Пегматитовые месторождения. Разновидности пегматитов, форма тел и минеральный состав пегматитов

Федеральное агентство образования

Северо-Восточный  Государственный  Университет ИГИ 
 
 

Контрольная работа по «МПИ»

Вариант № 6 
 
 
 
 
 
 
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Магадан 2010 г.

 

Пегматитовые месторождения. Разновидности пегматитов, форма тел и  минеральный состав пегматитов. 

      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.

      Образование полезных ископаемых, связанных с  пегматитами, зависит главным образом  от двух факторов – степени дифференциации магматического вещества и масштабов  метасоматического преобразования ранних фаций пегматитов. С этих позиций В. И. Смирновым выделено три класса месторождений: простые, перекристаллизованные и метасоматически замещенные. Однако эта классификация не в полной мере удовлетворяет промышленно-генетическому принципу систематики минеральных объектов. Видимо, целесообразнее разделять месторождения пегматитов по ведущему типу полезного компонента. В связи с таким подходом предлагается выделить четыре класса месторождений: керамический, мусковитовый, редкометальный и цветных камней.

      Керамические  месторождения. К этому классу месторождений  относятся магматогенные и метаморфогенные простые и перекристаллизованные пегматиты, сложенные почти исключительно калинатровыми полевыми шпатами и кварцем. Обладают письменной, гранитной и гигантозернистой структурой. Отношение кварца и полевых шпатов в промышленных сортах сырья составляет 1:3.

      Мусковитовые  месторождения  встречаются в магматогенных и метаморфогенных (дистен-силлиманитовая фация) перекристаллизованных пегматитах. Промышленное значение имеют тела, в 1 м³ которых произведение средней площади мусковитых пластин на их массу будет больше 10-20 кг. см². Запасы крупных месторождений достигают нескольких тыс. т. Наиболее значительные мусковитовые провинции располагаются в России (Карелия и Забайкалье), Индии и Бразилии.

      Редкометальные  месторождения  ассоциируют с магаматогенными и метаморфогенными метасоматически замещенными пегматитами. В магматогенных разностях месторождения характеризуются большим разнообразием рудных элементов. Помимо наиболее важных в промышленных отношении лития, бериллия, тантола и ниобия, из них добывают в небольших количествах олово, вольфрам, уран, торий, редкие земли. В метаморфогенных пегматитах, образовавшихся в условиях андалузит-силлиманитовой фации, часто располагаются сложные тантал-ниобиевые и редкоземельные месторождения. Этот класс месторождений широко развит в фундаментах всех древних платформ и в фанерозойских складчатых поясах, а также в областях тектоно-магматической активизации (Бразилия, Австралия; Россия – Урал, Сибирь, Карелия и др.).

      Месторождения цветных камней связаны с магматогенными метасоматически замещенными пегматитами. Особенно перспективны гранитные пегматиты. Им свойственны крупные, до 200 м, открытые полости с друзами кристаллического сырья. Из этих месторождений добывают значительную часть горного хрусталя, оптического флюорита, топазов, аквамаринов, гранатов, аметистов и других драгоценных и облицовочных камней (Украина, Волынь; Бразилия, Южная Африка, Австралия, Карелия и др. регионы). Часто коренные месторождения служат источником для образования крупных россыпей цветных камней. Подобным способом возникли многие прибрежно морские россыпи Индии, Мадагаскара и Австралии.

      Типичными чертами пегматитовых месторождений  являются:

• приуроченность рудных полей к интрузивным массивам (материнским интрузиям) разнообразного состава, и прежде всего гранитного; расположение пегматитовых тел вблизи их кровли, а также в образованиях поздних фаз кристаллизации этих массивов;
• концентрация летучих (OH, F, Cl, B, P) и литофильных элементов (Si, Na, K, Li, Cs, Be, Zr, Sn, Nb, TR, Th, U);
• распространение чистых, идиоморфных и крупных кристаллов;
• присутствие разнообразных парагенетических минеральных ассоциаций от высокобарических и высокотемпературных (гранаты, пироксены, слюды и др.) до низкобарических и низкотемпературных (цеолиты, хлорит, аметист и др.) ;
• имеет место разная зональность:

а) от внешних  к внутренним частям пегматитовых тел: письменный гранит → блоковый микроклин → слюдяная оторочка → горный хрусталь (и др. кристаллы);

б) относительно поверхности материнский интрузии: безрудные и микроклиновые → микроклин-альбитовые и сподумен-микроклин-альбитовые → альбит-сподуменовые редкометальные;

в) относительно поверхности контакта материнской  интрузии (мегазональность) – продольная, диагональная, поперечная и соответствующая глубина эрозионного среза;

г) по вертикали (предполагаемая схема); степень дифференциации пегматитов по минералогическим зонам (от простых графических до сложных  многозональных редкометальных) связана с уменьшением глубины их формирования;

• эвтектоидная текстура простых пегматитов (письменный гранит);
• форма рудных тел: жило- и плитообразная, реже линзы, гнезда, трубы, каплевидные; размеры рудных тел: протяженность от десятков и сотен метров до 4-5 км, мощности от метров до сотен метров.

 

      Пегматитами обычно называются жилы крупно- или  гиганто-зернистого строения, сложенные  теми же минералами, что и горные породы, с которыми пегмтаиты связаны  по своему происхождению. Их состав близок к материнской интрузии, но обычно отличается повышенным содержанием летучих компонентов (фтора, лития, бериллия, воды и др).

      Выделяют  два генетических типа пегматитов – магматогенные и метаморфогенные.

      Магматогенные пегматиты представляют собой позднемагматические образования, имеющие тождественный родоначальной интрузии состав. Наибольшей пегматитоносностью обладают интрузии с повышенной кислотностью или щелочностью, полной дифференциацией и многофазностью внедрения. Среди них установлено пять минералого-геохимических типов: гранитный, гибридный, десилицированный, щелочной и ультраосновной.

      1. Гранитные пегматиты связаны  с интрузиями гранитоидов и  сложены, главным образом, ортоклазом, микроклином, кварцем, альбитом, олигоклазом и биотитом. В качестве  дополнительных присутствуют: мусковит, турмалин, гранаты, топаз, берилл, лепидолит, сподумен, флюорит, апатит, минералы редких и радиоактивных элементов и редких земель. Эти пегматиты разделяют на две группы: простые недифференцированные пегматиты, сложенные почти исключительно микроклином и кварцем, и сложные дифференцированные разности.

      В сложных пегматитах выделяют следующие  зоны и участки аномальных минеральных  скоплений 1) внешняя тонкозернистая мусковит-кварц-полевошпатовая оторочка мощностью несколько см; 2) кварц-полевошпатовая масса с письменной и гранитной структурой; 3) блоки крупнокристаллического микро-клина; 4) кварцевое ядро; 5) на границе ядра и микроклиновых блоков развиваются неправильные скопления кварца, альбита, сподумента, минералов марганца и редких металлов. Чем совершеннее степень дифференциации, тем образуется большее число зон, возрастает количество скоплений с рудными элементами, укрупняются минералы, расширяется их число, сокращаются размеры зоны гранитной и письменной структуры, около пегматитовых тел образуются ореолы метасоматоза до 50 м по восстанию и до 10 м по мощности. В них две зоны — внутренняя, представленная окварцеванием и микроклинизацией пород, и внешняя, характеризующаяся новообразованиями хлорита, амфибола и цеолитов. В геохимических ореолах фиксируются аномаль-ные концентрации бария, рубидия, лития и бериллия.

      2. Гибридные пегматиты образуются  при ассимиляции гранитной магмой  различных пород. В случае, если  были захвачены глинистые сланцы  или вулканиты основного состава, возникают пегматиты с андалузитом, кианитом, силлиманитом. При переработке карбонатных пород отмечается увеличение содержания роговой обманки, пироксенов, титанита, скаполита и другах обогащенных кальцием, магнием и железом минералов.

      3. Десилицированные пегматиты формируются при воздействии гранитного расплава на ультраоснов-

      ные и карбонатные породы. В результате образуются плагиоклазиты (от альбититов до анортозитов). При пересыщении  расплава глиноземом возникают корундовые плагиоклазиты.

      4. Щелочные пегматиты встречаются в щелочных магматических комплексах. Для них характерны микроклин, ортоклаз, нефелин, арфведсонит, содалит, эгирин, натролит. В качестве примесей отмечаются апатит, анальцим, минералы циркония, тантала, ниобия и редких земель.

      5. Пегматиты улътраосновных магм имеют состав: бронзитит, анортит-битовнит, лабрадор-андезин, оливин, амфибол, биотит. В небольших количествах отмечаются: апатит, гранат, сфен, циркон, титаномагнетит, сульфиды.

      Магматогенные пегматиты представлены двумя группами образований — сингенетичной и эпигенетичной. Сингенетичные (шлиховые, камерные) пегматиты располагаются всегда внутри интрузий и образовались одновременно с последними. Для них характерно отсутствие резких контактов и аплитовых оторочек, овальная форма и обилие миароловых пустот. Эпигенетические пегматиты сформировались после затвердевания внешнего каркаса интрузий. Их тела размещаются как в материнской породе, так и за ее пределами, имеют жильные формы, резкие контакты, четкие аплитовые оторочки, контролируются тектоническими нарушениями.

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

      Пегматиты образовывались во все периоды геологической  истории, начиная с архейской. Масштабы этого процесса возрастают по мере эволюции земной коры. Так, площадь пегматитовых поясов составляла (в тыс. км2): докембрийских — 98, палеозойских — 229 и мезозойских — 275. Однако рудная продуктивность их, наоборот, угасает в молодых образованиях. По данным Н. А. Солодова, распределение запасов бериллия в пегматитах по эпохам имеет следующий вид: докембрий — 75%, палеозой — 23% и мезозой — 2%. Этому несколько противоречат большие запасы в кайнозойских пегматитах Афганистана. А. Н. Заварицкий (1947) разработал оригинальные представления о пегматитах   как о промежуточных образованиях между' изверженными горными   породами и рудными жилами.   По его мнению, остаточный   магматогенный газовый раствор, проникая по трещинам в породу, способствует ее перекристаллизации с образованием крупнокристаллической структуры. Раствор кодирует имеющиеся, минералы, на место   которых выпадают новые. Следовательно,   пегматиты рассматриваются как перекристализованные участки материнских пород. Наиболее распространены пегматиты гранитов и гранодиоритов, хотя известны пегматиты,   генетически   и   пространственно   связанные   с   интрузиями щелочных, ультраосновных и основных магм.

      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. Судить о температурном режиме пегматитообразования позволяют следующие факты: ранняя кристаллизация расплава — 1200 —900°С; образование гранита без минерализаторов — 1000—800°С, в их присутствии — 730 —640°С; возникновение гранитной эвтектики — 700-650°С; кристаллизация биотита — 760-435°С, мусковита — 500-435°С, берилла — 500-400°С, кварца — 600-300°С, топаза — 510-300°С, мориона и аметиста — 300 - 130°С, халцедона — 90 - 55°С.

      В природе наиболее распространены гранитные  пегматиты, они состоят из полевых  шпатов (микроклина, ортоклаза, плагиоклазов), кварца, в качестве второстепенного  минерала обычны слюды (мусковит и биотит), т. е. по валовому минеральному составу эти пегматиты соответствуют гранитам. Значительно менее распространены сиенит-пегматиты, нефелин-сиенитовые пегматиты, ийолит-пегматиты, габбро-пегматиты.