Контрольные вопросы

1. Какие классы магматических месторождений вы знаете?

2. Какие геохимические факторы приводят к ликвации магматического расплава?

3. Какие полезные ископаемые образуются ликвационным путем?

4. В чем состоит процесс образования раннемагматических месторождений?

5. Какие полезные ископаемые относятся к раннемагматическим образованиям?

4. В чем состоит процесс образования позднемагматических месторождений?

5. Какие полезные ископаемые относятся к позднемагматическим образованиям?

6. Каким путем образуются месторождения алмазов?

2.1.2. Пегматитовые месторождения

Пегматиты и находящиеся в них полезные ископаемые принадлежат к самостоятельной группе позднемагматических образований, формировавшихся на самых завершающих ступенях отвердевания интрузивных массивов и располагающихся близ их кровли. Они связаны с родоначальными интрузивами тождественностью состава, но отличаются от них меньшими размерами, жилообразной и гнездообразной формой, зональным внутренним строением, неравномерностью размеров зерен, крупными кристаллами части слагающих их минералов. Пегматиты свойственны глубинным изверженным породам любого состава, однако среди них преобладают гранитные пегматиты, реже встречаются щелочные, еще реже основные и ультраосновные пегматиты.

Гранитные пегматиты, по А.Е. Ферсману, можно разделить на пегматиты чистой линии и пегматиты линии скрещения. Пегматиты чистой линии залегают в гранитах или тождественных им породах и не испытывали усложнения состава в процессе формирования. Пегматиты линии скрещения образуются среди иных формаций, что отражается на их составе. Среди них различают гибридные пегматиты, ассимилировавшие вещество боковых пород, и десилицированные пегматиты, отдавшие часть своего кремнезема вмещающим породам, недосыщенным этим соединением. Обособляются метаморфические пегматиты, формирующиеся на разных стадиях метаморфического преобразования преимущественно докембрийских пород.

В минеральном составе пегматитов преобладают силикаты и окислы. Гранитные пегматиты чистой линии сложены калиевым полевым шпатом (ортоклаз, микроклин), кварцем, плагиоклазом (альбит, олигоклаз) и биотитом; кроме этих главных минералов, в пегматитах концентрируются в разном количестве сподумен, мусковит, турмалин, гранат, топаз, берилл, лепидолит, флюорит, апатит, минералы редких и радиоактивных элементов, а также редких земель. Гибридные пегматиты, образованные при ассимиляции глинистых сланцев, основных пород (то есть высокоглиноземистых) обогащаются такими минералами, как андалузит, кианит, силлиманит, содержат роговую обманку, пироксены, титанит, скаполит и другие минералы. Десилицированные пегматиты в ультраосновных и карбонатных породах представлены обычно плагиоклазитами (от альбититов до анортититов), содержат корунд.

Щелочные пегматиты состоят из микроклина или ортоклаза, нефелина или содалита, эгирина, гакманита, натролита, арфведсонита с примесью апатита, анальцима, а также минералов циркония, титана, ниобия и редких земель.

Пегматиты ультраосновных и основных магм (габбро-пегматиты, бронзититы и др.) сложены основным плагиоклазом (анортит-битовнит), средним плагиоклазом (лабрадор-андезин), ромбическим пироксеном (бронзит), в меньшей степени оливином, амфиболом, биотитом с примесью апатита, граната, сфена, циркона, титаномагнетита, магнетита и др.

Преобладающей формой пегматитовых тел являются различные жилы, реже линзы, гнезда и трубы. Размеры могут достигать в длину до сотен метров, по мощности – до десятков и первых сотен метров. Для пегматитов характерно развитие некоторых кристаллов до крупных размеров, иногда до гигантских (до первых метров по длине и десятков тонн по массе).

По составу и особенностям внутреннего строения пегматиты разделяются на простые и сложные. Простые гранитные пегматиты состоят в основном из калиевого полевого шпата и кварца. Сложные пегматиты имеют более разнообразный минеральный состав и зональное строение. Центральная зона образована кварцем, следующая представлена блоками микроклина, далее идет обрамление агрегатом кварц-полевошпатовой массы субграфической структуры, внешняя оболочка состоит из тонкозернистого агрегата мусковита, кварца и полевого шпата. На эти зоны часто налагаются скопления кварца, альбита, мусковита, сподумена и минералов редких земель.

Пегматитовые месторождения полезных ископаемых подразделяются по следующим генетическим классам пегматитов: 1) простые; 2) перекристаллизованные; 3) метасоматически замещенные; 4) десилицированные.

Простые пегматиты состоят из калинатровых полевых шпатов, кварца с небольшой примесью светлой слюды, турмалина и граната. Они обладают письменной (субграфической) или гранитовой структурой, не несут следов заметной перекристаллизации, зональной дифференциации и метасоматической переработки. Они разрабатываются для получения комплексного керамического сырья, состоящего из сростков кварца и полевого шпата, обычно в отношении 1:3, и используются для производства низших сортов фаянса и фарфора.

Перекристаллизованные пегматиты отличаются разнозернистой крупно- и гигантокристаллической структурой, состоят, помимо кварца и полевого шпата, из мусковита, составляющего наиболее ценный минерал пегматитов этого класса. Перекристаллизованные пегматиты бывают как зональные, так и азональные. В них хорошо проявлено кварцевое и мусковитовое замещение при слабой альбитизации или при полном ее отсутствии. Для них характерно также отсутствие миароловых пустот. Из перекристаллизованных пегматитов добывают мусковит, полевой шпат, комплексное кварц-полевошпатовое сырье и кварц. Мусковит во всем мире получают исключительно из данного типа пегматитов, размеры пластин колеблются от очень мелких до гигантских с площадью в несколько квадратных метров. Главные места добычи мусковита в России находятся в Мамском районе в Сибири, в Карелии и на Кольском полуострове.

Полевой шпат добывается из перекристаллизованных пегматитов обязательно крупнокристаллической структуры. Он используется в стекольной, керамической и абразивной промышленности. Наибольшую практическую ценность представляет микроклин, наименьшую – альбит. Промышленные жилы должны содержать крупные выделения полевых шпатов, свободные от прорастаний кварцем, слюдой, известково-натровыми полевыми шпатами или другими минералами. В России полевой шпат добывается из пегматитов Карелии, Урала и Сибири.

Кварц получают из пегматитов в ограниченных размерах для нужд металлургии (флюс), производства динаса, огнеупорных изделий и ферросилиция обычно попутно с получением полевого шпата.

Метасоматически замещенные пегматиты, в отличие от предыдущих, не только перекристаллизованы, но и в той или иной степени метасоматически переработаны. Для них характерно наиболее полное зональное строение, осложняемое скоплениями альбита, грейзенов и сопровождающих их минералов редких металлов, горного хрусталя и драгоценных камней. Этим пегматитам свойственны крупные открытые полости (миаролы) с друзами кристаллического сырья. Из них добываются: горный хрусталь, оптический флюорит, драгоценные камни; руды лития, бериллия, цезия, рубидия. Иногда пегматиты используются в качестве руды олова, вольфрама, тория, урана ниобия, тантала, редких земель.

Горный хрусталь и флюорит обычно приурочены к открытым друзовым полостям, так называемым «погребам», размеры которых колеблются в широких пределах, иногда достигая 200 м³. Из метасоматически измененных пегматитов в Австралии, Бразилии, Индии, Южной Африке и других странах добываются драгоценные камни - топаз, берилл (аквамарин), турмалин, гранат и аметист. Скопления лития в пегматитах связаны с лепидолитом, сподуменом, амблигонитом, циннвальдитом и другими литийсодержащими минералами. Скопления берилла разрабатываются как бериллиевая руда, цезий добывается из поллуцита, а примеси рубидия извлекаются из лепидолита и полуцита. Торий концентрируется в форме торианита, тантал и ниобий – в виде колумбита и танталита, редкие земли – в виде монацита, ортита, пирохлора, самарскита и др. Иногда происходит накопление олова в виде касситерита, вольфрама в форме вольфрамита, урана в виде уранинита.

Десилицированные пегматиты в карбонатных и ультраосновных породах сложены в основном плагиоклазами. В пегматитах, плагиоклазы которых содержат не менее 15 % анортитовой молекулы, может кристаллизоваться свободный глинозем с образованием корунда и его благородных разновидностей – сапфира и рубина. Возникают корундовые плагиоклазиты с содержанием корунда от 1 до 90 %. Плагиоклазиты, содержащие более 40 % корунда, разрабатываются в качестве абразивного сырья. К этому типу относятся десилицированные пегматиты Карабаша и Борзовки на Урале, Пенсильвании и Северной Каролины в США, района Сомерсет в Южной Африке, Египта, Индии, Австралии и др.

Подавляющая масса пегматитов формировалась на значительных глубинах, в пределах абиссальной зоны, в обстановке существенного давления. Редкоземельные (ортитовые, монацитовые) пегматиты образовались на наибольшей глубине (свыше 8–9 км), слюдоносные пегматиты обычны для глубин 5–8 км, редкометалльные – для 3,5–5 км, хрусталеносные – около 3 км. На меньших глубинах пегматитовые поля не образуются. По экспериментальным данным при образовании пегматитов развивалось давление от 1,2 до 1,9 килобар. Температура образования соответствовала 700-600 ⁰С. Существуют разные взгляды на происхождение пегматитов. Согласно одной из новейших гипотез, их генезис связан с проявлениями жидкостной несмесимости (то есть ликвации) на завершающих стадиях кристаллизации интрузивов. Тогда образуются флюидные расплавы, насыщенные летучими соединениями, главным образом, фтором, кристаллизация которых и приводит к образованию пегматитов.

Изучив этот раздел, студент-заочник должен знать:

- что такое пегматит и как он связан с родоначальной интрузией;

- особенности минерального состава и структуры гранитных пегматитов;

- классификацию гранитных пегматитов;

- какими особенностями отличаются щелочные пегматиты, а также пегматиты ультраосновных и основных пород;

- классификацию пегматитовых месторождений;

- какие полезные ископаемые связаны с пегматитовыми месторождениями;

- о происхождении пегматитов.