Файл: Осипов М.А. Контракция гранитоидов и эндогенное минералообразование.pdf

ды, в том числе остаточного расплава самого пегматитового тела и увеличивающемся разрежении может произойти разрыв внутри такого скопления эвтектоидного расплава и образование более или менее изометричной полости. Поступление в полость остаточного расплава долж­ но смениться притоком к ней последующих в ряду дифференциации под­ вижных фаз, в частности газов. Между этими моментами по законам физической химии может осуществляться и постепенный переход. Об­ щетеоретические положения этого явления изложены И .А . Островским (1956). Применительно к процессу образования камерных пегматитов это положение убедительно обосновали Г .Г . Леммлейн, М .О . Клия, И .А . Островский (1962). По их данным, маточная пегматитообразую­

щая среда первичных включений в минералах иногда содержала более 50% кремнекислоты, до 15% топаза и другие растворенные компонен­ ты при почти полном насыщении водой. Таким образом, до начала об­ разования минералов из газовой фазы в пегматитовом теле могут об­ разовываться минералы из какого-то переходного флюида. Это должно обусловить появление после крупноблоковой зоны какой-то. новой зо­ ны, характеризующейся иными соотношениями минералов. Новая поро­ да должна образовываться при еще меньшем давлении. Как известно, эта закономерность проявляется во многих телах пегматитов. После крупноблоковой зоны, ближе к центру тела часто располагается^концентрическая зона кварца или даже почти сплошное кварцевое ядро с включениями слюды и других минералов.

Факт образования пустоты есть не что иное, как следствие недос­ таточной компенсации прогрессирующего приращения свободного объема. Недостаток компенсации начинает особенно сказываться с момента, когда происходит кристаллизация остаточного межзернового расплава. Компенсация последующими дифференциатами не успевает восстанавли­ вать равновесие давления. Это и фиксируется снижением давления по замерам в газово-жидких включениях минералов внутренних зон пег­ матитовых тел. Поэтому можно полагать, что после кристаллизации межзернового остаточного расплава в гранитах условия миграции под­ вижных фаз ухудшаются. Образование минералов внутренних зон пег­ матитов происходит быстрей, чем достигается равновесие давлений.

Таким образом, после начала образования пустоты в пегматитовом теле режим минералообразования меняется. Логически это можно пред­ положить по самой форме выделений минералов. Начинают расти хорошо ограненные и направленные к центру пустоты кристаллы кварца и дру­ гих минералов.

Появление таких кристаллов физически обосновано. По нашим пред­ ставлениям, оно связано с известным процессом роста крупных крис­ таллов за счет мелких (принцип Оствальда-Фрейндлиха). .Это обуслов­ лено в основном стремлением всякой системы к высвобождению энергии. Укрупнение зерен в связи с уменьшением общей площади их поверхно­ сти и сопровождается уменьшением поверхностной энергии. Поэтому процесс роста крупных кристаллов за счет мелких происходит самопро­ извольно,'раствор одновременно недосыщен по отношению к мелким кристаллам и пересыщен - к крупным. Поэтому мелкие зерна будут растворяться, а крупные еще больше увеличивать свои размеры. Этот

57

процесс возможен только в случае преодоления соответствующего энергетического барьера, что достигается благодаря высоким температурам. Интенсивность его протекания, сказывающаяся на величине растущих кристаллов, существенно зависит от наличия градиента температуры, обусловливающего диффузию растворенных компонентов.

Именно этот механизм положен в основу искусственного выращива­ ния многих кристаллов в промышленности. Например, при выращивании кварца в автоклав помещают мелкораздробленный кварц и один более крупный кусок кварца - затравку. Сосуд наполняют водным расТворомносителем, герметически закрывают и нагревают. Нагрев осуществля­ ется неравномерно, так чтобы в сосуде создавались диффузионные токи. Обычно достаточно нескольких дней, и без какой-либо добавки вещества мелкозернистый кварц растворяется и отлагается на затравке, еще бо­ лее увеличивая ее размерыи образуя крупный хорошо ограненный чистый кристалл. Весь процесс осуществляется в пределах одной локальной системы без какого-либо привноса вещества со стороны и сводится только к растворению в одном участке системы и отложению в другом.

На возможность такого явления - рост одних кристаллов за счет растворения других применительно к процессам метасоматоза и выпол­ нения некоторых полостей - указал Д.С.Коржинский (1950, 1955), для многих других геологических процессов - Д.П.Григорьев (1956).

Режим автоклава был успешно использован А.И.Захарченко (1955) для моделирования образования хрустальных погребов в кварцсодержа­ щих песчаниках. Констатировано интенсивное растворение водными рас­ творами кварца песчаников, обесцвечивавшихся и становившихся рыхлы­ ми, и рост его в виде сравнительно крупных чистых кристаллов в пус­ тотах. Не взирая на то, что процесс осуществлялся в .автоклаве, на­ гревавшемся равномерно, интенсивное растворение и образование новых кристаллов кварца размерами до 1,5 мм происходило всего в течение нескольких часов. Температура опытов 430-460 С , давление 340-400 атм. Наряду с кристаллами в трещинках выделялся и опаловидный аморфный кремнезем,что подтверждает существование в какой-то период коллоидного раствора.

Система камерного пегматита, окруженного сравнительно мелкозер­ нистым веществом (гранитом, графическим пегматитом) и имеющего внутри пустоту, заполненную водным раствором или газом, находящаяся длительное время под воздействием высокой температуры при наличии градиента температуры с уменьшением ее к центру, сопоставима с автоклавом. В ней также одновременно с ростом крупных кристаллов

вполости отмечается обязательное растворение ранее образовавшихся

восновном мелкозернистых окружающих пород с выносом преимущест­ венно кремнезема, а также фтора и других компонентов. Растворение

часто приводит к возникновению так называемой полой графики, когда в графических пегматитах, расположенных вблизи пустоты, на месте ихтиоглиптов кварца образуются пустоты. Этот процесс был убедитель­ но моделирован В.С.Балицким (1966, 1970).

Естественно, что в процессе такой миграции раствора,вещества мно­ гие образовавшиеся минералы претерпевают различные часто интенсив­ ные изменения. Эти явления позволяли многим исследователям конста­

58

Фиг. 13. Натечные низкотемпе­ ратурные формы выделений гид­ роокислов марганца в занорышах камерных пегматитов в массиве гранитов Кент в Цент­ ральном Казахстане ( натур, вел.)

60

Остановимся еще на одной особенности этого явления.

Выше, при описании процессов, происходящих в отливках, мы гово­ рили о том, что при образовании усадочных раковин, в случае если верхняя корка недостаточно прочна, она может быть прогнута внутрь атмосферным давлением (ч .І , м ). Можно добавить, что во многих слу­ чаях эта корка не только прогибается, но и прорывается. В результате в усадочную раковину поступает воздух.

Поступление воздуха происходит и в том случае, когда корка, отде­ ляющая раковину от окружающей отливку среды,- не прорывается, а про­ сто тонка. В этом случае воздух проходит сквозь микротрещины, поры твердого вещества корки и вместе с газами, выделяющимися из отливки, компенсирует разрежение в усадочной раковине. Представляется, что этот процесс можно также распространить на природные условия форми­ рования пегматитов.

Известно,что в пегматитовых телах, располагающихся в приконтактовых участках даже неконтаминированных интрузивов гранитов, часто по­ являются элементы и минералы, не характерные для гранитной магмы.

Причем состав новообразований сходен с теми породами, которые кон­ тактируют с интрузивом. Так, часто в тех случаях, когда с пегмати­ тоносными гранитами контактируют породы основного состава, в поздних

блюдалась на некоторых гранйтных массивах .Центрального Казахстана и Западного Тарбагатая. Б.А.Гаврусевич еще в 1930 г. полагал, что графит, присутствующий в камерных пегматитах Памира, попадает туда из графитсодержащих вмещающих мраморов. Исследования А .Я . Лунца (1966) позволяют предполагать, что источником редкоземельной мине­ рализации пегматитов гранитоидов также явились вмещающие породы. Есть и другие работы, подтверждающие эту закономерность. Установ­ лено также, что чем ближе пегматитовое тело к поверхности интрузива, тем количество "чуждых" элементов больше.

Так как количество "чуждых" веществ в пематитах невелико и они фиксируются на поздних стадиях формирования тел, то для их возникно­ вения достаточно газового переноса, который мог осуществляться в постмагматическую стадию формирования интрузива. Но и для такого переноса также необходим был определенный перепад давления, направ­ ленный в сторону пегматитового тела.

. Можно составить приблизительное представление о разнице давлений газов в формирующихся пегматитовых полостях и во вмещающей интру­ зив среде.

Если бы интрузив не оказывал теплового воздействия на вмещающие породы, то давление газово-жидкой фазы в порах вмещающих пород ко­ лебалось бы от гидростатического до литостатического в зависимости от замкнутости пор и степени механической уравновешенности. Соот­ ветственно могла быть определена и разница давлений в пегматитах и вмещающей среде. Но поскольку интрузив оказывает мощное тепловое воздействие на вмещающую среду, то давление газово-жидкой фазы в ореоле околоинтрузивного прогрева в зависимости от пористости и про­

62