. П. Зарайского (1989). Причиной формирования мигматитов и рождения гранитоидных магм является не низкая температура плавления гранитоидов, а высокая растворимость в воде составляющих их компонентов. Если сравнить мигматиты с гидротермальными жилами и агатами, также сформировавшимися в процессе диффузионного флюидозамещения, то между ними можно видеть и сходство, и различие. Сходство заключается в том, что агаты и вещество гидротермальных жил имеют признаки формирования магмоподобного флюида, так же как и несомненно существовавшего при формировании мигматитов магматического расплава. Как показано выше, гидротермальные жилы и кремнезем агатов имеют признаки метасоматического замещения вмещающих пород и ксенолитов как до формирования высококонцентрированного флюида, так и после его раскристаллизации. Последнее особенно эффективно видно на примере кварц-гематитового месторождения Рудный Лог на Алтае (см. рис. 31, 32). Автометасоматическая перекристаллизация гидротермальных колломорфных руд показана А. Г. Бетехтиным (1955) и О. Д. Левицким (1955), которые считали, что в колломорфном виде руды могут сохраниться только в близповерхностных месторождениях, а в более глубинных они преобразуются в зернистые руды путем перекристаллизации геля или же непосредственной кристаллизации из него зерен минералов. На примере агатов выше было показано, что концентрически-зональные слои колломорфного агата от стенок переходят в крупнозернистый кварц в центральной части миндалин, явно кристаллизовавшийся в условиях повышенного содержания воды. Есть все основания предполагать, что в мигматитах в отличие от гидротермальных жил и агатов первоначально зародившиеся магматические жилы мигматитов, во-первых, сразу кристаллизовались как зернистые (от мелкозернистых до пегматоидных) образования и, во-вторых, были нацело перекристаллизованы продолжающимися метасоматическими процессами кремнево-щелочного типа. Подтверждением этого является очень четко проявленная метасоматическая калишпатизация мигматитовых прожилков в районе Ташелгинских месторождений, также это хорошо иллюстрировано К. Менертом (1971) на примере других районов. Таким образом, отличия мигматитов от гидротермальных жил и агатов по структурно-морфологическим признакам не качественные, а количественные. Просто в первых более интенсивно выражены процессы кристаллизации и перекристаллизации высококонцентрированного кремнево-щелочного флюида, стирающие почти нацело признаки его первично магматической фазы. Так же как и при зарождении гидротермальных жил, метасоматоз сопровождает весь период формирования этого флюида, начиная от зарождения и завершаясь после его кристаллизации. Каким же образом происходит зарождение мигматитовых прожилков в процессе механизма диффузионного флюидозамещения? В процессе регионального метаморфизма при переходе пород от низких ступеней к более высоким происходит выделение воды из гидроксилсодержащих минералов и переход в раствор кремнезема и щелочей – калия и натрия как наиболее легкорастворимых компонентов. Это доказано на основе изучения метаморфических фаций пород (Фации…, 1970, Летников, 1975). В случае возникновения тектонических трещин или полостей отслоения вдоль сланцеватости при тектонических подвижках все трещинные пустоты заполняются в первую очередь водой, которая как несжимаемая фаза поддерживает их в открытом состоянии. Далее начинается действие МДК-эффекта, диффузионным способом отгоняющего кремнезем и щелочи из вмещающих пород в эти трещинные пустоты. Кремнезем в соответствии с механико-энергетическим принципом преимущественно осаждается в центральной части жил в виде кварца как наиболее энергозатратного минерала. Щелочные компоненты осаждаются в виде плагиоклаза и калишпата в пределах трещин, а также широко развиваются в виде фельдшпатизации во вмещающих породах, так как эти минералы во вмещающих алюмосиликатных породах по составу близки к ним и поэтому являются менее энергозатратными, чем кварц. Этим создается широкий ореол осветления и фельдшпатизации вмещающих мигматитовых пород со всеми признаками постепенного перехода к мигматитовым жилам. Следует подчеркнуть, что именно МДК-эффект, создавая направленный диффузионный поток наиболее легкорастворимых в воде кремнево-щелочных компонентов, приводит в действие метасоматические процессы по преобразованию вмещающих пород любого состава в строго одинаковые по всем регионам земного шара гранитоидные породы. Эти компоненты извлекаются в целом из всей массы разнообразных по составу окружающих пород, а не только из непосредственно вмещающих пород и, находясь в подвижном состоянии, устремляются диффузионным способом (при возможном участии также и инфильтрации) в трещинные пустоты. Но если бы кремнево-щелочные компоненты находились в трещинных пустотах в истинных растворах, то диффузионный поток сразу прекратился бы после насыщения растворов при небольшой их концентрации. Однако, как было показано выше, растворы в зонах гидротермального рудообразования образуют комплексные соединения с формированием полимеризованных макромолекул коллоидных размеров. Такие же комплексные соединения должны образовывать и кремнево-щелочные растворы. Это подтверждается тем, что существующие силикатные расплавы даже при высоком содержании воды являются полимерами, состоящими, как известно из литературы (Есин и др., 1954; Анфилогов, 1973; Летников, 1975; Эпельбаум, 1980), из сиботаксических полимерных групп различной конфигурации. В частности, А. М. Асхабов (2000), на основании конкретных наблюдений отмечает, что кремнезем в расплавах и растворах присутствует в виде наноразмерных кластеров. Экспериментально установлено, что растворимость воды в силикатном расплаве при больших давлениях и температурах и высоком содержании калия и натрия достигает 20–50 % и даже неограниченных значений (Кадик и др., 1971; Эпельбаум, 1980; Синяков, 1986). Это свидетельствует о возможности существования растворов-расплавов, т. е. флюида, промежуточного между водным раствором и расплавом. Такие же полимеры образуются и в начальные стадии зарождения флюида. Тем самым раствор оказывается способным практически неограниченно принимать растворенные компоненты из вмещающих пород вплоть до образования в пределах трещинных пустот высококонцентрированного полимеризованного флюида – настоящего магматического расплава. Во вмещающих микропористых породах такие полимерные частицы не способны образоваться, так как МДК-эффект сразу же их уничтожает, поддерживая постоянную проницаемость пород для движения веществ и протекания в них метасоматических процессов. После заполнения трещин расплавом он проникает в другие участки в более крупные камеры или, начиная кристаллизоваться, остается на месте в виде магматических жилок. До начала кристаллизации увеличились пористость и проницаемость непосредственно вмещающих их пород, так как часть их вещества была перемещена в этих жилы. Следовательно, с началом кристаллизации жил интенсивность метасоматических преобразований не только не уменьшилась, но еще более возросла. В условиях повышенной пористости в окружении мигматитовых жил продолжается метасоматоз, включая и интенсивную перекристаллизацию уже самих затвердевших мигматитовых жил. Поэтому все первичные признаки их магматической природы стираются, в целом создавая впечатление их метасоматического генезиса. Таким образом, формирование мигматитовых жил в процессе механизма диффузионного флюидозамещения очень сходно с механизмом анатексиса и также не требует для своего осуществления большого количества растворителя, т. е. воды. Сторонники анатексиса отмечают, что его начало сопровождается частичным «осушением» окружающих пород за счет «отсасывания» воды образующимся расплавом (Добрецов, 1980). Но механизм диффузионного флюидозамещения принципиально отличается от анатексиса тем, что осуществляется путем не выплавления гранитоидной эвтектики, а сбора воды и растворенных кремнево-щелочных компонентов из большого объема подвергающихся глубокому метаморфизму пород и последующей преимущественно диффузионной концентрации этих компонентов в пределах тектонических трещин и полостей отслоения под действием МДК-эффекта и полимеризации растворов. Широко известные признаки метасоматического образования мигматитовых жил также находят свое объяснение. Некоторые исследователи признают большую роль диффузионных процессов при формировании мигматитов. В частности, С. Маало (Maalø, 1992) пишет, что минеральные ассоциации лейкосомы мигматитов генерируются при анатексисе в результате диффузионного обмена между собственно лейкосомой и мезосомой, а не как следствие поступления расплава из мезосомы. Все вышесказанное касалось образования мигматитов кислого гранитоидного состава. Можно полагать, что по такому же механизму возможно зарождение пород более основного состава – диоритов, габброидов и также ультраосновных пород. Подтверждением этого может служить наличие мигматитов гранодиоритового и диоритового состава, описанных в ряде регионов (Менерт, 1971). В качестве примера можно привести фотографию такого диорита в районе Ташелгинских месторождений (рис. 58). В связи с выносом из зоны гранитизации кальция, магния и железа – составных частей базитовых и ультрабазитовых пород, можно полагать, что их образование происходит выше зоны собственно гранитизации, но также по механизму диффузионного флюидозамещения. Хорошо известно, что скарново-магнетитовые, грейзеновые, гидротермальные месторождения, также формирующиеся по механизму диффузионного флюидозамещения, располагаются выше зоны осветления и выщелачивания рудных компонентов. Зона гранитизации также может служить источником компонентов для формирования выше нее своеобразной зоны базификации в виде образования магматических основных и ультраосновных пород. Эта возможность показана Н. М. Успенским (1968) на примере пегматитов негранитного состава вплоть до ультраосновных. Правда, он считал их все метасоматическими.
2.3.2. Пегматиты как результат действия механизма диффузионного флюидозамешенияПроблемы образования пегматитов и генезиса мигматитов очень сходны, тем более что те и другие в зонах мигматизации и гранитизации присутствуют совместно и порой не отделимы друг от друга, как это видно из многочисленных геологических описаний. Так же как и для мигматитов в объяснении образования пегматитов, существуют две гипотезы – магматическая и метасоматическая, разработанные еще в 30–40-х годах прошлого века. Магматическая гипотеза в наиболее законченном и совершенном виде разработана А. Е. Ферсманом (1940), который считал, что пегматиты являются продуктом затвердевания обособленной от магматического расплава в конце его кристаллизации остаточной магмы, из которой сначала по принципу фракционной кристаллизации выпадали в определенной последовательности магматические минералы, подвергавшиеся затем частичному преобразованию под воздействием летучих минерализаторов, накопившихся к концу процесса в пегматитообразующем расплаве. Метасоматическая гипотеза, рассмотренная А. Н. Заварицким (1953), Н. М. Успенским (1968) и В. Д. Никитиным (1968), предполагает образование пегматитов любого состава – гранитоидного, базитового и ультрабазитового за счет метасоматического изменения пород остаточными или поступающими из глубинных магматических источников горячими газоводными растворами в условиях открытой для выноса или полностью раскрытой системы. Интересно признание одного из геологов-специалистов по пегматитам В. Е. Гордиенко, который в своей недавней книге «Гранитные пегматиты» (1996) признал, что «накопленный за последние годы обширный фактический материал, успехи в области физико-химического анализа пегматитового процесса и даже его прямое моделирование не дали существенного приоритета ни одной из этих альтернативных гипотез». Поэтому он предложил концепцию пегматитообразования как процесса многокамерной полициклической кристаллизационной дистилляции. Другие специалисты по пегматитам, например В. Е. Загорский и др. (1992, 2000), в своих новейших работах причиной образования и вариации состава пегматитов считают его гетерогенизацию с разделением полимерных кластерных группировок различного состава при внедрении пегматоидного расплава в бароградиентных условиях. В развитие представлений о механизме диффузионного флюидозамещения я полагаю, что этот механизм действует также и при образовании пегматитов. Для понимания этого следует обратить внимание на такие малозаметные образования в пегматитах, как аплиты и аплитовидные мелкозернистые граниты, которые очень часто присутствуют в них и обычно образуют оторочку на контакте пегматита с вмещающей породой. По П. Ниггли и А. Е. Ферсману, аплиты характеризуют собой начало кристаллизации пегматоидной магмы в условиях ее контакта с относительно более холодной зоной вымещающей породы или кратковременного удаления летучих. А. Е. Ферсман (1940) выделяет ее как геофазу В пегматитового процесса. Сторонники метасоматической гипотезы, которые ее развивали в первую очередь на примере пегматитов в зонах докембрийской мигматизации (В. Д. Никитин), отмечают, что зоны пегматоидной перекристаллизации развиваются по предшествующим мелкозернистым аплитовидным и мелкозернистым гранитам, которые, однако, обычно не образуют строго зональной контактовой оторочки, как в типичных пегматитах. В качестве примера взаимоотношений аплитов с пегматоидной зоной пегматитов можно привести фотографии наблюдавшихся мною амазонитовых пегматитов из тантал-ниобийсодержащих гранитоидов Забайкалья. На рис. 59 видно, как крупные порфиробластовые кристаллы амазонитового полевого шпата и кварца развиваются в массе жилы мелкозернистого амазонитового гранита поперек его контактов и метасоматически вдаются во вмещающую породу. Видно пересечение порфиробластами полосчатости в граните.
На рис. 60 видна пегматоидная амазонито-кварцевая перекристаллизация жилки мелкозернистого амазонитового гранита в одном из ее контактов. На рис. 61 можно видеть пегматитовую жилу с расположенными поперек кристаллами амазонита, метасоматически вдающимися во вмещающий гранит. Здесь признаков первичного аплитовидного гранита не сохранилось, но достаточно резкие контакты жил и довольно большая их протяженность по простиранию (десятки метров при мощности до 1 м) позволяют предполагать, что здесь основой, по которой развивалась пегматоидная перекристаллизация, являлись дайки аплитовидных гранитов. Все это свидетельствует о том, что образование аплитовидных гранитов и следующее за ними формирование собственно крупнозернистых пегматитов являются тесно неразрывно генетически связанными процессами, следующими один за другим. Это укладывается в рамки предложенного мной механизма диффузионного флюидозамещения, действующего здесь подобно описанному выше способу зарождения мигматитов, только это происходит здесь по интрузиву непосредственно после его кристаллизации. Здесь имеются и признаки, которые были описаны на примере агатов в базальтах, также формирующихся в процессе механизма диффузионного флюидозамещения.
На этой основе пегматитообразование можно представить следующим образом. В завершающие стадии кристаллизации интрузива вода и другие летучие оттесняются сначала в интерстиции между полимерными сиботаксическими группами самого расплава, а затем в интерстиции между образующимися из них кристаллами, так что уже затвердевший интрузив оказывается пронизанным сетью микропор, насыщенных водой и растворенными в ней кремнево-щелочными и рудными компонентами. В связи с развитием контракционных и тектонических трещин водный слабоконцентрированный раствор заполняет их и этим поддерживает открытыми. Повторяющиеся тектонические подвижки приводят в действие гидродомкратный эффект, который способствует перемещению водного флюида в более крупные полости и силового их расширения с образованием крупных камер будущего пегматитообразования. Затем и одновременно с этим осуществляется действие МДК-эффекта, который диффузионным способом отгоняет растворенные в воде компоненты из микропор, вмещающих затвердевшие породы, в эти камеры и трещинные пустоты. В условиях высоких температур и давлений, в которых обычно формируются пегматиты, т. е. на глубине более 4–5 км, по существу, начинается процесс, обратный кристаллизации. Если в последнем случае полимерные сиботаксические группы сами выдавливают воды в интерстиции между ними, то при мигматитообразовании в трещинные пустоты из интерстиций диффузионным способом отгоняются кремнево-щелочные компоненты, которыми насыщен остаточный раствор. Здесь они начинают концентрироваться в виде таких же полимерных групп сначала в разбавленном виде, а затем доводят раствор до концентрации расплава того же состава, что и вмещающий интрузив. Возможность существования такого флюида с различной концентрацией петрогенных компонентов, как отмечалось выше, подтверждена экспериментально на примере неограниченной растворимости воды в расплавах при высоких температурах и давлениях. Образовавшийся высококонцентрированный флюид сначала кристаллизуется в виде мелкозернистого аплитовидного гранита, причем его мелкозернистая структура, вероятно, связана не с удалением летучих из расплава, а с особенностями кристаллизации своеобразного коллоидного полимеризованного флюида. Для сравнения можно привести отмеченные особенности кристаллизации агатов, где самые краевые зоны сложены концентрически-зональным скрытозернистым облекающим агатом и параллельно-полосчатым ониксом, а ядерные зоны нередко бывают сложены крупнокристаллическим кварцем, иногда с друзовыми пустотами в центре. Совершенно очевидно, что этот кварц является, по существу, продолжением кристаллизации краевой скрытокристаллической зоны, не имея никаких признаков метасоматического развития по ней. Также можно полагать, что и в типичных пегматитах некоторые последующие крупнокристаллические зоны, в первую очередь зона графического пегматита, сформировались из магматического флюидного расплава. В связи с тем что в процессе заполнения пегматоидным расплаво-раствором трещинных пустот, из вмещающих затвердевших пород было вытеснено большое количество породообразующих компонентов, их пористость резко увеличилась, учитывая, что МДК-эффект способствует увеличению длины и количества пор. Все это благоприятствует увеличению проницаемости вмещающих горных пород, и поэтому метасоматоз с образованием пегматитового расплава и его кристаллизации не только не уменьшился, а, наоборот, усилился. В сферу деятельности метасоматоза попадают все более широкие площади вмещающих пород, из которых происходит сбор растворенных в микропорах компонентов. Объектами наиболее интенсивного метасоматоза продолжают оставаться сами пегматитовые жилы, начавшие кристаллизоваться или уже раскристаллизовавшиеся, а также непосредственно вмещающие их призальбандовые участки. Поэтому здесь происходят перекристаллизация ранее образовавшихся минералов, привнос новых компонентов и метасоматическое образование минералов на месте ранних магматических ассоциаций в соответствии с падением температуры остывающего интрузива. При этом все контакты между собственно магматической пегматитовой жилой и вмещающей породой могут совершенно стираться за счет последующих метасоматических процессов, как в зоне мигматизации, где более всего проявилась именно метасоматическая фаза. В типичных же пегматитах внутри интрузивов зона контакта в виде аплитовидного гранита бывает часто хорошо выражена, так как здесь более резко проявилась собственно магматическая фаза их формирования. В случае если контракционные или тектонические трещины появляются в зоне на границе между интрузивом и вмещающей породой, процесс пегматитообразования приводит к образованию мигматитовых и пегматитовидных жил и полевошпатовому порфиробластезу вдоль трещин и сланцеватости пород. Причем в пограничной зоне процесс пегматитообразования может начаться тогда, когда магма интрузива была еще в жидком состоянии. Вода в остывающем расплаве оттеснялась в интерстиции между его кластерными полимерными группами, которые таким образом создавали своеобразную систему микропор, что отмечалось Ф. А. Летниковым (1975). Из этих микропор в жидкой магме благодаря действию МДК-эффекта кремнево-щелочные компоненты, растворенные в воде, перемещались диффузионным способом в трещины вмещающей породы, и здесь уже по твердым породам действовал механизм диффузионного флюидозамещения, образуя своеобразный вторичный расплав того же состава, что и сами граниты, так как растворы насыщены его компонентами. Вследствие этого новообразованные минеральные ассоциации формируют постепенный расплывчатый переход от интрузива к вмещающим породам, создавая впечатление образования интрузива в целом в процессе метасоматоза или его магматического замещения, хотя в действительности это типичный интрузивный массив. Следовательно, сам расплав магматического плутона в жидком виде и на стадии затвердевания способен создавать вторичный флюидный расплаво-раствор такого же состава путем диффузии растворенных в нем межкластерных или межзерновых компонентов во вмещающие породы или в уже затвердевшие породы самого массива. Широко развивающиеся в гранитоидах порфиробласты калишпата (Афанасьев, 1951) соответствуют одной из фаз процесса пегматитообразования и являются, по существу, его индикатором. Для образования пегматитовой жилы достаточно даже тончайшей трещины, где зародившийся расплав будет сопровождаться крупнозернистой перекристаллизацией всей окружающей ее породы с полным исчезновение признаков этого расплава, поскольку эта трещина и появление расплава инициируют увеличение пористости в ее стенках, что благоприятствует перекристаллизации пород. После формирования пегматитовый расплав может с места зарождения внедряться в другие участки интрузива или даже во вмещающие породы. Вследствие этого он как бы отрывается от питающих его корней, т. е. зон сформировавших его флюидопроводников. Он приобретает свойства самостоятельного интрузивного тела и воздействует на вмещающие породы только теми летучими, которые остались в его объеме без подтока извне. Поэтому в таких телах фаза постмагматического метасоматоза выражена слабее, а фаза магматической кристаллизации, наоборот, более четко проявлена, как наблюдается в типичных камерных пегматитах. Процесс пегматитообразования развивается одновременно с гидротермально-метасоматическим рудообразованием. Только в отличие от последнего он действует в более глубинных и высокотемпературных зонах остывающего интрузива. Те же кремнево-щелочные растворы, которые образовали пегматиты по механизму диффузионного флюидозамешения, выше в зоне более низких температур образуют по этому же механизму гидротермальные жилы, сначала заполняя их коллоидным полимеризованным флюидом, а затем и перекристаллизовывая. Только в случае гидротермальных жил, а также и агатов фаза перекристаллизации выражена гораздо слабее, чем в пегматитах или отсутствует совсем, потому что они гораздо более длительное время, чем пегматиты, существовали в виде жидкого флюида до самых низких температур. Поэтому почти вся метасоматическая фаза проявилась в них в период заполнения этих жил жидким гидротермальным флюидом. В пегматитах же после заполнения жил быстрее кристаллизующимся аплитовым материалом произошло быстрое его затвердевание, и поэтому метасоматические процессы воздействовали на уже затвердевшие породы с широким проявлением замещения одних минералов другими. Такую синхронность связи пегматитообразования с гидротермальным рудообразованием отмечают сторонники метасоматической гипотезы (Заварицкий, 1953; Никитин, 1968). В то же время образование магматического расплава в процессе механизма диффузионного флюидозамещения согласуется с представлениями сторонников магматической гипотезы (Ферсман, 1940) об особой «остаточной» пегматоидной магме. Только в данном случае эта «остаточная» магма зарождалась в процессе метасоматических процессов отгонки кремнево-щелочных компонентов из микропор затвердевшего массива в трещинные пустоты под действием МДК-эффекта и постепенного заполнения их полимеризованным флюидом. Процесс пегматитообразования подобен процессу мигматитообразования в гнейсовых толщах. Только если в последних вода и кремнево-щелочные компоненты концентрируются в тектонических зонах, собираясь из большого объема метаморфизующихся пород разного состава, то в интрузивах они собираются из остаточных межзерновых растворов кристаллизующегося массива. В зонах мигматитов зарождается гранитоидная магма. Подобная магма зарождается и в уже образованных и затвердевших интрузивах, но в гораздо меньших по масштабам пегматитовых жилах. В зонах мигматитов фаза пегматитообразования, по существу, сливается с мигматитовой фазой зарождения расплавов, так как кремнево-щелочные растворы, привнесенные из вмещающих гнейсовых толщ, и растворы, синхронные с затвердеванием мигматитового гранитоидного расплава, составляют единое целое, завершая свою деятельность в постмагматический этап, как это происходит при пегматитообразовании. Поэтому оруденение, связанное с мигматизацией, имеет все признаки постмагматического, т. е. регрессивного этапа; это будет показано ниже на примере Ташелгинских скарново-магнетитовых месторождений. Подобным же образом, по-моему, могут формироваться и негранитные пегматиты среднего, основного и ультраосновного состава, описанные, например, Н. М. Успенским (1968) как метасоматические образования. В частности, на Качканарском пироксенитовом массиве я наблюдал многочисленные габброидные и диоритовые жилы с длинными пойкилобластовыми кристаллами роговой обманки, ориентированными поперек жил и врастающих в их стенки, как это было показано выше для амазонитовых пегматитов. На рис. 58 видна подобная же диоритовая жила в зоне мигматитов района Ташелгинских месторождений. Таким образом, образование пегматитов гранитоидного состава (а также и негранитных пегматитов) происходит в две фазы. В первую, благодаря механизму диффузионного флюидозамещения, в трещинных пустотах образуется гранитоидный флюидный полимеризованный расплав аплитового состава и происходит его последовательная кристаллизация от стенок камер к центру с увеличением зернистости пород до пегматоидных структур. При этом во всех вмещающих породах увеличивается по площади и по объему пористость и проницаемость за счет отгонки из микропор диффузионно-метасоматическим способом кремнево-щелочного материала в трещинные пустоты для образования расплава. Это благоприятствует более широкой деятельности метасоматических процессов. Поэтому вторая фаза пегматитообразования характеризуется интенсивным метасоматическим преобразованием ранее сформировавшихся магматических пород пегматитовых жил с последовательным привносом компонентов и образованием соответствующих минералов по мере остывания вмещающего интрузивного массива. Процесс пегматитообразования осуществляется одновременно с идущими выше него в зонах более низких температур процессами гидротермально-метасоматического рудообразовании, а в зонах мигматизации он синхронен во времени и пространстве с формированием мигматитов. Возможность образования пегматоидного флюидного расплава таким же образом подтверждается исследованиями в стекольном производстве. Известно, что сразу же после затвердевания расплава силикатного стекла на его поверхности образуется тонкая поверхностная пленка (толщиной 50 Ǻ) геля поликремневых кислот, т. е. коллоидная гелеобразная пленка типа студня (Рябов, 1993). Она, по мнению академика И. В. Гребенщикова, образуется из-за большой гигроскопичности поликремневых кислот, которые в процессе формирования изделия при стеклодувном производстве присоединяют к себе пары воды из воздуха. При этом поверхностный слой разбухает или сжимается. Специалисты стеклодувного производства говорят, что стекло «дышит». После остывания стекла этот слой также затвердевает, и именно ему обязаны многие ценные свойства стеклянных изделий. Подобное происходит и после затвердевания интрузива в земной коре. На контактах зерен силикатных минералов оттесняемая сюда вода переводит в гель края этих зерен и стенки трещин. МДК-эффект перемещает в трещинные пустоты растворенные в воде компоненты и части этого геля. Здесь образуются и концентрируются комплексные полимерные молекулы – составные части будущего пегматитового расплава. Точно так же может зарождаться расплав в зонах мигматизации и гранитизации, где существует высокая температура и присутствует вода. жүктеу/скачать 1.12 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|
