Принципы систематики пегматитов
Главными петрографическими типами пегматитовых горных пород являются:
Гранитные пегматиты
• керамические - крупные блоки микроклина и кварца
• слюдоносные - образуются на больших глубинах (свыше 6 км) и состоят из плагиоклаза, микроклина, кварца, мусковита, биотита, чёрного турмалина, апатита, берилла,
• редкометальные - формируются на средних глубинах (4—6 км), содержат микроклин, кварц, альбит, иногда сподумен, мусковит, лепидолит и берилл, а также цветные турмалины, колумбит, танталит, касситерит, поллуцит,
• хрусталеносные - образуются на относительно небольших глубинах (3—4 км), содержат микроклин, кварц, а также альбит, мусковит, биотит; служат источником получения горного хрусталя (пьезооптического сырья) и оптического флюорита, иногда топаза, берилла, аметиста, которые размещаются на стенках пустот в кварцевых зонах жил.
Щелочные пегматиты:
• щелочные - образуют жильные и линзообразные тела, часто зонального строения, до нескольких десятков м мощностью и сотен м по простиранию. Они сложены крупными кристаллами, блоками и гнёздами нефелина, микроклина, содалита, натролита, щелочной роговой обманки, эгирина, биотита; из второстепенных минералов в них находятся циркон (или эвдиалит), пирохлор, сфен и др. минералы, содержащие Ti, Be, Th, Nb, Li и др.
Габбро- пегматиты:
• основные – обычно сложены роговой обманкой (иногда до 1 м длины), основным плагиоклазом (до нескольких десятков см по длинной оси), магнетитом, ильменитом, сульфидами, апатитом и др.
• ультраосновные - образуют жильные тела мощностью от десятков см до нескольких м, которые составляют свиты жильных тел. В крупных жилах Пегматиты центральной части сложены плагиоклазом, корундом, флюоритом, бериллом, маргаритом, цеолитами и др. минералами. По обе стороны от центральной части симметрично располагаются зоны флогопитбиотита (иногда с изумрудом), за ними по направлению от центра к вмещающим породам обычно следуют зоны актинолита и хлорита, иногда содержащие фенакит и хризоберилл; периферические зоны сложены тальком и постепенно переходят во вмещающие породы — серпентинит, перидотит и др.
Критерием для отнесения пегматитов к тому или иному типу служит наличие минеральных ассоциаций (парагенезисов).
Щ елочные пегматиты
Щелочные пегматиты – это пегматиты, генетически связанные с щелочными изверженными породами, образующие жильные и линзообразные тела, часто зонального строения, до нескольких десятков метров мощностью и сотен метров по простиранию. Они сложены крупными кристаллами, блоками и гнёздами нефелина, микроклина, содалита, натролита, щелочной роговой обманки, эгирина, биотита; из второстепенных минералов в них находятся циркон (или эвдиалит), пирохлор, сфен и др. минералы, содержащие Ti, Be, Th, Nb, Li и др.
Щелочные пегматиты можно разделить на 3 подгруппы, характеризующие различные фазы развития щелочного процесса:
Полевошпатовые пегматиты и фельдшпатолиты (сиенитовые), связны с ранними фазами развития щелочного процесса. Образуют тела разнообразной, часто очень сложной (ветвистой), формы. Разнообразие акцессорных минералов относительно невелико, но в отдельных жилах или участках жил они обильны, вплоть до промышленных концентраций (например, молибденит): магнетит, пирохлор, эшинит, циркон, ортит, титанит, апатит, молибденит, ферримолибдит, повеллит, реже монацит и самарскит.
Миаскитовые пегматиты (в качестве главного минерала обязательно содержат нефелин), связаны с максимальным развитием щелочного процесса. Также образуют тела разнообразной, часто очень сложной, формы. Особенностью их является наличие полостей, иногда значительных размеров, содержащих акцессорные минералы в виде крупных и совершенных кристаллов. Они активно добывались, сначала в коммерческих целях, как коллекционное и ограночное сырье, затем в научных. Главные из них: канкринит, содалит, вишневит, ильменит, магнетит, циркон, пирохлор, эшинит, колумбит, апатит и другие.
Корундово-полевошпатовые пегматиты (сиенитовые, обязательно содержат корунд), связаны с поздними фазами развития щелочного процесса. Форма жил относительно простая, линзо- или плитообразная, иногда выражена зональность. Содержание корунда и его размеры в ряде жил столь велики, что в 19-м столетии он добывался для использования в качестве абразивного материала. Типичные акцессорные минералы: циркон, колумбит, самарскит, пирохлор, эшинит, монацит, редки шпинель (плеонаст герцинит),гранат, хризоберилл.
Исходные породы
Пегматиты щелочных пород образованы сиенитами и нефелиновыми сиенитами.
Нефелиновый сиенит – семейство щелочных породообразующих горных пород, преимущественно состоящих из нефелина (до 50%) и щелочного полевого шпата (45-80%). В качестве породообразующих минералов в них также могут быть биотит, щелочные амфиболы и пироксены, суммарное содержание которых варьирует от 5 до 35%. Нефелиновые сиениты обычно содержат 50—56% мас. SiO2, 19—24% мас. Al2O3, суммарное содержание K2O и Na2O 12—17% мас. Выделяются агпаитовые нефелиновые сиениты (преобладание щелочей над алюминием), для которых характерны щелочные пироксены и амфиболы, сложные титано- и цирконосиликаты; миаскитовые нефелиновые сиениты (преобладание алюминия над щелочами) для которых характерны слюды и относительно простые акцессорные минералы (титанит, ильменит, циркон).
Условия залегания пегматитов
По геологическим данным, пегматиты формируются в широком интервале глубин от 1,5 до 20км, что соответствует величинам литостатического давления 120-800 МПа. Также необычайно широк температурный диапазон – 800- 50 °С. В длительном периоде образования пегматитов температура постепенно снижалась. Решающие процессы, сформировавшие облик пегматитов, происходили при температуре 600- 200 °С.
Пегматиты располагаются внутри материнских интрузий или в непосредственной близости от них. Они характеризуются тождественностью состава с этими породами, но отличаются от них меньшими размерами, формой (жилы, гнезда), неравномерной крупно- и гигантозернистой структурой, особенно в центральной части пегматитовых тел. Месторождения пегматитов щелочных пород приурочены к платформам. Они встречаются в щелочных магматических комплексах и свойственны глубинным изверженным породам любого состава.
Преобладающей формой пегматитов являются плитообразные и сложные жилы, реже встречаются линзы, гнезда и трубы. Длина тел пегматитов изменяется от 150 м до 5000 м, при изменении мощности от 50 м до 400 м.
Минеральный состав
В минеральном составе пегматитов преобладают силикаты и оксиды.
Главными минералами щелочных пегматитов являются микроклин, эгирин, альбит, роговая обманка.
Рассмотрим некоторые из них:
Микроклин — широко распространённый породообразующий минерал класса силикатов группы полевых шпатов. Состав (%): К2О — 16,93; Al2O3 — 18,35; SiO2 — 64,72. Микроклин обычно содержит вростки альбита (так называемый пертит). Образует белые, бурые, розовые, иногда зелёные (амазонит) кристаллы, кристаллические агрегаты. Породообразующий минерал многих богатых магматических и метаморфических горных пород, пегматитов.
Эгирин — силикат группы моноклинных пироксенов. Обычен изоморфизм Na+Fe3+ (Mg, Fe2+) с переходом при сод. NaFe [Si2O6] < 70 мол. % в эгирин-авгит; отмечаются примеси Al2O3 (до 6 %), TiO2 (до 0,25 %), Nb2O5, MnO, BeO, ZrO2, иногда V2O3, SrO, Ta2O5. Встречается в виде отдельных длиннопризматических до тонкоигольчатых кристаллов.
Альбит— один из наиболее распространенных породообразующих минералов, белый натриевый полевой шпат магматического происхождения класса силикатов, алюмосиликат группы плагиоклазов.
Роговая обманка — породообразующий магматический минерал группы амфиболов подкласса ленточных силикатов сложного химического состава.
Второстепенные и акцессорные минералы в щелочных пегматитах представлены мусковитом, биотитом, сфеном, пирохлором, ильменитом, цирконом.
Рассмотрим некоторые из них:
Циркон — минерал подкласса островных силикатов, силикат циркония ZrSiO4. Содержит, как правило, 1—4 % гафния, изоморфно замещающего цирконий в кристаллической решётке.
Титанит (устар. синоним: сфен) — минерал, островной силикат титана и кальция. Название происходит от химического элемента титана, входящего в состав минерала. Синоним сфен — связан со строением кристалла клиновидный). Состав: СаО — 28,6%, ТiO2 — 40,8%, SiO2 — 30,6%.
Биотит — минерал, представляет собой калий-алюминий-магний-железосодержащую слюду. Состав: весьма изменчив; окись калия (К2О) 4,5 — 8,5 %, окись магния (MgO) 0,3 — 28 %, закись железа (FeO) 2,8 — 27,5 %, окись железа (Fe2О3) 0,3— 20,5 %, окись алюминия (Al2О3) 9,5 — 31,5 %, окись кремния (SiO2) 33 — 45 %, вода (H2O) 6 — 11,5 %.
Щелочные пегматиты представляют собой наиболее яркий пример изменения состава в результате реакционного взаимодействия с вмещающими породами (нефелиновыми сиенитами), которые очень контрастны по составу. По своему строению пегматитовое тело обычно неоднородно, зональное. Текстурные особенности участков пегматитового тела могут резко отличаться друг от друга.
Химический состав
Вмешающие горные породы преимущественно имеют химический состав: 50—56% SiO2, 19—24% Al2O3, небольшое количество Ca и Mg, 15—17% К и Na. По сравнению с ними минералы щелочных пегматитов обогащены редкоземельными: Sc, Y, Ce, La; редкими: Ве, Li, Ta, Nb, Sr и другими элементами. Из метасоматически замещенных пегматитов добывают оптический флюорит, драгоценные камни, руды лития, бериллия, цезия, рубидия, реже олова, вольфрама, тория, урана, ниобия, тантала, редких земель.
Внешний облик
Щ
елочные
пегматиты характеризуются рупно и
гигантозернистым строением; наличием
пустот – занорышей; закономерным
двойникованием и сростанием. Облик
кристаллов столбчатый призматический,
иногда таблитчатый. Для кристаллов
характерно двойникование (на картинке).Цвет
кристаллов разнообразный (белый, розовый,
красный, серый, зеленый, желтый). Текстура:
эфтектоидная.
Микроструктуры
Структура средне-, и ногда крупнозернистая. По набору минералов и структуре выделяют большое число разновидностей: миаскит — сланцеватый биотитовый нефелиновый сиенит; хибинит — крупнозернистый эгириновый с пегматоидной структурой; луяврит — зеленовато-чёрный с резко выраженной трахитоидной текстурой, и другие нефелиновые сиениты образуют крупные самостоятельные интрузивные массивы, а также входят в состав щелочных и щелочно-ультрабазитовых комплексов, где образуют отдельные зоны. Распространены на территории древних щитов и складчатых областей, где слагают молодые интрузивные тела.
Месторождения
щелочных пегматитов
Месторождения
формируются при замещении сиенитов и
нифелиновых сиенитов. Типоморфными
минералами щелочных пегматитов являются
нифелин, разнообразные цирконо- и
титаносиликаты щелочных металлов,
виллиомит. Рудные тела представлены
линзами, жилами, штоками. Характерно их
зональное строение. Наибольшее значение
имеют редкоземельные месторождения
метаморфогенно метасоматически
замещенных пегматитов. В них часто
располагаются сложные тантал-ниобиевые
и редкоземельные месторождения.
Так же большое значение местородения щелочных пегматитов имеют и для ювелирной промышленности (циркон).
Вишневогорское месторождение