6 Лабораторная работа парагенезис и типоморфизм минералов в сқарнах на примерах типоморфных ассоциаций

В качестве примеров приводятся следующие типоморфные ассоциации: гранат-магнетитовая и амфибол-кобальтиновая, пирротин-халькопиритовая, молибденит-шеелитовая — в известковых скарнах и диопсид-флогопитовая в магнезиальных скарнах.

Известковые скарны

I

Гранат-магнетитовая и амфибол-кобальтиновая ассоциации в железо-кобальтовых скарнах

Скарны Дашкесана (рис. 32) образовались на контакте грано-диоритов с окружающими их вулканогенно-осадочными породами — туфами, порфиритами и известняками. Как видно на разрезе одного из участков месторождения, в средней части его располагается горизонт магнетитового скарна (с гнездами, штоками и пластообразными залежами магнетита), переходящий ближе к интрузиву в гранат-гематитовый. Оба горизонта подстилаются и покрываются горизонтами гранат-эпидотовых скарнов, сменяющихся далее роговиками. В висячем боку магнетитового скарна находятся кобальтовые руды, заключенные в амфиболовом (дашкесанитовом) скарне.

В скарнах наблюдаются следующие главные минералы: пироксен (диопсид — геденбергит), гранат (андрадит—гроссуляр), гематит, магнетит, эпидот, амфиболы (актинолит, дашкесанит), кварц, кальцит, кобальтин и другие сульфиды, по Г. А. Кру-тову.

Пироксен {диопсид — геденбергит)—чрезвычайно редок в кобальтсодержащих скарнах, которые слагаются преимущественно гранатами.

Гранат {андрадит—гроссуляр) представлен двумя генерациями. Гранат I мелкозернистый, часто с неразличимыми на глаз отдельными зернами округлой или неправильной формы. Имеет темную окраску: от бурой и красноватой до темно-ко­ричневой. Слагает основную массу скарновых пород, тесно ас­социируясь с магнетитом и развиваясь за счет плагиоклазов и авгита эффузивных пород. Редок в скарнах, образующихся за счет известняков. В дальнейшем гранат замещается эпидотом, хлоритом, кальцитом и лимонитом. Гранат II образует крупные (около 1,5—2 см) кристаллы в трещинах среди скарнов, причем порода вблизи таких трещин частично или полностью замещена мелкозернистым гранатом. На стенках трещин располагаются крупные хорошо образованные кристаллы граната. Остальное пространство заполнено актинолитом, эпидотом, кварцем и кальцитом, иногда октаэдрическими кристаллами магнетита и пла­стинками гематита. Кристаллы граната имеют разные окраски и формы.

Гематит, представленный пластинчатой или тонкочешуйчатой железной слюдкой, тесно связан с магнетитом. Замещается последним с образованием псевдоморфоз (мушкетовита) и реже замещает его. Наиболее распространен вблизи контакта с гра нодиоритом (на протяжении примерно 500 м от него), входя в состав гранат-гематитового скарна, сменяющегося магнетито-вым скарном. Позднее образовался гематит в виде прожилков в амфиболовом (дашкесанитовом) скарне и в висячем боку магнетитового скарна.

Рис. 32. Схематический разрез магнетитовых скарнов с кобальтином (по Г. А. Крутову).

/ — гранодиориты; 2 — туфы и порфириты; 3—роговики; 4 — гранат-эпидотовый скарн; 5 — гранат-гематитовый скарн; б — магнетитовые руды; 7 — дашкесанитовый скарн; 8 — кобальтовые руды

Наиболее распространенным рудным минералом является магнетит, представленный тремя генерациями. Магнетит I в виде агрегата мелких (менее 0,5 мм) неправильных зерен слагает главную массу рудных тел. Выделялся позднее граната, так как в шлифах отчетливо видно цементирование, обрастание и замещение зерен последнего магнетитом. Более поздний магнетит II представлен прожилками более крупных (от 0,5 до 2—3 мм) зерен, пересекающими мелкозернистый магнетит I в висячем боку магнетитового скарна. В ассоциации с магнетитом II появляются дашкесанит, эпидот, кварц и сульфиды, в частности кобальтин и кобальтсодержащий пирит. Прожилки последнего пересекают магнетит первой и второй генераций. Магнетит II Выделялся после дашкесанита и кобальтина, но раньше эпидота и сульфидов. Наиболее поздний магнетит III, представленный отдельными кристаллами или агрегатами их в виде корок и щеток, располагается в трещинах среди гранатовых и гранат-эпидотовых пород часто в ассоциации с хорошо образованными кристаллами граната. Кристаллы магнетита росли одновременно с последними и несколько позднее. На кристаллах магнетита развиты грани октаэдра (гладкие и блестящие), ромбододекаэдра (со штриховкой) и куба (неровные, разъеденные).

Эпидот— характерный минерал для месторождения. Встречается в самых разнообразных минеральных ассоциациях: в гранатовом, гранат-эпидот-магнетитовом, дашкесанитовом и других скарнах. Выделялся на разных стадиях процесса формирования скарнов. Особенно типичны для него удлиненные (около 2—3 см) шестоватые, несовершенно образованные фисташково-зеленые кристаллы, располагающиеся обычно в трещинах вместе с гранатом, гематитом, кварцем и кальцитом.

Амфиболы представлены актинолитом и дашкесанитом. Актинолит — зеленовато-серый с характерным шелковистым блеском. Образует агрегаты крупных (длиной примерно 2— 3 см) пластинчатых кристаллов в средних частях минерализованных трещин среди скарнированных пород. Ассоциирует здесь с близкими по времени выделения белым кварцем и шестова-тыми кристаллами эпидота. По стенкам трещин располага­ются ранее образованные кристаллы граната, тесно срастаю­щиеся с мелкозернистой гранатовой породой. Дашкесанит — разновидность роговой обманки, содержащая повышенное ко­личество хлора — около 7,24%. Слагает амфиболовый скарн, расположенный в висячем и в меньшей степени в лежачем боку пластообразной залежи магнетитового скарна. Образует сплошные мелко- или крупнозернистые массы с прожилками более крупных столбчатых, реже игольчатых и волокнистых кристаллов темно-зеленой окраски. Спутниками дашкесанита являются прежде всего кварц, гематит, затем позднее обра­зующийся кобальтин, а также гранат, магнетит и эпидот. За­мещается актинолитом. Предполагают, что дашкесанит обра­зовался в результате воздействия магматических эманации (FeO, СО, Р₂О₅, Н₂О) на авгит и плагиоклаз вмещающих вул-каногенно-осадочных пород.

Почти во всех типах скарнов месторождения можно найти кварц и кальцит. Обычно они содержат включения мельчайших иголок антинолита, что придает им ровную зеленовато-серую окраску. Кальцит выделялся позднее и распространен более широко, чем кварц.

Кобальтин — наиболее распространенный и основной ко-бальтсодержащий минерал месторождения. Максимальные его скопления гнездо- и линзообразной формы приурочены к нижним горизонтам амфиболового (дашкесанитового) скарна, покрывающего кровлю магнетитовой залежи. В небольшом количестве он вкраплен в дашкесанитовый скарн, ороговикован-ные породы и в массу мелкозернистого магнетита первой гене­рации. Вкрапленность кобальтина в последнем, обычно очень незначительная, представлена редкими отдельными зернами или небольшими агрегатами их. В дашкесанитовом скарне преобладают довольно крупные (2—7 мм) вкрапленники кубической формы. Вкрапленность кобальтина в ороговикованных породах представлена мелкими кубическими кристаллами. Часто она переходит в зернистые скопления или маломощные (менее 0,5 см) прожилки, содержащие эпидот, халькопирит, реже актинолит. Местами кобальтин, имеющий желтовато-белую окраску с характерным розовым оттенком, встречается в виде тонкозернистых агрегатов, образующих небольшие пятна на стенках тонких трещин. В телах массивных руд кобальтин ассоциируется с дашкесанитом, кварцем, гематитом, выделявшимися раньше пего, и с более поздними магнетитом и эпидотом.

Из других кобальтовых минералов очень редко на месторождении встречаются шмальтин, тесно срастающийся с кобальтином, и глаукодот (Со,Fe) AsS, ассоциирующий всегда с арсенопиритом и реже с пиритом, являющимися также кобальтсодержащими минералами.

На месторождении развиты магнетитовые и арсенопирито-кобальтиновые руды. Для них характерны: текстуры — массивная, вкрапленная, пятнистая, прожилковая, полосчатая; структуры—метасоматические (метазернистые, коррозионные) и зернистые отложения.

В минеральном составе железо-кобальтовых скарнов выделяются две типоморфные ассоциации.

1. Гранат-магнетитовая в магнетитовых скарнах — гранат, пироксен, магнетит, гематит, пирит кобальтсодержащий, амфиболы, эпидот.

2. Амфибол-кобальтиновая в кобальтоносных скарнах — гранат, амфибол, магнетит, эпидот, хлорит, кальцит; кобальтин, глаукодот, кобальтсодержащий арсенопирит, кобальтсодержащий пирит, шмальтин.

Завершается минералообразование выделением сульфидной ассоциации безкобальтовых минералов (халькопирит, борнит, пирит, сфалерит, кварц, кальцит, цеолиты).

По Г. А. Крутову [27], формирование железо-кобальтовых скарнов Дашкесана протекало в следующие три стадии.

1. Ранняя — гранат-магнетитовая — образование гранатовых скарнов с магнетитом и выделение главной массы мелкозернистой магнетитовой руды и кобальтсодержащего пирита I.

2. Железо-кобальт-арсенидная стадия — образование вкрап­ленности и гнезд кобальтина и других кобальтовых и кобальт-содержащих минералов.

III Сульфидная стадия — выделение халькопирита и других бескобальтовых минералов.

Типоморфными для первой стадии являются гранат, магнетит и кобальтсодержащий пирит I.

Гранат по химическому составу относится к ряду андрадит — гроссуляр. Кристаллы граната имеют разные окраски и формы и распределяются на месторождении следующим об­разом:

1. Почти черные гранаты с преобладающим развитием граней ромбододекаэдра — в эндоконтактовых зонах в гранодиоритах, приконтактовых областях вмещающих силикатных пород.

2. Промежуточные по окраске красновато-бурые разности с примерно одинаковым развитием ромбододекаэдра и тетра-гон-триоктаэдра — в средних зонах гранатовых, гранат-эпидо-товых и ороговикованных силикатных пород.

3. Светло-буроватые, красноватые и зеленые кристаллы с преобладающим развитием тетрагон-триоктаэдра — в наибо­лее удаленных от контакта скарновых породах, мраморизован-ных известняках.

По данным Л. В. Чернышовой и других, магнетиты Дашке-сана характеризуются следующими типоморфными особенностями:

1. отсутствием продуктов распада твердых растворов, иногда с участками гетерогенного строения (с микровключениями шпинели, Mn-ферроалюмошпинели и ферроякобсита);

2. пониженными содержаниями большинства элементов-примесей (титан, магний, алюминий, ванадий, хром, никель) и повышенным содержанием кобальта;

3. отношениями Ni: Со от 0,1 до 0,6 (среднее (0,3) и MgO:Al₂0₃, близкими к 1 (примерно 1,5).

Разновозрастные мелкозернистый (сплошной) магнетит и магнетит в виде кристаллов отличаются по содержанию мар­ганца, влияющему на их магнитные и оптические свойства. Поэтому последние могут быть типоморфными особенностями.

Типоморфными для второй стадии минералообразования являются амфиболы — дашкесанит и актинолит, особенности которых были отмечены выше, и кобальтовые и кобальтсодержащие минералы. К последним относятся: а) кобальтин — главный рудный минерал кобальта; б) группа кобальтсодер-жащего арсенопирита — арсенопирит (менее 3% Со), арсенопирит высококобальтистый — данаит (3—12% Со), глаукодот (Со, Fe)AsS (12—25% Со) и высококобальтистый глаукодот-аллоклазит (более 25 % Со); в) группа кобальтсодержащего пирита —пирит (около 1% Со), кобальтпирит (менее 3%Со).