Интенсивность магматического замещения доломитов

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Интенсивность магматического замещения доломитов

30.07.2020

Понимание этого явления в настоящей работе отличается от такового в монографиях Л.И. Шабынина и означает не степень замещения магнезиальными скарнами конкретного по размерам или мощности тела доломитовых мраморов, а интенсивность химического преобразования доломитовых пород в магнезиальные скарны и кальцифиры с возникновением метасоматических колонок различной сложности.

Рассматривая процесс магматического замещения как длительный, эволюционный, а не как одноактный, что постулируется Л.И. Шабыниным, мы выделяем две фазы, различающиеся по интенсивности преобразования доломитов, первая из которых всегда предшествует второй. В первую фазу магматического замещения имеет место становление примитивной метасоматической зональности магнезиальных скарнов по доломитам в условиях, минимально необходимых для ее образования, полным соответствием в отношении магния и кальция состава скарнов и кальцифиров замещенным доломитам. Во вторую фазу, характеризующуюся осуществлением оптимально-возможных условий магматического замещения, происходит расплавление приконтактовых участков скарнов с разрастанием и усложнением метасоматической колонки за счет появления в ней зон, обедненных магнием на контакте с расплавом, и зон с высоким содержанием магния как в скарнах, так и кальфицирах. Различия в интенсивности процесса магматического замещения доломитов выражаются не только в формировании примитивной или усложненной метасоматической зональности скарнов магматического этапа, но и в явлениях ассимиляции вмещающих пород силикатным расплавом с образованием их основных или повышенной щелочности разностей, особенно в гипабиссальных условиях. Причинность увеличения основности приконтактовых участков интрузивных тел и явления повышения щелочности расплавов с позиций Д.С. Коржинского подробно вскрываются В.А. Жариковым.

Физико-химическое различие условий становления примитивной метасоматической зональности и ее преобразование в усложненную мета-соматическую зональность определило необходимость проведения строгой систематизации фактов о строении известных в природе или полученных экспериментально метасоматических колонок скарнов магматической стадии с выявлением крайних и промежуточных их типов с учетом петрохимического состава активных интрузий пород и геолого-тектонической обстановки формирования скарновых тел. Для этого в дальнейшем используются все материалы наших исследований и литературные данные.

Минимально-достаточные условия определяют становление такой метасоматической зональности, в которой каждая из зон, независимо от ее минерального состава, сохраняет те отношения магния и кальция в продуктах магматического замещения, которые присущи составу исходной карбонатной породы; для нормативных по составу доломитов мольное отношение МgО:СаО = 1:1. Возникающая при этих условиях простейшая метасоматическая зональность, названная примитивной, обнаруживается в скарнах всех регионов и всех фациях глубинности. Ее образование — результат реакции трансмагматических флюидов с доломитом или другой магнийсодержащей породой, характеризующий начальный этап магматического замещения и предшествующий плавлению приконтактовых участков метасоматитов.

Изменение карбонатной породы происходит с возникновением на контакте с расплавом или вдоль флюидподводящих трещин одновременно образующихся шпинель-кальцит-диопсидовых скарнов, по четкому контакту сменяющихся шпинель-форстеритовым кальцифиром, постепенно или через периклазовые мраморы переходящим в мраморизованные доломиты. Примеры такой зональности для абиссального месторождения Таежное в Якутии отмечены А.А. Маракушевым и, поданным Л.И, Шабынина, приведены В.А. Жариковым. В гипабиссальных беспериклазовых месторождениях Восточного Забайкалья скарны с примитивной зональностью локально развиты на Северном участке Кличкинского рудного поля, в пади Дегтярка на Железном Кряже и более широко на Западном месторождении и XI разведочном участке Быстринского рудного поля. В условиях периклазовой фации примитивная зональность характерна для скарновых тел многих месторождений и рудных полей, В непосредственных контактах с инъекциями гранодиоритов они распространены на месторождении Халим в хр. Тас-Хаяхтах, а в виде жил и штокверков обычны на месторождении Идеал в Селенняхском кряже в Якутии, Яхтон и других шеелитовых месторождениях в Узбекистане, в ореолах штоков гранодиоритов бассейна р. Чегитунь и в береговых обрывах залива Лаврентия на Чукотке, в контактовых ореолах г. Брукс на Аляске. Примитивной метасоматической зональностью характеризуются удаленные от непосредственного контакта с гранитоидами части столбообразных скарновых тел месторождений Бейца-Бихор в Румынии, Холь-Тон в КНДР и многие другие. Для этих месторождений характерно появление периклазовых, в разной мере бруситизированных мраморов, располагающихся между шпинель-форстеритовыми кальцифирами и доломитами и являющихся продуктом термического разложения последних. Количества периклаза определяются составом доломитовых мраморов. Примитивная зональность магнезиальных скарнов монтичеллитовой фации глубинности сохраняет принцип полной преемственности магния и кальция замещаемых доломитов, но в метасоматической колонке между зоной шпинель-кальцит-диопсидового скарна и шпинель-форстеритового кальцифира появляется зона шпинель-кальцит-монтичеллитового скарна. Зональность скарнов этой фации изучена В.И. Синяковым на Леспромхозном месторождении магнетита в Горной Шории и автором на проявлении сахаита и харкерита в верховьях руч. Докучан в хр. Тас-Хаяхтах в Якутии; в контактах Тажеранской интрузии в Прибайкалье она установлена А.А. Коневым и B.C. Самойловым. В приповерхностных условиях, как это проявлено в изменении доломитовых обломков в лавах Везувия и в туфах Колли Альбани а Италии, примитивная зональность подобна ранее рассмотренным: флогопитизированный шпинель-диопсидовый скарн контактирует с форстерит-периклазовым кальцифиром, переходящим в доломит.

Приведенные данные и данные многих других работ позволяют сделать вывод, что в минимально-достаточных условиях формирования магнезиальных скарнов магматического этапа замещение доломитов происходит с образованием примитивной метасоматической колонки, слагаемой скарнами, кальцифирами и мраморами, минеральный состав которых характеризуется полной преемственностью магния и кальция исходных для замещения карбонатных пород. Примитивная метасоматичес-кая зональность является универсальной во всех фациях глубинности от абиссальной до гипабиссальных и приповерхностных. Исключением являются необязательная даже в гипабиссальных контактах зона периклазовых мраморов, отсутствующая при недостаточном для разложения доломита прогреве пород кровли интрузивов, и зона монтичеллитовых скарнов, характерная для высокотемпературных условий.

Экспериментальное воспроизведение примитивной зональности при изучении модели расплав гранита — доломит при наличии тока воды осуществлено Ф.А. Летниковым и его коллегами. При температуре 900 С по доломиту последовательно образуются фассаитовая зона на контакте с расплавом, агрегат монтичеллита, переходящий в мрамор с форстеритом, и затем следует незамещенный доломит. Указывается, что плавление гранита происходит при 750° С, а появление монтичеллита фиксируется при достижении 900° С.

He менее отчетливой и полной преемственностью в отношении магния и кальция замещаемых доломитов характеризуются специфические скарны магматического этапа — ритмично-полосчатые магнезиальные скарны, повсеместно генетически связанные с особенностями формирования метасоматитов в долгоживущих зонах трещиноватости, дробления и брекчирования карбонатных пород в гипабиссальных условиях. В отличие от ранее рассмотренных магнезиальных скарнов, где минералы, слагающие каждую из метасоматических зон располагаются в них статистически без какой либо упорядоченности, в ритмично-полосчатых скарнах наблюдается отчетливая упорядоченность, что видно из сопоставления фотографий в Табл. I и II—V (Табл. I—XXIV см. в конце книги), и отраженная в их текстурах. Установление магнезиальноскарновой природы ритмично-полосчатых скарнов на основании присутствия реликтов типоморфных минералов в грейзенизированных их разностях проведено Л.И. Шабыниным, он же указывает на возникновение полосчатости на магматическом этапе становления этих инфильтрационных скарнов. Наши независимо проведенные исследования подтверждают эти положения Л.И. Шабынина, но в значительной мере расходятся в отношении оценки роли тектоники в формировании ритмично-полосчатых текстур, что рассматривается далее.

Зональность ритмично-полосчатых магнезиальных скарнов изучалась автором на месторождениях Питкярантского рудного поля в Карелии, Узун-Ташты в Киргизии, Озерное и Идеал в Селенняхском кряже и Титовском и других месторождениях в хр. Тас-Хаяхтах в Якутии, в Ханкайском районе Дальнего Востока, на месторождениях Западное, Железный Кряж и на Северном участке Кличкинского рудного поля в Восточном Забайкалье, в контактовых ореолах Тажеранской интрузии в Прибайкалье, на Итеньюргинском проявлении в Восточной Чукотке, на о. Скай в Шотландии и месторождениях Лост-Ривер, Тин-Крик, Касситерит-Крик и в контактовых ореолах гранитов горы Брукс на Аляске, на месторождениях Запада США в штатах Монтана, Юта, Калифорния, Невада и Нью-Мексико, а также по образцам из коллекций М.П, Материкова по месторождению Сяньхуалин в КНР, А.А. Конева из Тзжерана, Б.Ф. Зленко из Узун-Ташты, Г.Н. Степанова из месторождения Кабарга в Приморье, Ч. Честермана из месторождения Хоуп в Калифорнии, Р. Дженса из Нью-Мексико, США и Л.Д. Мейнерта из шт. Сонора в Мексике. Во всех случаях устанавливается образование ритмично-полосчатых скарнов с четкой метасоматической зональностью, состоящей из пироксенсодержащей зоны, зоны форстеритовых кальцифиров и исходных доломитовых мраморов. Ритмично-полосчатые скарны развиваются по сложной системе единичных трещин и флюидподводящих каналов на магматическом этапе замещения доломитов; детали строения и закономерности изменения строения и закономерности изменения составов скарнов рассматриваются позднее.

Характерной особенностью карбонатного обрамления скарнов с ритмично-полосчатыми текстурами является отсутствие периклазовых мраморов между зонами форстеритового кальцифира и доломитового мрамора, что обусловлено недостаточностью прогрева зон дробления карбонатных пород в ореолах метасоматического воздействия интрузий. Периклаз в качестве минерала "полосчатых пород" отсутствует в перечне таковых, приведенном Л.И. Шабыниным. Целенаправленные исследования позволили установить присутствие периклазовых мраморов в карбонатном обрамлении ритмично-полосчатых скарнов, локализованных в непосредственном контакте с аляскитами или сиенитами на Итеньюргинском проявлении в Восточной Чукотке, в контактовых ореолах горы Брукс на Аляске и Тажеранской интрузии в Прибайкалье, на месторождении Xoyn в Калифорнии, в скарновых контактах Поттер-Лейк, округ Фресно в Калифорнии и в контактовых ореолах монцонитов в каньонах Литтл- и Биг-Коттонвуд в шт. Юта (Табл. V). При этом установлено два типа проявления периклаза, различного по текстурам и генезису: метаморфогенный со статистическим распределением периклаза в матрице кальцита и наследованием стратификационной полосчатости разномагнезиальных доломитовых мраморов, подвергшихся термическому разложению, и инфильтрационный с ритмично-полосчатым расположением периклаза и кальцита, секущим первично-осадочную слоистость исходных доломитовых мраморов. Изучение стабильных изотопов кислорода и углерода кальцитовой составляющей обоих типов периклазовых мраморов на Итеньюргинском проявлении устанавливает различия в поведении изотопов: S18O в первых + 7,6%, во вторых + 9,6%, a b13C в метаморфогенных агрегатах — 5,9%, но -4,3% в инфильтрационных; при этом железистость периклаза из ритмично-полосчатых образований достигает 15%, тогда как метаморфогенный отвечает нормативному составу MgO. Различия в железистости периклазов отчетливо проявляются по цвету их бруситизированных разностей (Табл. V, 3, 4). Повышенная железистость инфильтрационного периклаза отмечена только на Чукотке; железистость периклазов в аналогичных по генезису образованиях в контактовом ореоле горы Брукс на Аляске и месторождении Хоуп в Калифорнии незначительна.

Увеличение интенсивности магматического замещения доломитов, выраженное в расплавлении приконтактовых участков скарнов, частично сохраняющихся в виде ксенолитов в интрузивной породе и позволяющих реставрировать первоначальное положение контактов расплава и доломитов (рис. 3), характеризует переход во времени и в пространстве от минимально-достаточных к оптимально-возможным условиям формирования зональности магнезиальных скарнов магматического этапа. Как следствие при этом происходит изменение метасоматических колонок магнезиальных скарнов с появлением на контакте с расплавом зоны обедненной магнием, а между шпинель-клинопироксеновой зоной и доломитом — зон с высоким содержанием магния, подробно рассматриваемых позднее. 8 целом интенсивность магматического замещения доломитов, выраженная в сложности строения и минеральном составе мета-соматической колонки, увеличивается с глубиной формирования скарнов, В фации наибольших глубин примитивная метасоматическая зональность при осуществлении оптимально-возможных условий магматического замещения доломитов претерпевает наибольшее изменение. Часть шпинель-кальцит-пироксеновой зоны преобразуется в плагиоклаз-пироксеновую, располагающуюся на контакте с расплавом, максимально приближенную к нему по петрохимическому составу и обедненную магнием. В сторону экзоконтакта следует зона шпинель-пироксенового состава, в удаленной части которой локализуется шпинель-энстатитовая зона, сменяющаяся зоной шпинель-форстеритового состава; обе последние зоны не наблюдаются в примитивной зональности и являются высокомагнезиальными по сравнению с исходными доломитами. В шпинель-форстеритовые скарны преобразуются частично и шпинель-форстеритовые кальцифиры, также испытывающие преобразования их минерального состава. Это выражается в появлении шпинель-форстерит-магнезитовых, шпинель-форстерит-доломитовых и шпинель-форстерит-кальцитовых пород, через последовательность которых следует контакт с исходными для замещения доломитами. С уменьшением глубинности в приведенной усложненной зональности происходит закономерное исчезновение еще в абиссальных условиях зоны энстатитового скарна, а затем и магнезита. В гипабиссальных условиях постепенно уменьшается роль зоны форстеритовых скарнов и количество новообразованных магнезита и доломита в кальцифирах, а по достижении монтичеллитовой фации глубинности прекращается существование форстеритовых скарнов и новообразований магнезиальных карбонатов. В реально наблюдаемых скарновых зонах они лишь локально образуют отдельные обособления, как это имеет место на месторождении Крестмор в Калифорнии, на о-ве Скай в Шотландии и ореолах Тажеранской интрузии в Прибайкалье. В последних близкие к мономинеральным прожилки форстерита иногда занимают секущее положение в ритмично-полосчатых шпинель-форстеритовых кальцифирах (обр. Т-08 и Т-024 из коллекции автора). Незначительное по масштабу появление плагиоклаза в шпинель-пироксеновой зоне скарнов не вызывает образования форстеритовой зоны, а метасоматическая колонка сохраняет принадлежность к примитивной.

Усложнение зональности ритмично-полосчатых метасоматитов магматической стадии в долгоживущих зонах дробления проявлено только на контактах с интрузивными телами и близ флюидподводящих трещин. Появление плагиоклаз-пироксеновых минеральных ассоциаций известно во внутренних частях ветвистых скарноворудных тел только на месторождении Тин-Крик на Аляске, тогда как новообразования форстерита с замещением пироксена в магнетит-пироксеновых ритмах близ форстеритовых кальцифиров и в самых кальцифирах на границе со скарнами изучены нами на месторождениях штатов Юта и Калифорния в США. Если исключить малые масштабы этих преобразований, они ничем не отличаются от процесса усложнения зональности в скарнах непосредственных контактов доломитов с гранитоидами, но происходят в иной геолого-тектонической ситуации.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: