3.3.2 Контактово-метасоматический метаморфизм

Этот тип метаморфизма имеет место преимущественно на контактах интрузии с вмещающими породами, а также на некотором удалении от них (рис. 3.21). Главным фактором контактово-метасоматического метаморфизма являются летучие компоненты, которые выделяются из кристаллизующегося расплава магматического тела, смешиваются с метеорными водами и концентрируются в контактовом ореоле, в трещиноватых тектонических зонах, горизонтах пористых вмещающих пород и по границам напластования, и разного сорта несогласий в приконтактовых или окрестных зонах интрузий.

Важными промышленными разновидностями контактово-метасоматических пород являются скарны и фениты-твейтозиты.

Скарны. Образуются на контактах гранитных, диоритовых, габбровых и других интрузий с вмещающими породами: базальтами, андезитами их туфами, известняками, доломитами и другими горными породами. Геологически различают экзоскарны, которые формируются за счёт метасоматического замещения вмещающих пород, и эндоскарны, образующиеся за счёт горных пород самой интрузии.

Д.С. Коржинский различал магнезиальные скарны, образующиеся по магнезиальным породам, и известковистые скарны, возникающие по известнякам.

Рис. 3.21. Схема расположения контактовых метасоматитов в ореоле гранитной интрузии. 1 - гранитная интрузия; 2 – секущаяся метасоматическая залежь по зоне тектонического нарушения; 3 – контактово-метасоматический ореол; 4,5 – согласные метасоматические залежи по горизонтам пористых вмещающих пород; 6 – горизонт вмещающих пород, не подвергшихся метасоматическому замещению

Большинство промышленных месторождений железорудных магнетитовых скарнов формируется при замещении эффузивных пород основного и среднего состава и их пирокластических эквивалентов-вулканических брекчий, туфов и туффитов. Для скарновых залежей и месторождений, как и для других метасоматических образований, характерны зональное строение и стадийность процесса минералообразования.

Скарны – это метасоматиты, состоящие из кальциево-железистых минералов: граната андрадит-гроссулярового ряда, пироксена-салита из ряда диопсид-геденбергита и магнетита. Гранат, моноклинный пироксен, магнетит, в меньшей степени везувиан, являются главными высокотемпературными минералами скарнов. В зависимости от их содержания скарны называются гранатовыми (рис.3.22), пироксеновыми, магнетитовыми, везувиановыми, волластонитовыми, гранато-пироксеновыми, магнетито-пироксеновыми, форстеритовыми, шпинеливыми и т.д.

Второстепенными низкотемпературными (диафторическими) минералами скарнов являются: пренит, актинолит, эпидот, кальцит, хлорит, кварц, альбит, цеолиты, скаполиты и сульфидные минералы – пирит, халькопирит, сфалерит, галенит, касситерит, вольфрамит. Акцессорные минералы представлены титанитом, апатитом, молибденитом,
шеелитом.	Рис.3.22 Гранатовый скарн

В скарнах иногда наблюдается ассоциация реликтовых минералов, унаследованных от первичных пород: везувиан, диопсид, волластонит. Структура скарнов довольно варьирующая - гранобластовая и гетеробластовая. Текстура полосчатая, брекчеевидная. В пределах метасоматической залежи минеральный состав, структура и текстура скарнов значительно меняется.

Скарны образуются на контактах гранитоидных интрузий с вмещающими породами под действием газовых и жидких растворов, обогащенных, в первую очередь, железом, магнием, иногда оловом, вольфрамом, молибденом, медью, свинцом, цинком, бором и т. д. Скарновый процесс начинается при высоких температурах 450-950^ОС и кончается при низких. Скарны представляют большой промышленный интерес. Крупнейшие железорудные месторождения высококачественных комплексных магнетитовых руд (г. Магнитная на Урале, Соколовско-Сарбайские в Казахстане) являются типичными скарновыми месторождениями.

Кроме железорудных, важная промышленная роль принадлежит бороносным датолитовым и людвигит-магнетитовым скарнам. Датолит ассоциирует в известковых скарнах с салит-геденбергитом, андрадит - гроссуляром, а из минералов бора- с аксинитом и данбургитом. Датолит является более поздним по отношению к этим минералам. Для датолита характерно повышенное содержание редких земель цериевой группы и устойчивая примесь Eu. В людвигит-магнетитовых скарнах людвигит замещается ашаритом. Наконец, известны полиметаллические скарны, которые содержат касситерит, вольфрамит, молибденит.

Фениты – твейтозиты - эгириниты. Эти породы возникают на контактах щелочных пород (нефелиновых сиенитов, ийолитов, уртитов, карбонатитов) с вмещающими кислыми горными породами: гранитами, гранодиоритами, кварцитами. Они являются продуктами щелочного кали-натриевого метасоматоза, протекающего по температурах 500 – 400^оС и давлении 100-500 МПа.

Контактово-метасоматический ореол фенитов – твейтозитов вокруг ийолитового массива Ыраас приведён на рис. 3.23. Первичные породы в нём представлены кварцевыми песчаниками, полностью состоящими из кварца. Метасоматический ореол демонстрирует зональное строение и имеет вид: ийолиты – твейтозиты - эгириниты - фениты – кварциты.

Фениты – термин предложен В.К. Бреггером, для обозначения сиенитоподобных пород, развитых в экзоконтактовом ореоле массива Фён (Швеция). Они в основном состоят из кали-натриевого полевого шпата, представленного ортоклазом и микроклином (60-100%), эгирина и диопсида (0-40%). По минеральному составу похожи на сиениты и нефелиновые сиениты.

Рис. 3.23 Схематическая геологическая карта ийолитового массива Ыраас и его контактово-метасоматического ореола 1 – кварцевые песчаники; 2 - фениты; 3 - твейтозиты + эгириниты + эгиапиты; 4 – ийолиты.

Твейтозиты – состоят из кали-натриевого полевого шпата (40-60%), эгирин-диопсида (40-60%), иногда нефелина и апатита иногда до 40-50%. При высоком содержании эгирина они называются эгиринитами, а при повышенном содержании апатита - апатитовыми твейтозитами или апатитовыми эгиринитами и даже эгиапатитами (эгирин+апатит), если количество апатита превышает количество эгирина.

Контактовый ореол, сложенный щелочными метасоматитами массива Ыраас как отмечалось выше, сформировался в 3 стадии: алюмо-калиевую – фенитовую, натрово-железистую - твейтозитовую и кальциево-фосфорную – апатитовую. Минералы фенитов, твейтозитов, эгиринитов, эгиапатитов формировались в последовательности (от ранних к поздним): кали-натриевый полевой шпат – эгирин-диопсид – апатит. С массивом Ыырас связано одно из апатитовых месторождений Маймеча-Котуйской апатитовой провинции.