Пегматиты линии скрещивания образуются за пределами материнской интрузии, в породах, отличных от гранитов. В них происходит вещественный обмен с боковыми породами.

Если состав пегматита не резко отличается от боковых пород (туфопесчаники, глинистые сланцы, алевролиты, амфиболиты), то происходит в основном ассимиляция им недостающих элементов, в первую очередь глинозема (Al2O3). При этом в пегматитах образуются кристаллы высокоглиноземистых минералов – андалузита, силлиманита, дистена, кордиерита, граната.

Если состав заметно отличается (базальты и продукты их метаморфизма), пегматит усваивает из вмещающих дефицитные для него компоненты (кальций, магний, железо, СО2 и др.), в него привносится натрий с образованием плагиоклазов от альбита до анортита, а в боковые породы пегматит отдает избыточный калий. Так возникают гибридные пегматиты, содержащие необычные для пегматитов минералы – пироксены, амфиболы, скаполит, сфен.

В случае, если состав пегматита резко отличается от боковых пород (карбонатные породы, ультрабазиты), то пегматиты отдают кремнезем и становятся десилицированными. Пегматит почти нацело теряет сначала калий, затем значительная часть SiO2, в нем высвобождается свободный глинозем, образующий корунд, вплоть до почти мономинеральных корундовых пород. Вместо пегматита иногда образуется плагиоклазит, состоящий нацело из олигоклаза. Характерны также основные плагиоклазы. В случае глубокого десилицирования возникает хлоритоид. На контакте с пегматитом боковая ультраосновная порода превращается в темную, золотисто-коричневую, зеленоватую слюдистую массу, состоящую из биотита, флогопита. Слюды часто замещаются вермикулитом и хлоритом. На образование этой оторочки мощностью до нескольких десятков сантиметров уходит почти весь калий из пегматита, здесь концентрируются летучие, образуются кристаллы берилла, изумруда, а также флюорит, турмалин, фтор-апатит. Далее в ультраосновной породе следует зеленая оторочка из кристаллов амфиболов (антофиллит, актинолит, гедрит), иногда из энстатита мощностью до 0,5-0,7 м, далее следует тальковая зона мощностью до нескольких метров, затем серпентинизированные ультрабазиты. Пример – крупнейшее в мире Малышевское месторождение изумруда на Урале (рудная зона протяженностью 25 км).

Лекция 7. Карбонатитовые месторождения

Карбонатитовые месторождения представляют собой редкий, но промышленно важный тип оруденения в особых магматических породах – карбонатитах. Последние являются карбонатными выплавами в зонах тектоно-магматической активизации на периферии древних платформ и щитов. Пример современного карбонатного вулкана – Нгоро-Нгоро в Танзании, в зоне Великого Африканского рифта на его пересечении крупным попречным разломом. В Африке обнаружено более 70 таких массивов, Канаде – 15, Бразилии – 6, США – 5, Швеции - 5. В России карбонатиты выявлены на Кольском п-ове, в западной, северной, юго-восточной и восточной частях Сибирской платформы.

Карбонатиты состоят в основном из кальцита, сидерита, анкерита, доломита. В них локализованы богатые руды ниобия и тантала, редких земель, стронция, магнетита, меди, местами урана и тория.

Рудные минералы выделяются в несколько стадий, причем каждая из них существенно отличается по составу от предыдущих. Обычно руда концентрируется в верхней или нижней частях массива. Температура образования наиболее ранних минералов 550-350 градусов. В некоторых карбонатитах распространен барит (BaSO4), целестин (SrSO4), флюорит (CaF2). Температуры этих минералов обычно не превышают 200 градусов. Таким образом, процесс оруденения в карбонатитах является длительным и сложным, с участием постмагматических гидротермальных растворов.

По современным представлениям, некоторые мантийные расплавы обогащены кальцием и углеродом. Очаг мантийного расплава находится под давлением 1500-2500 МПА. По мере продвижения к поверхности он взаимодействует с расплавами более высоких уровней земной коры, обогащается кислородом, окисляется, углеродсодержащие флюиды переходят в углекислую форму, реагирующую с кальцием, магнием, железом. Расплав расслаивается на карбонатный и силикатный, и пути этих разделенных расплавов далее расходятся. Карбонатный расплав застывает на глубине либо вырывается в виде вулканического извержения.

Карбонатиты часто окаймляются ультраосновными и щелочно-ультраосновными породами, вероятно, представляющими собой более ранние силикатные выплавки из того же магматического очага, что и карбонатиты. Каналы продвижения карбонатитов имеют форму воронкообразных, конусовидных и цилиндрических разрывов. В поздних карбонатитовых выплавках с температурой 650-700 градусов накапливаются металлоносные газо-жидкие компоненты. Карбонаты кристаллизуются при остывании расплава до 600- 550 градусов, сначала в верхней части магматического тела. Глубокие части карбонатной магмы непрерывно обогащаются летучими соединениями – водяным паром, углекислотой, фтором, хлором, фосфором, бором. По мере остывания они превращают расплав в раствор, насыщенный металлами. Эти весьма агрессивные растворы поднимаются по трещинам и взаимодействуют с боковыми и ранее застывшими магматическими карбонатами и при этом выделяют рудные минералы.

Главные рудные минералы карбонатитов – пирохлор (Na, Ca, TR, U)2(Nb, Ta, Ti)2(OH,F), бастнезит (Ca, La, Pr) F [CO3], паризит Ca(Ce,La),[CO3]F, монацит (Ce,La,Th)PO4. Известны богатые руды магнетитового, апатитового, борнит-халькопиритового состава.

Форма рудных тел – трубообразная, реже жилообразная и прожилково-жильно-вкрапленная штокверковая. Размер рудных труб в поперечнике достигает многих сотен метров, в глубину они прослежены на несколько километров.

В ряде месторождений отмечены следующие стадии минералообразования: 1) безрудная из крупнозернистого кальцита со слюдой и апатитом, 2) пегматоидные гигантозернистые карбонаты с магнетитом, апатитом, ранним пирохлором, 3) мелкозернистый кальцит с роговой обманкой, магнетитом, главной массой пирохлора, 4) анкерит, сидерит с флюоритом, апатитом, сульфидами цветных металлов, карбонатами редких земель. Зональность месторождений часто проявлена в смене от периферии к центру тантал-ниобиевого оруденения чисто ниобиевым и редкоземельным.

Масштаб месторождений в карбонатитах – крупный и гигантский, пригодный для разработки открытым способом. В карбонатитовых месторождениях Аруша и Тапира в Бразилии разведано до половины мировых запасов ниобия, его содержание здесь составляет 4-5 % - чрезвычайно высокое для редкого металла. На месторождении Палабора (ЮАР) добывают медные руды, на Ковдоре (Кольский п-ов) – апатит-магнетитовые. В Восточной Африке и Восточной Сибири (Татарское, Горноозерское, Белозиминское м-ия) разведаны крупные запасы редких земель.

Лекция 8. Контактово-метасоматические месторождения

Контактово-метасоматические месторождения возникают в скарнах – особых породах, возникающих на контакте алюмосиликатных (обычно интрузий умеренно кислых гранитоидов – гранодиоритов, граносиенитов, монцонитов, кварцевых диоритов, реже чистых гранитов) и карбонатных пород.