Геология полезных ископаемых - Смирнов В.И.
Скачать (прямая ссылка):
Как показали исследования У. Мак Лина, X. Шимазаки, В. Рейе-мени и А. Налдритта, концентрация металлов в сульфидной фракции разликвированного расплава происходит неравномерно. Отношение порции металла сульфидной фракции к его количеству в силикатной фракции при температуре 11500C и давлении в 0,1 МПа составляет для железа 1,2, кобальта 7, меди 50 и никеля 150, что в общем случае приводит к наибольшей сепарации сульфидного никеля, менее—меди и еще менее—кобальта.
Главными геохимическими факторами, влияющими на ликвацию сульфидного расплава в магме, являются: 1) концентрация серы, 2) общий состав силикатной магмы, особенно содержание в ней железа, магния и кремния, 3) содержание халькофильных элементов в жидкой силикатной фазе. Значение этих факторов можно продемонстрировать на роли железа. Установлено, что присутствие железа в силикатном расплаве повышает растворимость сульфидов в десятки раз. Поэтому, когда железо в Слабой степени осваивается кристаллизующимися силикатами, абсолютное его количество при остывании расплава растет, отделяется небольшая часть сульфидного расплава, и значительных месторождений не образуется (Скаергаард). Наоборот, когда железо связывается кристаллизующимся оливином и абсолютное его содержание в жидкой части системы падает, происходит интенсивное отделение сульфидного расплава и формируются месторождения (Норильск). Снижение концентрации железа в расплаве в два раза снижает растворимость сульфида железа в четыре раза и приводит к ликвации расплава (Ф. Ананьев).
Сера, как известно, обладает разным сродством по отношению к различным металлам. В магмах с небольшим ее содержанием образуется расплав лишь сульфида меди, с которой она наиболее родственна. Железо при этом сохраняется в расплаве, повышает его растворимость и тормозит формирование крупных месторождений, образуется лишь вкрапленность халькопирита, обычная для многих габброидных пород. В магмах с повышенной концентрацией серы образуется железный расплав, в состав которого входят в виде растворенных компонентов сульфиды меди, никеля и других металлов. В этих условиях могут формироваться значительные залежи комплексных медно-никелевых руд. По данным X. Шаманского и Л. Клара, исследовавших систему FeS—FeO-SiO—Na2O, воздействие на магму кислорода и Na2O также способствует отделению рудного расплава и его сепарации.
Толчком для ликвации силикатного и сульфидного расплава может быть ассимиляция магмой боковых пород, нарушающая химическое равновесие. При ликвации сульфидная часть расплава обособляется в капли, которые вследствие их более высокой плотности начинают погружаться в вязком силикатном расплаве по направлению к донной части магматического резервуара. В зависимости от длитель-
ности остывания силикатной части расплава, в известной мере связанной с глубиной интрузии, локализация сульфидных рудных тел может происходить шестью способами.
1. При относительно быстром застывании на небольшой глубине сепарированные капельки сульфидов могут не дойти до дна интрузива и, будучи схвачены при быстрой раскристаллизации, образуют висячие залежи вкрапленных руд. Механизм гравитационной кристаллизации проявится при этом не только в расположении таких зон вкрапленных руд в теле интрузива, но и в строении отдельных вкрапленников, образованных при отвердении капель. Их нижняя часть сложена более тяжелым пирротином (плотность 4,6—4,7 г/см3), а верхняя — более легким халькопиритом (плотность 4,1—4,3 г/см3).
2. При более медленном остывании сульфидный расплав может сконцентрироваться в нижней части интрузива, образовав донные за-лежи вкрапленных и сплошных руд.
3. При обычной раскристаллизации интрузивного массива до отвердения сульфидного расплава часть последнего может быть тектонически отжата из донной и центральной частей массива по трещинам и слоистости подстилающих пород с образованием сульфидных жил и пластовых залежей.
4. В теле массива могут обособляться остаточные скопления сульфидов, медленное остывание которых в относительно спокойной обстановке локального воздействия постепенно накапливающихся минерализаторов приводит к образованию специфических крупнокристаллических пегматоидных сульфидно-силикатных штоков.
5. При ликвации рудоносной магмы на более существенной глубине силикатный и сульфидный расплавы могут быть более или менее одновременно выжаты в верхние части земной коры и образовать здесь расслоенные залежи. К такому заключению пришли В. Котульский и др., обратившие внимание на то, что малые объемы интрузивных тел некоторых магматических сульфидных месторождений не соответствуют относительно крупным размерам рудных залежей.
6. При ликвации рудоносной магмы на столь же существенных глубинах, но при еще более медленном течении процесса, вначале может быть инъецирован силикатный расплав, а после его раскристаллизации из глубины может поступить рудообразующий сульфидно-силикатный расплав с образованием эпигенетичных рудных тел.
Физико-химические условия формирования ранне-и позднемагма-тических месторождений менее изучены. Можно напомнить лишь о статьях с описанием результатов изучения системы TiO2-Fe2O3-^FeO
