Внешний облик. Форстеритовые и пироксеновые скарны окрашены в зеленый или темно зеленовато-серый цвета; кальцифиры – от породы белого цвета. Структура магнезиальных скарнов варьируется от тонко- до крупнозернистой. Тонкокристаллические породы имеют роговиковый облик. Текстура скарнов массивная, пятнистая, а кальцифиров и форстеритовых скарнов – полосчатая, обусловленная цепочечным расположением темноцветных минералов и шпинели в карбонатной массе.

Микроструктуры гранобластовая и гетеробластовая. Во всех разновидностях скарнов проявляется метасоматический характер минералообразования, выраженный в развитии псевдоморфоз по первичным минералам или их агрегатам.

Стадийность и зональность метасоматитов. Магнезиальные сканы характеризуются устойчивой и четко выраженной зональностью. По данным В.А. Жарикова [1986] и Л.И. Шабынина [1973], для магнезиальных скарнов больших глубин типична следующая метасоматическая колонка:

0. Доломит

1. Кальцифир: Фо + Шп +Ка +До

2. Шпинель-форстеритовый скарн: Фо + Шп + Ка

3. Шпинель-пироксеновый скарн: Пи + Шп + Ка

4. Пироксен-плагиоклазовая порода: Пи + Пл

0. Алюмосиликатная порода (гранит, гнейс)

Для умеренных глубин характерны колонки несколько иного типа:

I

0. Доломит

1. Кальцифир: Фо + Шп + Ка + Пер

2. Форстеритовый скарн: Фо + Шп +Ка

3. Пироксеновый скарн: Пи + Шп + Ка

0. Гранит

II

0. Доломитовый мрамор

1. Кальцит-периклазовый мрамор: Ка + Пер

2. Шпинель-форстеритовый кальцифир: Шп + Фо + Ка + Пер

3. Шпинель-форстеритовый скарн или кальцифир: Шп + Фо + Ка

4. Шпинель-форстерит-пироксеновый скарн: Шп + Фо + Пи

5. Шпинель-пироксеновый скарн: Шп + Пи

6. Пироксен-плагиоклазовая околоскарновая порода: Пи + Пл

0. Гранитоид, гнейс

В малоглубинных условиях шпинель-форстеритовая и кальцит-периклазовая зоны отсутствуют. Вместо форстерита в ассоциациях со шпинелью появляется монтичеллит, а вместо кальцита – периклаз. При повышении температуры шпинель и монтичеллит замещаются геленитом.

Зональность магнезиальных скарнов магматической стадии часто затушевана более поздними процессами, связанными с просачиванием послемагматических растворов. В преобразованных этими растворами магнезиальных скарнах появляются минералы из группы гумита, флогопит, паргасит, сине-зеленая роговая обманка и скаполит. При этом в шпинель-форстеритовых скарнах развивается флогопит-клиногумитовая ассоциация; шпинель-фассаитовые скарны замещаются флогопитовыми и паргасит-флогопитовыми породами, а околоскарновые пироксен-плагиоклазовые породы преобразуются в амфибол-скаполитовые метасоматиты с флогопитом.

В дальнейшем в измененных скарнах возникает комплекс низкотемпературных минералов (тремолит, актинолит, амезит, серпентин, тальк и брусит), представляющих специфическую пропилитовую ассоциацию, которая интенсивно замещает минералы постмагматической стадии и реликтовые минералы магнезиальных скарнов.

Еще более поздние наложенные минеральные парагенезисы в скарнах связаны с воздействием кислотных растворов, приводящих к образованию слюдитов и березитов.

Формирование скарновых месторождений связано с процессами кальциевого и магниевого метасоматоза, протекающего на контактах кислых и умеренно-кислых гранитоидов (граниты, гранодиориты, сиениты) с вмещающими их карбонатными, реже силикатными породами. Оптимальных диапазон глубин составляет 500-2000 м. Температуры их образования, по мнению большинства исследователей, изменяются в широких пределах – от 900 до 250 °С. Процесс развивается в несколько стадий, в течение которых агрегатное состояние растворов меняется – и из пневматолитовых они становятся типичными гидротермальными.

Месторождения магнезиальных скарнов формируются при замещении доломитов и доломитизированных известняков. Типоморфными минералами магнезиальных скарнов являются диопсид, форстерит, шпинель, флогопит, серпентин, магнетит, людвигит, доломит, кальцит. Рудные тела представлены линзами, пластообразными и сложными залежами. Характерно их зональное строение. Наибольшее промышленное значение имеют людвигит-магнетитовые, флогопитовые и хритзотил-асбестовые месторождения.

4.1.2 Известковые скарны

Известковые скарны – это метасоматиты, сложенные в основном пироксенами диопсид-геденбергитового ряда, гранатами гроссуляр-андрадитового ряда и волластонитом.

Исходные породы. Известковые экзоскарны образуются по известнякам, мерелям, известковитым туфам и туффитам, магензиальным скарнам. Экзоскарны возникают по интрузивным породам различного состава, а также по эффузивам, кристаллическим сланцам и гнейсам, примыкающим к зонам высокотемпературного прогрева в контактовых ореолах интрузивов. Для образования мощных скарновых тел особенно благоприятны участки чередования карбонатных и алюмосиликатных пород.

Условия залегания метасоматитов. Известковые скарны приурочены к контактам разнообразных по составу интрузивов, но главная их масса тяготеет к грантиоидам повышенной основности. Форма скарновых залежей разнообразна, преобладают пластовые, линзовидные, плащеобразные тела мощностью от десятков сантиметров до первых десятков метров. Кроме того, скарны встречаются среди интрузивных и карбонатных пород без видимой связи с интрузивными контактами. В этом случае они образуют трубо-, жило- или столбообразные тела, а также залежи, мощность которых достигает 15-30м. По падению жилы и столбы прослежены на глубину до 100-300м.

Минеральный состав. Главные минералы представлены гранатами, клинопироксенами, волластонитом, реже скаполитом, эпидотом и везувианом. Последний особенно характерен для метасоматитов, которые развиваются по ранее образованным магнезиальным скарнам.

К второстепенным и акцессорным минералам относятся магнетит, апатит и сфен. В приповерхностных условиях среди главных или второстепенных минералов появляются ларнит, мервинит, сперрит, тиллеит, геленит.

Для околоскарновых пород типичны полевые шпаты, скаполит и эпидот.

Пироксены известковых скарнов представлены изоморфным рядом диопсид-геденбергит с небольшой примесью чермакита и эгирина. Чистый диопсид встречается редко, как правило, в безрудных скарнах. Наиболее распространены салиты с переменным содержанием геденбергитовой молекулы. На заключительных стадиях скарнообразования появляется иогансенит CaMnSi2O6.

Волластонит слагает спутанноволокнистые или радиальнолучистые агрегаты, реже образует отдельные мелкотаблитчатые кристаллы. Эпидот типичен для эндоскарновых зон, где иногда формируются зоны мономинеральных эпидозитов.

Следует отметить, что однотипные минералы эндо- и экзоскарнов заметно отличаются по химическому составу. Гранаты эндоскарнов всегда содержат больше гроссулярового минала по сравнению с гранатами экзоскарнов. Железистость пироксенов из экзоскарнов, как правило, выше, чем у пироксенов из эндоскарнов. Кроме того, в эндоскарнах всегда присутствуют апатит и титанит.

Химический состав. Формирование известковых эндоскарнов сопровождается накоплением Ca и уменьшением содержания Si по сравнению с исходными алюмосиликатными породами. В экзоскарнах, наоборот, присутствует большее количество Si и меньшее Ca, чем в карбонатных породах. Содержание Fe (иногда и Mg) возрастает во всех разновидностях скарнов, а глинозем испытывает незначительное перераспределение.