Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
К возникающим в процессе метаморфизма собственно метаморфическим месторождениям относятся месторождения мрамора, кварцита, кровельных сланцев, высокоглиноземистого сырья (кианит, андалузит, силлиманит), флогопита, амфибол-асбеста, «нефрита, лазурита, графита, корунда и наждака, граната, титана, горного хрусталя. Практическое значение некоторых !перечисленных месторождений весьма существенно.
Понятие о метаморфизме горных пород и заключенных в них месторождениях ввел в 1825 г. английский геолог Ч. Ляйель. По проблеме метаморфизма горных пород с освещением вопросов, имеющих отношение к трактовке генезиса метаморфогенных месторождений, известна большая литература — работы Я. Белевцева, Н. Елисеева, А. Завариц-
кого, Д. Коржинского, А. Маракушева, А. Полканова, Н.Семененко,
B. Соболева, Н. Судовикова, Р. Бойла, У. Грубенмана, X. Иодера,
C. Роя, У. Файфа, Дж. Ферхугена, Д. Тернера, А. Харкера, П. Эскола
И д;р.
ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
Формирование метаморфогенных .месторождений происходит при высокой теміпературе, ,которой иногда сопутствует высокое давление, при участии таких минерализаторов, как вода, углекислота, сероводород и другие летучие соединения.,
Температура. Теоретически и экспериментально установлено, что «нижняя температурная граница регионального метаморфизма (по (пределу устойчивости каолина) 'колеблется в «пределах 450—500°С, переход от низкой к средней температуре '(по !исчезновению хлорита) осуществляется при бОО^С, от средней IK высокой температуре (по -кривой устойчивости мусковита) при 700—750°С, а верхняя граница, установленная «по парагенезису пироксена и гиперстена, определяется <в 900— 9500C
Расчеты Дж. Ферхугена выявили, что такие высокие значения температуры недостижимы при простом погружении толщ горных пород и заключенных среди них месторождений полезных ископаемых на глубину, соответствующую геологическим данным. Например, для пород амфиболовой фации при плотности теплового потока Земли, равной 4—8ХЮ~2 Вт/м2, создающей геотермический градиент около 20 К/км, необходимо погружение пород на глубину 30—40 .км. Однако, например, на Центральном плато Франции известны породы этой фации, возникшие на глубине всего лишь 7 км. Следовательно, важным источником тепловой энергии при метаморфизме являлся периодически усиливавшийся тепловой поток из недр Земли, без участия «которого региональный метаморфизм высоких фаций не мог развиваться. Источником такого подъема теплового потока мог быть радиогенный распад, генерация тепла при тектонических деформациях, глубинные экзотермические химические реакции и, возможно, восхождение подкоровой магмы.
Давление. Величина давления при региональном метаморфизме определяется по смене минералов и минеральных парагенезисоз одинакового химического состава, но разного удельного объема. Для этой цели могут сопоставляться, например, такие пары, как гиперстеновые сланцы и эклогиты, нефелиновые и жадеитовые породы и др. По этим данным давление может достигать 1500—1700 МПа. В. Соболев, анализируя подобные соотношения на кривых равновесия в координатах «давление — температура», пришел к заключению, что формирование кристаллических сланцев происходит в пределах от 700 до 200 МПа. Такой уровень давления также не может быть достигнут вследствие погружения горных пород и находящихся среди них залежей полезных ископаемых в земную кору. Поэтому считается, что статическое давление нагрузки горных пород в период метаморфизма существенно увеличивается за счет динамических напряжений тектонических процессов и давления, развив-аемого газовой фазой при явлениях дегидратации и диссоциации минеральных масс, неустойчивых при высокотемпературном режиме.
Роль воды. В метаморфическом процессе принимают участие четыре главных типа воды: 1) вода норового пространства неметамор-физованных пород; 2) вода, связанная в минералах-гидратах; 3) вода, поступающая в зоны низких ступеней вследствие дегидратации из зон высоких ступеней метаморфизма, 4) ювенильная вода магматического происхождения. В процессе метаморфизма вода выполняет ряд важных
функций: 1) пары воды развивают высокое давление, обусловливая соответствующее .,течение метаморфизма^ (некоторые исследователи, например X. Иодер, полагают, что количество воды, участвующей в метаморфизме, полностью определяет уровень давления и тем самым соответствующую фацию метаморфизма); 2) вода понижает температуру метаморфических преобразований; 3) она многократно ускоряет ход этих преобразований; 4) увеличивает кристаллизационную способность минералов в метаморфическом процессе; 5) вода выступает в роли активного растворителя химических соединений, участвующих в метаморфических реакциях, обеспечивая избирательный вынос и переотложение части из них, играя при этом, в частности, важную роль в формировании метаморфогенных месторождений (например, вынос кремнезема химически агрессивными водами метаморфического происхождения в ходе метаморфического преобразования железистых кварцитов привел к накоплению в остаточных продуктах богатых магнетит-гема-титоных руд).
