Геологические условия образования.
Доклад №2
Скарновые месторождения.
Геологические условия образования.
| Эндогенные постмагматические геологические процессы образования минералов делятся на гидротермальные и пневматолитовые (пневматолиты, эксгаляции, скарны). Скарны являются продуктом пневматолитового процесса. «Пневма» - в переводе «газ», поэтому основной средой пневматолитового процесса является газ. Он достигает надкритического состояния и выделяется в самостоятельную фазу. Температурный градиент 600-400°С. Процесс протекает быстротечно и скачкообразно. Скарны – это породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем, т.е. взаимодействием вмещающей породы и газа в приконтактовой области интрузива среди карбонатных и силикатных пород. Смирнов Владимир Иванович, по книге которого мы готовимся, дает следующее определение понятию «скарны». Скарнами называются породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем в приконтактовой области интрузивов среди карбонатных и в меньшей степени силикатных пород. Кстати, понятие «скарн», что в переводе означает «пустая порода», было введено шведом А. Тёрнебомом в 1880 г для месторождения железных руд в Швеции. Геологический возраст.Скарновые месторождения формировались на всем протяжении развития земной коры. От протерозоя до альпийского циклов развития. Глубина образования скарнов в среднем, от 300 м до 2500 м. Скарновые месторождения в США в штате Нью-Мексико 600-1000 м, в Средней Азии – 1000-2000 м, Северный и Средний Урал – 1200-1500 м, в Норвегии, районе Осло – 1500 м. И лишь изредка – глубже. Так, скарны Усть-Чуйского Плутона застыли на глубине 5-8 км. | Метасоматоз– это процесс взаимодействия вмещающей породы с газом, магматическим, пегматитовым раствором и гидротермой. Интрузивные – это магматические породы, застывшие на глубине, а излившиеся – изверженные или эффузивные Карбонаты (карбон – уголь).Это соединение минералов с СО3. Это известняки СаСО3, который переходит в мрамор, а тот в базальт. Силикаты.Основной строительной единицей силикатов является кремнекислородный тетраэдр (SiO4). Кремний – в центре, кислород – в вершинах. В объеме кристаллической решетки может располагаться изолированно (островные силикаты: оливин) и образовывать бесконечные постройки (цепочечные: пироксены, например гиперстен, авгит, диопсид; ленточные: роговая обманка; каркасные: полевые шпаты, например ортоклаз (калиево-натриевый) и плагиоклаз (известково-натриевый); слоистые (мусковит, биотит, тальк) |
| Геологическая структура.Скарновые месторождения не образуют непрерывного кольца вокруг интрузивов. Большая часть скарнов относится к экзоскарновым образованиям, обычно размещающимся во вмещающих породах вдоль непосредственного контакта интрузива. Меньшая доля скарнов относится к эндоскарновым образованиям, обычно приуроченным к узкой приконтактовой зоне интрузива. Встречаются комбинированные месторождения, где скарны приурочены к непосредственному контакту изверженных и вмещающих пород и сформированы за счет первых, а частично за счет вторых. Форма залежей скарнов по морфологии: - пластовые (самые крупные, протягивающиеся до 2500 м, при мощности 200 м) - линзовидные - штоки (цилиндрической формы) - трубы - жильные и жилообразные - гнезда - сложные ветвящиеся тела По составу исходных пород, выделяются разновидности скарнов: - известковые - магнезиальные - силикатные Известковые скарны. Образованы при замещении известняков. Существенное развитие приобретают: волластанит, скаполит, магнетит, карбонаты и кварц и др. Магнезиальные скарны. Возникли при замещении доломитов или доломитизированных известняков. Типоморфные минералы: диопсид, форстерит, шпинель, флогопит, серпентин, магнетит, доломит, кальцит и др. Силикатные скарны. Сформированы по породам силикатного состава. | |
| Во взаиморасположении скарнообразующих минералов – две особенности: - выраженный метасоматический характер минералнакопления и - фациальная смена, в зависимости от возрастания кислотности процесса, регулирующей химические потенциалы кальция, магния и железа | Фация – обстановка осадконакопления в породе Обычная смена фаций характеризуется вытеснением кальция магнием, а затем железом, вследствие чего создается ряд: волластонит→диопсид→салит→ геденбергит→андратит. В связи с этим говорят о волластанитовом, диопсидовом, гранатовом и др. скарнах. |
| Размеры скарнов – от долей мм до 1-2 см, редко до 50 см. Текстуры: массивная, пятнистая, полосчатая и друзовая. Структуры: гранобластовая, порфиробластовая, волокнистая, реликтовая и др. | |
| Многие скарновые залежи имеют зональное строение.При переходе от изверженных пород через эндоскарны к экзоскарнам падает содержание кремнезема и глинозема, но возрастает содержание окиси кальция и железа. Зональность проявляется также по мощности, падению и простиранию. Обнаружено уменьшение содержания привносимых компонентов (железо, марганец) от нижних горизонтов к верхним и увеличение в том же направлении компонентов вмещающих пород (щелочи, алюминий). | Щелочи– это растворимые основания. Основания – это сложные вещества, в состав которых входят атомы металлов, соединенные с одной или несколькими гидроксогруппами. |
| Геологические условия образования.Скарновые месторождения формируются на всем протяжении геосинклинального цикла геологического развития и после его завершения при платформенных условиях. Скарновые месторождения ранней стадии геосинклинального цикла связаны с плагиогранит-сиенитовой магматической формацией, являющейся кислыми и щелочными производными базальтовой магмы. Они концентрируются в пределах геосинклинальных рвов, заполненных вулканогенными породами, превращенных в зеленокаменные синклинории. Вмещающие породы – эффузивы и туфы. Эти месторождения выделяются составом полезных ископаемых. Только к ним принадлежат скарновые месторождения руд железа, меди и кобальта. Скарновые месторождения средней стадии связаны с гранодиоритовой формацией, являющейся умеренно кислой производной гранитоидной магмы. Встречаются в геосинклиналях всех типов, где распространены в периферических зонах. Вмещающими породами являются карбонатные породы. Типичные месторождения этой стадии – скарновые залежи с шеелитом. Скарновые месторождения поздней стадии – это формации малых интрузий гранитоидного состава. Размещаются в зонах крупных разломов. Вмещающие породы – карбонатные, реже эффузивные отложения. Оруденение всех месторождений этой разновидности связано преимущественно с завершающими стадиями скарнообразования. Эти скарны претерпели интенсивное гидратное преобразование ранних силикатов, с развитием на их месте амфиболов, хлорита, эпидота, кварца, карбонатов и сульфидов. Полезные ископаемые – вольфрам-молибденовые или свинцово-цинковые месторождения. Среди формаций платформенного этапа геологического развития известны скарновые месторождения железа, связанные с габбровой магмой траппов. Это, например, месторождения Сибирской платформы. | Концепция геомобилизма с геодинамическим циклом Уилсона. В результате горизонтальных тектонических движений формируются: 1. основание. 2. геосинклинальный комплекс 3. орогенный комплекс. Это этап завершающей складчатости в результате коллизии – столкновение континентальных плит, с образованием горных цепей. 4. плитный комплекс. Фомирование осадочного чехла 5. дейтерогенез (вторичный ороген) Абиссальная зона – зона наибольших морских глубин. Гидратация – процесс присоединения воды к веществу. Траппы – от шведского «лестница». Огромные излияния базальтов в виде лестницы образуются в результате континетального магматизма. |
| ВЫВОД.Подводя итог вышесказанному, следует сказать, что скарновые месторождения формируются на всем протяжении геосинклинального цикла геологического развития и после его завершения при платформенных условиях, в результате комбинированного тепла интрузий и горячих минерализованных газоводных растворов. Характеристики скарнообразования: - температура образования от 600 до 400°С, реже свыше 600°С - средняя глубина образования - 1500 м, - пластовые залежи скарнов протягиваются до 2500 м при размерах самих скарнов – от долей мм до 1-2 см, редко до 50 см Разновидности скарнов: - известковые - магнезиальные - силикатные Полезные ископаемые скарнов. Скарновые месторождения разнообразны по составу добываемых ископаемых. Это месторождения почти всех металлов, за исключением хрома, сурьмы и ртути. Наиболее значительны известково-скарновые месторождения железа, кобальта, меди, платины, вольфрама, молибдена, свинца, цинка, золота, олова, бериллия, скандия, ниобия и др. Типичными представителями магнезиальных скарнов служат бор, некоторые месторождения железистых, железо-цинковых руд и флогопита. |