Файл: Лисицын А.Е. Геологические основы поисков эндогенных месторождений бора.pdf

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ БОРА В МАГНЕЗИАЛЬНОСКАРНОВОМ И СВЯЗАННОМ С НИМ

ИЗВЕСТКОВОСКАРНОВОМ ПРОЦЕССАХ

Распределение' бора в магнезиальноска.рновых породах іг минералах менее изучено по сравнению с известковоскарновы- М'И. Отсутствуют данные по всем основным разновидностям

магнезиальных скарнов, а также анализы по небороносным скарнам, что не позволяет провести сравнений, Нет .раздельных данных по скарнам магматической стадии и продуктам их послемагматических изменений. Тем не менее имеющийся мате­ риал в какой-то степени дает основание наметить некоторые определенные тенденции поведения 'бора в процессе образова­ ния магнезиальных скарнов.

Данные, приведенные ,в табл. 23, показывают содержание бора в некоторых разновидностях магнезиальных скарнов (и1

Т а 6'л и ц.а 23 Содержание бора (в г/т) в бороносных магнезиальных скарнах

Среднее по 131 пробе составляет 45 г/т.

кальцифиров) магматической стадии, испытавших послемагматические гистерогенные преобразования (клиногумитизацию, фло-- гопитизацию). Они дают лишь общее представление, о. содержа­ ниях бора в магнезиальных скарнах. Несколько большую информацию о поведении бора в магнезиальноскаірновом про­ цессе можно получить из табл. 24, в которой собраны данныепо содержаниям бора в минералах магнезиальных скарнов.

Выше отмечалось, что метасоматическая колонка магнези­ альных скарнов магматической стадии характеризуется тремя основными зонами — форстер,итовой, форстерит-пироксеновой іг пироксеновой, каждая из которых обычно содержит шпинель.. При увеличении этих зон пироксен и шпинель замещают фор­ стерит. Средние содержания бора в шпинели, форстерите и пи­ роксене близки и составляют 25.—>27 г/т, что свидетельствует

т :

Таблица 24 Содержание бора (в г/т) в минералах бороносных магнезиальных скарнов

соком, уровне. В послемагматическую стадию, когда происхо­ дило гистерогенное преобразование магнезиальных скарнов, выразившееся в клиногумитизащш форстерита, флогопитнза- -ции шпинели и частично пироксена, амфиболизании пироксена, химический потенциал бора в растворах возрос, судя по высо­ кому его содержанию в минералах гумитовой группы. Однако флогопит и тремолит, образующиеся примерно в то же время, характеризуются невысокими содержаниями бора. Последнее,

.вероятно, во многом связано с особенностями изоморфизма юора, что несколько подробнее рассмотрено ниже. Весьма раз­ личными содержаниями бора отличаются брусит и серпентин, диапазон времени образования которых в послемагматический этап, по-видимому, довольно близок.

Очевидно, при рассмотрении распределения бора в минера­ лах магнезиальных скарнов необходимо так же, как и для известковоскарновых минералов, учитывать особенности изомор­ физма бора в них. Так, для форстерита показана невозмож­ ность изоморфизма между 'бором и кремнием или магнием (Барсуков, I960]), Весьма существенно различаются по содер­ жаниям ’бора пироксены в зависимости от степени их глиноземистости — большая глиноземистость этих минералов создает лучшие условия для изоморфного вхождения в них бора.

В таких слоистых силикатах, как флогопит, изоморфизму между бором и алюминием препятствует различное валентное состояние здесь этих элементов (Барсуков, 19601). Возможно,

318

аналогичное положение справедливо и для брусита, также вхо­ дящего в группу слоистых силикатов.

Учитывая указанные особенности изоморфизма, можно счи­ тать, что послемагматическая стадия магнезиальноскарнового процесса в целом характеризуется большей активностью бора по сравнению с магматической стадиен. Об этом более убеди­ тельно еще свидетельствуют высокие содержания бора в известковоскарновых минералах, замещающих магнезиальные скарны (табл.25).

Т а б л и ц а 25

Содержание бора (в г/т) в гранатах и везувианах бороносных апомагнезиальных известковых скарнов

Данная геохимическая особенность бора в скарновом про­ цессе является одной из основных причин образования борных минералов в послемагмэтическую стадию. В конце скарнового процесса и после формирования скарнов в соответствии с пони­ жением температуры в растворах возрастают химические по­ тенциалы 'бора и воды, что приводит к появлению вначале без­ водных боратов — суаиита, котоита, курчатовита, людвигита, флюоборита (существенно фтористого), затем более низкотем­ пературных водных карбонатоборатов, гидроксилсодержащих боратов — каннта, ссаігбелиита и еще позднее — кальциевых кристаллогидратов.

ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ БОРАТОВ МЕСТОРОЖДЕНИИ МАГНЕЗИАЛЬНОСКАРНОВОЙ ФОРМАЦИИ

Ниже кратко охарактеризованы основные физико-химиче­ ские условия образования боратов, возникших в результате магнезиальноскарнового и связанного с ним известковоскарнового процессов — давление, температура, активность бора, кис­ лотность— щелочность и некоторые другие. Отдельным из этих вопросов посвящен ряд работ, основанных на физико-химиче­ ском анализе минеральных парагенезисов (Маракушев, I960, 1963, 1965; Шабынин и Перцев, 1963; Граменицшй, 1966) или на данных •экспериментальных исследований (Барсуков и Курильчикова, 1957; Барсуков и Дерюгина, 1960; Григорьев, Нек­ расов, 1963, Григорьев, Бровкин и Некрасов, 1966; Григорьев,

119

1967; .Кравчук, Некрасов, Григорьев, 1966; Александров, 1966; «Изучение...», 1970).

Наиболее детальные исследования физико-химических усло­ вий формирования боратов на основе изучения минеральных парагенезисов с учетом экспериментальных данных проведены Н. Н. Перцевым (1971).

Д авл ен и е. Различная, но существенная роль углекислоты в процессе скарнообразования для разных фаций глубинности: отмечалась выше. Такое же важное значение активности угле­

потенциалов угольной и борной кислот, т. е. с увеличением глу­ бинности, ассоциация котоита с кальцитом становится неустой­ чивой и сменяется ассоциацией суанита с кальцитом, а при еще большом давлении (глубине) — ассоциацией суанита с доло­ митом.

Изменение железистое™ людвигита в некоторых его парагенезисах в зависимости от фации глубинности, как указывал А. А. Маракушев (1960), не подтверждается. Достаточно об­ ширный материал свидетельствует о наличии сильной диспер­ сии железистое™ людвигитов в пределах одного штуфа, руд­ ной залежи, месторождения в целом. Это обусловлено разными факторами — щелочностью гидротермальных растворов, .хими­ ческим потенциалом в них кремнезема, борной кислоты и др. Фиксируется лишь большая стабильность железистое™ людвигита в абиссальных условиях по сравнению с крайне резкой ее изменчиврстыо в гипабиссальной фации.

Температура. Экспериментальные исследования показыва­ ют, что нижний предел устойчивости суанита, при котором он начинает замещаться ссайбелиитом, не выше 450° С, а котоита находится на уровне 250—350° С (при этой температуре он за­ мещается ссайбелиитом и бруситом). Нижний предел устойчи­ вости ссайбелиита составляет .примерно 150°С.. Фунообориг

120