Типоморфные свойства минералов и методика их картирования.
Типоморфными называются такие свойства минерала, которые зависят от изменения внешних условий минералообразования. Соответственно, данные картирования этих свойств можно использовать для реставрации условий рудоотложения.
К типоморфным свойствам относятся:
Кристалломорфология
Естественная термолюминесценция (ЕТЛ) и рентгенолюминесценция (РЛ)
Термо-ЭДС сульфидов
особенности химического состава минерала (стехиометрия и элементы-примеси)
Микротвердость минерала
Параметры кристаллической решетки
Состав и температура гомогенизации ГЖВ и т.д.
Для исследования типоморфных свойств пригодны лишь т.н. «сквозные» минералы, т.е. широко распространенные и образующиеся в достаточно широком интервале термодинамических условий. К их числу относятся, в первую очередь, кварц, кальцит, полевые шпаты, хлориты, амфиболы, пирит.
Для названных главнейших минералов наиболее информативными являются следующие свойства:
Кварц - элементы-примеси, структурные дефекты кристаллической решетки, плотность, окраска, ЕТЛ, РЛ, состав и температура гомогенизации газово-жидких включений.
Кальцит – параметры ячейки, химический состав, элементы-примеси, изотопный состав С и О2, оптические свойства, окраска, ЕТЛ.
Полевые шпаты – структурная упорядоченность, состав, позиция Al в кремнекислородных тетраэдрах, оптические свойства, ЕТЛ, РЛ.
Слюды и хлориты – параметры ячейки, политипия, оптические свойства, химический состав.
Амфиболы – состав (железистость-магнезиальность), параметры ячейки.
Сульфиды – кристалломорфология, термо-ЭДС, стехиометрия, элементы-примеси, изотопный состав S, микротвердость, отражательная способность, плотность, магнитная восприимчивость.
Решаемые задачи: оценка уровня эрозионного среза рудных тел, выявление горизонтальной и вертикальной рудной зональности, локальный прогноз оруденения на глубину и фланги.
7. Механизм формирования метасоматических колонок. Инертные и вполне подвижные компоненты.
Основные постулаты метасоматизма:
-Метасоматоз происходит под воздействием просачивающихся растворов путем одновременного растворения и осаждения вещества без нарушения сплошности пород.
-Объем породы в процессе метасоматоза остается постоянным.
-Постмагматический околорудный метасоматоз протекает в регрессивных условиях.
-Метасоматическая порода и поровый раствор в пределах каждого элементарного объема представляют собой термодинамически равновесную систему с вполне подвижными компонентами.
-Состав возникших метасоматитов определяется составом исходных пород и химизмом процесса и не зависит от промежуточных состояний (правило Гесса)
Кислотно-основная эволюция растворов
Известны два принципиально различных механизма переноса вещества при метасоматозе. При инфильтрационном растворенные компоненты перемещаются с массой растворителя, механически увлекаясь током раствора. Диффузионный означает раздельную миграцию растворенных веществ, а растворитель (главным образом, вода) выступает как среда, относительно которой движется их поток. Обычно мы имеем дело с различными сочетаниями двух главных механизмов.
Для экспериментального моделирования наибольшее значение имеют следующие три типа взаимодействия при метасоматозе.
(1) Простой околотрещинный дифузионный метасоматоз. Неравновесный раствор поступает по трещине и взаимодействует со слабо проницаемыми боковыми породами посредством диффузии по тонкой системе поровых каналов. Процесс моделируется простейшим способом: измельченная горная порода, плотно набитая в открытую с одного конца пробирку из платины или золота, приводится в соприкосновение с большим объемом воздействующего раствора.
(2) При биметасоматозе взаимодействие осуществляется путем встречной диффузии компонентов в неподвижных поровых растворах двух контактирующих пород, контрастных по химическому составу, например, карбонатных и алюмосиликатных - при образовании скарнов. В таких опытах нижняя часть пробирки заполняется одной породой, а верхняя - другой, контакт маркируется меткой из платиновой проволоки.
(3) Инфильтрационный метасоматоз происходит при фильтрации изначально неравновесного флюида сквозь достаточно проницаемую породу. Его моделирование требует более сложного, специально разработанного оборудования.
Инертные и вполне подвижные компоненты в метасоматической колонке грейзенизации
Одной из общих особенностей экспериментальных (как и природных) метасоматических колонок является уменьшение числа минералов от передовых к тыловым зонам, т.е. по направлению к воздействующему раствору. В случае биметасоматической зональности уменьшение числа фаз происходит от обеих исходных реагирующих пород к контакту. Это указывает на последовательный переход компонентов из инертного во вполне подвижное состояние.
Понятия "инертное и вполне подвижное поведение компонентов" ввел Д.С.Коржинский. Он придал им термодинамический смысл, имея в виду не просто способность к более затрудненному или более легкому перемещению в пространстве, а принципиальное качественное различие в поведении. Независимыми параметрами для инертных компонентов являются их массы (экстенсивные параметры), а для вполне подвижных - их химические потенциалы (интенсивные параметры). "Переход из неравновесного состояния в равновесное сопровождается изменением зависимых параметров системы - химических потенциалов инертных компонентов и масс вполне подвижных".
Реакции на границах зон, где и происходит изменение числа инертных компонентов, сопровождаются резким изменением содержания (растворением, выносом) компонента, переходящего во вполне подвижное состояние. В передовых зонах, до такой границы содержание компонента монотонно и непрерывно меняется в минералах переменного состава и, как правило, в породе (инертное поведение). По другую сторону границы в тыловых зонах концентрации компонента выровнены в каждой из фаз (вполне подвижное поведение).
В случае вполне подвижного поведения компонента во всей колонке составы минералов по данному компоненту постоянны и одинаковы во всех зонах и задаются уровнем его концентрации в воздействующем растворе. Например, в опытах при 600оС с раствором 1m NaCl плагиоклаз во всех зонах отвечает олигоклазу № 25-30, а в присутствии 1m CaCl2 замещается на протяжении всей колонки почти чистым анортитом. Содержание вполне подвижного компонента в породе (в отличие от содержания в отдельных фазах - минералах или флюиде) зависит от количественных отношений минералов, которые, в свою очередь, определяются соотношением содержаний инертных компонентов.