Метасоматические формации

Основные понятия и определения

Выделение формаций метасоматических пород начинается, по существу, в 30-е годы XX в. с работы Н. И.Наковника по вторич­ным кварцитам, где впервые сформулировано представление о вто­ричных кварцитах, как особом генетическом комплексе (формации) околорудных метасоматических пород. В более поздних работах Н. И.Наковником выделено семь главных формаций околорудных метасоматитов: вторичные кварциты, гидротермальные аргиллизиты, грейзены, пропилиты, скарны, серпентиниты, карбонатиты, – и предложено понимать формацию как совокупность закономерно связанных минеральных фаций, образовавшихся из пород близкого химического состава в результате непрерывно протекавшего физи­ко-химического процесса, развивающегося на определенной стадии геологического процесса. Это определение отвечает «геологической фации метасоматоза» Д. С.Коржинского (1953 г.) и близко к опреде­лению метасоматической формации, данному В. А.Жариковым (1956 г.). Позднее в ранге метасоматических формаций были выде­лены березиты, оксеталиты, кварц-полевошпатовые метасоматиты зон глубинных разломов, апограниты и альбититы, камафориты, турмалин-хлоритовые метасоматиты, фельдшпатолиты, фениты, уралититы, эйситы и др. Несмотря на значительное число выделен­ных формаций, они не исчерпывают всего многообразия метасома­тических образований, и количество так называемых неклассифици­рованных метасоматитов все еще велико. Определенные трудности возникают и при выделении даже «классических» метасоматических формаций.

В последние два десятилетия исследования рассеянной эпи­генетической минерализации (работы Е. В.Плющева, О. П.Ушакова, В. В.Шатова, О. Н.Грязнова, Ю. Н.Размахнина и др.) привели к уста­новлению обширных ареалов слабой гидротермальной проработки, размеры которых измеряются десятками и сотнями квадратных ки­лометров и охватывают подвижные области земной коры в целом. Разнообразные горные породы таких областей содержат в среднем 5-15 % гидротермально-новообразованных минералов, т. е. порядка 108 т вещества в каждом кубическом километре, что вполне сораз­мерно массе крупного гидротермального месторождения. В пределах указанных ареалов гидротермальные жилы и тела околорудных метасоматитов являются как бы акцессорными включениями. Во­влечение в сферу исследований слабо выраженных, но регионально проявленных метасоматических изменений привело к необходимо­сти рассматривать гидротермально-метасоматическую деятельность как особое геологическое явление, соизмеримое по масштабам и ро­ли с явлениями магматизма, осадкообразования, метаморфизма. Ос­тановимся на определении объекта изучения и некоторых широко используемых понятий [6, 9-11].

Метасоматизм трактуется как замещение в твердом состоя­нии без предварительного разрушения (расплавления, растворения, дезинтеграции) жесткого каркаса исходных пород. Такие замещения могут быть рассмотрены на уровне минералов (псевдоморфозы), пород (метасоматиты) и формаций (метасоматические формации). Однако о метасоматозе в чистом виде можно говорить только на минеральном уровне, т. к. на породном и формационном уровнях метасоматический механизм практически всегда сочетается с воз­никновением пустот выщелачивания и заполнением полостей.

Гидротермалъно-метасоматические образования – вещест­венные производные гидротермальной деятельности, возникающие в результате взаимодействия гидротермальных растворов с внешней средой. Термин «гидротермальные растворы» используется в широ­ком смысле для обозначения нагретых газово-жидких, преимущест­венно водных, растворов, циркулирующих по трещинам и порам, главным образом, в верхних частях литосферы. По степени замеще­ния исходных пород различают гидротермально-метасоматическис образования: • слабопроявленные (5-20 %); • сильнопроявленные: (20-80 %); • полнопроявленные (80-100 % новообразований).

Гидротермално-метасоматические породы – полнопрояв­ленные гидротермально-метасоматические образования (такие, как скарны, грейзены и др.), характеризующиеся вполне определенными минеральным составом и структурой. В слабопроявленном виде принято говорить, например, о наличии грейзеновой ассоциации к той или иной исходной породе. Соответственно в гидротермально измененных породах следует различать сингенетическую и эпигене­тическую ассоциации минералов, каждую со своей структурой, а измененные породы рассматривать в качестве полипородных обра­зований. Е. В.Плющевым и О. П.Ушаковым введено понятие об эпипороде, которая определяется статистически устойчивой ассоциаци­ей эпигенетических минералов и связывающей их структурой, под которой понимается пространственно-временная упорядоченность минеральных индивидов в агрегате.

Метасоматические процессы — процессы изменения ис­ходных пород. Обычно обозначают терминами, родственными на­званиям метасоматитов, например: процессы скарнирования, грейзенизации и т. д. Такие процессы приводят к образованию одно­именных метасоматитов только в определенных по составу поро­дах. Например, процесс грейзенизации приводит к формированию собственно грейзенов только в кислых алюмосиликатных породах, тогда как в карбонатных породах возникают слюдисто-флюоритовые метасоматиты или слюдиты, а в основных-ультраосновных породах – полевошпат-слюдистые метасоматиты. Следовательно, нельзя путать понятия «грейзен», «грейзеновая эпипорода» с понятием «грейзенизация», так как структурно-вещественное наполнение этих понятий совпадает не всегда. В случае несовпадения названий метасоматита и породившего его процесса предлагается использовать для таких пород групповые названия типа грейзеноиды, березитоиды.

Всю совокупность физико-химических процессов гидро-термально-метасоматического минералообразования принято под­разделять по двум группам параметров: по термодинамическим условиям (высоко-, средне - и низкотемпературные, глубинные, ма­логлубинные, приповерхностные) и по составу воздействующих растворов (кислотно-щелочные, карбонатные, галоидные и т. п., калиевые и т. п.).

Зональность отражает пространственную упорядоченность гидротермально-метасоматических образований и является их ха­рактернейшей особенностью. Е. В.Плющев предлагает различать зо­нальность нескольких рангов или масштабов проявления:

• околотрещинную, возникающую в околотрещинном про­странстве в результате взаимодействия раствора с породой путем реакций замещения минералов исходных пород и перехода в под­вижное состояние все большего числа компонентов до максимума во внутренней зоне в соответствии с принципом дифференциальной подвижности компонентов (детальный масштаб). Такое взаимодей­ствие может происходить при инфильтрационном или диффузион­ном перемещении компонентов и создавать инфильтрационную, диффузионную или смешанную зональность. Совокупности метасоматических фаций, возникающие под влиянием единого гидротер­мального раствора в породах различного состава, выделяют в каче­стве локальных метасоматических формаций (ЛМФ);

• концентрационную, обусловленную гидродинамикой гид­ротермального раствора в среде переменной проницаемости и вы­ражающуюся чередованием полнопроявленных (внутренние зоны) и слабопроявленных (внешние зоны) метасоматитов, а также посте­пенным накоплением малораспространенных элементов с появлени­ем соответствующих минералов во внутренних зонах – фоновые, ореольные и рудные зоны (крупный масштаб);

• эволюционную (региональную), возникающую в результате эволюции гидротермального раствора при его направленном пере­мещении в термобароградиентном поле с образованием эпипородных зон.

Метасоматическая формация – устойчиво повторяющаяся совокупность метасоматических пород, закономерно располагаю­щихся в пространстве и развивающихся в ходе единого направлен­ного процесса гидротермального преобразования пород. Состав формации определяется составом слагающих ее пород, главным об­разом, центральных, наиболее проработанных частей зональных ко­лонок, а структура – зональностью, закономерным, упорядоченным расположением в пространстве метасоматических пород (фаций). Это определение, по существу, относится только к локальной метасоматической формации. Региональные метасоматические форма­ции (РМФ) – регионально распространенные гидротермально-метасоматические тела сложного внутреннего строения, состоящие из определенного набора статистически устойчивых ассоциаций

гидротермальных минералов (эпипород), взаимосвязанных общей зонально-стадийной структурой и сформированных в результате оп­ределенного геологического события.

Методы изучения