Методы диагностики минералов

По составу полезных ископаемых, концентрирующихся в карбонатитах последние разделены на семь групп:

1. Гатчеттолит-пирохлоровые карбонатиты с содержанием Nb2O5 0,1-1 %;

2. Бастнезит-паризит-монцонитовые карбонатиты с содержанием TR2O3 от десятых долей процента до 1 %;

3. Перовскит-титаномагнетитовые руды связаны с гипербазитами в ассоциации с карбонатитами;

4. Апатит-магнетитовые с форстеритом карбонатиты с содержанием железа 20-70 %, Р2О5 10-15 %;

5. Флогопитовые скарноподобные образования, в коре выветривания формируется вермикулит;

6. Флюоритовые карбонатиты;

7. Сульфидоносные карбонатиты с медным оруденением при содержании меди 0,68 % и свинцово-цинковым.

Минеральные типы рудоносных карбонатитов отвечают различным уровням их возникновения и последующего эрозионного среза. Геологические структуры, определяющие положение и морфологию карбонатитовых тел внутри массивов, имеют один источник деформирующих усилий и разделяются на две разновидности по их морфологии. Центральные штоки приурочены к цилиндрическим трубкам взрыва. Карбонатитовые жилы приурочены к круговым структурам, среди них выделяют радиальные, кольцевые (падающие от центра), конические (падающие к центру). Формирование массивов ультраосновных щелочных пород с карбонатитами охватывает длительный интервал времени и делится на четыре этапа магматической эволюции, разобщенные перерывами внедрения магматических пород:

1. образуются ультраосновные породы (дуниты, перидотиты, пироксениты);

2. щелочно-гипербазитовый этап с формированием биотитовых пироксенитов и перидотитов и мелилитсодержащих пород;

3. ийолит-мельтейгитовый этап характеризуется появлением пород от якупирангитов (крайне меланократовая бесполевошпатовая ультраосновная щелочная порода) до уртитов (существенно нефелиновая порода);

4. внедряются нефелиновые и щелочные сиениты. После этого возникают карбонатиты. Все этапы сопровождаются формированием комагматичных даек. Весь интервал времени, охватывающий становление массивов может охватывать несколько десятков и даже первых сотен миллионов лет.

 

10. 16 билет . пегматиты и современные представления о происхождении

-     изверженные, преимущественно жильные породы, обладающие следующими свойствами иособенностями: крупными размерами слагающих минералов; повышенным содержанием минералов,содержащих легколетучие компоненты — воду, фтор, хлор, бром и др.; сложным и разнообразнымминеральным составом, в котором наряду с главными минералами, общими для П. и материнских пород,значительное место занимают минералы редких и рассеянных элементов, таких, как Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta,Zr, Hf, Th, U, Sc и др.; наличием большого количества минералов, образующихся в процессеметасоматического замещения и гидролиза полевых шпатов. Концентрация легколетучих, редких ирассеянных элементов в П. иногда в сотни и тысячи раз больше, чем в соответствующих материнскихпородах.

Пегматиты и связанные с ними месторождения относятся к продуктам поздних стадий раскристаллизации силикатных расплавов, насыщенных флюидными компонентами. Для них характерны: крупнокристаллическое строение; либо гнездовое, либо полосчатое обособление мономинеральных блоков; присутствие скоплений совершенных по форме и крупных по размерам кристаллов многих породообразующих, а также редких и акцессорных минералов.

Типы пегматитов

Выделяют две группы пегматитов — магматогенные и метаморфогенные. Магматогенные пегматиты представляют собой позднемагматические образования, имеющие состав тождественный родоначальной интрузии. Наибольшей пегматитоносностью обладают интрузии с повышенной кислотностью или щелочностью, полной дифференциацией и многофазностью внедрения.

Метаморфогенные пегматиты формировались в регрессивные стадии высоких фаций регионального метаморфизма; не связаны с магматическими комплексами; развиваются в пределах гранитогнейсовых блоков древних кратонов и контролировались разрывными структурами зон протоактивизации. В их составе присутствуют типоморфные метаморфические минералы — дистен, силлиманит, андалузит и др

По геологическим данным пегматиты формируются в широком интервале глубин от 1,5 до 20 км, что соответствует величинам литостатического давления 120—800 МПа. Также необычайно широк температурный диапазон — 800—50 °С.

Генезис пегматитов

В настоящее время существует пять основных гипотез пегматитообразования.

1. Магматогенно-гидротермальная гипотеза, Недостатки гипотезы: недоучет ограниченной растворимости в расплаве воды; проблема пространства (нужны большие открытые полости); не объяснена смена калиевых полевых шпатов натриевыми за счет авто метасоматоза

разработанная А. Ферсманом, В. Никитиным и другими, считает пегматиты продуктом раскристаллизации остаточной магмы. Процесс протекал непрерывно в закрытой системе при неограниченной растворимости Н2О и разделялся на пять условных этапов: магматический (900—800 °С), эпимагматический (800—700 °С), пневматолитовый (700—400 °С), гидротермальный (400—50 °С) и гипергенный (50 °С).

2. Магматогенно-пневматолито-гидротермальная американских геологов (Р. Джонс, Е. Камерон и др.). В ранний магматический этап система закрыта. В открытых полостях происходило их зональное заполнение пегматитами простого состава при условии выноса части элементов. Во второй пневматолито-гидротермальный этап система становилась открытой. Поступавшие из глубин растворы метасоматически перерабатывали более ранние простые пегматиты и формировали сложные по составу тела.

3. Метасоматическая двухэтапная гипотеза А.3аварицкого предполагает преобразование любой исходной породы, близкой по составу к граниту. В первый этап остаточные горячие газоводяные растворы находились в химическом равновесии с вмещающими породами и перекристаллизовывали их без изменения состава. В закрытой системе возникали простые крупнокристаллические пегматиты. Во второй этап уже в обстановке открытой системы происходило растворение простых пегматитов и замещение их новыми минеральными ассоциациями.

4. Ликвационная гипотеза

Пегматитоносность массивов связывают с их расслоенностью. Шлифовые пегматиты концентрируются в прикровельных частях массивов. Формы выделений: слои, лепешки, капли, колбы, гантели и др. Формировавшиеся пегматиты по сравнению с материнскими гранитами имеют более лейкократовый состав. Они обеднены железом, магнием, марганцем и кальцием. Нормативный состав: кварц—полевой шпат. Для разных массивов в гранитах и пегматитах соотношения кварца, альбита и ортоклаза неодинаковы, а для одного они выдержаны. Таким образом, пег-матитообразование представляет собой самостоятельный петро-генетический процесс, который заключается в отщеплении от остаточной магмы особого флюидного расплава по механизму жидкостной несмесимости и подготовке к расслоению гранитного плутона.

5. Метаморфогенная гипотеза разработана В.Н.Морахонеким. Она касается многочисленных пегматитовых провинций и полей, широко развитых в фундаментах древних платформ и для которых отсутствует пространствен но-генетическая связь с интрузивными комплексами. Образование этих пегматитов тесно ассоциирует с возникновением и развитием очаговых структур и протекает на фоне падения температур и давлений в шесть основных этапов.

Не существует одной универсальной концепции, объясняющей все разнообразие этих природных образований. В конкретных геологических ситуациях сохраняют актуальность отдельные положения всех пяти гипотез.

11. 18 билет. минеральный состав гранитных пегматитов

 

 Пегматит гранитовой структуры — это крупно- или грубозернистая гранитная порода, в которой полевой пшат образует изометричные зерна размером 1—3 см, кварц же располагается между ними. В случае гранитных пород пегматиты сложены: полевыми шпатами (60—70%), кварцем (35—25%), слюдами и др. Для пегматитов характерны: крупно-, иногда гигантокристаллическое строение (кристаллы кварца достигают 2 м, полевого шпата амазонита—10 м при весе 100 т); графическая или письменная структура

19билет.-

12. 20 билет.гидротермальный процесс минералообразования

Гидротермальные процессы. Гидротермы — горячие водные растворы, отделяющиеся от магмы или образующиеся в результате сжижения газов. По физико-химическому состоянию они могут быть взвесями, коллоидными и молекулярными (истинными) растворами. Отложение минералов из водных растворов— сущность гидротермальных процессов. Причинами отложения минеральных масс могут быть: обменные реакции при смешении растворов, обменные реакции между растворами и боковыми породами, изменение pH среды, коагуляция коллоидов, фильтрационный эффект, сорбция, изменение температуры гидротермальных растворов и давления системы. Гидротермы обычно движутся по трещинам, поэтому преобладающая форма гидротермальных минеральных тел жильная, где главнейшим жильным минералом является кварц. Выделяют высоко- (450—300° С), средне- (300— 200° С) и низкотемпературные (ниже 200° С) гидротермальные минеральные ассоциации, в соответствии с которыми выделяют соответствующие подклассы гидротермальных месторождений. 

Высокотемпературные гидротермальные минеральные тела располагаются ближе к материнской интрузии, тогда как низкотемпературные являются наиболее удаленными, что подчеркивает зональное расположение гидротермальных минеральных ассоциаций по отношению к интрузии. Например, ближе к гранитной интрузии и в самом интрузиве располагаются гидротермальные жилы с вольфрамитом, касситеритом, молибденитом, далее — жилы с сульфидами меди, золота, свинца и цинка, серебра и далее —сурьмы и ртути. Подобная зональность проявляется не всегда и лишь в небольших (до 10 км) гранитных штоках.

В настоящее время считается, что гидротермальные растворы, несущие оруденение, не обязательно являются магматогенными.  

Гидротермальный процесс не ограничивается отложением минералов в трещинах с образованием различных жильных тел. Гидротермы, как и газы, просачиваются сквозь боковые породы, химически реагируют с ними, привнося новые соединения, и замещают их, образуя метасоматические тела. Последние имеют трубчатую или неправильную форму и залегают, как правило, в карбонатных породах.

Д. С. Коржинским под метасоматозом понимается «всякое замещение горной породы с изменением химического состава, при котором растворение старых минералов и отложение новых происходит почти одновременно, так что в процессе замещения порода все время сохраняет твердое состояние». Meтасоматические явления широко распространены в земной коре и особенно большую роль играют при образовании скарновых и гидротермальных месторождений. Выделяют два типа метасоматоза: диффузионный и инфильтрационный. 

Первый протекает медленно, особенно часто на контакте пород различного состава, второй — путем проникновения растворов по трещинам и одновременного просачивания по порам и капиллярам, в результате чего существенно изменяется состав породы и раствора.

Минеральные (в том числе и рудные) тела, образованные путем метасоматоза, обладают рядом признаков, отличающих их от рудных тел, сформированных путем выполнения пустот.

К признакам относятся: расплывчатые, нечеткие контакты рудных тел с вмещающими породами; наличие в рудах «висячих» обломков вмещающих пород, обладающих теми же элементами залегания, что и коренная вмещающая порода; отсутствие крустификации в строении жильных тел. Масштабы и интенсивность метасоматоза зависят от пористости и проницаемости пород.

Изучение скарновых и гидротермальных месторождений, образованных преимущественно путем метасоматоза, доказывает, что процессы метасоматоза могут развиваться как в силикатных, так и в карбонатных породах. Легко подвергаются этому процессу известняки, хуже изверженные породы и значительно хуже замещаются метаморфические породы (гнейсы, филлиты и кварциты). 

 

13. 21.22.23,24- Полезные ископаемые гидротермальных образований. 

В гидротермальных месторождениях распространены минералы таких важнейших для промышленности элементов как цветные металлы – Cu, Pb, Zn; редкие металлы – W, Sn, Mo, Ni, Co, Bi, As, Sb, Hg, Te; благородные металлы – Au и Ag; радиоактивные металлы – U; отчасти редкие земли и иногда черные металлы – Fe и Mn. С некоторыми гидротермальными месторождениями связаны нерудные полезные ископаемые – тальк, асбест, флюорит, барит, магнезит, исландский шпат (кальцит), алунит и др.

Главная масса металлогенных элементов концентрируется в виде сульфидов, арсенидов, в меньшей степени в виде самородных металлов (Ag, Au, Bi, Cu, As, Sb, Te) , отчасти в виде кислородных соединений (Sn, W, Fe, Mn и др.).

Главная масса гидротермальных жил сложена обычно почти сплошным кварцем. При этом сульфидсодержащие кварцевые массы содержат многочисленные пустоты выщелачивания и трещинки, заполненные продуктами окисления сульфидов (лимонитом, медной зеленью, медной синью и др.).