Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
57.Геохімічна характеристика пегматитів.
Основна кристалізація залишкового розплаву відбувається при температурах 700-350С на глибинах від 2 до 15 км і більше. (Гранітні пегматити є джерелом Ta, Li, Cs, оптичного флюориту, ювелірних каменів, польового шпату, слюди, п’єзокварцу тощо. Пегматити лужних магм багаті на руди Nb та TR.). В назві формації відображається мінеральний склад та перспективність - мусковітові, рідкіснометалеві, кришталевоносні тощо.
Пегматитовий розплав збагачений на H2O, CO2, F-, H3BO3, K, Na, Li, Rb (цим пояснюється перебування в рідкому стані при низьких температурах). Від гранітної магми він відрізняється дуже низьким вмістом магнію (0,06%) та накопиченням летких, рідкісних та розсіяних елементів. Загалом характерно накопичення рідкісних іонів великих (Cs+=0,165 нм, Rb+=0,149нм, Tl+=0,136 нм) та дуже малих (Be2+=0,034) розмірів, які не могли увійти до складу раніше формованих граток.
Загальна риса пегматитів - низький рівень енергії граток кристалів.
В пегматитах накопичуються елементи з найбільш контрастними властивостями: найбільш сильні катіони (лужні метали) та найбільш сильні аніони (галогени), а також найлегші (H,Li,Be,B) та найважчі елементи (U,Th). За виключенням кисню та кремнію, відчутно переважають елементи з непарними номерами і непарною валентністю (1-о і 3-и валентні переважають).
В ході формування пегматитів вміст Mg, Fe, Ti, Sc, Ba, Zn зменшується, а Rb, Tl, Cs, Ga, Ta, Pb, Bi, Sb - зростає.
Наявні регіональні відмінності в спеціалізації пегматитів (в Норвегії і Техасі багато TR, але мало олова і лугів, в Південній Дакоті - багато олова і літію, але майже немає TR), вірогідного пояснення поки що не отримали.
58. Геохімія ультра основних магматичних порід
Про те що походження ультраосновних порід пов’язано з верхньою мантією свідчить ряд геохімічних ознак:
Ультраосновна магма недонасичена водою. Ультрабазити характеризуються різко підвищеними (порівняно з гранітами і базальтами) вмістами магнію (25,9%), хрому і нікелю (по 0,2%), пониженим вмістом кремнію (19%), низьким - алюмінію (0,45), натрію (0,57%), калію і титану (по 0,03%).
За порівнянням КК елементів в ультрабазитах і кларків ЗК встановлюють ряди мантійності елементів:
Серед катіонів ультраосновних порід переважають магній та залізо, а в пікритах, кімберлітах і піроксенітах спостерігається також значний вміст кальцію. В деяких ультрабазитах підвищені вмісти лужних металів та елементів, характерних для лужних порід - Li, B, C, Rb, Sr, P, Ti, Zr, Nb, Cs, Ba, Ta, Pb, U, Th. З ультраосновними породами пов’язані родовища хроміту, платини, алмазів.
Частина дослідників (зокрема Л.М.Овчінніков) за сукупністю геологічних та геохімічних даних виділяє три контрастні групи ультрабазитів:
За особливостями ізоморфних заміщень в умовах високих температур можна виділити наступні групи елементів:
В ультрабазитах що тісно пов’язані з базальтовою магмою (тип В), для яких характерне зростання вмістів Al, Ca, Ti, часто спостерігаються підвищені концентрації V та Sc, які в титаномагнетитових родовищах можуть сягати промислового рівня.
Хоча платиноїди, як ми вже зазначали вище, є характерними елементами для ультраосновних порід загалом, їх розподіл має певні специфічні особливості:
59. Геохімія основних магматичних порід
Основну магму (mafic) за походженням пов’язують з виплавками з мантії.
Для основних порід характерна, як і для ультраосновних, концентрація Ni, Cr, Co, Mg, Mn. Специфічною ознакою є достатньо часта концентрація Sc, Ca, V, Cu, Ti, Sb, P, Zn, Cd. Найменш характерними для основних порід є B, K, Rb, Cl, Cs, Th, Tl, U, Ta, Be.
Серед основних порід домінують вулканіти, а плутонічні породи (габро, анортозити тощо поширені меншою мірою).
За вмістом характерних елементів та величиною коефіцієнту K=(Ba+Sr)/(V+Cr) Л.В. Таусон виділив 3 основні групи базальтів:
Таблиця 11.4 - Геохімічні типи базальтів (за Л.В.Таусоном)
|
Геохімічний тип |
Na |
K |
Rb |
Ba |
Sr |
Ni |
Co |
V |
Cr |
K=(Ba+Sr)/(V+Cr) |
|
% |
10-4% мас. |
|||||||||
|
Толеїтовий |
2,0 |
0,2 |
2 |
15 |
110 |
100 |
30 |
350 |
300 |
0,2 |
|
Андезитовий |
2,7 |
1,3 |
30 |
270 |
385 |
18 |
24 |
125 |
55 |
2,8 |
|
Латитовий |
2,7 |
2,5 |
30 |
1470 |
1220 |
40 |
22 |
185 |
70 |
10,5 |
За точкою зору Л.С.Бородіна при фракційній диференціації основних магм є чинним принцип когерентності, тобто узгодженої (пов’язаної) зміни вмістів петрогенних та рідкісних літофільних елементів - Y, Zr, Nb, La, Ce, Ba, Rb тощо.
З диференціацією основної магми пов’язані Cu-Ni родовища (Норільськ), титано-магнетитові (з ванадієм) родовища Уралу тощо.
Для оцінки концентраційної здатності мінералів часто використовують, крім коефіцієнту розподілу, запропонований Моксхемом (Р.Моксхем) коефіцієнт накопичення елементів в мінералах (R), який дорівнює середньому кларкові концентрації досліджуваної групи елементів в даному мінералі. Величина R (її конкретна величина залежить від кількості елементів в групі, при використанні ж цього параметру в обов’язковому порядку вказують за якими елементами він обраховувався, або хоча б вказують їх кількість) зростає в ряду плагіоклази (0,46) - піроксени (1,39) - олівіни (1,68). В загальному випадку коефіцієнт накопичення в ультраосновних породах (3,4 за 12 елементами) значно вищий за коефіцієнти накопичення в основних породах (1,18 за 29 елементами) та гранітах (1,14 за 28 елементами) - дані Д.Шоу.
Тобто за величиною коефіцієнту накопичення ми можемо зробити висновок щодо значно вищої, порівняно з іншими породами, ізоморфної ємності ультраосновних порід. (не слід забувати що домішки можуть бути не тільки ізоморфними, а й у вигляді самостійних мінеральних фаз - що ми часто й спостерігаємо в гранітах).
60. Геохімія гранітоїдів
Основна маса гранітоїдів генерується з речовини земної кори в результаті різноманітних процесів палінгенезу та гранітизації. Саме через це їх геохімічні особливості значною мірою залежать від специфіки складу порід літосфери в межах конкретних регіонів і від тектонічного режиму верхніх горизонтів земної кори.
Процес гранітизації за Д.С. Коржинським це інфільтраційний процес, в ході якого трансмагматичні розчини викликають розплавлення породи. За Ф.А. Лєтніковим з трансмагматичними розчинами привноситься певна кількість калію і кремнію, решта ж породоутворюючих елементів входить до складу гнейсів та інших порід, які піддаються процесам гранітизації.
У відповідності до цього більшістю дослідників виділяється щонайменше три генетично та мінералого-геохімічно відмінних групи гранітоїдів: 1) палінгенні, в тому числі типово інтрузивних; 2) автохтонні, які є продуктами гранітизації; 3) диференціати гібридних основних магм.
Представники першої групи відрізняються від інших типів підвищеними вмістами елементів-домішок: Nb, Ta, Li, Rb, Cs, Be, Sn, W, Zn, TR, Mn. Для них же характерні найвищі вмісти і відносно рівномірний розподіл мінералів рідкісних та рудних елементів (Ta, Nb, W, Mo, Sn, Li). Відповідно, більшість родовищ літофільних рідкісних елементів пов’язані саме з інтрузивними палінгенними гранітоїдами.
Гранітоїди габрової формації збіднені рідкісними елементами, зокрема рубідієм і мають значно вищу величину калій-рубідієвого відношення. Водночас в них значно вищі вмісти заліза, магнію, титану й кальцію, що виражається і в підвищених вмістах магнетиту, ільменіту, піриту (за дуже низьких вмістів мінералів рідкісних елементів. В ряді випадків виявлені контактово-метасоматичні залізорудні родовища, а рудопрояви рідкісних літофілів невідомі.
Автохтонні гранітоїди займають проміжне положення між цими двома контрастними групами. Акцесорні мінерали в них розповсюджені вкрай нерівномірно і незакономірно. Найбільш характерними є мінерали Ca, TR, Th, Zr, що може бути пояснено як результат мікроклінізації багатих плагіоклазом парагнейсових товщ.
Набір характерних для різних генетичних типів співвідношень і їх величини безумовно залежать від вмісту петрогенних елементів (а значить в загальному випадку не є наскрізними для різних типів порід). Для лейкократових гранітів, наприклад, при виділенні палінгенних, ультраметаморфічних та інших типів добре зарекомендували себе коефіцієнти: K/Rb і F ((Li+Rb)/(Sr+Ba)).
Геохімічна неоднорідність окремих масивів може бути викликана цілою низкою причин, одною з найцікавіших з яких в металогенічному відношенні є так звана еманаційна диференціація (потік фтору, бору та інших летких елементів, а також пов’язаних з ними лужних та рудних елементів спрямований до апікальних частин масивів). Саме таким процесом А.А. Беус та Д.А. Мінєєв пояснюють мікроклінизацію, альбітизацію, грейзенізацію, збагачення літієвими слюдами, берилом, тантало-ніобатами, топазом, цирконієвими та рідкісноземельними мінералами апікальних частин деяких гранітних масивів. Подібні породи називають також апогранітами, глибина їх формування вважається не більшою за 1-3 км, а джерелом рідкісних елементів можуть бути як магма, так і глибинні розчини.
Незалежно від генезису кислі породи мають ряд спільних геохімічних рис: в них накопичуються непарні елементи, іони з валентністю 1 і 3 (Na+, K+, Rb+, Cs+, Cl-, F-, Al3+ тощо); характерними є великі радіуси іонів та низькі порівняно з мінералами основної магми значення енергії граток мінералів. За рядом кларків концентрацій часто характеризують "гранітофільність" елементів: La> Tl> Be> Cl> U> Th> (K, Cs)> Rb> C> (Pb, Li, B)> (Sn, F)> Zr> Y> W> (Na, Bi)> Si> (Ga, N, Au)> In> O> (Ge, Se, Nb, Mo, Te, I, Hf)> (Hg, Al)> (As, Sr)> S> Br> P> Zn> Ag> Mn> Fe> Ca> Sb> Ti> V> Cu (Sc, Mg, Cr) > Co> Ni.
Враховуючи нерівномірність розподілу магнетиту в гранітах, а також часту приуроченість його до біотиту та амфіболу слід погодитись з точкою зору В.В.Ляховича, що носієм і концентратором більшості рідкісних та рудних елементів в гранітоїдах є біотит.
Своєрідною компенсацією недостатньої ізоморфної ємності гранітоїдів є "мінеральне розсіяння" (мікровключення власних мінералів), яке характерне для мінералів U, Th, TR, Zn, Ti, Fe, Sn. Так, зокрема більша частина олова в слюдах знаходиться у формі мікровключень каситериту (а не у вигляді ізоморфних заміщень).
Дуже часто, при оцінці геохімічної спеціалізації гранітоїдів виділяють оловоносні, вольфрамоносні, рідкіснометалеві, тощо. Зокрема рідкіснометалеві (за Козловим В.Д, КК стронцію і барію у всіх групах 0,3-0,9):
Субрідкіснометалеві граніти поділяються в залежності від рівня накопичення бору (в обмежено рудоносних він значно нижчий).
Рідкіснометалеві (рудоносні) з низьким вмістом фтору (КК2) граніти є самими чисельними з рудоносних інтрузій.
Ультрарідкіснометалеві граніти є постійно рудоносними і супроводжуються концентрованим зруденінням.
61. Металогенічна спеціалізація магматичних порід.
У магматичних системах знаходяться
В ультраосновних магмах підвищений вміст магнію, хрому, нікелю. Найбільшмантійними є нікель, хром,магній, кобальт, залізо, марганець, платеноїди.
Найменшмантійні – свинець, барій, уран, торій.
Виділяють 3 формації метабазитів:
В основних магматичних породах високий вміст скандію, ванадію, міді, цинку, титану, кадмію. Виділяють 3 типи базальтів: толеїтовий, андезитовий, латитовий, для яких величина співвідношення відповідно дорівнює 0,2; 2,8; 10,5.
Виділяється щонайменше три генетично та мінералого-геохімічно відмінних групи гранітоїдів: 1) палінгенні, в тому числі типово інтрузивних; 2) автохтонні, які є продуктами гранітизації; 3) диференціати гібридних основних магм.
Представники першої групи відрізняються від інших типів підвищеними вмістами елементів-домішок: Nb, Ta, Li, Rb, Cs, Be, Sn, W, Zn, TR, Mn. Для них же характерні найвищі вмісти і відносно рівномірний розподіл мінералів рідкісних та рудних елементів (Ta, Nb, W, Mo, Sn, Li). Відповідно, більшість родовищ літофільних рідкісних елементів пов’язані саме з інтрузивними палінгенними гранітоїдами.
Гранітоїди габрової формації збіднені рідкісними елементами, зокрема рубідієм і мають значно вищу величину калій-рубідієвого відношення. Водночас в них значно вищі вмісти заліза, магнію, титану й кальцію, що виражається і в підвищених вмістах магнетиту, ільменіту, піриту (за дуже низьких вмістів мінералів рідкісних елементів. В ряді випадків виявлені контактово-метасоматичні залізорудні родовища, а рудопрояви рідкісних літофілів невідомі.
Автохтонні гранітоїди займають проміжне положення між цими двома контрастними групами. Акцесорні мінерали в них розповсюджені вкрай нерівномірно і незакономірно. Найбільш характерними є мінерали Ca, TR, Th, Zr, що може бути пояснено як результат мікроклінізації багатих плагіоклазом парагнейсових товщ.
62. Геохімія магматичних порід лужного ряду
Лужні магми формуються в окислювальних і відновних умовах. Для них характерні низькі енергії гратки. Кристалізуються спочатку безбарвні мінерали, а потім темно-колірні. Для опису лужних порід застосовують коефіцієнт ахпаїтності .
Три способи лужних утворень: диференціація базальтової лави з утворенням нефелінових порід (уртити); виплавка з мантійних порід; нефелінизація та альбітизація під дією лужних розчинів та альманасі.
Загальні риси лужних порід: надзвичайна мінеральна різноманітність, значна кількість ізоморфних домішок рідкісних елементів.
Кристалізація пегматитового розплаву відбувається при температурі 300 – 700. Глибинність різна: гіпабісальні 1-2км, абісальні 15-20. Специфіка їх складу: пегматитовий розплав, збагачений водою, вуглекислим газом, фтор-іонами, борною кислотою, калієм,Ю натрієм, літієм, рубідієм. Пегматитовий розплав завжди збіднений магнієм, менше 0,1%. Накопичуються всі розсіяні, рідкісні, леткі компоненти. В пегматитах накопичуються дуже малі іони з малими зарядами, самі сильні катіони і аніони (К, Na, Li, Cl, F), найлегші елементи (H, Li, Be, B), найважчі (U,торій). Переважають елементи з непарними номерами та валентністю. Виключення – кисень, кремній. При кристалізації в пізніх фазах в пегматитах буде зростати вміст свинцю, бісмуту, галію, сурми, танталу. Зменшується від ранніх до пізніх вміст магнію, феруму, титану, цинк.
63. Кристалізаційна диференціація в магматичних системах
Кристалізаційна Д. м. відбувається при зниженні т-ри і тиску. В магматичному вогнищі послідовно кристалізуються й осідають спочатку тугоплавкі, потім більш легкоплавкі мінерали. Вважають, що внаслідок кристалізаційної диференціації базальтової магми можуть утворюватися майже всі відміни гірських порід
Безумовно корисною при вивченні процесів магматичної диференціації речовини може виявитись і класифікація О.О.Саукова – за термічними властивостями елементів [11 - ??]:
важко летючі елементи (Pt - група, W, Cr, Та, Mo, Hf, B, Zr тощо).