Скарновые месторождения

Скарновые месторождения формируются в зонах контактов магматических пород с вмещающими их осадочными или эффузивно- осадочными породами. Именно поэтому их нередко отождествляют с контактово-метасоматическими. Однако после работ Д. С. Коржинского, указавшего на большую роль обмена компонентами различающихся по составу горных пород, термины «контактово-метасоматические» и «скарновые» не следует считать синонимами. Термин «контактово-метасоматические месторождения» более широкий: и он включает и скарновые месторождения, и месторождения, не связанные со скарнами, а возникающие в процессе метаморфизма па контактах различных пород, например гипербазитов и серицит-кварцевых сланцев (месторождения талька). Под скарнами понимают контактовые метасоматические породы, сложенные определенным комплексом минералов, ведущую роль в которых играют гранат, пироксепы, волластонит, везувиан, скаполит, шпинель, гумит, тремолит и некоторые другие. Контактовые породы, возникшие без метасоматоза, но с близким к скарнам составом называют скарноидами.

Метасоматические породы, сопровождающие скарны, но имеющие отличный от них минеральный состав, называют околоскарновыми. Примером могут служить диопсид-плагиоклазовые породы, сложенные в существенной степени плагиоклазом, нетипичным для скарнов. Скарны развиваются как по вмещающим породам, так и по прорывающим их интрузивам. Скарны, возникшие за счет вмещающих пород, называют экзоскарнами, а заместившие интрузивные породы — эндоскарнами (рис.).

Скарновые месторождения

 

Рис. Схема расположения зон эндо- и экзоскарнов на контакте магматических и вмещающих пород: 1 — известняки; 2 — граниты; 3 — экзоскарны; 4 — эндоскарны

Среди скарновых пород имеются известковые скарны, развившиеся в зоне контакта интрузивов и известняков, и магнезиальные скарны, типичные для зоны контакта интрузивов и доломитов. Выделяют также силикатные скарны, сформировавшиеся по алюмосиликатным породам (папример, туфопесчаникам, вулканическим туфам и др.). Магнезиальные и известковые скарны различаются по минеральному составу. Среди минералов известковых скарнов следует упомянуть гранат, волластонит, пироксены, эпидот, везувиан, кальцит. Для магнезиальных скарнов характерны форстерит, диопсид, гумит, серпентин, флогопит, гранат, хлоритоид, кальцит. В составе этих скарнов преооладают минералы, содержащие магний.

Большинство скарнов возникает на сравнительно неболыших глубинах (1—3,5 км). Однако, по данным Д. С. Коржинского и  В.  А. Жарикова, магнезиальные скарны формируются на значительном удалении от поверхности. По расчетам В. А. Жарикова, глубина их образования может достигать 30—40 км. Но, вероятно, в большинстве случаев она не превышает 15—20 км. Начальная температура возникновения скарнов обычно не более 900 °С, а завершается скарновый процесс при температурах 100 °С, возможно, 50 °С. Часть скарнов может образовываться на магматической стадии, т. е. в период, когда внедрившаяся во вмещающие породы магма еще не затвердела. Это относится, согласно взглядам Д. С. Коржинского, к магнезиальным скарнам. Основная же масса скарнов формируется в период, когда магма, по крайней мере в верхних приконтактовых зонах, раскристаллизуется. Об этом свидетельствует тот факт, что скарнированию подвергаются не только вмещающие, но и магматические эндоконтактовые области, кроме того, нередко скарнирование развивается неравномерно — использует тектонические зоны, которые возникают в твердых горных породах. В связи с этим интересно отметить, что скарны развиваются обычно не по всему контакту вмещающих горных пород и интрузивов, а вдоль участков контакта, испытавших тектонические подвижки. Эти подвижки могли осуществиться только после отвердевания магмы в приконтактной зоне.

Развитие эндо- и экзоскарнов осуществляется при встречном перемещении компонентов. Из интрузивных тел во вмещающие породы обычно поступают алюминий, кремний и другие петрогенные, а также ряд металлогенных элементов, а в магматические породы проникаю т кальций, иногда магний и другие элементы. Обмен компонентами может осуществляться путем диффузии через медленно просачиваю щиеся или практически застойные воды, и скарны при этом называют диффузионными. Мощность диффузионных скарнов, как правило, невелика и измеряется от сантиметров до первых метров, реже десятков метров. Во многих случаях компоненты переносятся не путем диффузии, а непосредственно перемещающимся потоком водных растворов, т. е. инфильтрацией. Такие скарны названы инфильтрационными. Мощность инфильтрационных скарнов, как правило, значительно больше диффузионных и может достигать нескольких сот метров. В ряде случаев осуществляются в заметных масштабах одновременно и диффузия, и инфильтрация.

Для скарнов характерно зональное строение. Эта зональность обусловлена различными факторами, в том числе разной подвижностью компонентов и сменой физико-химических условий скарнообразования во времени. Например, по первой причине зональность может возникнуть благодаря тому, что более подвижные компоненты проникают на большую глубину в контактирующие породы и там образовываются минералы с их участием. В менее удаленной зоне формируются минералы с участием более инертных компонентов. К компонентам с повышенной подвижностью или «вполне подвижным» (по Д. С. Коржинскому) относятся в большинстве случаев вода, углекислота и щелочные металлы. Инертны обычно титан, алюминий и некоторые другие. Компоненты изменяют степень подвижности в зависимости от физико-химической обстановки, и инертные в одних случаях они могут стать вполне подвижными в других. Анализ смены минеральных зон и характер взаимоотношения между зернами минералов позволяют выявлять ряды относительной подвижности компонентов. Например, для диффузионных образований в архее Прибайкалья Д. С. Коржинский приводит следующий ряд: Н2О, СО2, S, SO3, CI, К2O, Na2O, F, CaO, O2, Fe, P2O5, BaO, MgO, SiO2, Al2O3, TiO2. Подвижность возрастает в этом ряду справа налево, причем к инертным компонентам относятся MgO, SiO2, Аl2O3 и ТiO2. Для Турьинских медных рудников этот исследователь установил следующую смену зон, возникших в результате диффузионного процесса:

  • 0— нулевая зона исходной породы, т. е. неизменного кварцевого диорита;
  •  околоскарновая порода, сложенная кислым плагиоклазом, кварцем, диопсидом, сфеном;
  •  околоскарновая диопсид-плагиоклазовая порода;
  •  пироксен-гранатовый скарн;
  •  гранатовый скарн;
  •  салитовый скарн (салит — разновидность пироксена);
  •  мраморизованный известняк.

Зональность присуща и диффузионным, и инфильтрационным скарнам. Но если в зонах диффузионных скарнов минералы переменного состава (пироксены, гранат и др.) могут изменять свой состав вкрест простирания зон, то в инфильтрационных скарнах состав минералов в пределах каждой из зон постоянен.

Происхождение зональности Д. С. Коржинский и его последователи объясняют в основном изменением состава растворов по пути миграции компонентов. Известную роль в формировании зональности, вероятно, сыграла и смена растворов во времени. Роль смепы растворов в изменении состава скарновых минералов отметил П. П. Пилипенко. По его мнению, на первых стадиях скарнового процесса возникали сухие скарны, т. е. скарны с минералами, лишенными группы (ОН), например гранат, волластонит и др. На стадиях водных скарнов формировались водосодержащие минералы — амфиболы, эпидот и др.

В образовании скарновых месторождений определенную роль в экстракции полезных компонентов из магматических очагов (в том числе и магматических расплавов) могла сыграть термодиффузпя, приводящая к миграции в приконтактные зоны интрузий элементов с большей массой, чем кремний, кислород, алюминий, магний и другие, петрогенные элементы. К таким элементам относятся железо, молибден, свинец, цинк и др. Механизмом термодиффузии можно объяснить и перемещение к периферии захваченных при ассимиляции элементов. Иными словами термодиффузпя может быть дополнительным рудогенерирующим фактором, наряду с такими, как заимствование некоторых компонентов в процессе ассимиляции и контаминации из вмещающих пород (например, обогащение кислых магм железом при захвате расплавом основных эффузивных пород).

Со скарнами связано формирование ряда видов минерального сырья, в том числе месторождения железа, вольфрама и молибдена, меди, олова, свинца и цинка, бора, волластонита, флогопита, берилла, мышьяка и др. Форма тел полезных ископаемых скарновых месторождений линзо- и гнездовидная, штоко- и пластообразная.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *