Приведите примеры связи МПИ с тектоникой.

Вообще о формировании пегматитов есть 3 главных теории.

1.Ферсман: Формирование пегматитов происходит из остаточных гранитных расплавов.

Гипотеза А.Е. Ферсмана

Кристаллизация магмы, содержащей жидкие и летучие компоненты (Н2О, СО2, F, B, Cl, и др.), сопровождается накоплением этих веществ в остаточной части магмы, которая имеет высокую подвижность и пониженную температуру кристаллизации.

Этот расплав накапливается в апикальных частях интрузий и медленно кристаллизуется

В соответствии с этим А.Е. Ферсман выделял 5 этапов и 11 фаз пегматитообразования.

Магматический этап

Фаза А -завершение отвердевания магмы, 800-9000

Фаза В -эпимагматическая. Образуется аплитовая оторочка 800-7000

Пегматитовые этапы Фазы С, Д, Е – КПШ+Qv, граф. структура 700-6000.

Ms, турмалин, топаз 600-5000.

Пневматолитовый этап Фазы F и Q твердая фаза + газовый флюид. Замещение ранее образованных минералов Alb, Li, слюд 500-4000.

Гидротермальный этап Фазы H-I-K сульфиды, слюды, флюорит, карбонат 400-500.

Гипергенный этап Фаза L – преобразование в зоне выветривания

Слабые стороны гипотезы:

1. Трудности объяснения зональности

2. Трудно объяснить (если система была закрытой) пересечение пегматитов жильными минералами поздних стадий

3. Не учитывался тектонический фактор, который раскрывал системы

4. Не учитывался факт ограниченной растворимости Н2О в маге (10%)

2. Заварицкий: Пегматиты возникли из обычных магматических пород (гранитов, гранитаплитов) путём перекристаллизации этих пород и их метасоматического преобразования. Остаточный пегматитовый расплав не существовал!!!

2.Гипотеза А.Н.Заварицкого-В.Д.Никитина.

Согласно этой гипотизы ПЕГМАТИТЫ образуются по следующей схеме:

1.Происходит внедрение даек м/з гранитов, аплитов, граносиенитов. Магма, из которой формируются дайки насыщена газоводными растворами. При застывании магмы в форме даек газово-водный раствор находится в состоянии равновесия с кристаллизующейся породой.

А.Заварицкий исходил из того, что растворимость летучих компонентов в магме, ОГРАНИЧЕНА, а следовательно – не возникают критические точки, которые есть на диаграмме П.Нигели.

2. Находящиеся в равновесии газово-водные растворы создают условия для перекристаллизации данных пород. Возникают крупно-гигантозернистые породы (письменные граниты) по составу отвечающие составу исходных пород.

Данная собирательная кристаллизация требует длительного времени и условий термостатирования. Система была замкнутой.

3. Вследствие фракционной дистилляции при диффузии газово-водного раствора происходит нарушение химического равновесия. Начинается растворение ранних минералов.

Система становится открытой.

Из глубинных источников поступают новые порции растворов с теми или иными химическими элементами.

Данная стадия отчетливо фиксируется по появлению альбита.

Гипотеза имеет много фактических доказательств.

1. Находки реликтов исходных пород в пегматитах

Qv – КПШ крупно – гиганто-зернистая порода

Гранит – аплит

2. Постепенные переходы между пегматитами и вмещающими породами

Округ Петака, штат Нью – Мексика

3. Постепенные переходы между аплитом и пегматитом в пределах одной жилы

4. Зависимость минерального состава от состава вмещающих пород

В ассоциации с пегматитами весьма часто связаны грейзеновые месторождения с W, Sn, Ta-Nb.

А. Н. Заварицкий определял пегматиты как переходные (промежуточные) образования от интрузивных пород к гидротермальным рудным жилам.

Керамическое сырьё локализуется в простых пегматитах.

Слюда мусковит добывается из перекристаллизованных пегматитов.

Редкие металлы ( Li, Be, Cs, Rb, Ta, Nb и др.), а также горный хрусталь, флюорит, криолит (Na3 AlF6) добывают из метасоматически замещённых пегматитов.

Корунд (сапфир, рубин) добываются из десилицированных пегматитов (существует точка зрения, что последние представляют собой грейзены, развитые по ультраосновным породам).

Однако и она имеет ряд трудно объяснимых моментов:

1.Не все пегматиты сопровождаются изменениями вокруг них.

2.Сложно объяснить образование односложных пегматитов в разнообразных по составу породах кровли интрузива и почему именно в кровле?

3. Пегматиты формируются в два этапа. На первом формировались из остаточного магматического расплава простые зональные пегматиты. На втором этапе под воздействием гидротермальных растворов происходит перекристаллизация и метасоматическая переработка ранее сформированных пегматитов. Наиболее обстоятельно её рассматривают Е.Камерон, К.Ландес (США), В.А.Николаев, В.С. Соболев.

Эти исследователи по структурно-текстурным составляющим отчётливо делят пегматиты на 2 группы:

а) Зональное заполнение пегматитовой полости.

б) Метасоматическое преобразование раннее образованных пегматитов.

На первом этапе система закрыта для привноса, но открыта для выноса.

На втором этапе система открывается полностью. Происходит полное метасоматическое преобразование пород.

По данной гипотезе физико-химическая система становится открыта с ливматолитового этапа А. Е. Ферсмана.

46. Понятие о «вредных» и «полезных», «ценных» и «токсичных» элементах и рудах. Приведите примеры.

«Вредная» примесь – нестойкие вещества, наносящие вред окружающей среде и здоровью человека (сера, фосфор, азот, углерод)

«Токсичные» компоненты – стойкие вещества, наносящие вред окружающей среде и здоровью человека

«Ценные» компоненты – ради которых велась добыча

«Полезные» компоненты – которые еще использовать (Mn, Cr, Ni, V, W, Mo)

47. Каковы Ваши взгляды на генезис месторождений типа «медистых песчаников» (Джезказган)?

48. Каковы современные представления о формах переноса полезных компонентов во флюидах?

Дегидратация, декарбонатизация, десульфуризация, потеря галогенов вызывает обратный поток летучих компонентов, отчасти во флюидной форме. Этот поток растянут в огромном глубинном интервале: часть флюидов может идти с глубин порядка 400 км (из переходной зоны). Часть увлекаемых в глубины летучих возвращается обратно в мантию и смешивается с перидотитовым веществом, иначе подобно 36Ar верхняя мантия к настоящему времени полностью бы потеряла и Н2О, и СО2, и N2 и другие летучие компоненты. При наличии летучих компонентов подвижные метановые флюиды будут мигрировать вверх и при попадании в вышележащие зоны будут окислятся с образованием Н2О, участвуя в дальнейшем в процессах мантийного метасоматизма или инициируя начало плавления мантийных пород. При погружении в переходную зону пород с высокими содержаниями летучих компонентов (например измененной субокеанической литосферы) произойдет заметное повышение Fe2+/Fe3+ в силикатном материале. Смещение равновесий между минералами перидотитов и флюидными компонентами является причиной глубокой окислительно-восстановительной дифференциации и может служить объяснением существенных вариаций окислительно-восстановительной обстановки в пределах мантии Земли. При мантийных параметрах флюиды содержат не только соединения летучих компонентов, но и растворяют петрогенные элементы, а также экстрагируют многие литофильные и халькофильные элементы-примеси. Имеющиеся экспериментальные данные демонстрируют возможность осаждения некоторых компонентов из восходящих флюидов в определенных глубинных интервалах. Это может быть проиллюстрировано на примере экспериментально установленных максимумов растворимости в воде алюмосиликатов щелочей в зависимости от давления, связанныx с фазовыми переходами в ассоциации кристаллических фаз, например переход альбит + нефелин = жадеит в случае натрия (Ryabchikov et al., 1982; Ryabchikov and MacKenzie, 1985). Растворимости альбита и нефелина увеличиваются с ростом давления, в то время как значительно более плотный жадеит характеризуется снижением растворимости при дальнейшем увеличении давления (рис. 3). Участки мантии, расположенные непосредственно над зонами, температуры и давления в которых отвечают подобным максимумам, наиболее благоприятны для осаждения соответствующих компонентов при декомпрессии глубинных флюидов. Высокощелочной характер мантийных флюидов может иметь важные геохимические следствия: щелочные флюиды обладают высокой транспортирующей способностью по отношению к высокозарядным катионам, включая многие редкометальные компоненты (Nb, Ta, Sn, W, P и др), перенос которых осущеcтвляется в форме гидроксокомплексов, и к сульфидам халькофильных металлов, растворяющихся в виде гидросульфидных комплексов. Заметная растворимость CuS, а также NiS в водных флюидах, равновесных с омфацитовым клинопироксеном, близким по составу к мантийным пироксенам, была подтверждена экспериментальными исследованиями. Было показано, что рост суммарного содержания соединений серы в высокобарных флюидах существенно повышает мобильность халькофильных металлов. Подвижность золотa в подобных растворах также весьма высока. Последующие эксперименты продемонстрировали, что что олово весьма интенсивно экстрагируется из толеит-базальтового расплава щелочным флюидом при высоких давлениях. В последнее время проводились исследования, показавшие высокую подвижность свинца и ряда других металлов в водно-хлоридных растворах при высоких температурах и давлениях. Хлоридная форма переноса рудных металлов, как известно, имеет важное значение в коровых гидротермальных системах. Надо, однако, иметь в виду, что транспорт рудных металлов надкритическими флюидами в мантии и в коровых условиях носит существенно различный характер. При умеренных давлениях и в условиях преобладания метапелитов и кислых магматических пород в коре высокотемпературные флюиды будут характеризоваться высокой кислотностью, что способствует переносу халькофильных металлов в хлоридной форме. Напротив, флюидный массоперенос рудных металлов в мантии связан в первую очередь с пересыщенностью щелочами циркулирующих здесь водных растворов. Галоиды, конечно, присутствуют среди летучих компонентов мантии, но их вклад в транспорт рудного материала имеет, повидимому, подчиненное значение.

49. Какие признаки наличия зон окисления сульфидных месторождений Вы можете назвать?

1) Отбеливание пород

2) Лимонитизация

3) Поверхностное окремнение (опаловые породы)

4) Дезинтеграция пород (проседание, обрушение, особенно в тех случаях, когда есть подзоны выщелачивания)

Строение зоны окисления:

1. Поверхностный слой. Протягивается на глубину в несколько десятков сантиметров и представляет собой корку наиболее интенсивно выщелоченного вещества.2. Подзона окисленных руд. Располагается ниже и представляет собой область распространения типичных окисленных производных первичной руды 3.Подзона окисленных выщелоченных руд. Иногда развита ниже предыдущей и характеризуется заметно пониженным содержанием того или иного металла против его содержания в зоне окисления. 4. Подзона богатых окисленных руд. Расположена в нижней части зоны окисления и является окисленной верхушкой зоны вторичного сульфидного обогащения

В. И. Смирнов выделил четыре группы металлических месторождений по особенностям развития зон окисления: неизменяющиеся и слабоизменяющиеся; с изменениями минерального состава без выноса металла; с изменением минерального состава и выносом металла; с накоплением металлов. Образование закономерно сменяющих друг друга сверху вниз подзон выщелачивания, вторичных богатых окисных и вторичных богатых сульфидных руд соответствует изменениям Eh-pH условий и формам нахождения медных соединений. В зонах выщелачивания в результате окисления сульфидов образуются сернокислые растворы. Здесь медь растворяется и выщелачивается. Ниже при нейтрализации грунтовых вод медь выпадает в твердую фазу в виде вторичных окислов (куприта и тено-рита). Еще ниже в условиях уменьшение содержания кислорода и соответствующего падения Eh образуются вторичные сульфиды и даже самородная медь. При окислении золотоносных сульфидных руд могут получаться вторичные его концентрации. Если в первичных образованиях было относительно крупное золото размером более 100 мкм, то оно может гравитационно просаживаться и накапливаться на механическом барьере в нижней части зоны окисления. Если же золото было тонкодисперсно распределено в сульфидах, то при их разложении оно может переходить в коллоидные или истинные растворы и осаждаться на кислотно-щелочных и сорбционном барьерах. В этих случаях содержания золота могут возрасти в несколько раз. Такие концентрации золота фиксируются под зоной полного окисления в кремнисто-гипсовой сыпучке при окислении золотоносных колчеданных руд (рис. 9.11) или на контакте алюмосиликатных и карбонатных пород, где действует барьеры изменения рН. Часто концентрации золота отмечаются в глинистых образованиях кор выветривания, где действует сорбционный барьер. При развитии зон окисления по залежам полиметаллических сульфидных руд, локализованных в карбонатных породах, происходит разделение вторичных концентраций свинца и цинка. Так, на Турланском ме-сторождении имеют место смитсонитовые и церусситовые рудные тела (рис. 9.12). Дело в том, что образующиеся в зоне окисления сульфаты цинка лучше растворимы, чем сульфаты свинца. Поэтому обогащенные цинком растворы шире распространяются грунтовыми водами, а при их последующей нейтрализации в карбонатной среде формируются стратиформные карбонатные руды цинка. В целом важно отметить, что резкие изменения состава грунтовых вод отмечаются вблизи их уровня. В процессе образования зон окисления уровень грунтовых вод закономерно понижается, и все новые объемы руд попадают в приповерхностные условия. Следовательно, в реальных наблюдаемых зонах окисления отражаются полистадийные образования. Часто минералы, характеризующие разные термодинамические условия, находятся совместно, формируя текстуры пересечения и замещения.

50. Как Вы себе представляете формирование ликвационных месторождений?

Могут быть случаи, когда рудное вещество обособляется из магмы путем ликвации

Liquatio – разделение жидкости на две несмешивающиеся составляющие. Например, установлено разделение магмы на силикатную и сульфидную составляющие, в дальнейшем кристаллизующиеся по своим законам, образуя породы и руды

Типичными месторождениями являются Cu-Ni с Pt, Co, Au, Ag и др. месторождения Норильского района, Сёдбери (Канада), Риф Меренского в Бушвельдском массиве (ЮАР) и др.

Месторождения образуются только на активизированных платформах.

Рудоносными интрузиями являются породы габбрового состава, входящие в состав длительно развивающихся магматических комплексов.

История формирования месторождений:

1. Формируются осадочно-вулканогекнные породы

2. Внедряются рудоносные габбро, габбро-диабазы. Происходит ликвация, формирование сульфидных залежей

3. Внедряются дайки базальтоидов, которые могут перекристаллизовывать руду.

Способностью на ликвации на сульфидную и силикатную составляющие обладают не все магмы, а только те, в которых соблюдаются опред. Соотношения:

Сульфидная составляющая магмы начинает определяться при содержании S=0,01% и Сu=0,02%

Ликвируют те магмы, которые богаты магнием и железом, но бедны кремнием

Процесс ликвации в магматическом этапе происходит в несколько стадий:

- отделение сульфидной жидкости

- кристаллизация силикатов

- кристаллизация сульфидов

- процесс сульфуризации и инъекции сульфидных расплавов

- кристаллизация сульфидного расплава, выделяется пентландит, халькопирит.