Генезис и генетические признаки. 
Хрусталеносные пегматиты

Российский Государственный Геологоразведочный Университет им. Серго Орджоникидзе Кафедра геохимии, минералогии и петрографии Курсовой проект на тему Генезис и генетические признаки. Хрусталеносные пегматиты Выполнила: студентка группы РГ-13−1

Проценко Екатерина Проверил: профессор Завьялов Е.Н.

Москва 2014

Введение

Генетическая минералогия — это часть современной минералогии, всесторонне изучающая генезис, парагенезис и генетические признаки минералов, прежде всего их парагенетические ассоциации и типоморфизм. Объектом ее изучения, как и минералогии в целом, являются минералы, которые выступают не только как минеральные виды, представленные индивидами и их агрегатами, но и как составные части различных минеральных ассоциаций.

Цели и задачи данной работы вытекают из ее определения и понимания генезиса, парагенезиса, типоморфизма и других генетических признаков минералов.

Основными задачами моего курсового проекта являются: 1) изучение парагенетических ассоциаций, типоморфизма и других генетических признаков минералов в определенной геологической обстановке; 2) выяснение генезиса минералов и минеральных ассоциаций по их генетическим признакам; 3) изучение изменений минералов при различных геологических и физико-химических процессах и в разных областях земной коры.

Цель изучения генетической части курса минералогии — расширение и углубление, систематизация и обобщение раннее изучавшегося материала по генезису и генетическим признакам минералов. Занимаясь генетической частью курса минералогии и оперируя знаниями, полученными в ходе изучения данного курса, я должна: 1) запомнить типоморфные ассоциации минералов, слагающие горные породы и руды разного происхождения; 2) безошибочно описывать и зарисовывать текстурно-структурные особенности пород и руд, выявлять типоморфизм минералов, делать выводы о способах, условиях и последовательности их выделения в процессе минералообразования; 3) закрепить навыки в установлении генезиса пород и руд по парагенетическим ассоциациям, типоморфизму и другим генетическим признакам минералов.

История генетической минералогии непродолжительна. Интерес же к процессам образования минералов возник очень давно. У истоков ее стояли такие основоположники учения о парагенезисе минералов, как В. М. Севергин и А. Брейтгаупт. Основы современной генетической минералогии были изложены В. И Вернандским. В 1912 г. Ферсман ввел в науку термин генетическая минералогия.

Значение генетической минералогии становится все более важным.

Генетический раздел Пегматиты — это крупнои гигантозернистые жильные тела, близкие по составу тем интрузиям, с которыми они пространственно связаны и от которых отличаются формой, строением и иногда наличием редкометальных и редкоземельных минералов.

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 раннее выкристаллизовавшейся породой.

Пегматитовый процесс и сами пегматиты в нашей стране детально изучались А. Е. Ферсманом, Д. С. Коржинским, А. Н. Заварицким, К. А. Власовым, Н. А. Солодовым и другими исследователями. Не все из них одинаково рассматривают их генезис. Классической сводкой по гранитным пенматитам является монография академика А. Е. Ферсмана, в которой освещены все основные вопросы, касающиеся их генезиса, минералогии, геохимии и практического значения.

Рассмотрим модель развития пегматитового процесса по А. Е. Ферсману. Изучая пегматиты, Ферсман Александр Евгеньевич в 1920;х годах предложил концепцию, согласно которой порода происходит из остаточной магмы, которая обогащена летучими компонентами. Процесс образования происходит путем длительной кристаллизации с дальнейшим выделением минеральных ассоциаций. В конце образования породы большое значение имеет явление замещения минералов, выделившихся ранее. А. Е. Ферсман различает пять этапов процесса: магматический, эпимагматический, пневматолитовый, гидротермальный и гипергенный, которые в свою очередь подразделяют на ряд отдельных геофаз (стадий), обозначенных им буквами A? L (табл.1).

Таблица 1 Развитие пегматитового процесса гранитной магмы (по А.Е.Ферсману)

Магматический этап? геофаза, А (900?800 оС) магматическая, завершение кристаллизации гранита с турмалиновыми солнцами.

Эпимагматический этап? кристаллизация из остаточного расплава (три фазы: твердая, жидкая и газообразная).

Геофаза В (800? 700 оС), собственно эпимагматическая? аплитовидная порода с зернами альмандина и магнетита.

Геофаза С (700? 600 оС), собственно пегматитовая? пегматит с письменной структурой.

Пневматолитовый этап? кристаллизация из флюидного (газожидкого) раствора (две фазы: твердая и флюидная).

Геофазы D? E (600? 500 оС), пегматоидные? кварц-полевошпатовый пегматит с пегматоидной структурой и пустотами; характерно развитие шерла, мусковита, топаза и берилла.

Геофазы F? G (500? 400 оС), надкритические? широкое развитие альбита, мусковита, минералов лития и других редких металлов.

Гидротермальный этап? кристаллизация из гидротермального раствора (три фазы: твердая, жидкая и газообразная).

Геофазы H? I? K (400? 50 оС), гидротермальные? образуются зеленые слюдки, флюорит, карбонаты, сульфиды, цеолиты.

Гипергенный этап. Геофаза L (50? 0 оС), гипергенная? образуются каолинит, кальцит, халцедон и другие гипергенные минералы.

Для гранитных пегматитов чистой линии А. Е. Ферсман выделил 10 типов, последовательно характеризующих процесс пегматитообразования. Каждому типу свойственна определенная парагенетическая ассоциация минералов:

Геофазы

I тип. Обычные пегматиты. Плагиоклаз, микроклин, кварц, биотит, B-C

ортит, гранат

II тип. Пегматиты с редкими элементами. Плагиоклаз, микроклин C-D

Кварц, шерл, мусковит, апатит.

III тип. Боро-фтористый (шерл-мусковитовый). Микроклин, плагиоклаз D-E

Кварц, шерл, мусковит, апатит.

IV тип. Фторо-бериллиевый (топазо-бериллиевый). Ортоклаз, амазонит D-E

Кварц дымчатый, берилл, топаз, черно-синий турмалин.

V тип. Натро-литиевый. Альбит, лепидолит, цветной турмалин, топаз F-G

Розовый берилл, колумбит, сподумен, касситерит и др.

VI тип. Литиево-марганцево-фосфатный. Альбит, кварц, берилл F-G

Полихромный турмалин, поллуцит и другие фосфаты

VII тип. Фторо-алюминиевый. Характерный минерал: криолит F-G

VIII тип. Фторо-карбонатный. карбонаты и флюорит H-I-K

IX тип. Сульфидный (мало характерен). H-I-K

X тип. Щелочной (с цеолитами). H-I-K

Наибольшим распространением пользуются I, II и V, VI типы, причем последние трудноразделимы; III тип редок, IV — касается главным образом пегматитов с пустотами (занорышами), для которых характерны пластинчатый альбит и морион, VIII, X типы условны (относятся к гидротермальному процессу).

А.Е. Ферсман предполагает формирование пегматитов из особого пегматитового расплава-раствора в условиях замкнутой системы. Однако для пегматитов характерно интенсивное проявление процессов замещения, что находится в противоречии с представлениями о формировании пегматитов из магматического расплава. Примерами процессов замещения могут служить развитие альбит-сподуменовой парагенетической ассоциации в редкоземельных пегматитах.

По мнению А. Н. Заварицкого, пегматиты кристаллизуются в условиях открытой системы, что хорошо доказывается наличием в пегматитах структур замещения. Он показал, что теоретическое представление о неограниченной растворимости летучих компонентов в расплаве несостоятельно, и пришел к заключению о неизбежности отщепления газовых растворов при понижении температуры магматического расплава. Вывод из его работы таков: особой пегматитовой магмы и остаточного перматитового расплава нет. Пегматиты образуются в результате перекристаллизации пород под воздействием газовых растворов, отделившихся на определенной стадии от магмы. Газовые растворы при последующем охлаждении могут дать гидротермальные растворы.

Пегматиты характеризуются значительным разнообразием форм и размеров. Среди них выделяются типичные жилы, а также тела жилообразной, линзообразной и штокообразной форм. Все они в большинстве случаев имеют зональное строение, особенно отчетливое у штокообраных тел. Здесь отмечаются (от периферии к центру) следующие зоны. Вдоль контактов протягиваются маломощные кварц-плагиоклазовые зоны с аплитовой структурой. Затем располагаются, занимая от трети до половины объема тел, зоны графического пегматита. По форме и соотношению блоков калиевого полевого шпата микроклина и форме вростков кварца можно выделить классические письменные срастания, лучисто-венчиковые, скелетно-графические, радиально-графические и порфировидно-графические агрегаты. Для первых типично постоянное соотношение кварца и полевого шпата, отсутствие реакционных взаимоотношений между ними, секториальное расположение ихтиоглиптов. Типоморфными акцессорными минералами этой зоны являются ортит, монацит и циркон. Между графической зоной и следующей, пегматоидной, расположены агрегаты с так называемой «апографической» структурой, характеризующиеся непостоянными соотношениями кварца и микроклина при реакционных взаимоотношениях между ними.

Значительное развитие имеют также пегматоидные и блоковые зоны, состоящие из кварца, микроклина с выделениями топаза и вкрапленностью монацита, циркона.

Среди гранитных пегматитов выделяют керамические (крупные блоки микроклина и кварца), слюдоносные (мусковит), редкометальные (литий, бериллий, тантал-ниобий, цезий) и хрусталеносные (горный хрусталь, топаз, берилл). Последние обычно залегают в роговообманково-биотитовых гранитах, протягиваясь в виде узкой полосы вдоль контакта их с основными породами и образуют полости — камеры, поэтому их также называют камерными пегматитами. В этих полостях (занорышах) вырастают крупные кристаллы горного хрусталя, дымчатого кварца, мориона, топаза, берилла, фенакита и других минералов.

Минеральный состав хрусталеносных пегматитов: главные минералы кварц, калиевый полевой шпат и плагиоклаз; второстепенные биотит, мусковит, топаз, берилл, флюорит; акцессорные циркон, монацит, ортит, гранат и др. Хрусталеносные пегматиты находятся на Украине, в Казахстане и на Урале.

Генетические признаки хрусталеносных пегматитов указывают на то, что они формировались в три главных этапа: 1) этап магматической кристаллизации минералов первичных зон от аплитовой до кварцевой осевой; 2) этап их автометасоматических преобразований, перекристаллизации; 3) этап позднего гидротермального минералообразования в занорышах и трещинах.

Самостоятельный раздел Образец 14−1: Гранит неравномернозернистый, с пятнистой текстурой. Цветные минералы (роговая обманка с включениями ортита) образуют скопления (2−8мм), которые цементируются весьма неоднородным кварц-полевошпатовым агрегатом. В нем видны крупные (до 2см) монокристаллические блоки калиевого полевого шпата, внутри которых изредка различаются включения плагиоклаза. Блоки калиевого полевого шпата сцементированы симплектитовым агрегатом кварца и к.п.ш. поздней магматической генерации.

Ранняя стадия магматической кристаллизации представлена образованиями цветных и акцессорных минералов и последующих кварца и плагиоклаза. Затем кристаллизуется калиевый полевой шпат с одновременным растворением плагиоклаза и раннего кварца. Завершает кристаллизацию образование кварц-калиевополевошпатовых симплектитов.

Особенности структуры указывают на значительную «сухость» и, соответственно, вязкость расплава (мало воды), в частности, скопления цветных минералов в промежутках между бесцветными минералами при отсутствии включений внутри полевого шпата.

Образец 14−2: Графический пегматит. Его основу составляет монокристаллический калиево-натриевый полевой шпат (K-Na п.ш.); на спайных сколах видны пертиты распада. Ихтиоглипты кварца имеют угловатую форму, т.к. образование кристаллов является следствием медленного (слоевого) роста в стационарных условиях (адиабатических — нет отвода тепла). Калиевый полевой шпат с пертитами указывает на относительную сухость расплава и соответственно высокую температуру кристаллизации (много выше 730оС) Образец 14−3: Крупные (гигантские) блоки калиевого полевого шпата кристаллы, между которыми располагается морион с подчиненными формами. Калиевый полевой шпат с пертитами. Между его кристаллами и в кварце включения микрозернистых агрегатов, вероятно, гидрослюды.

Порода (K-Na п.ш. + кварц) представляет собой продукт равновесной перекристаллизации графического пегматита.

Образец 14−4: Очень крупный (гигантский) блокмонокристал K-Na п.ш. с длинными тонкими пертитами распада. С ним граничит зернистый агрегат альбита с пустотами (результат метасоматической усадки), внутри которых очень мелкие кристаллы турмалина.

Образец 14−5: Субграфический крупнокристаллический пегматит (калиевый полевой шпат, альбит и дымчатый кварц). Видны участки слоевого роста при параллельной ориентировке граней. Порода представляет тройную эвтектику. Следствием завершения кристаллизации в закрытой системе является накопление воды в остаточном расплаве; давление флюида максимальное, а температура кристаллизации минимальная.

Образец 14−6: Альбитовый агрегат с большим количеством пустот, возникших в результате уменьшения объема при метасоматозе. По стенкам пустот мелкие кристаллы черного турмалина. Кроме того, имеется прожилок с мелким мусковитом.

Образец 14−7: Крупнообломочный агрегат клевеландита и мусковита с реликтами калиевого полевого шпата и мориона.

Ассоциация мусковита и альбита возникает без образования кварца новой генерации в реакции кислотного замещения калиевого полевого шпата. Замещение идет с уменьшением объема твердых фаз и возникновением пустот (миарол).

Образец 14−8: Огромный монокристалл мусковита в ассоциации с агрегатом зернистого кварца, приуроченного к краям мусковита. Сохранены реликты сильно измененного белого полевого шпата.

Кварц-мусковитовый комплекс является результатом действия растворов с повышенной кислотностью.

Образец 14−9: Зернистый агрегат вторичного кварца (с многочисленными мелкими полостями) в контакте с крупнокристаллическим флюоритом, выросшим на стенке крупной полости. Флюорит зонально окрашен.

Развитие мономинеральной кварцевой зоны соответствует максимальной кислотности растворов при наиболее низкой температуре (Зарайский, 1989). Образование флюорита обусловлено присутствием фтора в исходном расплаве и указывает на вынос кальция из расплава во флюид при ингонгруентной кристаллизации калиевого полевого шпата.

минерал генетический геологический генезис Список используемой литературы

1. Станкеев Е. А. Генетическая минералогия. Москва, «НЕДРА», 1986 г., 272с

2. Бетехтин А. Г. Курс минералогии. Москва, КД «Университет», 2008 г., 736с

3. Миловский А. В., Кононов О. В. Минералогия. М: Издательство МГУ, 1982 г, 312 с.

.ur