2. Магматичні та магматогенно-гідротермальні рудогенеруючі системи, теоретичне та прикладне значення їх геохімічного дослідження.

Магматичні процеси протікають при загальній тенденції зниження температури магматичного осередку. У зв’язку з цим умови реакції в магмі безперервно змінюються, зміни відображуються на складі та структурі породи як кінцевого продукта кристалізації. Відбувається розділення початково однорідної магми на хімічно неоднорідні частини, які утворюють при кристалізації магматичні породи різного типу. Цей процес отримав назву диференціація магми.

Розділення речовини верхніх горизонтів Землі на хімічно та мінералогічно різні маси – гірські породи визначаються 3 основними типами процесів: 1) осадова (гіпергенна) диференціація, яка супроводжується переплавленням; 2) ліквація – розшарування магми у рідкому стані на два розчини, що не змішуються; 3) кристалізаційна диференціація магми.

Гольшмідт та Ферсман виділили 3 етапи еволюці:1) протокристалізацію (первинну), 2) мезокристалізацію (головну) та 3) тілокристалізацію (остаточну).

У процесі протокристалізаці виділяються рудні мінерали – магнетит, ільменіт, хроміт, апатит, потім основні породоутворюючі мінерали – ортосилікати магнію та заліза. Утворюються ультра основні вивержені породи та частково основні. Відбувається концентрація ряду хімічних елементів, які, згідно Ферсману, можна розділити на дві групи: 1) провідні елементи – магній, кремній, оксисен, титан, ферум, нікель, хром; 2) головні елементи – ванадій, манган, кобальт, платина, родій, паладій, осмій. У процесі протокристалізації накопичуються елементи групи заліза, для яких характерна висока тугоплавкість та низька летучість. Хром виділяється у формі хроміту, нікель при не достатку сірки ізоморфно захоплюється залізистомагнезіальними силікатами, метали платинової групи виділяються у самородному вигляді.

При головній кристалізації виділяються найбільш поширені силікати – плагіоклази, слюди, амфіболи та КПШ.

У процесі остаточної кристалізації формуються магми збагачені летучими компонентами та рідкісними елементами. Приїх застиганні формуються крупнокристалічні породи – пегматити. Найбільш поширені гранітні пегматити.

Гідротермальні процеси пов’язані з хімічним розчиненням, переносом та відкладенням речовин гарячими підземними водами. Визначені наступні джерела водних розчинів: *магматичні води (ювенільні, тобто мантійні та регенеровані із переплавлених порід); * метаморфічні води, які утворюються при реакція між мінералами; * захоронені води із порових розчинів осадових гірських порід; * метеорні води поверхневого походження, які нагріваються на глибині у вулканічних районах.

Найбільш поширеними та характерними елементами гідротермальних жил є халькофільні елементи, а найбільш типовими рудними мінералами – сульфіди, розчинність яких у будь-яких природних розчинах низька.

3. Загальна геохімічна характеристика метаморфічних систем

Більшість метаморфічних порід являють собою складні багатокомпонентні системи. Рівноважним називається такий стан системи, коли вона залишається незмінною з одночасній незмінності навколишнього середовища.

Система – це сукупність матеріальних тіл, які мають спільну межу розділу з навколишнім середовищем і характеризуються конкретними фізичними характеристиками (температурою, тиском, складом, об’ємом). Системи бувають відкриті, коли можуть обмінюватись із навколишнім середовищем речовиною та теплом, закриті, коли вони не можуть обмінюватись із навколишнім середовищем речовиною та теплом, або частково закриті.

Совокупность всех физических и химических характеристик системы называется состоянием системы. Для метаморфической геологии системой может являться блок пород, метаморфизованный в одной фации, или отдельный пласт, или порода. Состояние системы характеризуется рядом термодинамических свойств, которые взаимосвязаны и изменяются одновременно. Для полного описания системы необходимо и достаточно знать какое-то наименьшее количество термодинамических свойств, которые называются параметрами состояния системы.

Параметры – величины, при помощи которых может быть однозначно описано состояние системы. Это независимые переменные, такие, как температура, давление, объем, масса, внутренняя энергия и т.д. Среди них различаются экстенсивные и интенсивные параметры.

Экстенсивные – это параметры, обладающие свойством аддитивности. Например, объем, масса, энтропия. Так, объем системы равен сумме объемов фаз, а масса системы – сумме масс фаз. Интенсивные – это параметры, не зависящие от массы системы или числа частиц в ней (температура, давление, химический потенциал, плотность, концентрация). Фаза – это отделенная физическими границами часть системы, находящаяся в твердом, жидком или газообразном состоянии и обладающая устойчивым составом при определенных значениях температуры и давления. Применительно к породной системе – это минералы, флюид, газовая фаза. Все зерна минерала одинакового состава представляют одну фазу.

Компоненты – это элементы (оксиды), полностью отражающие состав системы. Реакции между ними могут дать весь набор составляющих систему фаз (минералов). Компоненты подразделяются на зависимые и независимые, инертные и подвижные. Зависимые компоненты системы имеют одинаковые стехиометрические формулы, но разное физическое или структурное состояние. Например, жидкая, твердая и газообразная вода, полиморфы силикатов глинозема (кианит, андалузит, силлиманит) или кварца (α- и β-кварц, кристобалит, а также стишовит и коэсит, устойчивые при ультравысоких

давлениях). Независимые компоненты представляют наименьшее количество тех элементов, оксидов или стехиометрических единиц, из которых могут быть получены все фазы системы. Для учета вещественного состава системы используется концентрация компонента и его химический потенциал. Химический потенциал μ характеризует состояние какого- либо рассматриваемого компонента в фазе данного состава при определенных внешних

условиях. Он зависит от концентраций всех компонентов. В состоянии равновесия химический потенциал и каждого компонента должен быть одинаков во всех фазах системы.

БІЛЕТ №2