Значение метаморфических, метасоматических процессов при формировании месторождений полезных ископаемых

Размещено на http://www.allbest.ru/

Реферат

по предмету: «Геология»

на тему: «Значение метаморфических, метасоматических процессов при формировании месторождений полезных ископаемых»

Кривой Рог - 2011 г.

Введение

Изучение метаморфических пород представляет большой практический интерес, так как с этими породами связано огромное количество важнейших полезных ископаемых. Крупнейшие месторождения железа (Криворожское, Курская магнитная аномалия и др.) связаны с регионально метаморфизованными породами. Многочисленные месторождения руд железа (магнетит и гематит), полиметаллов (меди, свинца и цинка), редких металлов (шеелита, молибденита, оловянного камня) связаны с зонами контактово-пневматолитового метаморфизма. Таковы многие месторождения Урала, Алтая и др. Крупнейшие месторождения меди во вторичных кварцитах (Казахстан) обязаны своим происхождением также контактовому метаморфизму.

Особенно многочисленны месторождения, связанные с гидротермальным метаморфизмом (месторождения полиметаллов, золота и т. п.). Многие метаморфические породы сами по себе являются полезными ископаемыми и используются как строительный и декоративный камень; так, например, стены Московского метрополитена облицованы различными метаморфическими породами: мраморами Урала, Кавказа и Алтая, гнейсами, яшмами и др. Широко применяются метаморфические породы для сооружения памятников, пьедесталов, колонн и т. п.

1. Краткая характеристика метаморфизма

Понятие о метаморфизме. Факторы метаморфизма.

Под метаморфизмом понимают изменение и преобразование горных пород под влиянием различных эндогенных геологических процессов, вызывающих значительные изменения термодинамических условий (прежде всего температуры и давления). Все преобразования в горных породах при процессах метаморфизма происходят путем их перекристаллизации в твердом состоянии. Метаморфизму могут подвергаться горные породы любого происхождения - осадочные, магматические и ранее существовавшие метаморфические. Степень изменения первичных горных пород (степень метаморфизма) может быть самой различной - от незначительных преобразований до полного изменения состава и облика пород [5].

Главными причинами, или факторами метаморфизма горных пород, являются температура, давление и химически активные вещества - растворы и летучие соединения.

Температура. Процессы метаморфизма, по мнению большинства исследователей, совершаются в интервале температур от 250 - 300 до 800 С. Повышение температуры всего на 10 С вдвое увеличивает скорость химических реакций, а на 100 С примерно в 1000 раз. В условиях земной коры повышение температуры вызывается двумя основными причинами:

1. погружением горных пород на большие глубины, что ведет к возрастанию температуры благодаря геотермическому градиенту (в среднем 1 на 33 мм.);

2. тепловым воздействием магматических расплавов, внедряющихся в земную кору.

Повышение температуры также может вызываться поступлением глубинных флюидов, местным возрастанием внутреннего теплового потока и некоторыми другими причинами [5].

Давление. Различают давление петростатическое (всестороннее) и боковое (одностороннее) или стресс.

Петростатическое давление является функцией глубины, и возрастание его обычно связано с погружением горных пород в глубь литосферы. Петростатическое давление также повышает температуру плавления минералов.

Боковое давление (стресс) возникает при интенсивных тектонических движениях дислокационного характера. Оно приводит к деформации, вызывает появление закономерностей пространственной ориентировки их в горной породе. Так, например, пластинчатые минералы располагаются плоскостями спайности перпендикулярно к направлению давления, в результате чего формируются так называемые сланцевые текстуры горных пород.

Химически активные вещества (вода, углекислота, водород, соединения хлора, серы и др.) являются катализаторами, облегчающими реакции между кристаллами, участвуют в образовании новых минералов, входя в их структуру и производя замещение старых минеральных ассоциаций новыми.

Существенная роль принадлежит фактору времени, ибо все это очень длительные процессы, осуществляющиеся в масштабах геологического времени.

Если же метаморфические преобразования сопровождаются значительным приносом и выносом, происходит замещение одних минеральных ассоциаций другими, изменяется химический состав горных пород. Такой метаморфизм называется метасоматическим [5].

Типы метаморфизма.

По преобладающей роли в процессе тех или иных факторов, а также в зависимости от масштабов явлений метаморфизма в пространстве выделяют отдельные виды, или типы метаморфизма. Основными типами метаморфизма являются региональный, контактовый и динамометаморфизм.

Региональный метаморфизм является наиболее распространенным и важным видом метаморфизма, поскольку охватывает огромные площади или целые регионы. Он проявляется в условиях, когда отдельные участки земной коры испытывают длительное прогрессивное погружение, в результате чегогорные породы перемещаются из верхних горизонтов земной коры в более глубокие. Обычно прогибание компенсируется осадконаполнением и в качестве главных факторов регионального метаморфизма, таким образом, выступает петростатическое давление и температура, постепенное повышение которой обусловлено геотермическим градиентом; существенную роль также может играть односторонне боковое давление и химически активные вещества.

В глубинных зонах земной коры может проявляться особая стадия регионального метаморфизма, называемая ультраметаморфизмом. Расплавы, возникающие при ультраметаморфизме и имеющие обычно гранитный состав, проникают во вмещающие породы, пронизывают их, образуя своеобразные породы смешанного состава - мигматиты. Широко развиты мигматиты в пределах древних щитов - Балтийского, Украинского, Алданского [5, 1].

Контактовый метаморфизм проявляется на контактах магматических расплавов, внедряющихся в земную кору, с вмещающими породами. Вблизи контакта образуется ореол метаморфических пород, который обычно захватывает как окружающее магматическое тело породы, так и краевые части самого магматического тела. Ширина зоны контактового изменения (контактового ореола) может изменяться от сантиметров до первых километров. Основными причинами изменения горных пород в зонах контактов являются температура, возрастающая благодаря тепловому воздействию магматических масс на вмещающие породы, и химически активные газовые и жидкие растворы, выделяемые магматическими расплавами [5].

Процесс замещения одних минералов другими, протекающий при участии газовых и жидких растворов и сопровождающийся изменением химического состава минеральных образований называется метасоматозом, а разновидность метаморфизма - контактово - метасоматическим. В зависимости от агрегатного состояния растворов различают пневматолитовый и гидротермальный контактово - метасоматический метаморфизм. Наиболее распространенным контактово - метасоматическими горными породами являются скарны и грейзены.

Динамометаморфизм (катакластический, дислокационный метаморфизм) проявляется, главным образом, в верхних частях земной коры, в зонах развития тектонических движений дислокационного характера. Часто локализуется вдоль разрывных тектонических нарушений. Таким образом, основной причиной, вызывающей его, является одностороннее давление. При динамометаморфизме изменяются в основном структурно - текстурные особенности горных пород. Происходит их дробление, а в более глубоких зонах в связи с повышением температуры механическое разрушение сменяется пластическими деформациями. В породах появляется полосчатость, заключающаяся в чередовании слоев различных по форме зерен и окраске минералов, возникает кристаллизационная сланцеватость.

Метаморфические горные породы.

О реликтовой структуре говорят в том случае, когда в породе сохраняется текстура исходной материнской породы. Так в метаморфизованных осадочных породах сохраняется их слоистость. В условиях одностороннего давления создаются благоприятные условия для развития минералов, вытянутых в одном или двух направлениях (призматических, игольчатых и др.), а также для их упорядоченной переориентации в горных породах [5].

В результате образуются следующие основные виды текстур:

1. сланцеватая - при однообразной ориентировке пластинчатых или удлиненных зерен;

2. полосчатая - при линейном обособлении отдельных минералов или их скоплений;

3. плойчатая - когда минеральные обособления смяты в мелкие складки;

4. очковая или линзовидная, образованная линзовидными, параллельно ориентированными скоплениями минералов и некоторые другие.

В некоторых породах, особенно контактово - метаморфических наблюдаются массивные структуры. Формы залегания метаморфических пород в абсолютном большинстве случаев наследуются от пород исходных. исключения составляют формы залегания контактово - метаморфических пород, представленных контактовыми ореолами [5].

2. Значение метаморфических процессов при формировании месторождений полезных ископаемых

Полезные ископаемые -- природные минеральные образования земной коры неорганического и органического происхождения, которые могут быть эффективно использованы в сфере материального производства. По физическому состоянию полезные ископаемые делятся на твёрдые (угли ископаемые, горючие сланцы, торф, рудные и нерудные полезные ископаемые), жидкие (нефть, минеральные воды) и газообразные (газы природные горючие и инертные газы).

Учение о полезных ископаемых формировалось с нарастанием потребностей человеческого общества в минеральном сырье, в связи с развитием горного дела [2, 3].

Генезис полезных ископаемых. Изучение месторождений полезных ископаемых проводится с целью выяснения их генезиса и промышленной ценности. Оно осуществляется полевыми и лабораторными методами. Полевыми исследованиями определяют; положение тел полезных ископаемых в стратиграфическом разрезе, связь их с изверженными породами, отношение к составу вмещающих пород и геологической структуре; форму, строение и минеральный состав залежей. Основной метод полевых исследований -- геологическое картирование, составление геологических карт и разрезов масштабов 1:500 -- 1:50000. Лабораторные исследования связаны с изучением вещества полезных ископаемых и разделяются на изучение минерального состава, химического состава и физико-технических свойств полезных ископаемых [3].

Полезные ископаемые минеральных агрегатов, которые формировались на всём протяжении истории развития земной коры при свойственных ей процессах и физико-химических обстановках. Вещества, необходимые для образования таких минеральных агрегатов, поступали в магматических расплавах, в жидких и газообразных водных и иных растворах из верхней мантии, из пород Земной коры или сносились с поверхности Земли. Они отлагались при изменении геологических, географических и физико-химических условий, благоприятствующих накоплению полезных ископаемых. Возникновение различных полезных ископаемых зависело от благоприятного сочетания многих факторов -- геологических, физико-химических, а для тех из них, которые формировались на поверхности Земли, также от физико-географических условий. Скопления полезных ископаемых в недрах и на поверхности Земли образуют месторождения полезных ископаемых. Геологическая структура месторождений полезных ископаемых, морфология тел полезных ископаемых, их строение и состав, а также их общее количество и запасы определяются в результате геологической разведки (см. Геологоразведочные работы) [3].

Полезные ископаемые формировались вследствие эндогенных и метаморфогенных процессов в недрах Земли, а также благодаря экзогенным процессам на её поверхности.

Метаморфогенные месторождения разделяются на метаморфические и метаморфизованные.

Метаморфические месторождения возникают в процессе метаморфизма горных пород, не представляющих до этого промышленной ценности, за счет перегруппировки минерального вещества. Метаморфические месторождения представлены преимущественно неметаллическими полезными ископаемыми. Известны месторождения мраморов, кварцитов, яшм, андалузита, ставролита, графита и других. При метаморфизме углей за счет высокой температуры изверженных пород образуются месторождения графита (Тунгусские месторождения). При региональном метаморфизме глинистых сланцев образуются метаморфические сланцы (дистеновые, силлиманитовые, андалузитовые, кианитовые), являющиеся сырьем для извлечения глинозема, огнеупорами и сырьем для получения сплавов с кремнием - силуминов. Месторождения их известны в Карелии (Кейвское), в Северном Прибайкалье (Мамское), в Бурятии (Кяхтинское), в Саянах (Кайское) и в Индии [3].

Метаморфизованные месторождения образуются при процессах регионального и термального контактового метаморфизма за счет ранее существовавших месторождений полезных ископаемых. При этом форма, состав и строение тел полезных ископаемых преобритают метаморфические признаки, но не изменяется промышленное применение минерального сырья. К метаморфизованным месторождениям относятся месторождения металлических полезных ископаемых - железа, марганца, золота и урана, реже неметаллов - апатита, графита, наждака и других. Железорудные месторождения осадочного генезиса в процессе метаморфизма превращаются в метаморфизованные. Происходит преобразование гидрооксидов железа в магнетит и гематит, опал перекристализуется в кварц, уменьшается количество вредных примесей. Руды приобретают облик железистых кварцитов, сидерит замещается магнетитом и кварцем. К этому типа принадлежат наиболее крупные железорудные месторождения КМА, Хинган - Россия, Верхнее озеро - США. Крупнейшее в мире месторождение золота - Витватерсранд, содержащее также огромные запасы урана и, собственно, ураноносные конгломераты Блайнд-Ривер. За счет песчаников образуются кварцы - ценный материал, применяемый в химии, металлургии, как огнеупор и абразив. Их месторождения это Шокшинское в Карелии, Билимбаевское на Урале, Антоновское в Западной Сибири.

При эндогенных процессах полезные ископаемые возникали вследствие кристаллизации магмы и выделяющихся из неё горячих газовых и жидких минерализованных растворов. Метаморфизм приводил к возникновению полезных ископаемых, обязанных перегруппировке минерального вещества вследствие высоких давлений и температур в глубине Земли [4].

При внедрении и остывании в земной коре магматических расплавов образуются магматические месторождения полезных ископаемых, залегающие внутри интрузивных массивов и составляющие часть этих массивов. С интрузивами основного состава связаны хромовые руды, железные руды, титановые руды, никелевые руды, медные руды, кобальтовые руды, платиновые руды. К щелочным массивам магматических пород приурочены руды фосфора, танталовые руды, ниобиевые руды и редкометалльные руды. С гранитными пегматитами генетически связываются месторождения слюд, полевых шпатов, драгоценных и поделочных камней, бериллиевые руды, литиевые руды, руды цезия, ниобия, тантала, частично олова, урана и редкоземельных элементов. В карбонатитах, ассоциированных с ультраосновными щелочными и метаморфогенными породами, накапливаются руды железа, меди, ниобия, тантала, редкоземельных элементов, а также апатита и слюд. В альбититах формируются залежи урановых руд, ниобия, циркония, ториевых руд, лития, бериллия и редкоземельных элементов. В скарновых месторождениях находятся промышленные скопления руд железа, меди, кобальта, свинца, цинка, вольфрамовые руды, молибденовые руды, оловянные руды, руды бериллия, урана, золотые руды, борные руды, горный хрусталь, графит и другие полезные ископаемые. Большое количество полезных ископаемых концентрируется в пневматолитовых месторождениях и гидротермальных месторождениях, образующихся при температурах от 700 до 50°С из горячих газовых и жидких водных растворов, выделяющихся в процессе кристаллизации и остывания гранитных и базальтовых магм. Среди них главное значение имеют месторождения руд меди, никеля, кобальта, цинка, свинца, висмутовые руды, руды молибдена, вольфрама, олова, лития, бериллия, тантала, ниобия, мышьяковые руды, сурьмяные руды, ртутные руды, руды кадмия, индия, селена (см. Рассеянных элементов руды), серные руды, руды золота, серебра, урана, радия, кварц, баритовые руды, флюоритовые руды, асбест и другие полезные ископаемые. В колчеданных месторождениях вулканогенно-осадочного и вулканогенно-метасоматического происхождения сосредоточены запасы меди, цинка, свинца и барита (см. Колчеданы). В стратиформных месторождениях среди известняков, песчаников и сланцев находятся руды меди, цинка, свинца, сурьмы, ртути и флюорита [2].

При экзогенных процессах на поверхности Земли возникали осадочные, россыпные и остаточные месторождения полезных ископаемых. Осадочные полезные ископаемые накапливались на дне древних морей, озёр, рек и болот, образуя пластовые залежи во вмещающих их осадочных породах. Среди них выделяются механические, химические и биохимические (органогенные) осадки. К механическим осадкам относятся гравий, песок и глина. К химическим осадкам -- некоторые известняки, доломиты, соли (см. Калийные соли, Каменная соль), а также руды алюминия (бокситы), железа, марганцевые руды, местами руды меди и других цветных металлов. К биохимическим осадочным отложениям принадлежат, по мнению большинства учёных, месторождения нефти и горючего газа, а также угля, горючих сланцев, диатомитов, некоторых разновидностей известняков и других полезных ископаемых. Россыпи формировались при накоплении в прибрежных океанических, морских и озёрных, а также речных песках химически устойчивых тяжёлых ценных минералов (золота, платины, алмазов, титановых, циркониевых, ториевых, оловянных и вольфрамовых минералов).

Остаточные полезные ископаемые сосредоточены в древней и современной коре выветривания при выщелачивании из них грунтовыми водами легкорастворимых соединений и накопления в остатке ценных минералов, а также за счёт происходящего при этом переотложения некоторой части минеральной массы. Их представителями могут служить залежи серы самородной, гипса, каолина, магнезита, тальковых руд, руд никеля, железа, марганца, алюминия (бокситы), меди и урана. При процессах метаморфизма возникают метаморфизованные и метаморфические полезные ископаемые. Метаморфизованные месторождения полезных ископаемых образуются за счёт изменения ранее существовавших эндогенных и экзогенных скоплений полезных ископаемых. К ним принадлежат имеющие крупнейшее промышленное значение месторождения железных руд докембрийского возраста (например, Криворожский железорудный бассейн, Курская магнитная аномалия в CCCP, озеро Верхнее в США и др.), а также месторождения марганца Индии и других стран. Метаморфические месторождения полезных ископаемых возникают при метаморфизме различных горных пород за счёт перегруппировки и концентрации некоторых компонентов, входящих в состав этих горных пород (некоторые месторождения графита и высокоглинозёмистых минералов -- кианита, силлиманита) [2].

Закономерности формирования и размещения полезных ископаемых во времени и пространстве. На последовательных этапах развития земной коры возникали строго определённые формации горных пород и ассоциированных с ними комплексов полезных ископаемых. Повторяемость таких формаций в истории развития земной коры привела к повторяемости в образовании сходных групп полезных ископаемых от древнейших до самых юных этапов геологической истории, отмечаемой металлогеническими (или минерагеническими) эпохами. Последовательное закономерное размещение формаций горных пород и связанных с ними комплексов полезных ископаемых определило их закономерное распределение в составе земной коры, наметив металлогенические (или минерагенические) провинции. В пределах рудных провинций выделяются рудные области, которые подразделяются на рудные районы. На территории рудных районов обособляются рудные поля или рудные узлы с совокупностью месторождений, объединяемых общностью происхождения и геологической структуры. Рудные поля состоят из рудных месторождений, охватывающих одно или несколько рудных тел.

В пределах угленосных провинций различают угольные бассейны, районы и месторождения. В нефтегазоносных провинциях или бассейнах выделяют нефтегазоносные области, районы, нефтегазонакопления зоны, нефтяные, газовые или нефтегазовые месторождения и их залежи [3].

В истории формирования эндогенных полезных ископаемых намечаются 11 геолого-исторических этапов: гренландский (5000-3800 млн. лет), кольский (3800-2800), беломорский (2800-2500), карельский (2500-1800), готский (1800- 1500), гренвиллский (1500-1000), байкальский (1000-600), каледонский (600-400), герцинский (400-250), киммерийский (250-100), альпийский (100-0). Гренландский и кольский этапы соответствуют архею, от беломорского до гренвиллского -- протерозою, а от каледонского до альпийского -- фанерозою. Каждый из этих этапов начинается с базальтоидного магматизма, с которым связаны базальтофильные магматические месторождения руд железа, титана, ванадия, платиноидов, меди. Каждый этап завершается гранитоидным магматизмом с формированием гранитофильных постмагматических месторождений руд цветных, редких и благородных металлов. Базальтоидные месторождения полезных ископаемых впервые появились 3800 млн. лет назад, а гранитоидные -- 2500 млн. лет назад и затем повторялись во все последующие этапы геологической истории. Для экзогенных месторождений полезных ископаемых также намечаются эпохи их максимального развития, но не менее закономерного и более эпизодического.

В связи с закономерным образованием и размещением месторождений полезных ископаемых возникали крупные области специфического геологического строения, содержащие в своих недрах определённые группы полезных ископаемых, называется провинциями полезных ископаемых. Формирование провинций различных полезных ископаемых определялось: типом геосинклиналей и платформ, их геологическим возрастом и эпохой формирования полезных ископаемых, полнотой проявлений стадий геосинклинального и платформенного этапов геологического развития, распространением в их пределах определённых магматических, метаморфических и осадочных формаций горных пород, глубиной эрозионного среза. Районирование территории континентов на провинции полезных ископаемых производится по принципу оконтуривания регионов с развитием месторождений той или иной эпохи. Однако эндогенные месторождения полезных ископаемых последующих эпох могут накладываться на площади распространения ранее образованных месторождений, создавая районы развития месторождений нескольких эпох. Поэтому провинции полезных ископаемых складчатых областей определяют на основе выделения площадей распространения месторождений завершающей эпохи. Провинции полезных ископаемых в пределах платформ включают месторождения кристаллического основания, чехла и зон тектоно-магматической активизации [2].

В пределах геосинклинально-складчатых областей в связи с наложением месторождений полезных ископаемых последующих эпох на региональные площади распространения полезных ископаемых возникают полициклические провинции полезных ископаемых. С учётом рассмотренных принципов и принимая во внимание перечень минерагенических эпох, на территории земного шара выделяют провинции: альпийские, киммерийские, герцинские, каледонские, рифейские и протерозойско-архейские.

К альпийским провинциям принадлежит внутренняя часть Тихоокеанского кольца, а также обширный пояс складчатых и глыбово-складчатых структур, возникший на месте Тетиса и протягивающийся из Альп в Карпаты, далее через Кавказ и Тянь-Шань в Гималаи и в Тихоокеанский архипелаг. При превалирующем развитии в этих провинциях альпийских месторождений они отличаются набором полезных ископаемых максимального количества эпох их образования. Так, например, в Кавказской альпийской провинции полезных ископаемых известны месторождения архейско-протерозойской, каледонской, герцинской, киммерийской и альпийской эпох. Для последней особенно характерны приповерхностные, в т.ч. вулканогенные гидротермальные, месторождения руд цветных металлов и золота.

Киммерийские провинции характерны для внешней части Тихоокеанского кольца. Для них типичны среднеглубинные гидротермальные месторождения руд свинца, цинка, олова и золота. На территории CCCP к этим провинциям относятся Забайкалье, Приморье и Верхоянье [2].

Примером герцинских провинций полезных ископаемых может служить Урало-Монгольский пояс. Эти провинции отличаются особенно полным развитием месторождений полезных ископаемых, включающим экзогенные и эндогенные образования всех стадий геосинклинального цикла развития, таких, как магматические месторождения руд железа, титана, хрома, платины и постмагматических месторождений руд цветных и благородных металлов.

Каледонские провинции ограничены по распространению и набору свойственных им месторождений. Их примером могут быть каледонские провинции Норвегии и Западного Саяна с характерными для них вулканогенными колчеданными месторождениями руд меди и цинка. Рифейские провинции (например, южная окраинная часть Сибирской платформы) содержат месторождения руд золота.

Архейско-протерозойские провинции, охватывающие образования от гренландского до гренвиллского этапов, входят в состав древних платформ, представителями которых на территории CCCP являются восточно-Европейская и Сибирская платформы, знаменитые своими метаморфогенными месторождениями железных руд. В древних протерозойских провинциях полезных ископаемых Северной и Южной Америки, Африки, Австралии, Индии, Китая известны значительные месторождения руд марганца, меди, свинца и цинка, золота и урана [2].

По преобладающим формациям горных пород и ассоциированным с ними месторождениям полезных ископаемых намечают типы провинций полезных ископаемых. Выделяются фемические, или уральского типа, провинции с преобладающим развитием формаций базальтоидной магмы со свойственными им месторождениями руд железа, титана, ванадия, хрома, платиноидов, меди. Им противопоставляются сиалические, или верхоянского типа, провинции с превалированием формаций гранитоидной магмы и связанными с ними месторождениями руд олова, вольфрама, бериллия, лития. Иногда провинции полезных ископаемых называются по сочетанию специфических для них месторождений полезных ископаемых и их географическому положению. Например, выделяется оловянная провинция Дальнего Востока, золотоносная провинция Колымы, Западносибирская нефтегазоносная провинция, свинцово-цинковая провинция долины реки Миссисипи (см. Миссисипи верхнее) в США, Средиземноморская бокситоносная провинция и др.

Определение условий образования и геологических закономерностей размещения полезных ископаемых -- научная основа для их поисков и разведки (см. Геологоразведочные работы, Поиски месторождений полезных ископаемых, Разведка месторождений). При этом выделяются связи между месторождениями и главными чертами геологического строения и геологической истории данной провинции: стратиграфией, тектоникой, литологией, магматизмом, а также геохимией, гидрогеологией и геоморфологией местности. Совместное рассмотрение всех этих связей между отдельными элементами геологии позволяет составить прогноз вероятности обнаружения тех или иных полезных ископаемых и закономерностей размещения их месторождений. Такой прогноз является предпосылкой для оценки промышленных перспектив отдельных областей и районов и научной основой для геологических работ по выявлению тех или иных групп месторождений на их территории. См. также Минеральные ресурсы и Минеральное сырье [2].

3. Значение метасоматических процессов при формировании месторождений полезных ископаемых

горный геологический метаморфизм

Метасоматические горные породы - горные породы, образующиеся в результате Метасоматизма. По условиям залегания, температуре образования и принадлежности к стадиям гидротермального процесса выделяются различные группы М. г. п. К высокотемпературным продуктам ранней щелочной стадии относятся магнезиальные и известковые Скарны, образующиеся обычно на контактах гранитов и сиенитов с карбонатными породами. К ним приурочены руды -- магнетитовые, боратовые, боросиликатные, флогопитовые. К кислотной стадии относится образование грейзенов (с оловянным, вольфрамовым, бериллиевым оруденением) и кварцитов вторичных (с оруденением меди, молибдена). К поздней щелочной стадии и переходной к ней относятся продукты метасоматизма, развивающегося около рудных жил, -- Березит, Лиственит, хлорит-карбонатные породы. В вулканических областях распространены пропилиты. В контактах с интрузиями щелочных пород образуются фениты, в связи с пегматитами развиваются Альбитит, альбит-сподуменовые породы с редкоземельной минерализацией. В эвгеосинклинальных офиолитовых поясах в результате натриевого метасоматоза образуются Спилиты,хлорит-альбитовые, глаукофановые, эгириновые, жадеитовые породы. Серпентиниты, тальковые, антифиллитовые, кварц-магнезитовые породы развиваются путём замещения дунитов и перидотитов [3].

По происхождению горные породы делятся на три группы: магматические (эффузивные и интрузивные), осадочные и метаморфические. Магматические и метаморфические горные породы слагают около 90 % объёма земной коры, однако, на современной поверхности материков области их распространения сравнительно невелики. Остальные 10 % приходятся на долю осадочных пород, занимающие 75 % площади земной поверхности.

Магматические горные породы по своему происхождению делятся на эффузивные и интрузивные. Эффузивные (вулканические) горные породы образуются при изливании магмы на поверхность земли. Интрузивные горные породы, напротив, возникают при изливании магмы в толще земной коры [4].

Разделение пород на магматические, метаморфические и осадочные не всегда очевидно. В осадочных горных породах, в процессе диагенеза, уже при очень низких (в геологическом смысле) температурах, начинаются минеральные превращения, однако породы считаются метаморфическими при появлении в них новообразованного гранита. При умеренных давлениях начало метаморфизма соответствует температуре 300 °C.

При высоких степенях метаморфизма стирается грань между метаморфическими и магматическими горными породами. Начинается плавление пород, смешение новообразованных расплавов с явно внешними. Часто наблюдаются постепенные переходы от явно метаморфических, полосчатых пород, к типичным гранитам. Такие процессы относятся к ультраметаморфизму [4].

Этот список игнорирует существование большой группы пород, имеющих важное значение,- метасоматические горные породы, образующиеся также в широком температурном интервале. К ним относятся, например, вторичные кварциты по кислым эффузивам, грейзены по гранитам, пропиллиты по средним и основным породам и т. д., а также широкая группа пород, слагающие околожильные зоны. Пропущена также специфическая группа горных пород, названная рудой (понятие не геологическое, а геолого-экономическое). Эта группа пород сложена преимущественно сульфидными минералами, хотя она может включать породы, сложенные и другими минералами (магнетит (железные руды), апатитовые руды, хромитовые руды).

Ранее считалось, что отличие метасоматических пород от метаморфических пород заключается в участии воды в образовании только метасоматитов, но последующие исследования показали, что и метаморфические породы (гнейсы и сланцы) [4], образованные даже при высоких темперурах, также формируются с участием воды. Так результаты изотопных исследований по кислым и средним силикатным породам показали, что все силикатные минералы (кварц, биотит, полевые шпаты, гранаты, роговые обманки и пр.) выделяются одновременно с водой, находясь с ней в изотопном равновесии по кислороду. В отличие от кислых пород все силикатные минералы (полевые шпаты, гранаты, оливины, пироксены и пр,) основных и ультраосновных пород, выделяются в изотопном равновесии по кислороду с СО2.

Выводы

Метасоматические горные породы в отличие от производных аллохимического метаморфизма развиваются более локально и в изохорических системах, что постулировал в свое время еще В. Линдгрен, сформулировавший “правило постоянства объема при метасоматозе”.

Если характерными метаморфическими процессами являются полиморфные превращения минералов, тип метасоматических процессов лучше всего представляет образование псевдоморфоз. В них особенно наглядно выражено постоянство объема при замещении, всегда сопровождающимся значительным привносом - выносом вещества, что само по себе определяет воздействие на породы растворов высокой химической агрессивности. Это принципиально отличает метасоматические процессы от метаморфических.

Изохорический характер метасоматических реакций предопределяет их независимость от литостатического давления и, следовательно, от глубинности, по отношению к которой выделяются минеральные фации метаморфических пород. Однако с глубиной возрастает флюидное давление. Этим фактором определяется своеобразие метасоматических процессов, которые зависят от глубины их развития.

Теория метасоматических процессов была разработана Д. С. Коржинским, который подразделил их на раннюю щелочную (высокотемпературную), кислотную и позднюю щелочную (низкотемпературную) стадии. Это подразделение было дано Д. С. Коржинским для постмагматических процессов, сопровождающих гранитный магматизм, сам по себе порождающий кислотные гидротермальные растворы, богатые фтором, хлором и другими кислотными компонентами. Однако при взаимодействии с вмещающими карбонатными породами эти растворы могут терять кислотные свойства и приобретать слабощелочную реакцию. Это и определяет образование метасоматических пород, относимых Д.С. Коржинским к ранней щелочной стадии. Это в основном скарны - магнезиальные (в контактах с доломитами) и известковые (в контактах с известняками). К высокотемпературной щелочной стадии можно отнести и метасоматические породы, связанные со щелочными интрузиями (фениты и др.) или развивающиеся в гипербазитах.

Типичными породами кислотной стадии являются грейзены (в плутонической фации) и вторичные кварциты, аргиллизиты и пропилиты (в вулканической).

Список использованной литературы

1. Геологический словарь, Т. 2. -- М.: «Недра», 1978.

2. Миловский А. В. Минералогия и петрография. -- М.: Государственное научно-техническое издательство литературы по геологии и охране недр, 1958.

3. Павюков П. Н. Инженерная геология. Изд. 2-е, перераб. и доп. М., «Недра», 1978.

4. Добровольский В.В. «Геология», М.: ГИЦ ВЛАДОС 2001.

5. Электронный ресурс: http://ecos.org.ua/?p=42

Размещено на Allbest.ru