Учебное пособие Москва 2012 Содержание 2 Предисловие 4 метасоматические процессы, их значение 6

Формация известковых скарнов

Для минерального состава известковых скарнов характерно присутствие кальциевых моноклинных пироксенов ряда диопсид-геденбергит (салитов), кальциевых гранатов ряда гроссуляр (Ca₃Al₂(SiO₄)₃)-андрадита (Ca₃Fe₂(SiO₄)₃), волластонита (Ca₃Si₃O₉), реже скаполита, эпидота, везувиана, родонита (Mn₃Si₃O₉) и др.

При обычном наложении на известковые скарны послемагматических и рудообразующих процессов состав их минерализации становится весьма сложным. Форма тел таких скарнов разнообразна. Помимо протягивающихся вдоль контактов вытянутых скарновых залежей для известковых скарнов особенно для таких скарнов, являющихся рудоносными, характерны контролируемые тектоническими зонами секущие жилообразные инфильтрационные тела, которые располагаются как в области экзоконтактов интрузий, так и внутри апофиз интрузивов, особенно, когда они залегают выше находящихся под ними карбонатных пород.

Обобщенный состав зон метасоматической колонки известковых скарнов и их описание приведены по данным Н.Ю. Бардиной и др. [2].

0. 
   Известняк
   
1. 
   Волластонитовый экзоскарн
   
2. 
   Пироксеновый экзоскарн
   
3. 
   Гранатовый экзо- или эндоскарн
   
4. 
   Пироксен-гранатовый эндоскарн
   
5. 
   Пироксен-плагиоклазовая порода
   
6. 
   Алюмосиликатный интрузив
   

В.А. Жариков [8] отмечает, что составы сосуществующих пироксена и граната заметно различаются по железистости для различных скарновых месторождений.

Скарново-молибденовые и скарново-вольфрамово-молибденовые, скарново-оловянно-вольфрамо-полиметаллические месторождения характеризуются парагенезисами железистых (геденбергитовых) пироксенов и глиноземистых (гроссуляровыми) гранатами. Напротив, скарново-медно-железорудные, скарново-полиметаллические месторождения отличаются обратными соотношениями: парагенезисом более магнезиальных пироксенов с более железистыми гранатами. Близкие соотношения железистости пироксена и граната присутствуют в медно-вольфрамовых скарновых месторождениях, скарново-сульфидных месторождениях с Au, Co, As.

Решающее значение для распределения железа оказывает кислотность скарнирующего раствора. При относительно повышенной кислотности характерны парагенезисы железистого пироксена с глиноземистым гранатом. И, наоборот, в условиях пониженной кислотности в парагенезисе с пироксеном находится более железистый гранат. В.А. Жариков отмечает, что сосуществующие составы клинопироксена и граната, граната и плагиоклаза могут служить индикатором кислотности растворов, а поскольку кислотность послемагматических растворов в значительной мере предопределяет характер оруденения, сосуществующие составы могут быть использованы для предсказания возможности выявления оруденения в известковых скарнах.

Классическими примерами развития известковых скарнов, связанных с гранитоидными массивами, являются крупнейшие железорудные месторождения Южного Урала (гор Магнитная и Высокая) и молибден-вольфрамовые месторождения на Северном Кавказе (Тырныауз).

Как говорилось выше, в отличие от магнезиальных скарнов, для которых характерны бораты (людвигит и др.), в известковых скарнах присутствуют боросиликаты (датолит, данбурит и др.).

Другая особенность преимущественно скарново-полиметаллических месторождений состоит в широком распространении марганцевых силикатов (родонит и др.). Особенно они характерны для жильных контактово-инфильтрационных скарново-полиметаллических месторождений, таких гигантов, как Дальнегорское, месторождения Карамазара и др.

Если магнезиальные скарны по экспериментальным данным образуются при температуре 650-900 ˚С под воздействием слабощелочных галоидных растворов, обогащенных CO₂ при рН = 8,5, то известковые скарны формируются из слабокислых хлоридных растворов рН = 5,5-6 при температурах 540-700 ˚С.

Главной причиной, препятствующей возникновению известковых скарнов при более высокой температуре, является устойчивость кальцита, особенно при большом давлении. Поэтому известковые скарны не могут образоваться на магматической стадии и отсутствуют на больших глубинах, где при высокой активности СО₂ кальций-содержащие скарновые минералы разлагаются с образованием кальцита.

Отмеченные особенности распространения известковых скарнов определяются, главным образом, активностями СО₂, Mg, Ca и кислотностью раствора, влияющей на поведение Fe и Mn. Изменение глубинности не оказывает заметного влияния на парагенезисы известковых скарнов. Однако верхняя граница образования известковых скарнов, как указывает В.А. Жариков, проходит на глубинах более 1-1,5 км, поскольку при меньших давлениях высокотемпературные растворы находятся в газовом состоянии, и интенсивные высокотемпературные метасоматические процессы скарнового типа происходить не могут.

Месторождения многочисленных металлов обычно наложены на известковые скарны и связаны с воздействием на них более низкотемпературных гидротермальных растворов. Наложение на скарны важного промышленного оруденения многочисленной группы металлов и его связь уже с растворами гидротермального типа показана, в частности, С.М. Александровым (1990) на примере наложения боро-оловянного оруденения на магнезиальные скарны магматической стадии и на развитые по ним известковые скарны. При этом в гидротермально измененных скарнах появляются касситерит и минералы групп станнатов и боратов.

В заключение остановимся на вопросе о взаимоотношении магнезиальных и известковых скарнов, а также связанного с ними оруденения, рассмотренном В.А. Жариковым [8].

В магматическую стадию на всех уровнях глубинности по магнезиальным толщам образуются магнезиальные метасоматиты. Известковые скарны на магматической стадии не образуются, а известняки лишь перекристаллизовываются в кальцитовые мраморы.

В постмагматическую стадию скарнообразование зависит от глубинности процесса. В глубинных условиях в контактах с магнезиальными карбонатными породами образуются магнезиальные скарны. Типичные известковые скарны в этих условиях не образуются.

В гипабиссальных условиях глубинности и по известнякам, и по доломитам в послемагматическую стадию образуются только известковые скарны. Эти условия образования скарнов определяются, главным образом, различной активностью СО₂, а также Mg и Са и кислотностью растворов.

Такие данные подтверждаются результатами экспериментальных исследований. В магматическую стадию высокое давление СО₂ в условиях больших глубин препятствует образованию кальциевых силикатов и алюмосиликатов (волластонита, граната-гроссуляра и др.), что делает невозможным формирование известковых скарнов.

На меньших глубинах при низком давлении СО₂ и высокой активности Са в послемагматическую стадию возникают известковые скарны, а в случаях присутствия ранее образованных в магматическую стадию магнезиальных скарнов происходит их замещение известковыми скарнами. Благоприятной для скарнообразования является низкая кислотность растворов в магматическую стадию и слабощелочной их характер в раннюю послемагматическую стадию, которая затем сменяется ростом кислотности при снижении температуры и переходе к гидротермальным процессам, с которыми связано основное рудообразование.