Теоретичне узагальнення умов утворення кварцу з пегматитів Волинського родовища

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 622.1:679.85+622.27+679.8

ТЕОРЕТИЧНЕ УЗАГАЛЬНЕННЯ УМОВ УТВОРЕННЯ КВАРЦУ З ПЕГМАТИТІВ ВОЛИНСЬКОГО РОДОВИЩА

Панасюк А.В., Остафійчук Н.М. Житомирський державний технологічний університет

Вступ

Для промисловості України важливою сировиною є кварц, який залягає на території нашої держави в пегматитах або кварцових жилах. Умови утворення кварцу в пегматитових тілах Волинського родовища п'єзооптичної сировини дуже різноманітні. Він кристалізується в усьому діапазоні формування пегматитів - від магматичної стадії до гіпергенної. Тому теоретичне узагальнення умов утворення кварцу є актуальним, оскільки це впливає на методи дослідження, розробки, видобування та обробки кварцової сировини, а також на вивчення структури та фізичних властивостей кварцу .

Дослідженням умов утворення кварцу з пегматитів Волинського родовища в різний час займалися багато вчених. Так, Ю. А. Долгов у своїх працях [1] вивчав розвиток кварцу пегматоїдної та блокової зони і дію на нього газових розчинів, а також займався аналізом та вивченням перекристалізації кварц-польовошпатових агрегатів; Л. А. Приказчиков [2] розглянув морфологічний аспект перекристалізації графічних структур; Д. К. Возняк та В. А. Калюжний [3, 4] займалися дослідженням впливу щільних газових розчинів на кристалізацію кварцу. Усі ці вчені займалися дослідженнями включень мінералотвірного середовища, вивчали утворення кварцової сировини графічної, пегматоїдної та кварцової зон і вплив температури, тиску, кислотно-лужних розчинів та газів на утворення кристалів кварцу.

Мета роботи. Дослідження, теоретичне узагальнення та аналіз умов утворення кварцу з пегматитів Волинського родовища, вивченість впливу температури, тиску, розчинів і газів на його утворення.

Матеріали і результати дослідження

Розглянемо основні умови утворення кварцової сировини. Кварц письмових зростань утворився з магматичного розплаву. Виходячи з наявності вторинних високотемпературних включень в зонах, які змінюють класичну графіку, можна вважати, що температура їх гомогенізації (700 - 720°С) може рахуватись нижньою межею утворення іхтіогліпів кварцу. Мінералогічні, кристалографічні та експериментальні дослідження показують, що кварц іхтіогліпів з індукційною штриховкою з пегматитів Волинського родовища - магматичне утворення, що кристалізується разом з польовим шпатом у співвідношенні приблизно 1:3.

Наступний розвиток кварцу пегматоїдної та блокової зон тісно пов'язаний з діяльністю газових розплавів. Мінералоутворюючі розчини камерних пегматитів в інтервалі 600 - 400°С мають лише газовий агрегатний стан. Включення в кварці з пегматоїдної та блокової зони гомогенізуються в газову фазу при температурі 650°С. Спосіб утворення кварцу цих зон відрізняється від кварцу периферійної зони. Нерівномірне розподілення, відсутність морфологічних ознак росту кварцу разом з польовими шпатами, газовий склад включень, термометричні дані та релікти письмової графіки в більш пізніх зонах дають основу для суджень про суттєві ролі процесів перекристалізації, що проходили при виникненні постмагматичних кварців. Нижня температурна межа перекристалізації кварцпольовошпатових агрегатів складає приблизно 400°С, а етапи найбільшої перекристалізації відповідають температурі максимального термічного стиску.

У різних частинах пегматиту перекристалізація протікає по різному. Найбільш інтенсивна пере-кристалізація спостерігається в надзаноришевій області, в результаті якої сформувалися основні риси кварцового ядра. У підзаноришевій області пере-кристалізаційне перетворення мінералів закінчується виникненням скелетних, скелетно-пегматоїдних і пегматоїдних кварц-польовошпатових агрегатів. Явище перекристалізації (в період діяльності кислих розчинів) супроводжується, особливо під заноришем, метасоматичним розростанням кварцу - відбувається окварцування графіки та польовошпатових блоків.

Дослідження включень мінералоутворюючого середовища в мінералах дозволяє вважати, що утворення кварцу графічної, пегматоїдної та кварцової зони завершилося в доінверсійну стадію перетворення кварцу.

У післяінверсійний період кристалізація кварцу відбувається при загальному зниженні температури, на фоні якого виділяються спади та підйоми, що зумовлені зовнішніми та внутрішніми факторами системи. В центральних зонах пегматитових тіл, де підвищується кислотність насичених SiO2-розчинів, кварц росте метасоматично, заміщуючи польовий шпат у вигляді зернистого та друзового агрегату. Останній в міру заміщення змінює сіре забарвлення на димчасте. Кварцовий метасоматоз сприяє оформленню нижньої частини кварцового ядра та великих метакристалів кварцу в мономінеральному польовому шпаті.

За наявністю в заноришах “сотового” кварцу чітко розмежовуються два температурних періоди його кристалізації - до- та післяінверсійний. В зв'язку з локальністю прояву сотоподібного розтріскування центральні частини багатьох кристалів, які не пронизані“сотами”, могли кристалізуватися при температурі, що перевищує точку інверсії. На “сотові” виділення кварцу діяли більш пізні вуглекислі розчини, які заліковували сотові тріщини. Температура заліковування в різних пегматитах неоднакова та змінюється в межах 205 - 420°С при тиску 670 - 800 атмосфер.

у післяінверсійний період (нижче 570 - 620°С) ростуть переважно кристали моріону в заноришах і розчиняються агрегати - кристали та зерна кварцу в зоні вилужування. Розчинений кремнезем слугує додатковим джерелом кристалізації моріону в заноришах. Післяінверсійний період утворення кварцу відрізняється більш неспокійним режимом, ніж до-інверсійний; б - в-перехід кварцу зумовив зміну складу розчинів, що видно за зміною їх рН з 6,3 - 6,9 (у включеннях “сот” та блокового кварцу) до 8,4 - 9,2 (в кристалах кварцу заноришів). У цей лужний період, що замінив кислий, сформувалась основна маса кристалів кварцу в заноришах. За даними вивчення включень це відбулося в інтервалі 420 - 360°С, коли закінчилося відкладення найбільшої кількості крижаного, димчатого кварцу та моріону. Далі температура кристалізації кварцу поступово знижується, про що свідчить температура гомогенізації газово-рідких включень (300 - 200°С) у рідку фазу. Відкладення ранніх зон прозорого кварцу, що замінив моріон, проходило при температурі 230 - 300°С і тиску 230 - 250 атмосфер. Після обрушення заноришової порожнини розчини насичуються вуглекислотою та характеризуються кислою реакцією. Цей період зафіксований у всіх пегматитових тілах відкладенням ненормально забарвлених безколірних кварців, регенеруючих моріон. Великі кристали в цей час не ростуть через наявність багатьох утворених в процесі обрушення заноришу затравок - механічно пошкоджених більш ранніх кристалів. Кристали-гіганти утворилися в початковий та середній періоди формування заноришів в інтервалі 360 - 450°С, причому в тих заноришах, де формування кристалів завершувалося шляхом зближеного тісного росту великої кількості закономірно орієнтованих індивідів, які завершили свій ріст як монокристали.

Найбільш пізні “холодноводні ” розчини, що заліковують тріщини в кварці, мають низьку температуру (не вище 100 - 120°С), кислотність рН=5,0 і високу концентрацію солей натрію, кальцію, магнію та калію.

Таким чином, кристалізація кварцу в пегматитах Волинського родовища проходила в широкому діапазоні фізико-хімічних умов і різними способами - кристалізацією розплаву, шляхом перекристалізації та метасоматозу і вільного росту в пустотах.

Чутливим індикаторам способу відкладення кварцу потрібно рахувати зміну кислотно-лужного потенціалу, встановленого вимірюванням рН розчинів витяжок і окремих включень. З підвищенням лужності розчинів пов'язане утворення в заноришах основної маси димчатих кристалів кварцу. Дія лужних розчинів проходила на фоні більш ранніх і менш лужних або кислих розчинів, при яких виникав ранній блоковий кварц. Ріст кристалів в заноришах здійснювався, головним чином, з верхніх стінок, про що свідчить переважне орієнтування індивідів го-ловками до низу. Утворення заноришевої порожнини в тілі пегматиту викликало перепад температури та тиску, що сприяло інтенсивному вилужуванню кварцу з підзаноришевих порід і переносу кремнезему в порожнини. Розчинення кристалів кварцу в заноришах здійснювалося в період дії кислих, збагачених фтором розчинів, з яких утворилися кристали топазу. Зазвичай найбільш розчинений бурулькоподібний кварц приурочений до заноришів, які вміщують топази. В процесі формування заноришу один-два рази наступало значне збільшення кислотності розчинів. З підвищенням кислотності розчинів, але за умови їх перенасичення кремнеземом, пов'язане метасоматичне окварцування графічної та польовошпатової зони та участь кварцу в грейзенізації блокового мікрокліну.

кварц кристал волинський родовище

Висновки

Виконані дослідження щодо утворення кварцу дозволяють визначити найраціональніші напрямки ведення гірничих робіт з видобування кристалосировини та методи його обробки, а також дасть можливість полегшити визначення і вивчення фізичних властивостей та класифікацію кварцової сировини.

Література

1. Долгов Ю.А. Термодинамические особенности формирования гранитных камерных пегматитов. Автореферат доктор. Дисс. - М., 1968.

2. Приказчиков Л.А. О явлениях перекристаллизации и замещения в пегматитовых телах Волыни. - М.: Изд-во АН СССР, 1964.

3. Калюжный В.А., Возняк Д.К. Графический метод определения температур и давлений гомогенизации закрытых систем Н2О - СО2 в применении к жидким включениям в минералах \ В сб.: Минералогическая термометрия и барометрия. - М.: Наука, 1965.

4. Калюжний В.А. та ін. Мінералоутворюючі флюїди та парагенезиси мінералів заноришевих пегматитів України. - К.: Наукова думка, 1971.

Размещено на Allbest.ru