Физико-химические условия образования

Московский ордена Ленина, ордена Октябрьской Революции

И ордена Трудового Красного Знамени

Государственный университет имени М.В.Ломоносова

ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

Контрольная работа №1 по предмету «Геология полезных ископаемых»

Выполнена:

студентом 313 группы

Якушик Михаил

МОСКВА

Г.

Оглавление.

Скарны ……………………………………………………………………………………...2

Основные понятия и определения....……………..………….………………………………....2

Физико-химические условия образования.................................................................................9

Гипотезы образования………………........................................................................................10

Классификация гидротермальных месторождений …………………………...….……….11

Плутоногенные гранитоидные месторождения…………………………..……………………...16

Высокотемпературные месторождения…....................………..…………………………......16

Среднетемпературные месторождения………………..…………………………………......16

Низкотемпературные месторождения………………...…..…………………………………..16

Тектонические зоны геосинклиналей……………………..……………………………….....26

Рудно-магматические системы гидротермальных месторождений. ……...…..……....19

Список литературы …………………………………………………………………………...23

..

СКАРНЫ

Основные понятия и определения.

Ученые до сих пор не могут дать однозначного определения – что такое скарны и как они образуются. Данное название появилось в середине двадцатого века и объединяет группу разнообразных месторождений. Рассмотрим основные определения, понятия и теории образования, характерные для таких месторождений.

Само слово «скарн» произошло от шведского scarn/skarn, что в переводе означает «грязь» или «отбросы», так как изначально при поисках полезных ископаемых так называли пустые породы, сопровождающие рудные тела. Обычно скарнами называют известково-силикатные породы, образовавшиеся метасоматическим путем на контакте магматических пород гранитоидного состава с вмещающими породами карбонатного состава (рис.14). Если же вмещающие породы не карбонатные – то такие образования обычно называются скарноидами.

Рис.14. Схема геологического залегания скарнов, показана точками.

Скарновые месторождения представляют генетически четкую группу месторождений, имеющую важное промышленное значение.

Известны промышленные скарновые месторождения железа, меди, кобальта, вольфрама, молибдена, олова, свинца, цинка, золота, бора, бериллия, флогопита и некоторых других полезных ископаемых. Среди них в настоящее время наиболее существенны скарновые месторожде­ния вольфрама, свинца и цинка, флогопита и железа. Характеристика удельного веса запасов, добычи и масштабов некоторых скарновых месторождений приведена на рис.15.

Рис.15. Запасы промышленных скарновых месторождений.

Для их образования необходимо соблюдение следующих условий:

1. Несогласный контакт гранитоидной интрузии с вмещающими породами

2. Вмещающие породы должны быть трещиноватыми

3. Контакты должны быть секущие

Следует подчеркнуть, что скарны — это породы, сложенные не любыми известково-магнезиальио-железистыми силикатами, а только теми, которые образуются в высокотемпературных условиях и не мета­морфическим путем, а в результате контактово-реакционного метасома­тоза. К скарнам не следует относить породы, возникшие в результате средне- и низкотемпературного изменения скарнов-—такие породы удобно называть апоскарновыми. Скарны, как реакционно-метасомати- ческие образования, следует отличать от известково-силикатных рогови­ков, возникающих в процессе контактового метаморфизма и т. д.

Среди скарнов следует различать две группы — магнезиальные я известковые скарны.

К магнезиальным скарнам относятся метасоматические породы, сложенные высокотемпературными магнезиальными минера­лами (из которых типоморфны форстерит, диопсид, шпинель, флого­пит), возникшие в зоне высокотемпературного контактового ореола интрузий в результате реакционного взаимодействия доломитов (и дру­гих магнезиальных карбонатных пород) с магмой или алюмосиликат­ными породами при посредстве магматогенных растворов.

К известковым скарнам относятся метасоматические по­роды, сложенные высокотемпературными известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами (из которых типоморфны пироксены ряда диопсид — геденбергит и гранаты ряда гроссуляр — андрадит), возникшие в зоне высокотемпературного контактового ореола интрузий в результате реакционного взаимодействия карбонат­ных и интрузивных или других алюмосиликатиых пород при посредстве постмагматических растворов.

Среди известковых и магнезиальных скарнов по механизму обра­зования следует различать диффузионный и инфильтранионный типы скарнов.

Диффузионные скарны возникают в результате встречной диффузии виртуальных компонентов в контакте химически неравно­весных карбонатных и алюмосиликатиых пород. Подчеркивая контакта- во-реакционный характер, этот тип скарнов принято называть биметасоматическим,

Инфильтрационные скарны возникают в результате одно­стороннего переноса виртуальных компонентов растворами. Преобла­дающее распространение имеет контактово-реакционный тип инфильтрационных скарнов, образование которого связано с инфильтрационным реакционным взаимодействием в контакте с карбонатными породами. Эти скарны принято именовать контактово-инфильтр а ц и о и н ы м и.

Встречаются также своеобразные скарновые породы, образовав­шиеся без контактово-реакционного взаимодействия с карбонатными породами, но в результате кальциевого метасоматоза ультрабазитов, щелочных ультрабазитов и габброидов. Формально эти породы, можетбыть, и не следовало бы включать в скарны, ограничив скарны реак­ционными образованиями в контактах с карбонатными породами. Однако сходство состава и парагенезисов, известное генетическое род­ство и однотипность оруденения с другими контактово-инфильтрацион- нымн скарнами делает целесообразным отнесение рассматриваемых пород к скарнам. Их можно выделить в особый тип автореакционных скарнов (Жариков, 1960).

К автореакционным скарнам, таким образом, относятся скарновые породы, образовавшиеся путем кальциевого метасоматоза ультрабазитов, щелочных ультрабазитов и габброидов вследствие повы шения активности кальция и особенностей эволюции растворов в усло­виях основной среды базитов и гипербазитов (рис.16).

Рис.16. Типы скарнов.

Известковые скарны самые распространенные в природе (~80%). Формируются в гипабиссальных и мезоабиссальных условиях глубин (от 1 до 15-16 км) в контакте известковых и алюмосиликатных пород под воздействием растворов ранней щелочной стадии послемагматического этапа минералообразования в диапазоне температур от 1000 до 400^оС (Петрографический словарь, М. "Недра", 1981). Сложены высокотемпературными известково-магнезиально-железистыми силикатами и алюмосиликатами. Наиболее типоморфный парагенезис пироксенами ряда диопсид - геденбергит и гранатами ряда гроссуляр – андрадит. Кроме того, широко распространены кальцит, везувиан, волластонит, скаполит, амфиболы, эпидот, датолит, родонит, магнетит, галенит, сфалерит, халькопирит, молибденит, шеелит и многое другое. Для эндоскарна наиболее характерны будут гранаты, для экзо – пироксены (рис.17).

Рис. 17. Датолит-волластонитовый скарн. Приморье. Геологический музей имени А.А.Штукенберга.

Если рассматривать обобщенную модель залежей известковых скарнов, то они обладают следующей зональностью:

1. Неизмененные гранитоиды

2. Осветленные мусковитизированные гранитоиды

3. Эндоскарны гранатового состава с эпидотом и плагиоклазом

4. Экзоскарны пироксен-гранатовые

5. Скарны гранатовые

6. Скарны пироксеновые

7. Известняки мраморизованные

8. Неизмененные известняки

Для скарновых пород характерны пятнистые, полосчатые или массивные текстуры и гранобластовые, порфиробластовые или волокнистые структуры.

С известковыми скарнами связаны месторождения железа, меди, вольфрама, молибдена, свинца, цинка, бора. Месторождения железа скарнового типа характеризуются обычно не очень большими запасами (хотя есть исключения, такие как г. Магнитная на Урале) и высоким качеством руды, сложенной магнетитом или гематитом.

Магнезиальные скарны менее распространены и возникают при воздействии высокотемпературных флюидов или растворов в зоне взаимодействия алюмосиликатных магм с магнезитами и доломитами либо с магматическими породами ультраосновного состава (дунитами, гарцбургитами). Существует мнение, что такие скарны являются завершающим этапом магматического процесса. Наиболее характерны диопсид, флогопит, форстерит, кальцит. Кроме того встречаются шпинель, серпентинит, гуммит, брусит, монтичеллит, парагасит, людвигит, апатит, роговая обманка, магнетит, турмалин и многое другое.

Рис. 18.Апатит, Слюдянка, Падь Улунтуй. Фото взято с geo.web.ru

С магнезиальными скарнами связаны различные крупные месторождения, в том числе флогопита (например Слюдянка в южном Прибайкалье) и магнетита (Тёйское в Горной Шории).

Силикатные скарны наиболее редкие, они обычно формируются по гранитоидам, порфирам и их туфам, траппам, аркозовым песчаникам, алевролитам и другим кварцевым породам. Обычно встречаются вместе с метаморфогенными пегматитами. Типоморфным минералом для этого типа скарнов является скаполит.

Образование скарнов происходит с раннего докембрия. Их структуры определяются поверхностью контакта интрузий, напластованием вмещающих пород, складчатыми и разрывными нарушениями. Скарновые образования могут быть связаны с любыми фазами интрузивного процесса и характерны для:

1. Докембрийских массивов

2. Средних орогенных стадий развития геосинклиналей (мобильных поясов и областей тектоно-магматической активизации)

3. Гранодиоитов батолитов и гранитоидов малых интрузий

Важную роль в месторождениях данного типа играют дайки. В областях развития скарнов выделяются следующие типы:

1. Доскарновые (представлены комагматичными – гранодиорит-порфиры, гранит-порфиры и т.д. и некомагматичными – спессартиты, порфириты, диабазы).

2. Интраскарновые (сначала кислого, затем основного состава).

3. Постскарновые/послерудные (диабазы, лампрофиры).

Физико-химические условия образования

В образовании скарнов важную ролю играют тепло внедряющихся интрузий и горячие минерализованные газово-жидкие растворы. Можно выделить два наиболее важных процесса, протекающих при их образовании:

1. Термальный изохимический метасоматоз. Он характерен для всех интрузий на любой глубине и под любым давлением. Образуются контактовые роговики, изменяются вмещающие породы.

2. Аллохимический метасоматоз. Он происходит под воздействием флюидов, освобождающихся из остывающей интрузии. Характерен для небольших гипабиссальных глубин (0,5-2,5 км), где флюидное давление способно преодолеть литостатическую нагрузку. Происходит собственно образование скарнов. Этот процесс захватывает примерно одну десятую часть периметра.

Возможный температурный режим восстанавливается благодаря минералам-индикаторам, для которых были экспериментально синтезированы в присутствии легкорастворимых солей в обстановке высокого потенциала кальция, и сводным диаграммам Вилен Андреевича Жарикова, которые были построены по экспериментальным данным с учетом параметров плавления силикатных пород, температур дегидратации карбонатов, полей равновесия и реакций образования скарнообразующих минералов.

Таким образом было выделено четыре температурные фазы:

1. Волластонит-плагиоклазовая 900-750^oC

2. Пироксен-гранатовая 800-500^oC

3. Гранат-эпидотовая 500-450^oC

4. Пироксен-эпидотовая ~400^oC

Начальная температура скарнообразования отвечает ~900^oC, конечная, при остывании ~50^oC.

Фациальная смена обусловлена возрастанием кислотности процесса при падении температуры, что регулирует химические потенциалы кальция, магния и железа. Таким образом, происходит последовательное вытеснение минералов кальция минералами магния, затем – железа. Смена минералов происходит в следующей последовательности: волластонит – диопсид – салит – геденбергит – андрадит.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: