ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 24.06.2024
Просмотров: 97
Скачиваний: 0
Таким образом, мы еще не имеем гипотезы, удовлетворительно объясняющей не частные случаи гидротермального рудообразования, а имеющей более общее значение, гипотезы, которая бы отвечала на вопрос об источнике рудного вещества гидротермальных месторождений и механизме его поступления в гидротермальный раствор.
Каждая из существующихныне гипотез применима к объяснению происхождения лишь отдельных типов месторождений, не охватывая всего многообразия гидротермального рудообразования. Это свидетель ствует о полигенетичности рудного вещества и заставляет не только в каждом конкретном случае критически подходить к применению имею, щихся гипотез, но и продолжать поиски иных возможных источников и способов поступления рудного вещества в гидротермальные растворы.
Еще при изучении оловянных месторождений кварц-касситеритового типа было установлено наличие вертикальной зональности, выражающейся в смене на глубину околожильных грейзеновых оторочек площад ным развитием альбитизации полевых шпатов и сопряженной мусковитизании биотита гранитов. Был обнаружен значительный вынос олова из гранита в нижней подрудной зоне, который, вероятно, связан с вы теснением олова из кристаллической решетки биотита при его мускови-
тизации. Содержание Sn с |
26 г /т в неизмененных гранитах в зонах |
||
выноса |
падает до 4-5 г/т , |
а если содержание |
Sn в биотитах равно |
200-300 |
г/т , то в замещающих их мусковитах |
- 20-30 г/т . Это позво |
|
лило предполагать, что для оловянных месторождений кварц-касситери тового типа возможным источником олова является сам оловоносный гранит, а мобилизация олова гидротермальным раствором может про исходить в процессе постмагматических вторичных изменений гранита, при его альбитизации и сопряженной с ней мусковитизации.
Полученные данные с очевидностью указывают на важность позна ния химизма процессов постмагматического изменения гранитоидных пород и необходимость экспериментальной проверки возможности моби лизации при этом из пород воздействующими растворами рудных эле
ментов.
Для анализа химизма постмагматических изменений гранитоидов обычно привлекаются экспериментальные данные по изучению алюмо силикатно-натровых и алюмосиликатно—калиевых систем, а также оп ределение полей устойчивости отдельных породообразующих минералов в зависимости от соотношения в системе' Na и К (Roy, Sand, Osborn, 195 Hemly, 1959, 1961;Nicol, 1965; Попов, 1967; О’ Нил, 1950).
Эти исследования, конечно, дают необходимый отправной материал для понимания химизма вторичных изменений гранитоидов, но ис пользование его для расшифровки природных процессов все же ог раниченно. В этих работах не учитывается полиминеральность грани тоидных пород, одновременность, взаимосвязь и взаимообусловленность реакций раствора с разными минералами пород.
Наиболее широко распространенными процессами постмагматическо го изменения гранитов является альбитизация и мусковитизация пород, Значительно реже наблюдается калишпатизация гранитов, если ее рас сматривать как региональный процесс постмагматических изменений гранита.
58
В то же время при описании околожильных пород и вертикальной зональности на кварц-касситеритовых, вольфрамитовых и других высоко температурных месторождениях часто отмечается смена во времени интенсивного натрового метасоматоза (альбитизадия) более поздним калиевым (калишпатизадия) (Барсуков, 1957; Чухров, 1960; Штемпрок, 1967). Для того чтобы вскрыть взаимосвязь этих процессов, опреде лить поля устойчивости различных парагенетических ассоциаций вто ричных минералов и были проведены описанные ниже моделирующие эксперименты по воспроизводству постмагматических процессов изме нения гранита.
Для экспериментального моделирования постмагматических процес сов изменения гранита необходимо было прежде всего определить соотав воздействующего раствора и оптимальную величину его щелочности, обеспечивающие достаточно интенсивное взаимодействие раствора с породой. Изучение состава газово-жидких включений в кварце кварцкасситеритовых и вольфрамитовых месторождений показало, что основ ными компонентами гидротермального раствора, конечно, кроме кремнекислоты, в большинстве случаев являются хлориды натрия и калия. Мень шую, но заметную роль играют фтор и бикарбонат-ион (Сущевская), Барсуков, 1965; Сущевская и др., 1966).
Из работ И.П.Иванова (1962) известно, что экспериментальное вос производство процесса альбитизации кварц-биотитовых сланцев осуще ствляется в умеренно щелочных натровых растворах, насыщенных кремнекислотой. Эти данные и определили выбор состава, воздействую щего на породу раствора, основными компонентами которого были NaCl
и КС1 с добавкой NaF и Na2Si03.
О’ Нил (1950) отмечает, что для того, чтобы по лабрадору начал развиваться альбит, необходимо воздействие на него раствора NaCl с избытком иона натрия и щелочностью0,2-0,4Nпо NaOH. Проведенные нами предварительные опыты показали, что при воздействии на гранит раствора NaCl с добавкой Na2Si03 и NaF со щелочностью по NaOH, равной 0,4 N, наблюдается альбитизация полевых шпатов, но биотит при этом остается неизмененным. Для того, чтобы в реакцию с раст
вором были вовлечены все породообразующие минералы гранита, щелоч ность воздействующего на породу раствора должна быть не менее 0,5 N
по NaOH.
Опыты проводились в автоклаве системы Ипатьева (объем 200 мл) при Т = 500 С и давлении 360-380 атм, соответствующем упругости водных паров при данной температуре и заполнении (коэффициент запол нения автоклава 0,25).
Температура измерялась термопарой из хромельалюмёля, прокалиб рованной по температурам плавления чистых металлов и помещенной в специальный карман на дне автоклава. Термостатирование обеспечи
валось электронным терморегулятором типа ЭРМ-47. Продолжительность опытов - 9 суток."
Внутрь автоклава вставлялся стержень из нержавеющей стали, на котором была укреплена чашечка из того же материала. В чашечку по мещалась навеска в 1 г дробленого гранита с определенной степенью измельчения (фракция 0,25-0,50 мм), а в полость автоклава - 50 мл
59
воздействующего на породу раствора. Раствор имел постоянный анион ный состав и приближался к составу природных гидротермальных раст воров. Основными компонентами раствора, как уже отмечалось, явля
лись хлориды Na и К, |
к которым добавлялось незначительное количеств |
во силиката натрия и |
NaF,pll раствора колебалось в пределах 10-Ц. |
Изменение гранита под воздействием этого |
раствора изучалось при |
|
разном соотношении в последнем Na и К —от чисто |
натровой системы |
|
(100% Na) до существенно калиевой (80% К |
и 20% Na) с интервалом |
|
изменения этого соотношения, равным 5%. |
Состав |
воздействующего |
раствора для разных соотношений К и Na приведен |
в табл. 13. |
|
Таблица 13
Состав воздействующего на гранит раствора (в г/л)
К, % |
NaCl |
KCI |
NaF |
Na2 Si03 |
0 |
4Э.50 |
|
4,52 |
13,33 |
10 |
41,50 |
4,57 |
4,52 |
13,33 |
20 |
36,06 |
9,15 |
4,52 |
13,33 |
30 |
30,27 |
13,72 |
4,52 |
13,33 |
40 |
24,41 |
18,29 |
4,52 |
13,33 |
50 |
18,71 |
22,87 |
4,52 |
13,33 |
60 |
11,97 |
27,44 |
4,52 |
13,33 |
70 |
6,19 |
32,01 |
4,52 |
13,33 |
80 |
6,35 |
36,59 |
4,52 |
13,33 |
Загруженный автоклав закрывался и помещался в специальную печь, По окончании опыта автоклав быстро остужался в проточной воде, что бы свести к минимуму возможные побочные реакции в процессе охлаж дения, и вскрывался. Сразу после вскрытия измерялся объем жидкой фазы и pH раствора. Затем в жидкой фазе определялось изменение после опыта концентрации калия и натрия, а также выход из породы в раствор кальция.
Твердая фаза извлекалась из чашечки, промывалась и сушилась. Из части порошка изготовлялись цементированные шлифы, в которых опти ческими методами определялись полученные по породообразующим мине ралам новообразования. Измененный биотит отбирался под бинокуляром, и состав полученных по нему новообразований контролировался"дебаеграммами.
Экспериментальное моделирование вторичных постмагматических процессов изменения гранита позволило проследить смену парагенетических ассоциаций новообразованных минералов в зависимости от соот ношения Na и К в воздействующем на породу растворе (рис. 23). Если
60
|
|
АЬ |
(55 |
|
|
|
|
Ad |
|
|
|
К . п . ш . |
|
^ |
— |
|
|
Пл |
|
АЬ |
|
Ad |
|
|
|
|
|
|
|
__Ргд |
Х*----------- Ми |
|
|
|
|
Ви |
|
|
|
|
|
|
0,06 |
0,20 |
0,27 |
058 |
Мольныедоли |
|
K/K+Na |
||||
0 |
10 |
30 |
50 |
70 |
90 |
|
I |
Ж |
Ж |
Ш |
|
«шюашая--
> -
Рис. 23. Вторичные минералы по граниту (Т = 500°С, Р = 370 атм)
это соотношение выражается в мольных долях калия от суммы щелочей
I ^ ) |
то Цри его изменении от 0 до |
0,71 (т.е. от 0 до 80 вес. % К |
lK + Na' |
щелочей) наблюдается четыре |
поля различных парагенети- |
от суммы |
ческих ассоциаций новообразованных минералов.
Первая парагенетическая ассоциация новообразованных минералов: альбит-кварц-парагонит ограничена интервалом 0,00-0,12 мольных до лей калия в воздействующем на породу растворе (0-15 вес. % К ). Аль бит развивается по полевым шпатам, а биотит замещается парагони том.
В некоторых опытах наряду с парагонитом отмечалось образование эгирина.
Эти данные хорошо согласуются с результатами Занда, Осборна и Рой ((Hoy, Sand Osborn, 1957), которые при изучении системы NagO —
—SiC^—Н,0 в интервале температур 280-525°С отметили образо
вание двух устойчивых парагенетических ассоциаций: альбит-анальцим- парагонит и альбит-кварц-парагонит, а также с данными А.А.Попова (1967), изучавшего равновесие мусковит-парагонит.
Вторая парагенетическая ассоциация новообразованных минералов развивается по граниту при концентрации калия в воздействующем на породу растворе в интервале 0,12-0,23 мольных долей ( 1 5 - 3 6 вес. %К).
По полевым шпатам здесь также образуется альбит, но биотит уже замещается мусковитом. Изменение концентрации в растворе К, Na и Са в процессе его взаимодействия с породой показано на рис. 24. На этом графике видно, что в поле развития второй парагенетической ас социации по мере увеличения в воздействующем растворе мольной до ли калия наблюдается все возрастающее связывание из раствора калия при сохранении примерно постоянного и интенсивного связывания нат рия. Выход из породы в раствор кальция, косвенно указывающий на
61