Характеристика минеральных парагенезисов и условий их образования

Изучаемые образцы представляют собой закономерную совокупность парагенетических ассоциаций минералов, образовавшихся в определенных геологических условиях. В связи с особенностью минерального состава и текстурно-структурных особенностей данные образцы относятся к скарновым месторождениям. А именно известковые, т. к преобладают Ca содержащие минералы.

Минеральный состав известковоскарновых месторождений разнообразен и зависит от температуры, давления CO2, подвижных компонентов и окислительно-восстановительных условий. К собственно скарновыми минералам относятся гранаты гроссуляр-андрадитового ряда, пироксены ряда диопсид-геденбергит, волластонит скаполит, также в известковоскарновых месторождениях широко распространены эпидот, амфиболы, хлориты, карбонаты. Главными рудными минералами являются магнетит, гематит, шеелит, молибденит, галенит, сфалерит, халькопирит и др. [1].

Скарнами принято называть породы, сложенные силикатными и алюмосиликатными минералами кальция, магния, железа, марганца, возникшие в результате метасоматического преобразования карбонатных и алюмосиликатных пород в зонах воздействия на них компонентов через поровой раствор. Известковоскарновые месторождения образуются на контактах гранитоидов с известняками в послемагматический этап. Это подтверждается тем, что известковые скарны и орудинение развиваются как по карбонатным (экзоскарны), так и по интрузиям (эндоскарны). Невозможность образования в магматический этап связана с высокой активностью глинозема в гранитной магме, при которой между магмой и известняком не могут возникать реакционные скарновые минералы. Почти все исследователи отмечают приуроченность скарнов к гипабиссальным интрузивам (1,5 — 4 км). Оптимальный диапазон формирования скарновых месторождений 500 — 2000 м. большинство месторождений образуется в интервале температур 800 — 200? C. [1] [5].

Существует много теорий по образованию скарновых месторождений. Наиболее полно была разработана стадийная модель П. П Пилипенко. Он разделил весь процесс на шесть стадий.

По этой модели скарновые месторождения образуются в результате воздействия на породы «скарнирующих» растворов при постепенном снижении температуры. Отложение минералов происходит последовательно — стадийно, в связи с развитием трещиноватости и постепенным изменением состава, температуры и режима щелочности-кислотности. Стадийность процесса определяется по минеральным парагенезисам, возникшим в разных структурно-геологических и физико-химических условиях.

Первая стадия — кремневого метосамотоза — характеризуется привносом кремния протекает в условиях высокой температуры и приводит к образованию диопсидовой породы, приурочен к экзоскарнам.

С глубиной увеличивается содержание геденбергитовой молекулы.

Вторая стадия — алюмосиликатного метасоматоза — обусловлена привносом кремния и алюминия, создающих условия для образования различных гранатов; состав гранатов постепенно изменяется от маложелезистых до железистых. Во время развития скарнового процесса активность железа возрастает, происходит увеличение железистости скарновых минералов. Состав граната по направлению к экзоскарнам постепенно изменяется от гроссуляра (не содержащий Fe) до андрадита, в состав которого входит 31,5% Fe2O3. Андрадит чаще всего является наиболее поздним гранатом и возникает в процессе околорудного изменения, развивается в заключение стадии с замещением пироксеновых и гранатовых скарнов, причина повышение кислотности растворов. Содержание осаждающегося в скарнах Fe меняется внутри контактовой зоны, нарастая к ее внешним границе.

Третья стадия — галоидного метасоматоза — связана с привносом хлора. Приводящим к накоплению скаполита в скарнах.

Четвертая стадия — железного метасоматоза — характеризуется выделением закисного и окисного железа, приводящим, с одной стороны, к накоплению магнетита и гематита, а с другой — к обогащению скарна железистыми алюмосиликатами — геденбергитом, железистым гранатом и др. Понижение температуры вызывает еще большее ослабление подвижности Fe и приводит к массовому накоплению магнетита. Руды локализуются преимущественно в гранатовых и пироксен-гранатовых (гранат всегда преобладает) экзоскарнах. Ведущим фактором размещения орудинения являются трещинные структуры — зоны дробления. Скарны, как признаются исследователи, служат лучшей средой для отложения магнетита и выступают в качестве основных осадителей железа из растворов. Выпадение железа из растворов в форме магнетита происходит в результате резкого понижения растворимости соединений железа вследствие быстрой нейтрализации кислых рудоносных растворов при реакции их со скарнами (т.е при реакции с породой более основного состава, замещение (Ca, Mg) на (Fe2+, Fe3+)).

В течении четырех стадий формируются «сухие скарны», минералы которых не содержат воды. Рудная минерализация возникает после образования скарнов (сопровождается изменением скарнов: в данном случае происходит амфиболизация).

Пятая стадия — флюидно-водного метасоматоза (ниже 400? C) — протекает при участии таких минерализаторов, как вода, углекислота и хлор, и приводит к образованию «водных скарнов», в состав которых входят роговые обманки, гематит, эпидот, а также кальций.

Шестая стадия — сульфидного метасоматоза. В дальнейшем на более поздних низкотемпературных стадиях Fe становится совершенно инертным, а в числе подвижных элементов появляются S и Cu. Взаимодействуя с раннее выделившимися соединениями железа они формируют скопления халькопирита. [1].

На основании сделанных фактов и наблюдений в описываемых образцах, (пространственно-временные взаимоотношения минералов) позволяют выделить минеральные парагенезисы.

В образцах определены: гранат гроссуляр-андрадитового ряда, диопсид, роговая обманка, эпидот, микроклин, магнетит, гематит, кальцит, кварц, халькопирит. Это типичная минеральная ассоциация известковоскарновых месторождений.

Первыми нужно выделить парагенезисы минералов, не содержащих в составе воды, так называемых «сухих скарнов», относящимся к четырем первым стадиям (по Пилипенко).

Это такие как: пироксен-гранатовый (образцы № 2 и 1).

Сначала при привносе кремния при довольно высоких температурах сформировался пироксеновый скарн, а с привносом алюминия создавались условия для образования гранатов первой генерации (в виде сплошной мономинеральной зернистой массы образец № 2). В итоге образовался пироксен-гранатовый парагенезис.

Дальнейший привнос кальция вызывает образование диопсид-гранатовой зоны, с образованием граната II генерации (сплошная скрытокристаллическая масса образец № 3), потом прошли трещины и по ним происходит нарастание более позднего магнетита. Таким образом можно выделить гранат-магнетитовый парагенезис.

К водно-силикатной стадии можно отнести такие минералы как эпидот — гематит — роговая обманка. В образце № 1 выделяется роговая обманка замещая пироксен. В результате привноса воды, углекислоты формируется эпидот с участием гематита (образец № 2). Эпидот формирует центральное гнездо в виде радиально-лучистых и друзовых агрегатов, вокруг которого возникают последовательные зоны выделения гематита, затем микроклина. В результате проникновения растворов по трещинам формировался эпидот, заполняя свободное пространство (образец № 3).

При понижении температуры в числе подвижных элементов появляются S и Cu. Взаимодействуя с раннее выделившимися соединениями железа они формируют мелкие скопления тонкозернистого халькопирита, выделяющиеся на общей массе граната I генерации. В силу этого можно выделить халькопиритовую стадию.

Низкотемпературной стадии соответствует кварц-кальцитовый парагенезис. Наблюдается водяно-прозрачный кварц, который приурочен к краевым частям пироксен-амфиболовых зерен (образец № 1). Это свидетельствует о том, что кварц образовался немного раньше, чем кальцит. Условия образования кварца не менялись или менялись не значительно, в результате чего он образовывал прозрачные кристаллы. Кальцит занимает свободное пространство, формируется в сплошной крупнозернистый агрегат со ступенчатым изломом, заполняя межзерновое пространство.

месторождение магнетитовый кавказ Таблица № 1.

Схема последовательности образования минералов Дашкесанского-скарново-магнетитового месторождения (Кавказ).

Процентное содержание минералов в исследуемых образцах:

— 60 — 70%.

— 20 — 30%.

— 10 — 20%.

— 1 — 10%.