3 ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛОГИЯ
Современная минералогия, как наука геологического цикла, строится на историко-генетической основе. Многие особенности и свойства минералов, в том числе их полезные свойства, которые делают эти природные образования рудами, определяются их происхождением. Минерал – важный геологический документ, изучение и прочтение которого позволяет установить, смоделировать условия и процессы образования горных пород и руд.
Генетическая минералогия является закономерным продолжением описательной. Она расширяет, углубляет, систематизирует и обобщает ранее изучавшийся материал по генезису минералов.
Генетическая минералогия служит основой для усвоения геохимии, МПИ, петрографии и петрологии, методов поисков и разведки МПИ.
3.1 Понятия генезиса, парагенезиса, генерации
Под генезисом минералов мы будет понимать – образование минералов различными способами и в разных условиях в результате каких-либо геологических процессов.
Непосредственно образование минералов включает в себя физические процессы их возникновения, роста и изменения, совершающиеся при всяком способе минералообразования, в ходе любого геологического процесса.
Способы образования минералов – это физико-химические процессы (механизмы) образования как фазовые переходы в твердое, обычно кристаллическое состояние:
1) свободная кристаллизация из переохлажденных расплавов, (пример - магма);
2) пересыщенных жидких, газожидких (флюидных) растворов, (пример – пегматиты, гидротермальные ассоциации, поверхностные растворы.
из газовой фазы, (вулканические возгоны);
перекристаллизация в твердом состоянии - это полиморфные превращения, распад твердых растворов, раскристаллизация гелей, метаморфизм;
метасоматоз (замещение);
коагуляция природных золей;
образование минералов при участии организмов.
Условия образования – это совокупность разнообразных факторов минералообразования, определяемая типом геологического процесса.
Главными типами геологических процессов образования минералов являются следующие:
- Эндогенные – магматический, пегматитовый, карбонатитовый, скарновый, пневматолито-гидротермальный и гидротермальный.
- Экзогенные – химическое выветривание с образованием кор выветривания и зон окисления;
- Осадочный химический и биохимический;
- Метаморфогенные – регионально - метаморфический, контактово-термальный и др.
Среди разнообразных факторов минералообразования можно выделить 3 группы:
1) геохимические – химический состав минералообразующей среды и вмещающих пород;
2) термодинамические и физико-химические – То С, Р, концентрация химических компонентов, Еh, рН;
3) геологические – минеральный состав вмещающих пород, пористость, трещиноватость, другие физико-химические свойства, условия залегания.
В зависимости от генезиса минералы и их ассоциации характеризуются определенными генетическими признаками.
Парагенезис минералов в агрегате – это явление закономерного сонахождения минералов, обусловленное их совместным образованием на одной стадии минералообразующего процесса в одинаковых физико-химических условиях.
Парагенетическая ассоциация минералов – это группа минералов, слагающих минеральный агрегат, совместно образовавшихся на одной стадии минералообразующего процесса, в одинаковых физико-химических условиях.
Например, пироп + алмаз – это эндогенная магматическая парагенетическая ассоциация. Малахит + азурит + гетит – это экзогенная парагенетическая ассоциация.
Минеральная ассоциация включает несколько парагенетических ассоциаций минералов, слагающих минеральное тело (или участок сложного тела), совместно образовавшихся в определенной возрастной последовательности. Например, халькопирит + малахит + азурит + гетит – это минеральная ассоциация, где халькопирит относится к эндогенному происхождения, а малахит, азурит и гетит – к экзогенному происхождению.
Генерации минерала – это его разновозрастные индивиды, выделившиеся на разных стадиях (или подстадиях) минералообразования и отличающиеся своими типоморфными особенностями (составом элементов – примесей, цветом, обликом и т.д.). Проще говоря, генерации – это разные поколения одного минерального вида.
Из всего выше сказанного ясно, что минералы имеют генетическую связь не только в пространстве (сонахождение), но и во времени, выделяясь в определенной возрастной последовательности. Процесс минералообразования подразделяют на отрезки времени, соответствующие периодам отложения той или иной ассоциации минералов: этапы, стадии, подстадии. Этап самый продолжительный из них, соответствует времени формирования минеральной ассоциации; стадия – времени отложения парагенетической ассоциации минералов. В этом же порядке уменьшаются длительность и характер перерывов между ними.
Изучение минерального состава и генезиса месторождения заканчивается составлением парагенетических схем минералообразования с выделением парагенетических ассоциаций.
О критериях возрастных соотношений минералов
При изучении минералов и их ассоциаций одной из главных и очень сложных задач оказывается определение возрастных взаимоотношений минералов. От того, как решена эта задача, зависят представления о химизме процесса, правильное установление парагенезиса минералов, что имеет большой практический интерес, поскольку позволяет рационально вести поиски необходимых для промышленности минералов, как членов определенного парагенезиса.
Для установления последовательности образования минералов используют:
1) появление жилок позднего минерала в трещинках более раннего или выполнение полостей между зернами раннего минерала;
2) замещение поздним минералом раннего с сохранением реликтов позднего;
3) образование псевдоморфоз, когда новое вещество сохранит форму кристаллов раннего минерала;
4) степень огранки, (идиоморфизма) минералов – ранние имеют лучше огранку.
5) последовательность смены одних минералов другими в минеральных агрегатах – нарастание кристаллов и корок одного минерала на другой и т.п.