Процессы магматического замещения карбонатных пород и метасоматическая зональность магнезиальных скарнов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Процессы магматического замещения карбонатных пород и метасоматическая зональность магнезиальных скарнов

30.07.2020

Метасоматические породы, возникающие при магматическом замещении (гранитизации) доломитов, объединяются в формацию магнезиальных скарнов. Характерной чертой магнезиальных скарнов является их образование в процессе химического и термического воздействия трансмагматических растворов на магнийсодержащие карбонатные породы в непосредственном контакте или в ореоле воздействия внедряющегося гранитного расплава. Следствием процесса гранитизации является постоянно проявленная отчетливая метасоматическая зональность этих скарнов, формирующаяся при инфильтрационном замещении доломитов во всех фациях глубинности.

В качестве самостоятельной формации метасоматических пород магнезиальные скарны выделены академиком Д.С. Коржинским и в настоящее время известны почти во всех регионах мира. Исследованиями А.А. Маракушева, Л.И. Шабынина, В.А. Жарикова, П.В, Комарова, В.И. Синякова, С.М. Александрова, А.Е. Лисицына, Н.Н. Перцева и многих других геологов установлены различные проявления метасоматической зональности этих скарнов на примере советских и зарубежных месторождений и подтвержден их генезис на магматическом этапе эндогенного минералообразования в полном согласии с теорией эндогенных метасоматических процессов Д.С. Kop-жинского. Возникновение магнезиальных скарнов и становление их метасоматической зональности на магматическом этапе доказывается отсутствием эндоконтактовых скарнов, сингенетически развивающихся по гранитоидам, наличием в магматических породах ксенолитов скарнированных доломитов, а в скарнах экзоконтакта — инъекций гранитного расплава, широким распространением в скарнах алюминийсодержащих минералов (шпинели, фассаита), отсутствующих в качестве новообразований в скарнах постмагматического этапа, замещающих свободные от примесей доломиты, и развитием более поздних известковых скарнов с замещением магнезиальных скарнов.

Образование магнезиальных скарнов происходит в различной геологической, тектонической и литологической обстановке. Они известны как продукты магматического замещения доломитов от докембрийского до настоящего времени и являются характерными продуктами гранитизации доломитов как для фаций наибольших глубин, так и для гипабиссальных и приповерхностных фаций. He является очень редким пространственное сопряжение магнезиальных скарнов, образованных под воздействием разновозрастных процессов магматического замещения. Такие скарны, в том числе и рудоносные, известны в Восточном Забайкалье, Прибайкалье, Казахстане, Киргизии, Карелии и других регионах. В Быстринском рудном поле Восточного Забайкалья магнезиальные скарны магматического этапа и более позднее боратное (людвигитовое) оруденение имеют место в связи с герцинскими и с киммерийскими интрузиями. Первые получают максимальное развитие на Западном месторождении в ореоле гранитного массива, а вторые — на XI разведочном участке, где скарны и боратная минерализация локализуется в экзоконтактах киммерийских даек диоритовых порфиритов, Часть рудных тел, заместивших магнезиальные скарны на Западном месторождении, уничтожена интрузией диоритовых порфиритов. Согласно данным А.Е. Лисицына, Р.Д. Дженчураевой, Р.А, Хазова и других исследователей, и в других регионах устанавливается неоднократное возобновление развития магнезиальных скарнов по доломитам под воздействием последовательных внедрений разновозрастных интрузий или раннего проявления региональной гранитизации и поздних магматических инъекций. Необходимо отметить, что различие скарнов разного возраста затруднено близким совпадением их зональности и определено возможно лишь по геологическим признакам или по принадлежности к разным фациям глубинности на основании типо-морфных минеральных ассоциаций.

Опубликование монографий Л.И. Шабынина "Формация магнезиальных скарнов" и "Рудные месторождения в формации магнезиальных скарнов" позволяет не рассматривать в этой книге проявления метасоматической зональности, возникающие по алюмосиликатным породам в их контактах с доломитами в областях региональной гранитизации, тем более потому, что в настоящее время нет данных о наличии борэтного и оловянного оруденения в таких околоскарновых породах. He рассматривается и роль различия зернистости отдельных прослоев доломитов в процессе становления зональности магнезиальных скарнов, тем более что предшествующая метасоматическому замещению мраморизация приводит к утрате их первичной природы, а наблюдаемые ныне отличия могут быть вызваны и постскармовыми преобразованиями. В работе опущены описания сложного чередования метасоматических зон как следствия переслаивания прослоев доломитов и алюмосиликатных пород, испытывающих замещение, так и вследствие сложной геометрической формы контакта скарнируемых доломитов с интрузией, подробно обсуждаемых Л.И. Шабыниным.

Это позволяет с большей детальностью рассмотреть те факторы, которые определяют физико-химическую обстановку формирования метасоматической зональности магнезиальных скарнов, но которые не получили развития в работах других исследователей. Особое внимание обращено на эволюционное изменение метасоматической зональности скарнов магматического этапа в зависимости от глубинности ее становления, интенсивности процесса гранитизации карбонатных пород, роли и продолжительности жизни дизъюнктивных тектонических нарушений пород кровли интрузий, влиянию примесей в доломитах на минеральный состав зон метасоматических колонок и другие аспекты проблемы генезиса скарнов.

Необходимость геохимического обоснования причинности и особенностей возникновения того или иного вида метасоматической зональности — задача не только научная, но и прикладная: изучение рудных месторождений магнезиально-скарновой формации, претерпевающих на протяжении всего постмагматического этапа и в экзогенных условиях наиболее сложные преобразования по сравнению с месторождениями иных формаций, убеждает в избирательной приуроченности разных минеральных типов боратного, борооловянного, шеелитового, редкометального, сульфидного и фторного оруденения ко вполне определенным по минеральному составу зонам метасоматических колонок и типам магнезиальных скарнов и кальцифиров. Более того, отсутствие тех или иных метасоматических зон исключает и возможность возникновения определенных постмагматических минеральных ассоциаций, в том числе и слагающих промышленно-ценные руды бора, олова и других элементов. С другой стороны, высокая магнезиальность усложненных колонок препятствует проявлению процессов кислотной стадии, имеющих много общего с процессами грейзенизации; следствием этого является отсутствие редкометального и флюоритового оруденения, но появление крупного боратного оруденения, локализованного в высокомагнезиальных скарнах.

Целенаправленное изучение магнезиальных скарнов в нашей стране, особенностей их генезиса и зональности с выявлением вариаций составов слагающих их минералов началось сравнительно недавно — в пятидесятые годы как развитие идей академика Д.С. Коржинского его последователями: А.А. Маракушевым, В.А. Жариковым, Л.И. Шабыниным и многими другими геологами. Это позволило создать общую концепцию формирования первичной метасоматической зональности скарнов магматического этапа, возникающей в непосредственных контактах гранитных интрузий с доломитами. Химическая неравновесность гранитного расплава и контактирующих с ним доломитов определяют замещение карбонатной породы последовательно сменяющими друг друга минеральными ассоциациями, слагающими каждую из зон метасоматической колонки. Постоянство составов минералов в пределах каждой из зон определяет инфильтрационный характер метасоматического процесса. Каждая из образующихся зон скарнов и кальцифиров химически равновесна с предыдущей и с последующей зонами (в крайних случаях - с доломитом или с интрузивной породой соответственно) и имеет четкие контакты. Стали выявляться и различия метасоматической зональности в зависимости от глубины ее становления по характерным минеральным ассоциациям в абиссальной и гипабиссальных фациях: Д.С. Коржинским, В.А. Жариковым, Л.И. Шабыниным и другими исследователями были предложены сводные метасоматические колонки, отражавшие наиболее распространенные их типы, характеризующие магнезиальные скарны магматического этапа в непосредственных контактах с гранитоидами. Исследования В.Г. Ивановой-Панайотовой в Болгарии, М.А. Богомолова в Афганистане и в Якутии, Р.Д. Дженчураевой в Киргизии и других геологов дополняли сведения о разнообразии и локализации минеральных видов, слагающих скарны магматического этапа. Еще больше опубликовано данных о минеральном составе метасоматических колонок, указывающих на их различия в пределах одной и той же фации глубинности, в пределах скарновых полей и проявлений. Весьма аргументированными исследованиями в этом отношении следует признать данные А.А. Конева и B.C. Самойлова по изучению контактового метаморфизма и метасоматоза в ореоле Тажерэнской щелочной интрузии в Прибайкалье, Т. Ватанабе — по петрологии скарнов в доломитовых контактах района Суан в Северной Корее, Г. Струве — о магнезиальных скарнах в Французских Пиренеях, С.Е. Тилли — о зональных контактах на о-ве Скай в Шотландии, К.В. Бэнхэма — о контактовом метаморфизме магнийсодержащих известняков месторождения Крестмор в Калифорнии. Контрастом по отношению к этим и другим исследованиям зональности скарнов магматического этапа является одно из положений в монографии Л.И. Шабынина, где говорится: "Как в контактах доломитов с активными породами гранитоидной формации, возникшими с замещением вмещающих пород в гипабиссальных условиях, так и в контактах с гнейсогранитами и мигматитами в кристаллических комплексах глубинных фаций наблюдается однотипная инфильтрационная метасоматическая зональность". Реальные факты, их анализ и необходимость интерпритации в изложении Л.И. Шабынина упрощены и объединены следующей схемой метасоматической колонки:

гранитоид, в контакте с которым по доломитам развиваются зоны:

а — плагиоклаз-фассзитовая околоскарновая порода;

б — шпинель-фассаитовый скарн ± кальцит, магнетит;

в — шпинель-форстеритовый скарн ± фассаит, кальцит, магнетит;

г — шпинель-форстеритовый кальцитофир ± доломит, магнетит;

д — доломитовый мрамор.

Приведенная схематизированная зональность магнезиальных скарнов магматического этапа формальна и, конечно, не универсальна. Даже если допустить, что ею фиксируется разнообразие минерального состава зон, ни этой схемой, ни ей подобными не вскрываются причины появления или отсутствия кальцита и магнетита в зонах б—г, возникновения алюминийсодержащих и безалюминиевых клинопироксенов в колонках, причинности присутствия пироксенов в зоне форстеритового скарна и многие другие аспекты генезиса скарнов. Иными словами — обобщенные метасоматические колонки геохимически недостаточно информативны, так как при схематизации утрачивается возможность восстановления истинной природы их образования в реальных геологотектонических условиях. Этим определяется настоятельная необходимость рассмотреть с геохимических позиций поведение петрогенных элементов, причинность наличия или отсутствия в каждой из скарновых зон и во всех метасоматической колонке в целом слагающих их минералов и систематизировать эволюционную преемственность развития минеральных форм нахождения петрогенных элементов в сложном и неодноактном процессе становления зональности магматического этапа от глубинных комплексов до приповерхностных условий в соответствии с теорией Д.С. Коржинского.

Поставленная задача не может быть решена с применением диаграмм "состав—парагенезис" для магнезиальных скарнов, используемых Л.И. Шaбыниным для отражения общих закономерностей минерального состава продуктов гранитизации доломитов (рис. 1). Недостаточная информативность этой диаграммы проявляется в совпадении положения доломита с таковым для периклаза, отсутствием в ней монтичеллита, мервинита и других минералов, в определенных условиях возникающих в качестве типоморфных на магматическом этапе замещения доломитов. Именно поэтому, не отрицал ценности и полезности на определенном этапе изучения скарнов качественных обобщений, следует с позиций новых и более полных фактических материалов проанализировать как примитивные, так и усложненные виды первичной метасоматической зональности скарнов. Как показало изучение магнезиально-скарновых месторождений, это позволяет с большей степенью детальности и достоверности решать практически важные вопросы о перспективности конкретных скарновых зон и полей в отношении обнаружения в них боратного, борооловянного, оловянного и иных типов оруденения, применяя геохимически обоснованные представления о становлении метасоматической зональности в реальной геологической ситуации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: