книги из ГПНТБ / Лисицын А.Е. Геологические основы поисков эндогенных месторождений бора

Г р а на т ы, развивающиеся с замещением магнезиальноскарновых минералов, представлены .разновидностями гроссу- ляр-андрадитового ряда. По данным Л. И. Шабынина, явно преобладают гроссуляры или существенно гроссуляровые гранаты, в эндо- и экзозонах, что отличает их от гранатов экзо­ зон обычных известковых скарнов, представленных в основном разновидностью с преобладанием андрадитовой молекулы. Кроме того, ассоциация граната в апомагнезиальных известко­ вых скарнах со шпинелью, форстеритом или минералами гумитовой группы совершенно отсутствует в обычных известковых скарнах.

гранате отмечается повышенное содержание окиси магния (до 1%). Ассоциирует гранат с пироксеном, шпинелью, форстери­ том, карбонатом, везувианом, монтичеллитом, эпидотом, пектолитом, пренитом, вонсеннтом, харкеритом, аксмнитом.

мономинеральные зоны. Развивается он по шпинель-пироксено- вой, форстеритовой, монтичеллитовой зонам, в кальцифирах. Для минерала характерно высокое содержание общего железа (от 5 до 12%) и повышенное содержание окиси магния (1— 6%). Ассоциирует везувиан с гранатом, пироксеном, волластонитом, монтичеллитом, шпинелью, флогопитом, скаполитом, хондродитом, паргаснтом, свабитом. На основе физико-химиче­ ского анализа минеральных парагенезисов Л. И. Шабьшин (1968) пришел к выводу о том, что, по-видимому, повышенные концентрации магния (и фтора) в растворах способствуют об­ разованию везувиана вместо гроссуляра и что значительные скопления везувиана (в эндо- и экзозонах) характерны именно для апомагнезиальных, а не для обычных известковых скарнов.

Во л л а с т ' о н и т распространен менее других минералов в апомагнезиальных известковых скарнах. В этих случаях для минерала характерно наличие окиси магния до 2%, глинозема

гакта. Ассоциирует с гранатом, пироксеном, везувианом, каль­ цитом, иногда со скаполитом, полевыми шпатами, флогопитом, ксантофиллитом, монтичеллитом, хондродитом, кварцем, каль­ цитом.

М о н т и ч е л л и т нередко входит в состав везувиановой зоны скарнов или образует почти мономинеральные зоны. Мон­ тичеллит развивается в контакте шпинель-пироксеновой и шпи- нель-форстеритовой зон, на контакте шпинелевой зоны и бруситовых мраморов, на границе шпинель-форстеритовой зоны

108

скарнов с кальцифіирами или мраморами. Ассоциирует со шпи­ нелью, пироксеном, форстеритом, гранатом, замещая их, но в свою очередь он может замещаться везувианом. Зоны монтичеллитовых скарнов иногда достигают 70 м. Монтичеллит явля­ ется, по-видимому, типоморфным минералом известковых скар­ нов магнезиальноскарновой формации (Перцев, 1961). Имеется указание на образование монтичеллита в магматическую ста­ дию при образовании магнезиальных скарнов (Синяков, 1967).

С в а б и т — мышьяковый аналог апатита известен в СССР

(Малинко, Румянцев, Сидоренко, 1966), в США на месторож­ дении Франклин (Palache, 1929) и в некоторых месторожде­ ниях 'Швеции. Бсюду, он локализуется либо в обычных извест­ ковых скарнах, либо в апомагнезиальных известковых скарнах или вблизи них, находясь в кальцифирах. Свабит входит в со­ став скарновых зон, сложенных гранатом, везувианом, пирок­ сеном и содержащих реликты форстерита или минералов гумитовой группы; отмечается он, кроме того, в шпинель-форстери- товой зоне магнезиальных скарнов и в кальцифирах. Ассоции­ рует свабит с гранатом, с которым опт 'близок по времени выде­ ления, пироксеном, везувианом; последний образовывался явно позже свабита. <В магнезиальноскарновых зонах и в кальцифи­ рах он отмечается в ассоциации со шпинелью, форстеритом, клиногумитом, хондродитом, кальцитом, людвигитом. Замеща­ ется свабит бруситом, ссайбелиитом, канитом, карбонатом. Встречается совместно с франклинитом, магнетитом, гемати­ том; характерна его ассоциация с марганцевыми минералами— гаусманитом, брандтитом, еаркинитом.

М а г н е т и т из апомагнезиальных известковых скарнов ха­ рактеризуется не только заметной или значительной магнези- алы-юстью, но и глиноземистостью. Таким образом, присутствие в однородных карбонатных контактах в составе экзоскарнов больших количеств гроссуляра, везувиана, ксантофиллита, монгичеллита, салит-авгита свидетельствует о магнезиальноскар­ новой природе контакта. В обычных известковых скарнах гл.и- ноземсодержащие минералы характерны для эндоскарнов и нетипичны для экзоскарновых зон.

БОРНЫЕ МИНЕРАЛЫ СКАРНОВ И КАЛЬЦИФИРОВ МАГНЕЗИАЛЬНОСКАРНОВОЙ ФОРМАЦИИ

■В данном разделе кратко охарактеризованы условия на­ хождения, формы проявления и парагенетические ассоциации преимущественно таких борных минералов, которые наиболее широко развиты в магнезиальных скарнах и кальфицирах, не­ редко образуют в них рудные залежи или заметные концентра­ ции. .К ним относятся железо-магниевый борат-людвигит, маг­ ниевые бораты — суанит, котоит, ссайбелиит, флюоборит. Кроме того, отмечены особенности локализации и минеральных

109

ассоциаций таких борных минералов, образование которых связано с возникновением известковых скарнов .магнезиальноскарноівой формации: боратов (курчатовита, канита, ровеита),

крайними членами которой являются магниевые и железистые

держания боро-алюминатового мпнала (алюмолюдвигит). Ха­ рактерна для людвигита изоморфная примесь олова, достигаю­

в людвигит изоморфно входит в заметных количествах марга­ нец (Лисицын, Малинко, 1968).

Формы проявления людвигита разнообразны: игольчатые тонкопризматические кристаллы, короткие призмы шестоватого строения, пучки волокнистых и игольчатых агрегатов, радиаль­ нолучистые выделения, зернистые агрегаты.

Минералы группы людвигита пользуются наибольшим рас­ пространением среди других борных минералов магнезиальных скарнов. Магнезиолюдвигит характерен для внешней части форстеритовой зоны скарнов и кальцифиров. Обычными мине­ ралами, ассоциирующими с магнезиолюдвигитом, являются: форстерит, минералы группы гумита, шпинель, кальцит, доло­ мит, периклаз, брусит, серпентин, тальк, магнетит, магниевые бораты (суанит, котоит, ссайбелиит, флюоборит), а также варвикит. -Собственно людвигит встречается в зонах и парагенези­ сах, которые характерны для магнезиолюдвигита, но, кроме того, он появляется в пироксеновой зоне в ассоциации с пирок­

Алюмолюдвигит встречается преимущественно во внешних зо­ нах скарнов и в кальцифирах, где он ассоциирует с большин­ ством минералов, образующих парагенезисы с собственно людвигитом.

Взаимоотношения людвигита с ассоциирующими минерала­ ми свидетельствуют о его более позднем образовании относи-

110

тельно форстерита, пироксена, шпинели и близком к формиро­ ванию минералов гумитовой группы, флогопита, магнетита, известковоскарновых минералов. Частично людвигит развива­ ется по карбонатам. Сульфиды (пирротин, пирит, халькопирит, сфалерит, арсенопирит и др.), обычно присутствующие в людвнгитовых рудах, развиваются позже людвигита с его замеще­ нием. Взаимоотношения людвигита с боратами указаны ниже при их характеристике. В низкотемпературных условиях люд-

стости людвигита степень его гистерогенных изменений умень­ шается.

■Суанит представлен крупными клиновидными или чечеви­ цеобразными характерно сдвойникованными кристаллами, длиннопризматическими образованиями, иногда слагающими радиальнолучистые агрегаты. Суанит является, по-видимому, одним изнаиболее широко распространенных боратов, но обычно он плохо сохраняется, замещаясь другими боратами. Встречается он в месторождениях абиссальной и гипабиссаль­ ной фации. Локализуется суанит в форстеритовой зоне скарнов и в кальцифирах, где он в равной мере может образовывать значительные концентрации. Характерны так называемые суанитовые мраморы, которые отмечены выше. Ассоциирует суаннт с кальцитом, доломитом (в абиссальной фации), форстери­ том, минералами гумитовой группы, диопсидом, флогопитом, иногда со шпинелью. Среди боратов с суанитом обычно ассо­ циирует котоит (в гипабиссальной фации), людвигит, ссайбелиит, иногда варвикит. Котоит и суанит близки по времени об­ разования. В редких случаях наблюдается развитие суанита с замещением котоита. Людвигит более поздний относительно суанита. В низкотемпературных условиях характерно замеще­ ние суанита ссайбелиитом и, возможно, бруситом, обычно с об­ разованием псевдоморфоз.

К о т о и т образует монокристаллические объемные дендри­ ты, реже отдельные зерна, иногда полисинтетически сдвойникован. Минерал известен только в месторождениях гипабиссаль­ ной фации. Распространен не так широко, как суанит. Харак­ терна его приуроченность к зонам кальцифиров, где иногда котоит образует рудные залежи.

Минералам, находящимся в парагенезисе с котоитом, свой­ ственна высокая магнезиальность. Ассоциации его с диопсидом и флогопитом неизвестны, обычно встречается с магнезиолюд-

1П

вигитом, суаіннтом, периклазом. магнезиальными карбонатами (и с кальцитом), форстеритом или минералами группы гумита и шпинелью. Парагенезис между котоятом и магнетитом невоз­ можен, так как при этом образуется людвигит. Котоит развива­ ется с замещением главным образом карбонатов и в меньшей степени силикатов. Отмечается обычно более позднее выделе­ ние людвигита относительно котоита, с частичным замещением последнего. Гистерогенное изменение котоита сопровождается замещением его ссайбелиитом и бруситом. В поверхностных условиях по котонту, который здесь не устойчив, могут образо­ ваться водные бораты, пидромагнезит.

Ф л ю о б о р и т представлен зернистой вкрапленностью, гнездовыми выделениями, радиальнолучистыми агрегатами, жильными проявлениями. Флюоборят распространен довольно широко, но сравнительно крупные его скопления редки. Встре­ чается минерал во всех фациях глубинности, но чаще в гипа­ биссальных месторождениях. Локализуется в скарнах и каль-

ми, которые характерны для высокотемпературных боратов (суаннта, котоита, людвигита), флюоборнту в целом'свойствен­ ны более низкотемпературные ассоциации. По-видимому, тем­ пературный диапазон его образования шире, чем у других маг­ ниевых боратов. Характерными являются ассоциации флюобо­ рита с кляногумитом, хондродитом, флогопитом, серпентином, хлоритом, кальцитом, магнетитом, людвигитом, флюоритом, редко с тремолитом и шпинелью. Взаимоотношения флюобори­ та с людвигитом свидетельствуют о близком времени их обра­ зования.

Сс а й б е ли и т представлен часто тонковолокнистыми, спу­

зернами с ромбическими сечениями. Характерны полисинтети­ ческие двойники. Нередко наблюдается несколько генераций ссайбелиита в пределах одного шлифа.

Ссайбелиит наиболее широко распространенный минерал среди магнезиальноскарновых боратов. Встречается он практи­ чески во всех месторождениях бора магнезиальноскарновой формации и иногда даже в месторождениях известковоскарновой формации.

Развивается ссайбелиит в различных зонах метасоматиче­ ской колонки, образуя самые разнообразные по масштабам концентрации в скарнах, кальцифирах, мраморах. Широкий температурный диапазон устойчивости ссайбелиита обусловли­ вает разнообразие его минеральных парагѳнезисов. В магнези-

112

•альноскарнавых месторождениях типичны ассоциации ссайбелиита с форстеритом, минералами группы гумита, флогопитом, карбонатам«, бруситом, серпентином, хлоритом, магнетитом, реже с клииопироксеном, шпинелью, тальком, гидроталькитом, амфиболами, ангидритом (эндогенным), сульфидами. Нередко наблюдаются замещения ссайбелиитом ассоциирующих с ним минералов. Обычным является его развитие по более высоко­ температурным боратам— суаииту, котойту, людвириту, курчатовиту, сахаиту, с образованием характерных псевдоморфоз. В свою очередь ссанбелйнт может замещаться, бруситом и кальцитом.

К у р ч а т о в и т — борат кальция, магния, марганца «Курчатовит...». Установлен в зоне известкового скарна граиат-везу- внан-свабитового состава, образованного по кальцифиру; вблизи отмечаются реликты магнезиальных скарнов шшинель- клиногумит-флогопіитового состава, оставшиеся от замещения известковыми скарнами.

Курчатовит образует гнездовые скопления, сложенные круп­ ными (до 4 см) кристаллами. Последние содержат многочис­ ленные включения мелких зерен магнетита и в меньшей степе­ ни сфалерита и свабита, изредко иголочки людвигита и крис­ таллысуанита. Курчатовит частично замещен тонкозернистым агрегатом ссайбелиита, сибирскита, фроловита, магнезиального хлорита, серпентина и кальцита. Характерна парагенетическая ассоциация курчатовита и сахаита. Ассоциирует курчатовит с клиногумитом, пироксеном, гранатом, являясь более поздним по отношению к силикатам. По-видимому, образование курча­ товита близко по времени к выделению магнетита, свабита й сахаита; появление суанита, вероятно, опережало образование курчатовита.

датолитом, кальцитом, фриделйтом, баритом, виллемитом и родонитом), выполняющих пустотки, и в аксинитовых прожил­ ках (Palache, 1935). Отмечается канит в известковоскарновом комплексе Арендаля в Норвепии. Недавно этот минерал был установлен в СССР (Малинко, 1966). Здесь канит тесно ассо­ циирует со свабитом в зоне апомагнезиальных пироксен-грана­ товых и •граиат-везувиановых скарнов или вблизи них в клиногумитовых кальцифирах. Образует тонкие (0,1—0,3 мм) мономинеральные или биминеральные (пентагидроборит-канитовые) прожилки, секущие зерна свабита, граната, магнетита, сфале­ рита, кальцита, а также развивается непосредственно по свабиту, замещая его кристаллы с периферии. Кроме того, канит слагает гнезда, выполняет интерстиции зерен других минера­ лов и инкрустирует мелкие пустоты в свабите. Характерны

ассоциации канита со свабитом, гранатом, аксинитом, ссайбелиитом, пентагидроборитом, магнетитом, сфалеритом, кальци­ том. По времени выделения каиит явно позднее свабита, магне­ тита, сфалерита и близок к образованию ссайбелинта, ;и, воз­ можно, пентагидроборита, которые отставали по формирова­ нию от канита, частично замещая его; в месторождении Фран­ клин отмечается частичное замещение канита ботриолитом- (волокнистым датолитом).

помимо франклинита присутствует виллемит и цинкит. Мине­ рал обнаружен в одном образце, поэтому сведения о минераль­ ных ассоциациях ровеита ограниченны. Образование ровента связывается с известковоскарновым (постскарновым) процес­ сом предположительно по аналогии с другими борными мине­ ралами этого месторождения (аксинитом, датолитом, канитом,. суосекситом), геологическое положение которых на месторож­ дении отмечалось выше.

С ах а ит карбонатоборат кальция и магния (Островская,. Перцев, Никитина, 1966). Минерал локализуется в котоитовых мраморах, кальцифирах, апопериклазовых бруеитовых мрамо­ рах, обычно в зонах апомагнезиальиых известковых скарнов, или вблизи них. Сахант слагает гнездо- и линзообразные тела мощностью от нескольких сантиметров до первых метров. Ассо­ циирует сахаит с людвигитом, суанитом, котоитом, курчатовитом, кальцитом, форстеритом, минералами гумитовой группы,

котоита, суанита. В низкотемпературных условиях сахаит раз­ лагается с образованием боркарнта, ссайбелинта, сибирсішта, брусита, кальцита. В условиях дневной поверхности по сахаиту иногда образуются водные бораты—иниоит и индерит.

том, хлоритом, серпентином, магнетитом. Развивается с заме­ щением сахаита или вблизи от него в виде гнезд и прожилков;, обнаружен, кроме того, в продуктах изменения сахаита.

скарнах везувиан-пироксенового, везувиан-молтичеллитового и монтичеллитового состава, а также в кальцифирах. Образует линзовидные тела мощностью до 1,5 м. Ассоциирует харкерит с кальцитом или монтичеллитом, а также с диопсидом, везувиа­ ном, гранатом .(существенно алдрадитовым), флогопитом, клин-

114

тонитом, кусп'идином, шпинелью, магнетитом, сфалеритом- ш апатитом. По времени выделения харкерит; вероятно, близок к везувиану, но образовался раньше куспидина, который егочастично замещает. Из боратов харкерит .встречен в ассоциа­ ции с железистым людвивитом и воноѳнитом. При разложении’ харкерит замещается кальцитом.

В месторождениях магнезиальноскарновой формации встре­ чается, кроме того, ряд борных минералов, типичных для усло­ вий нзвестковоскарновой формации. К «им относятся кальцие­ вые бораты — снбирскит, Фролов,ит, пентагидроборит, олыианскит (Богомолов, Никитина и Перцев, 1969), образующие тонкие и редкие прожилки или мелкозернистые агрегаты, в- зонах развития апомагнезиальных известковых скарнов.

В аналогичных условиях встречаются боросиликаты — датолит и данбур'ит, а также алюмоборосиликаты — аксинит и тур­ малин. 'Наибольшим распространением среди них пользуется турмалин. О« встречается в скарновых зонах и в кальцифирах, но преимущественно развивается в высокоглиноземистых околоскарновых и вмещающих алюмосиликатных породах. Турмалин: наблюдается в ассоциациях с плагиоклазом, клино- и ортопироксенами, шпинелью, флогопитом, роговыми обманками, серендибитом, вонсенитом, магнетитом-, пирротином. Нередко отмечается более позднее образование турмалина относительно указанных минералов.

Наряду с охарактеризованными боратами и боросиликатамн в магнезиальноскарновых месторождениях отмечаются та­ кие борные минералы, как варвикит, уайтменит, оингалит,. серендибит.

Известна единственная «аходка уайтменита в Калифорнии'. Сингалит и серендибит встречаются редко. Чаще встречается: варвикит. Локализуется варвикит преимущественно в кальцифи­ рах и мраморах, реже в собственно скарнах. Ассоциирует с кар­ бонатами, периклазом, бруснтом, магнетитом, шпинелью, фор­ стеритом, титанклиногумитом, флогопитом, диопсидом, людвигитом, суанитом, котоитом, сингалитом. Гистерогенное изменениеварвикита сопровождается частичным его замещением ссайбе* лиитом.

Следует ( подчеркнуть, что борные минералы месторождениймагнезиальноскарновой формации локализуются в различных, зонах метасоматической колонки, но промышленные концентра­ ции их образуются главным образом во .внешней (форстерито* вой) зоне скарнов, в кальцифирах, а также в мраморах. Рас­ пределение борных минералов по метасоматическим зонам ме­ сторождений магнезиальноскарновой -формации абиссальной фации представлено в обобщенном виде 'в табл. 2Т,. пипабиссальной — в табл. 22.

Т а б л и ц а 21

Распределение борных минералов по метасоматическим зонам магнезиальных скарнов абиссальной фации

5

П р и м е ч а н и е . Чтобы не усложнить колонку, показана только часть послемагматических преобразований магнезиальных скарнов.

Д 16

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ БОРА В МАГНЕЗИАЛЬНОСКАРНОВОМ И СВЯЗАННОМ С НИМ

ИЗВЕСТКОВОСКАРНОВОМ ПРОЦЕССАХ

Распределение' бора в магнезиальноска.рновых породах іг минералах менее изучено по сравнению с известковоскарновы- М'И. Отсутствуют данные по всем основным разновидностям

магнезиальных скарнов, а также анализы по небороносным скарнам, что не позволяет провести сравнений, Нет .раздельных данных по скарнам магматической стадии и продуктам их послемагматических изменений. Тем не менее имеющийся мате­ риал в какой-то степени дает основание наметить некоторые определенные тенденции поведения 'бора в процессе образова­ ния магнезиальных скарнов.

Данные, приведенные ,в табл. 23, показывают содержание бора в некоторых разновидностях магнезиальных скарнов (и1

Т а 6'л и ц.а 23 Содержание бора (в г/т) в бороносных магнезиальных скарнах

Среднее по 131 пробе составляет 45 г/т.

кальцифиров) магматической стадии, испытавших послемагматические гистерогенные преобразования (клиногумитизацию, фло-- гопитизацию). Они дают лишь общее представление, о. содержа­ ниях бора в магнезиальных скарнах. Несколько большую информацию о поведении бора в магнезиальноскаірновом про­ цессе можно получить из табл. 24, в которой собраны данныепо содержаниям бора в минералах магнезиальных скарнов.

Выше отмечалось, что метасоматическая колонка магнези­ альных скарнов магматической стадии характеризуется тремя основными зонами — форстер,итовой, форстерит-пироксеновой іг пироксеновой, каждая из которых обычно содержит шпинель.. При увеличении этих зон пироксен и шпинель замещают фор­ стерит. Средние содержания бора в шпинели, форстерите и пи­ роксене близки и составляют 25.—>27 г/т, что свидетельствует

т :