56.Геологические формации и палеотектонические обстановки образования карбонатитовых месторождений

Карбонатиты – эндогенные скопления кальцита, доломита и других карбонатов, пространственно и генетически ассоциированные с интрузивами ультраосновного щелочного состава центрального типа, формирующимися в обстановке платформенной активизации.

Характеристика карбонатитовых месторождений

Региональное положение. 1) Платформы (зоны PR или FR активизации (Балтийский щит): горячие точки или рифты).

РИС

2) FR складчатые области - блоки участков платформ, Урал (Левин, 1997).

Строение массивов (на примере Восточно-Африканской рифтовой системы).

РИС

Карбонатиты выходят на поверхность, образуя вулканические постройки с карбонатной лавой.

РИС

Массивы обычно имеют форму интрузий центрального типа, характеризуются трубообразной овальной в плане формой и крутым падением контактов. На поверхности массивы в поперечнике достигают первых единиц километров и прослеживаются на глубину до десяти километров. В горизонтальном сечении они характеризуются концентрически-зональным строением.

Последовательность формирования массивов.

Карбонатитовые месторождения связаны только с платформенным этапом геологического развития (горячие точки).

1-я стадия. Формируются ультраосновные (оливиниты, перидотиты) и основные (пироксениты) породы.

2-я стадия. Формируются щелочные ультраосновные и основные (ийолит, уртит).

3-я стадия. Формируются щелочные средние породы (нефелиновые сиениты).

4-я стадия. Формируются карбонатиты (кальцитовые, доломитовые, анкеритовые).

Снаружи образуется ореол метасоматически измененных альбитизированных гранито-гнейсов – фенитов.

Тела полезных ископаемых. Трубообразные, линзообразные, жильные. Размеры трубообразных тел могут достигать нескольких сот метров в поперечнике. Жилы в соответствии с прототектоникой массивов могут быть кольцевыми, коническими и радиальными.

Состав полезных ископаемых. 3 минерагенические формации:

1. апатит-магнетитовая с бадделеитом ZrO₂ (Ковдор), иногда халькопиритом (Палабора),

2. редкометалльно (Nb, Zr) – редкоземельная (Tr)

а) пирохлоровая (NaCa)₂Nb₂O₆(F,OH) – Араша (Бразилия),

б) пирохлор-цирконовая Zr[SiO₄] – Вишневогорское (Урал),

в) редкоземельная (синхизит-паризитовая Tr(CO₃)) Маунтин-Пасс (США).

3) Флогопитовая (с вермикулитом) (KMg₃[AlSi₃O₁₀](F,OH)₂)

Генезис карбонатитовых месторождений. Месторождения следует относить к магматической серии карбонатитовой группе.

В отношении термодинамических условий минералообразования можно привести следующие сведения (Смирнов, 1989): кристаллизация ультрабазитов протекала при температурах 1350-1100^оС, нефелиновых сиенитов - 750-620 ^оС, карбонатитов - 630-300 ^оС. При этом давление могло меняться от 100 - 60 МПа до атмосферного при выходе магм на поверхность земли.

57.Геологические формации и палеотектонические обстановки образования пегматитовых месторождений

Группа III. Пегматитовая

Пегматиты – магматические жильные силикатные горные породы крупно- и гигантокристаллической структуры.

Месторождения связаны с

• гранитными, реже

• щелочными пегматитами.

Региональное геологическое положение.

1. На древних платформах – месторождения располагаются среди

а) гнейсов и кристаллических сланцев фундамента (Мамские месторождения),

б) гранитоидов.

2. В FR складчатых областях – месторождения связаны с гранитами средней – субдукционной (Мурзинские месторождения цветных камней на Урале) или поздней – коллизионной стадий.

Общие особенности строения.

1. Пегматитовые тела эпигенетичны, залегают среди или близ рудоносных пород.

2. Форма тел: жилы (секущие и согласные), линзообразные залежи.

3. Размеры тел небольшие, длина их измеряется первыми десятками (n10), реже сотнями (n100) метров, а мощность - единицами (n1) метров.

4. Структура пегматитов – крупнокристаллическая.

5. Состав пегматитов обычно тождественен составу исходных рудоносных пород (гранитов, нефелиновых сиенитов).

ТАБЛ

Класс 1. Ультраметаморфический – месторождения связаны с мигматит-гранитной формацией горных пород

1.1. Формация керамических (простых по В.И. Смирнову) пегматитов – это тела письменных гранитов среди пород гранулитовой фации метаморфизма фундаментов древних платформ. Могут содержать минералы редких земель (1.2).

РИС

1.2. Формация мусковитовых пегматитов (класс перекристаллизованных по В.И. Смирнову) встречается в фундаментах древних платформ, залегает среди пород амфиболитовой фации метаморфизма.

РИС

Пегматитовые тела имеют разнообразную форму: пласто-, линзообразную согласную и секущую, жильную и трубообразную.

РИС

Главное полезное ископаемое: мусковит – KAl₂[AlSi₃O₁₀](OH)₂.

Размеры пегматитовых тел колеблются от первых десятков до сотен метров по простиранию и от долей метра до первых десятков метров по мощности.

На территории России находятся две области мусковитовых пегматитов:

- Мамско-Чуйская в южном обрамлении Сибирской платформы,

- Карело-Кольская на Балтийском щите Восточно-Европейской платформы.

Класс 2. Плутонический – месторождения связаны с гранитными формациями горных пород

2.1. Формация хрусталеносных камерных пегматитов (зональные или метасоматически замещенные по В.И. Смирнову)

Пегматитовые тела жильной формы располагаются в эндо- или экзоконтактовых зонах интрузий.

РИС

Размеры пегматитовых тел: n 10 м в длину и первые метры по ширине.

Для раздувов жил характерна зональная текстура, отсюда и название - зональные пегматиты.

Раздув жилы

РИС

Размеры полостей могут достигать нескольких метров, а размеры самих кристаллов – десятков сантиметров.

2.2. Формация редкометалльных пегматитов.

В них накапливаются литофильные элементы (исключение – молибден) с малыми и большими радиусами ионов

Выделяются пегматиты

• литиеносные (сподуменовые),

• бериллоносные (берилловые),

• рубидий-цезиевые (сподумен-поллуцитовые) с Ta, Nb (колумбит-танталит) и Sn (касситерит).

Пегматиты распространены в Уральской складчатой области (Мурзинские месторождения), в Забайкалье, на Украинском щите и др. регионах.

Генезис пегматитовых месторождений

1. Магматическая гипотеза А.Е. Ферсмана (1936). Пегматиты – продукты кристаллизации остаточного расплава, обогащенного летучими компонентами.

Геологическое обоснование: связь с интрузиями, зональность.

Физико-химическое: диаграмма Фогта-Ниггли о неограниченной растворимости воды в силикатном расплаве.

РИС

2. Гидротермально-метасоматическая гипотеза А.Н. Заварицкого (1943 г.).

Геологическое обоснование: залегание пегматитов среди метаморфических пород.

Физико-химическое – экспериментальные сведения об ограниченной растворимости воды в силикатном расплаве.

3. Синтетическая гипотеза Р.Джонса, Е. Камерона (1950)

Пегматитообразование совершается в два этапа:

1. магматический

2. метасоматический.

4. Магматическая ликвационная гипотеза А.А. Маракушева (1993) – пегматиты продукт ликвации магмы.

Заключение: можно утверждать, что пегматитовый процесс идет вслед за собственно магматическим. Об этом свидетельствует секущее залегание пегматитовых тел по отношению к вмещающим интрузиям и термодинамические данные по результатам исследования газово-жидких включений, приведенные А.И.Гинзбургом (1985). Из его данных следует.

Р-Т условия формирования пегматитов

ТАБЛ