Геохимия скарнообразования

Размещено на http://www.allbest.ru/

Министерство образования и науки Российской Федерации

(МИНОБРНАУКИ РОССИИ)

«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ

ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Геолого-географический факультет

Кафедра минералогии и геохимии

Реферат

«Геохимия скарнообразования»

Выполнил: студент группы

02202 Вертененко Д.А.

Проверила: ассистент

кафедры минералогии и геохимии

Мишенина М.А

Томск 2014

Содержание

Введение

1 Теоретические основы метасоматизма

2 Метасоматические горные породы

3 Скарнообразование

Заключение

Список литературы

Введение

Под влиянием постмагматических продуктов магмы (газов и растворов) вмещающие породы подвергаются глубокому минеральному и химическому преобразованию. Происходит процесс контактового метасоматоза, приводящий к образованию скарновых месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, которые располагаются, как правило, в области контакта интрузий с карбонатными и другими породами.

В данной работе подробно рассмотрены процесс скарнообразования, метасоматический процесс, условия залегания скарнов, морфологию, вещественный состав, строение месторождения полезных ископаемых.

1 Теоретические основы метасоматизма

Метасоматоз, метасоматизм, метасоматические процессы - практически синонимы. Тем не менее, метасоматозом некоторые исследователи понимают совокупность метасоматических изменений в целом. Существую несколько определений метасоматизма, однако наиболее полным является следующее, которое в принципе отвечает понятию метасоматоза,сформулированного Д.С.Коржинским . Метасоматические процессы - это такие процессы преобразования горных пород и руд, происходящие путем замещения одних минералов другими, которые сопровождаются изменением химического состава пород илы руд, и совершаются с сохранением твердого состояния пород или руд в целом, под воздействием растворов, связанных с внутренними эндогенными процессами Земли. Это - определение исчерпывающе выделяет метасоматизм среди других эндогенных процессов. прежде всего указывается способ или механизм осуществления процесса: путем замещения одних минералов другими. Главенствующее, значение имеет процесс растворения минералов и одновременного осаждения на этом месте другого или других новообразованных минералов. Об этом свидетельствует непременное присутствие в метасоматитах псевдоморфоз образованных обычно несколькими новообразованными минералами по исходному минералу.

Вторая, очень важная составляющая определения метасоматизма как процесса, происходящего с сохранением твердого состояния породы в целом, означает, что объем пор, занятых раствором, крайне незначителен по сравнению с объемом породы, и все вещество в порах находится в растворенном состоянии. Это свойство метасоматических процессов радикально отличает их от магматических явлений и от выполнения пустот или открытых трещин.. Отличительным признаком метасоматизма является стремление к уменьшению числа минералов, к мономинеральным породам по мере течения процесса. Метасоматизм, согласно определению, протекает с изменением химического состава исходных пород, т.е., имеются в виду такие преобразования исходных пород, при которых изменяются содержания рудных компонентов и не только [2] .

2 Метасоматические горные породы

Характерными метаморфическими процессами являются полиморфные превращения минералов, тип метасоматических процессов лучше всего представляет образование псевдоморфоз. В них особенно наглядно выражено постоянство объема при замещении, всегда сопровождающимся значительным привносом - выносом вещества, что само по себе определяет воздействие на породы растворов высокой химической агрессивности. Это принципиально отличает метасоматические процессы от метаморфических. Изохорический характер метасоматических реакций предопределяет их независимость от литостатического давления и, следовательно, от глубинности, по отношению к которой выделяются минеральные фации метаморфических пород. Однако с глубиной возрастает флюидное давление. Этим фактором определяется своеобразие метасоматических процессов, которые зависят от глубины их развития. Теория метасоматических процессов была разработана Д. С. Коржинским, который подразделил их на раннюю щелочную (высокотемпературную), кислотную и позднюю щелочную (низкотемпературную) стадии..

Гранитный магматизм, сам по себе порождающий кислотные гидротермальные растворы, богатые фтором, хлором и другими кислотными компонентами. Однако при взаимодействии с вмещающими карбонатными породами эти растворы могут терять кислотные свойства и приобретать слабощелочную реакцию. Это и определяет образование метасоматических пород, относимых Д.С. Коржинским к ранней щелочной стадии. Это в основном скарны - магнезиальные (в контактах с доломитами) и известковые (в контактах с известняками). К высокотемпературной щелочной стадии можно отнести и метасоматические породы, связанные со щелочными интрузиями (фениты и др.) или развивающиеся в гипербазитах. Типичными породами кислотной стадии являются грейзены (в плутонической фации) и вторичные кварциты, аргиллизиты и пропилиты (в вулканической). С понижением температуры ниже 300-400 °С в гидротермальных растворах развиваются критические явления, обусловленные несмесимостью во флюидах полярных (вода с растворенными в ней щелочными металлами) и неполярных жидкостей (водород и кислотные компоненты флюидов - HF, HCl, CO2, и др.). Последние обладают более высокой миграционной способностью, и с их отделением от систем глубинного минералообразования связано возрастание щелочности гидротермальных растворов и образование пород (березитов, лиственитов, гумбеитов и др.) [1].

3 Скарнообразование

Скарнообразование - процесс метасоматического минерало- и породообразования в результате воздействия на различные горных пород. (преимущественно известняки и доломиты) высокотемпературных растворов, содержащих в том или ином количестве Fe, Mg, Са, Si, Al и др. вещества при широком участии летучих веществ (вода, углекислота, Cl, F, В и др.) и в широком диапазоне температур и давлений при общей эволюции растворов по мере понижения температуры от щелочных к кислым. В гипабиссальных (от 1 до 3 - 4 км) и мезоабиссальных (от 3 - 4 до 15 - 16 км) условиях реализуется образованием скарнов .магнезиальных магм. стадии в диапазоне температур от 1000 до 650 °С и скарнов известковых послемагм. стадии в интервале от 800 до 400 °С, а в абиссальных условиях (от 15 - 16 до 30 км) - в формировании только скарнов магнезиальных, но как магм. стадии в интервале от 1000 до 650 °С. В диапазоне температур от 650 до 450 °С. магматической стадии начинается с момента внедрения магмы под воздействием сквозьмагматических растворов, осуществляющих магм. замещение (гранитизацию) вмещающих г. п., или в результате воздействия на них растворов, выделяющихся при кристаллизации магмы, а в исключительных случаях, при очень высоком содержании в магме летучих веществ, и до начала кристаллизации магмы, в процессе се охлаждения. Вследствие высокого содержания в этих растворах углекислоты, и, следовательно, высокого ее парциального давления, препятствующего разложению кальцита и возникновению кальциевых силикатов и алюмосиликатов, происходит разложение только магнезиальных карбонатов с формированием в высокотемпературных контактах на всех глубинах магнезиальных силикатов и кальцита, т. е. асс. магнезиальных скарнов. В абиссальных условиях высокого общего давления и как следствие высокого парциального давления углекислоты, независимо от ее содер. в растворах, в магнезиальных известняках и доломитах и в их контактах с алюмосиликатными п. формируются лишь магнезиальные скарны в условиях всего температурного интервала развития ультраметаморфизма, гранитообразования и регионального метаморфизма гранулитовой и амфиболитовой фаций. Образование последних связано с привносом в доломиты и магнезиальные известняки Si, Al и Fe и выноса Mg, Са и углекислоты, а формирование апоалюмосиликатных скарнов в абиссальных условиях - с привносом Mg, выносом Si и псреотложенисм и частичным выносом Аl; содер. кислорода при С. практически постоянно. Ряд подвижности компонентов в процессе формирования магнезиальных скарнов таков: (Жариков, 1966): Н2О, СО2, Na, К, О2, CaMg, P, Fe, Si, Al, где двойная вертикальная черта отделяет компоненты инертные в одной из зон от вполне подвижных во всех зонах. Большая часть известковых скарнов образуется в послемагматическую стадию в гипабиссальных и мезоабиссальных условиях как в контактах карбонатных и силикатных пород, так и вне их внутри карбонатных или силикатных пород, однако развитие особо мощных зон рудоносных скарнов происходит обычно в прогретых интрузией карбонатных породах, в контактах и в некотором удалении от них после затвердевания интрузивного тела или, по крайней мере, его периферической части под воздействием растворов, поднимающихся вдоль прогретых контактов из глубин магм. очага. При этом, как показали экспериментальные исследования, скарнирование известняков осуществляется только в щелочных условиях при участии углекислого Na и К, а смена одних скарновых парагенезисов на др. Скарнирование алюмосиликатных пород с образованием в них парагенезисов с участием граната и пироксенов происходит под воздействием существенно хлоридных, по-видимому, кислых и слабокислых растворов в условиях повышенного в них потенциала Са, приводящих к образованию также околоскарновых зон хлорит содержащего скаполита; источником Са при этом могут являться экзоконтактовые или нижележащие толщи известняков. В связи с большей активностью хлористого магния над хлористым кальцием в процессе вначале формируются магнийсодер. пироксены (диопсид, салит), а затем после израсходования Mg - кальцийсодер; при отсутствии в системе Mg его место занимает Fe, не препятствующее образованию граната. При этом процессы замещения геденбергита андрадитом могут быть связаны как с возрастанием в растворе потенциала хлористого кальция без существенного изменения рН раствора, так и в ре-*зультате его разложения в щелочной среде, но также в связи с увеличением содер. Са в поступающих растворах. Образование всех типов известковых скарнов происходит в условиях одинаковой относительной подвижности компонентов, выраженных рядом: Н2О, СO2, Na, К, О2, Мn, Mg, Fe, Ca, Si, Al, Ti . При этом в пределах карбонатных пород происходит в условиях вполне подвижного режима всех компонентов, а в пределах алюмосиликатных пород - при инертном поведении Аl, а иногда и Si, и только при наиболее интенсивном течении процесса - при вполне подвижном поведении всех компонентов (кроме Ti). Растворы, производящие, имеют как трансмагм. и ультраметаморфогенное, так и магм. происхождение и представляют собой как постмагм. растворы, так и дистилляты (высокотемпературные пневматолиты) кристаллизующейся магмы гранитоидного, сиенитового и основного состава, переходящие по мере их охлаждения и остывания интрузий в “сжатые гидротерм.”, а затем и в обычные гидротерм. растворы. Эти растворы по мере движения в той или иной степени меняют состав в результате охлаждения и взаимодействия с вмещающими п. и, в частности, обогащаются летучими и Са при взаимодействии с карбонатными п., Si, Al и др. компонентами - при взаимодействии с силикатными п. На первоначальный состав постмагм. растворов в момент их отделения от магмы влияют: а) особенности кристаллизующейся магмы (состав, содер. петрогенных элементов, легколетучих соединений, а также легкорастворимых в воде солей разнообразных соединений и др.); о) условия кристаллизации магмы, т. е. большее или меньшее приближение системы к открытой; в характер взаимодействия магмы с вмещающими п. Отличие скарнов, возникших под воздействием растворов, связанных с гранитной магмой и поэтому бедных Са, от других типов рудоносных метасоматитов заключается в связи с карбонатными породами, которая выражается: а) в локализации скарнов в карбонатных п.; 6) в обогащении растворов Са и СО2 при циркуляции их в карбонатных п. и в контактах интрузий с карбонатными п.; в) в обогащении Са и СО2 растворов, отделяющихся от гранитной магмы, в результате ассимиляции ею карбонатных пород под воздействием растворов, связанных с основными магмами и их дифференциатами и поэтому богатых Са и Fe, не зависит от наличия карбонатных п. и происходит в п. любого состава. Преимущественная локализация скарнов в карбонатных п. в этом случае определяется повышенной хим. активностью последних по сравнению с другими типами пород. При контактах силикатных и карбонатных п. определенное значение принадлежит и диффузионно-биметасоматическому способу, наряду с главенствующей ролью контактово-инфильтрационного. Диффузионно-биметасоматическое как самостоятельный процесс, по-видимому, широко распространено в абиссальных условиях под воздействием метаморфогенных растворов в процессе ультраметаморфизма и регионального метаморфизма гранулитовой и амфиболитовой фаций, приводя к формированию магнезиальных скарнов. Возможно, что скарны и руды в них могут возникать также, особенно в обл. докембрия, и под воздействием железо-магний-кальций содержащих растворов, связанных с проявлением метасоматической базификации, предшествующей во времени и в пространстве явлениям гранитизации, в процессе ультраметаморфизма воздымания [3] .

Заключение

Скарнообразование - это процесс метасоматического минерало- и породообразования в результате воздействия на различные горные породы (преимущественно известняки и доломиты) высокотемпературных растворов. Ключевым словом данного определения является метасоматический процесс. Метасоматический процессом называется такой процесс в котором происходи преобразования горных пород и руд, происходящий путем замещения одних минералов другими, которые сопровождаются изменением химического состава пород илы руд, и совершаются с сохранением твердого состояния. Метасоматические горные породы часто являются рудовмещающей средой или представляют собой полезные ископаемые (известковые скарны, магнетитовые и другие руды). Некоторые метасоматические горные породы используются как облицовочный, поделочный или строительный камень.

Список литературы

скарнообразование полезный ископаемое

1. Жариков, В. А. Метасоматизм метасоматические горные породы / В. А. Алексеенко. Ї М.: Наука., 1977. Ї 297 с.

2. Шабынин Л. И. Метасоматизм и метасоматические горные породы / Л. И. Шабынин. Ї М.: Наука., 1979. Ї 119 с.

3. Шабынин Л. И. Парагенезисы в магнезиальных скарнах / Шабынин Л. И. Ї М.: Наука., 1973. Ї 261с.

4. Инструкция по геохимическим методам поисков скарновых и рудных месторожденийй / Под ред. Е. М. Квятковского, А. А. Ковалёвой. Ї М.: Недра, 1965. Ї 228 с.

Размещено на Allbest.ru