Авторы: Гулько Артём Дмитриевич, Гулько Наталья Александровна

Рубрика: Геология

Опубликовано в Молодой учёный №20 (124) октябрь-2 2016 г.

Дата публикации: 20.10.2016

Статья просмотрена: 77 раз

Библиографическое описание:

Гулько А. Д., Гулько Н. А. Эндогенные процессы минералообразования // Молодой ученый. — 2016. — №20. — С. 457-459.



Знания человечества об эндогенных процессах минералообразования основываются на представлениях о деятельности магматических очагов, располагающихся в нижних частях земной коры. Сами процессы, совершающиеся на значительных глубинах, недоступны нашему наблюдению. Лишь в районах, действующих на земной поверхности вулканов можно получить некоторые данные, позволяющие иметь суждение о глубинных процессах.

С другой стороны, данные изучения состава, структурных особенностей, условий залегания и взаимоотношений различных изверженных пород и пространственно связанных с ними месторождений полезных ископаемых также дают возможность получить некоторые представления (в соответствии с физико-химическими законами) о закономерностях, свойственных эндогенным процессам минералообразования.

Ключевые слова: магматизм, гидротерма, пегматит, очаг

Магмы являются сложными по составу силикатными огненно-жидкими расплавами, в которых принимают участие и летучие составные части.

В тех случаях, когда значительные массы магмы, не достигая самой поверхности, проникают в верхние части земной коры, они под большим внешним давлением подвергаются медленному остыванию и дифференциации, продукты которой в результате кристаллизации дают начало различным изверженным силикатным породам. При этом тяжелые металлы (такие как Sn, W, Mo, Au, Ag, Pb, Zn, Сu и др.), присутствующие в магмах в ничтожных количествах, образуют с летучими компонентами (Н2О, S, F, Cl, В и др.) легко растворимые соединения и по мере кристаллизации магмы концентрируются в верхних частях магматических очагов.

В одних случаях с их помощью образуются остаточные силикатные растворы, при кристаллизации которых возникают так называемые пегматиты, содержащие минералы с F, В, Be, Li, Zr, а иногда с редкоземельными элементами и др. В других случаях они в виде газообразных продуктов удаляются из магматических очагов, оказывая сильные контактные воздействия на вмещающие породы, с которыми вступают в химические реакции. Наконец, в виде водных растворов — гидротерм — они уносятся вдоль трещин в кровлю над магматическими массивами, образуя нередко богатые месторождения главным образом металлических полезных ископаемых.

В соответствии с указанной последовательностью развития магматического цикла явлений различают следующие этапы эндогенных процессов минералообразования: 1) магматический; 2) пегматитовый; 3) пневматолито-гидротермальный.

По условиям образования различают прежде всего две главные группы магматических пород: а) эффузивные или экструзивные, излившиеся на земную поверхность в виде лав или быстро застывшие в непосредственной близости ее в условиях низкого внешнего давления; б) интрузивные, медленно застывшие на глубине под высоким давлением в виде больших грибообразных, пластообразных и неправильной формы массивов. В зависимости от содержания кремнезема и других компонентов среди изверженных пород также существуют свои различия.

Таблица 1

СодержаниеSiO2

Содержание прочих компонентов

Интрузивные породы

Эффузивные породы

ультраосновные

< 45 %

богатые MgO и FeO

дуниты, пироксениты

пикриты

основные

45–55 %

богатые Аl2О3 и CaO, но более бедные MgO, FeO

габбро, нориты

базальты, диабазы

среднекислые

55–65 %

бедные CaO, но обогащенные щелочами

диориты, кварцевые диориты

порфириты, андезиты

кислые

> 65 %

богатые щелочами, но бедные CaO, FeO, MgO

гранодиориты, граниты

липариты, кварцевые порфиры

щелочные

~ 55 %

богатые щелочами и Аl2О3

-

Нефелиновые сиениты

Рудные месторождения магматического происхождения встречаются лишь в ультраосновных и основных изверженных породах. К ним принадлежат месторождения Cr, Pt и других металлов платиновой группы, а также Сu, Ni, Co, Fe, Ti и др.

В богатых щелочами интрузивных породах (нефелиновых сиенитах) встречаются месторождения редких земель — ниобия, тантала, титана, циркония, и неметаллических полезных ископаемых — фосфора (апатита), глиноземного сырья (нефелина) и др.

Пегматиты как геологические тела наблюдаются в виде жил или неправильной формы залежей, иногда штоков, характеризующихся необычайной крупнозернистостью минеральных агрегатов. Мощность жилообразных тел достигает нередко нескольких метров, а по простиранию они обычно прослеживаются на десятки, реже сотни метров. Большей частью пегматитовые тела располагаются среди материнских изверженных пород, но иногда встречаются в виде жилообразных тел и во вмещающих данный интрузив породах.

Процессы образования пегматитов протекают в верхних краевых частях магматических массивов и притом в тех случаях, когда эти массивы формируются на больших глубинах (несколько километров от поверхности Земли) в условиях высокого внешнего давления, способствующего удержанию в магме в растворенном состоянии летучих компонентов, реагирующих с ранее выкристаллизовавшейся породой.

По своему составу пегматиты немногим отличаются от материнских пород: главная масса их состоит из тех же породообразующих минералов. Лишь второстепенные (по количеству) минералы, да и то не во всех типах пегматитов, существенно отличаются по составу, так как содержат ценные редкие химические элементы, часто в ассоциации с минералами, содержащими летучие компоненты. Так, например, в гранитных пегматитах в дополнение к главнейшим породообразующим минералам (полевые шпаты, кварц, слюды) наблюдаются фтор и борсодержащие соединения (топаз, турмалины), минералы бериллия (берилл), лития (литиевые слюды), иногда редких земель, ниобия, тантала, олова, вольфрама и др.

Происхождение пегматитов еще нельзя считать до конца разгаданным. А. Е. Ферсман рассматривал их как продукт кристаллизации остаточных расплавов, обогащенных летучими соединениями. Позже академик А. Н. Заварицкий, и его последователи на основании физико-химических соображений допускали возможность образования крупнокристаллических масс путем перекристаллизации материнских пород под влиянием газов, накапливающихся в магматическом остатке, получающемся в процессе кристаллизации магмы.

Пневматолито-гидротермальные процессы по существу являются постмагматическими, т. е. протекают после того, как главный процесс кристаллизации магмы в глубинном массиве в основном закончился.

На больших и средних глубинах отделяющиеся от расплава летучие компоненты (включая воду) представляют собой флюид, находящийся в относительном равновесии с кристаллизующимися из расплава минералами. Однако такой флюид не равновесен совмещающими породами и поэтому является по отношению к ним агрессивной средой. В этом случае флюид устремляется к вмещающим породам и, химически реагируя с ними, производит так называемый контактовый метасоматоз. При этом в боковых породах (в кровле), пропитывающихся растворами, протекают химические реакции. Степень преобразования и состав получающихся продуктов в значительной мере зависят не столько от температуры, сколько от химической активности раствора и состава реагирующих с ними пород.Воздействие обогащенных фтором и редкими элементами флюидов на сложенные терригенными осадочными породами породы кровли гранитоидных интрузий приводит к образованию грейзенов, существенно кварцевых пород, обогащенных слюдами, топазом, бериллиевыми минералами и флюоритом. Грейзены нередко вмещают руды вольфрама, молибдена, олова и висмута.

Гидротермальные процессы в глубинных условиях развиваются в кровле, на некотором удалении от непосредственного контакта с изверженными породами. Согласно гипотезе У.Эммонса кислая магма является источником как воды гидротермальных растворов, так и металлов, переносимых в растворенной форме из магматического очага в области рудоотложения. Остаточные надкритические растворы (флюиды), используя для своего продвижения системы трещин, возникающих при внедрениях магмы в кровле магматических очагов (рис.1), постепенно охлаждаются и при температурах от 400 до 370° С сжижаются, превращаясь в горячие водные растворы — гидротермы.

D:\Учеба\3 курс 2 семестр\Минералогия\Рис. 4.jpg

Рис. 1. Общая схема расположения гидротермальных образований. Крестиками показаны изверженные породы

Наиболее благоприятные условия для проявления гидротермальных процессов создаются на малых и средних глубинах (до 3–5 км от поверхности). Главная масса гидротермальных образований пространственно и генетически связана с интрузивами кислых пород (гранитов, гранодиоритов и др.). Сфера циркуляции раствора, начинаясь почти от верхних частей магматических очагов, достигает иногда дневной поверхности.

Образование гидротермальных растворов продолжается, очевидно, весьма длительное время — в течение всего периода жизни магматического очага. На основании анализа фактических данных о соотношениях различных месторождений, составляющих один рудный узел, С. С. Смирнов пришел к выводу о прерывистом движении рудоносных растворов в связи с неоднократным возобновлением процессов трещинообразования. Об этом говорят нередко наблюдающиеся признаки наложения более поздних стадий минерализации на более ранние.

Литература:

  1. Ананьев В. П.. Инженерная геология. — М.: Высшая школа, 2007. — 575 с.
  2. Ананьев В. П. Минералогия и петрография. — Ростов-на-Дону: Рост. гос. акад. стр-ва, 1993. — 84 с.
  3. Бетехтин А. Г. Курс минералогии. — М.: КДУ, 2007. — 273 с.
Основные термины (генерируются автоматически): магматических очагов, кристаллизации магмы, изверженных пород, частях магматических, гидротермальных растворов, частях магматических очагов, деятельности магматических очагов, гидротермальных образований, материнских пород, мере кристаллизации магмы, кровле магматических очагов, группы магматических пород, частей магматических очагов, процессе кристаллизации магмы, процесс кристаллизации магмы, частях магматических массивов, земной коры, средних глубинах, Образование гидротермальных растворов, воды гидротермальных растворов.

Ключевые слова

магматизм, гидротерма, пегматит, очаг

Обсуждение

Социальные комментарии Cackle
Задать вопрос