Метасоматические процессы

Размещено на http://www.allbest.ru/

Метасоматические процессы

Механизм

Метасоматоз происходит при реакциях между твердыми телами (минералами) и растворами или флюидами. Проявляется в земной коре как локально (регионально, в микромасштабах), так и в больших (десятки и сотниметров) телах метасоматитов. Может протекать как при высоких температурах и давлениях, так и в условияхземной поверхности.

Типы метасоматических процессов

В зависимости от способа перемещения вещества в растворах различают метасоматоз диффузионный иинфильтрационный. К диффузионным метасоматическим процессам относятся такие, при которых переноскомпонентов осуществляется диффузией в водном растворе. При инфильтрационном метасоматозеперемещение вещества осуществляется течением раствора благодарая фильтации и просачиванию черезгорные породы. В природных условиях крайне редко проявляется только инфильтрационный или толькодиффузионный метасоматоз, обычно имеется преобладание того или другого способа переноса вещества, проявляющееся в масштабах и строении метасоматических тел.

В зависимости от геологической позиции метасоматоз можно разделить на автометасоматоз, контактовый, околожильный и региональный.

Автометасоматоз связан с ранними послемагматическими процессами и проявляется обычно в верхнихчастях магматических тел и связанных с ними жильных образований. К автометасоматическим процессамотносятся, например, альбитизация в гранитах и серпентинизация в ультраосновных породах.

Контактовый метасоматоз развивается в зоне контакта интрузии с вмещающими, как правило, осадочными породами. Наиболее яркими представителями являются скарновые образования, развивающиесяв раннюю послемагматическую стадию на контакте интрузива с вмещающими карбонатной породой (обычноконтакт гранитов или диоритов с известняками или доломитами). Также к контактовым метасомтитамотносятся процессы "приконтактового выщелачивания", грейзены, вторичные кварциты.

Околожильный метасоматоз (его иногда называют околорудным) связан с образованием жильных иштокверковых месторождений. Околожильные метасоматиты могут образовываться в широком диапазонетемператур, но всегда связаны с кислотной стадией послемагматического процесса.

Региональный (площадной) метасоматоз может проявляться в различной геологической обстановке, чаще в условия больших глубин.

Основные направления метасоматоза заключаются в том, что выделяется четыре основных типа метасоматоза (по Гольдшмидту): 1) силикатных и кварцевых пород; 2) карбонатных пород; 3) соляных месторождений; 4) сульфидных месторождений. Эскола выделил пять основных типов метасоматоза; 1) щелочной; 2) кальциевый; 3) железо-магнезиально-силикатный; 4) метсоматоз с привносом кремния, олова, бора, лития, фтора, хлора и серы; 5) метасоматоз под действием углекислого газа.

Кислотный метасоматоз проявляется в том, что с температурой диссоциация воды увеличивается и растет кислотность среды. Таким образом, трудно предположить, чтобы значительная фиксация галоидов могла иметь место при температурах, близких к магматическим температурам или температурам, характерным для метаморфизма высоких ступеней. В природной высокотемпературной обстановке кислые и нейтральные условия должны быть редкими и очень локальными.

Щелочной метасоматоз - это обычное явление при метаморфизме силикатных пород (цеолитизация, развитие спилитов, кристаллизация пегматитов). Гольдшмидт классифицировал щелочной метасоматоз следующим образом:

1) метасоматический обмен щелочей (образование мирмекитов, замещение микроклина альбитом в пегматитах);

2) фиксация щелочей избытком Al₂O₃ в изменяемой породе (образование альбита или калиевого полевого шпата в метаморфических производных глинистых сланцев);

3) фиксация щелочей силикатами железа и магния (замещение роговой обманки биотитом при гранитизации амфиболита);

4) реакция между щелочными алюминатами (в растворе) и кварцем с образованием щелочного полевого шпата в конкретных зонах интрузий нефелиновых сиенитов и других щелочных пород (контактовое превращение гранита в магматическую породу сиенитового состава).

Известковый метасоматоз проявляется в следующих процессах.

1. Известковые силикаты (диопсид, гроссуляр, везувиан) иногда образуются во время регионального метаморфизма как компоненты реакционных скарнов на контактах между мрамором и силикатными породами (амфиболитами и др.). Это происходит в результате метаморфической диффузии с переносом СаО за первоначальную границу известняков.

2. Метасоматический привнос СаО в молодые малые интрузии гранитов, пегматитов, сиенитов и родственных им пород может привести к метаморфическому развитию таких минералов как роговая обманка, диопсид, скаполит, замещающих первичные магматические минералы.

3. Метаморфизм первично неизвестковых отложений в известково-силикатные породы на контактах с интрузиями перидотитов и метасоматическое замещение плагиоклаза гроссуляром, гидрогроссуляром, везувианом в дайках габбро или диоритов, секущих серпентиниты - хорошо известный примет известкового метасоматоза, связанного с ультраосновными интрузиями. Дополнительное количество СаО здесь имеет магматическое происхождение.

4. Эпидотизация основных лав спилитового состава - обычное явление. При низкой ступени метаморфизма основных магматических пород идет вынос СаО и Al₂O₃ в водных растворах с сопутствующим привносом эпидота во вмещающие породы.

Железо-магнезиально-силикатный метасоматозбывает двух типов: а) привнос железа и магния в известняк, сопровождающийся кристаллизацией известковых силикатов, богатых этими металлами и б) метасоматическое развитие безкальциевых железо-магнезиальных минералов в силикатных породах и кварцитах.

К первому типу относятся скарны, образовавшиеся в контактных зонах в результате реакции между известняком и выделившимися из интрузивных масс гранитоида растворами или газами, несущими железо и кремнезем. Андрадит и богатый геденбергитом пироксен - главные составляющие скарнов, образовавшихся из чистых известняков. Но если исходная порода была доломитовой, то могут появиться диопсид, ьремолит и флогопит. Видное место в минеральных ассоциациях скарнов занимают гематит, кварц, роговая обманка, волластонит и различные известковые силикаты. Широкое распространение флюорита, скаполита и различных сульфидов металлов указывает на вероятное значение в качестве «переносчиков» железа фтора, хлора и серы. В некоторых случаях имеет место пневматолитовый метасоматоз (привнос железа в форме таких летучих соединений, как FeF₃, FeCl₃). Но гораздо чаще развитие скарнов обусловлено гидротермальными реакциями, следовавшими за главной фазой контактового метаморфизма. Такие скарны трудно бывает отличить как от реакционных скарнов, образовавшихся в результате известкового метасоматоза силикатных пород и железных руд, прилегающих к известнякам, так и от реакционных скарнов, образовавшихся в результате известкового метасоматоза силикатных пк и от известково-силикатных пород, возникших вследствие нормального контактового метаморфизма загрязненных известняков без привноса вещества извне.

Метасоматоз с привновом кремния, олова, бора, лития, фтора, хлора и серы -результат пневматолитового и гидротермального привноса неметаллов а породы, прилегающие к глубинным интрузиям.

Метасоматоз с привносом бора происходит вблизи интрузий гранитоидов и приводит к образованию боросиликатов (турмалина, аксинита, датолита и данбурита) или даже боратов (людвигита) в метаморфических ассоциациях.

Метасоматоз с привносом фтора чаще всего проявляется вблизи гранитоидных интрузий. Автометаморфизм гранита влечет за собой замещение калиевого полевого шпата мусковитом и топазом с выносом К₂О и приводит к локальному развитию кварцево-мцсковитово-топазовой породы (грейзена) с касситеритом и лепидолитом в качествн возможных компонентов, если в магматических газах содержатся летучие соединения олова и лития. В результате фторного метасоматоза известковых и доломитовых пород образуются: флюорит, фторапатит, , флогопит, везувиан. Одновременный привнос фтора, бора и железа в доломитовые мраморы является обычным явлением.

Скаполитизация - возникает, когда в качестве компонентов метаморфической системы в процессе участвуют хлор или СО₂. В этом случае скаполит замещает плагиоклаз. Это пневматолитовый процесс во время регионального или контактового метаморфизма, в ходе которого СО₂, Н₂О и SO₃ заимствуются из веществ, присутствующих в этих породах.

Метасоматоз с привносом серы - это высокопемпературный процесс, приводящий к образованию вкрапленности пирита и пирротина в скарнах и магнезиально-железистых породах или в серицитовых кварцитах (березитах). Второй процесс более низкотемпературный. Это результат щелочного метасоматоза кварцево-полевошпатовых пород, происходящий в результате реакции между железосодержащими силикатами (хлоритом, биотитом) и сероводородом магматического происхождения.

Каолинизация и серицитизация - процесс образования каолинита, монтмориллонита, серицита, анальцима и пирофиллита при гидротермальном метасоматозе полевых шпатов и фельдшпатоидов.

Метасоматоз с привносом СО₂происходит при средних и высоких температурах. Многие силикаты с одинаковой легкостью превращаются в карбонаты при низкой температуре в результате гидротермальной реакции с растворами, содержащими СО₂ или растворимые карбонаты. Это автометаморфический процесс замещения карбонатами таких минералов, как полевые шпаты, авгит, оливин, наблюдающийся в различных поп составу магматических породах.

В зависимости от химического состава различают кремневый, щелочной, кислотный и др. метасоматоз.

Литература

флюид метасоматоз силикатный порода

1. Малая горная энциклопедия. В 3-х т. / Под ред. В.С. Белецкого. - Донецк: Донбасс, 2004.

2. Метасоматизм и метасоматические породы. Отв. ред.: В.А. Жариков, В. Л. Русинов. -- М.: Научный мир, 1998.

3. Трусова И.Ф., Чернов В.И. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: Недра, 1982. 289 с.

4. Саранчина Г.М., Шинкарев Н.Ф. Петрология магматических и метаморфических пород. Л.: Недра, 1973. 392 с.

5. Емельяненко П.Ф., Яковлева Е.Б. Петрография магматических и метаморфических пород. М.: МГУ, 1985. 248 с.

6. Винклер Генезис метаморфических пород. М.: Недра, 1979. 328 с.

Размещено на Allbest.ru