Магнетитовая минерализация магматического этапа

Как отмечалось ранее, отложение шилинели в магнезиальных скарнах и кальцифирах характеризует только магматический этап их образования и подтверждается изучением всех магнезиально-скарновых контактов всех фаций глубинности. Факты обрастания магнетита шпинелью, обнаруживаемые в ритмично-полосчатых магнезиальных скарнах, возникающих в процессе магматического замещения долгоживущих зон дробления доломитов, свидетельствуют об отложении магнетита в этих скарнах на магматическом этапе минералообразования. Отсутствие данных химического анализа как следствие невозможности механического разделения страстаний шпинели и магнетита не позволяет дать характеристику химического состава этой самой ранней генерации магнетита, но не исключено, что микрометоды позволят установить его высокую магнезиальность. Об этом косвенно свидетельствует состав минералов этой серии, обнаруживаемых как наиболее ранние образования при изменении обломков доломитов, заключенных в лавах Везувия, которые являются магнезиоферритом и имеют железистость до 20—25% по содержанию минала нормативного магнетита, Fe+Fei23+O4-

Исследование состава магнетита, проведенное Дж. Десборо и К. Сайнсбери, показало наличие в нем до 10% олова, 1500 г/т марганца, 3000 г/т бериллия и 15000 г/т цинка; содержания магния и алюминия не определялись. Авторами подчеркивается, что, несмотря на неизвлекаемость микровростков касситерита, образующегося при распаде высокотемпературного феррошпинелида, россыпи оловоносного магнетита в будущем станут объектом промышленного освоения.

Проведенное нами микроскопическое изучение магнетитов из ритмично-полосчатых магнезиальных скарнов магматической стадии Питкяранты в Карелии, Северного участка Кличкинского рудного поля в Восточном Забайкалье, Ярославского рудного поля в Приморье, Итеньюргинского проявления в Восточной Чукотке, Лост-Ривер, Касситерит- и Тин-Крик по п-ове Сьюард, Аляска, США, и месторождения Сяньхуалин в КНР (последнее — по материалам М.П. Материкова) позволило обнаружить наличие видимого касситерита внутри кристаллов магнетита только в образцах из КНР. Оловоносность и состав раннего магнетита заслуживают детального исследования.

Наибольшие количества магнетита, густая вкрапленность которого подчеркивает текстурные особенности ритмично-полосчатых скарнов долгоживущих зон дробления доломитов, характеризуют их магнетит-шпинель-кальцит-диопсидовые разности, кстати, и наиболее распространенные; в обрамляющих их форстеритовых кальцифирах Итеньюргинского проявления и шпинель, и магнетит отсутствуют. Магнетитсодержащие форстеритовые ритмично-полосчатые скарны частично проявлены в Питкярантском рудном поле. Магнетитсодержащие ритмично-полосчатые скарны не могут рассматриваться как высококачественные магнетитовые руды. В то же время бесспорно их геохимическое значение и с позиций расшифровки генезиса скарнов, и с позиций индикатора потенциальной оловоносности месторождения. Ранний магнетит, будучи инертным минералом, наследует текстуры магнезиальных скарнов, сохраняя их даже в случаях полного преобразования всех иных сингенетичных ему минералов.

Характерной особенностью магматического рудообразования является широкое развитие железосодержащих магнетита и плеонаста при отсутствии боратов. Как отмечалось, содержание бора в ранней генерации магнетита составляет лишь 70 г/т.

Каковы же причины опережения железом бора на магматическом этапе скарнообразования, но противоположные тенденции миграции бора при постмагматическом замещении скарнов?

Для ответа на этот вопрос следует обратиться к рассмотрению эволюции минеральных форм накопления железа в магнезиальных скарнах в зависимости от физико-химических условий формирования последних при магматическом замещении доломитов. При геохимическом анализе становления метасоматической зональности магматического этапа подчеркивалась низкая железистость образующихся силикатов кальция и магния (пироксена, форстерита, монтичеллита и т.д.) и периклаза. Единственное исключение составляла шпинель, железистость которой закономерно уменьшается в направлении от контакта скарнов с расплавом в сторону карбонатного обрамления. Максимальные содержания герцинитового минала составляют до 40%. Присутствие шпинели в виде вкрапленности лишь частично увеличивает общее содержание железа в скарнах в целом. Тем не менее эта характеристика применима только к тем скарновым образованиям, которые формировались в условиях закрытой или приближающейся к таковой физико-химической системе, а именно к скарнам, замещающим монолитные доломиты, и в меньшей мере к жилым скарнам, развитым по однократным тектоническим нарушениям доломитов (на пересечении разломов и по зонам трещиноватости, консолидированных при скарнообразовании магматического этапа).

Скарнообразование в долгоживущих зонах тектонического дробления доломитов в большей мере отвечает открытым физико-химическим системам, в которых явления тепло-массопереноса и дегазации проявлены наиболее интенсивно. Ускоренная эволюция pH трансмагматических растворов определяет прохождение минералообразования ранней щелочной стадии метасоматического процесса на магматическом этапе скарно-образования до кристаллизации гранитного расплава.

Следовательно, различие миграционных особенностей железа и бора заключается, помимо иных причин, в возможности этих элементов образовывать в расплаве определенные соединения, фиксирующие химические формы их нахождения. За исключением гранитов рапакиви, с внедрением которых генетически связывается образование ритмично-полосчатых, обогащенных магнетитом, скарнов Питкярантского рудного поля, все остальные ритмично-полосчатые скарны, испытывающие постмагматическое преобразование в редкометальные "грейзены", локализованы в контактах биотитовых гранитов, аляскитов, аплитов и риолитов. Главными породообразующими минералами интрузий являются кварц, калиевые полевые шпаты и олигоклаз при подчиненном развитии биотита. В приконтактовых частях интрузий не наблюдается ассимиляционного обогащения расплава кальцием и магнием (табл. 6). Явления ассимиляции или генетическая связь с интрузиями гранитного и монцонитового состава характеризуют проявления ритмично-полосчатых скарнов с появлением в последних высокомагнезиальных магнетит-форстеритовых скарнов на месторождениях Восточного Забайкалья, Приморья, Калифорнии, Невады, Юты, Монтаны и других регионов. В таких скарнах процессы кислотной стадии весьма ограниченно отмечаются в пироксенсодержащих ритмах, а в зонах кальцифиров значительна магнезиолюдвигитовая минерализация ранней щелочной стадии постмагматического этапа. Необходимость тщательного изучения зависимости элементарного вида оруденения в ритмично-полосчатых скарнах и метасоматитах от состава активной интрузии не вызывает сомнения, так как именно с лейкократовыми гранитоидами генетически связаны и наиболее крупные редкометальные и фторные скарновые месторождения.

Процесс кристаллизации расплава сопровождается отделением летучих компонентов и ряда катионов, в том числе железа и олова, при наличии в расплаве зарождающихся алюмосиликатных каркасов, которые до момента полного его затвердевания приобретают индивидуальный минеральный облик порфировидных выделений полевых шпатов и плагиоклазов. Экспериментальные изучения расплавов Дж. Бокрисом позволяют предполагать наличие в них цепочек метасиликатного состава и проявление полимеризации с образованием алюмосиликатных анионов.

Этим предопределяется возможность расплава фиксировать бор в виде B+, что тождественно Al+, близко к состоянию Si++, и обеспечивает вхождение бора в состав плагиоклазов на этапе частичной кристаллизации расплава. Возможность изоморфного вхождения бора в алюмосиликаты приводит к уменьшению его миграционной способности и невозможности образования собственных минералов на магматическом этапе формирования скарнов. Низкая химическая активность бора в трансмагматических растворах фиксируется его присутствием в ранних пироксенах (см. табл. 5).

Незначительно железо, олово и бор накапливаются в биотите гранитоидов, в котором для Тин-Крик и месторождения Лост-Ривер отмечается 140 и 210 г/т олова и 50 г/т бора. Учитывая малые содержания биотита в породе, его роль как концентратора и бора, и олова очень мала. Об этом свидетельствуют и содержания бора и олова в гранитах Итеньюргинской интрузии: 100 и 10 г/т соответственно.

Таким образом, тектоническая обстановка формирования магнезиальных скарнов не только определяет становление первичной метасомагической зональности различного минерального состава, но и возможность отторжения железа и олова из расплава в магматический этап скарнообразования в долгоживущих зонах дробления доломитов. В зонах же локальной трещиноватости, а тем более в скарновых зонах образование минералов железа по монолитным доломитам осуществляется в постмагматический этап, и все более отчетливой становится тенденция к синхронности, а затем и опережения железа бором. Отметим, что отторжение олова от расплава в открытых физико-химических системах подтверждается новообразованиями касситерита из газов вулкана Этна, но по мере перехода к закрытым системам отложение оловосодержащих минералов отчетливо происходит в постмагматический этап.

В абиссальных условиях появление магнетита магматической стадии образования скарнов отмечено А.А. Маракушевым в околоскарновых породах Таежного месторождения, где эта генерация минерала характеризуется наличием вростков ильменита; более поздние постмагматические генерации магнетита в различных участках месторождения опережают, сингенетичны или образуются позднее людвигита. Боратное оруденение Таежного месторождения подробно рассматривается в работах В.Л. Барсукова и других, А.А. Маракушева, Д.П. Сердюченко и других и Л.И. Шабынина.

Приведенный материал новый, еще недостаточно изучен, но позволяет более полно представить эволюционное развитие процессов рудообразования на всех этапах, включая и магматический этап, о котором в современной литературе о скарновых месторождениях отсутствуют сведения, крайне необходимые для геохимии и немаловажные для развития геохимических поисков скарновых месторождений многих металлов и иных видов сырья.