Б) Минералообразование в области контактов

Охлаждение и затвердевание внедрившейся в твердую оболочку магмы представляет процесс очень медленный, зависящий от величины магматической массы и глубины ее залегания. Во время остывания летучие вещества магмы при температурах от 300 до 800°С вступают в реакцию с окружающими породами, вызывая в них явления контактового метаморфизма с образованием ряда весьма характерных минералов.

Осадочные горные породы

Рис. 77. Схематический разрез области контактов.

При этом известняки и доломиты превращаются в скарны - контактово-метаморфические образования, происшедшие в результате воздействия на них газов и паров вещества самой магмы, особенно ее кремнезема и глинозема.

Первоначально это влияние магмы на окружающие ее породы исключительно тепловое; но затем, как только поверхностные части магмы начнут затвердевать, из ее глубин по трещинам выделяются газы и пары, славным образом соединения различных металлов.

Образующиеся выделения металлических руд располагаются обычно среди измененных пород, окружающих магматическое тело, частью непосредственно у самого контакта, частью па более или менее значительном расстоянии от него (рис. 77).

При участии таких процессов образовались месторождения железных руд, преимущественно магнитного железняка, например гора Магнитная на Южном Урале.

В) Гидротермальное минералообразование

По мере постепенного застывания магмы газообразные составные части ее и пары воды сгущаются и превращаются в горячие водные растворы, которые образуются сначала на некотором расстоянии от горячего магматического тела, постепенно подвигаясь все ближе к нему. Из этих растворов, циркулирующих по трещинам и порам горных пород, образуется ряд минералов, гидротермального происхождения, к которым принадлежат и минералы рудных жил.

Водные растворы, циркулирующие по трещинам при высоком давлении и температуре, нередко сильно изменяют боковые породы

При выделении минералов из горячих водных растворов наблюдаются два типа минералообразования, существенно отличающихся друг от друга.

1. В большинстве случаев отложение минералов происходит в трещинах, порах, вообще в готовых уже пустотах: это — тип заполнения пустот; при этом образующиеся месторождения имеют более или менее ясно выраженную линейную форму рудных жил. Если при этом и наблюдается изменение боковых пород и образование в них новых минералов, то эти процессы имеют второстепенное значение.

2. Реже наблюдается, что растворы, циркулирующие по горным породам, в особенности по мало устойчивым химически известнякам и доломитам, растворяют частицы последних и замещают их частицами руды и сопровождающих ее минералов. Развиваются процессы м е т а с о м а т о з а, и получаются м е т а с о м а т и ч с с к и е м е с т о р о ж д е н и я.

В зависимости от глубины залегания и близости к магматическому очагу различают г л у б и н н ы е ж и л ы (г и п о т е р м а л ь н ы е), ж и л ы средней г л у б и н ы (м е з о т е р м а л ь н ы е) и п о в е р х н о с т н ы е ж и л ы (э п и т е р м а л ь н ы е).

В жилах разных типов минералообразование идет различными путями, в зависимости от господствующей температуры и давления.

Г л у б и н н ы е ж и л ы образовались на глубине 3—4 км, а часто и на большей глубине, при температурах от 300 до 375° и давлении в несколько сот атмосфер.

В жилах средней глубины процессы минералообразования идут при температурах от 200 до 300⁰ и при давлении от 140 100 ат. Из рудных минералов в них преобладают главным образом сернистые соединения - пирит, медный колчедан, свинцовый блеск, цинковая обманка и блеклые руды. Из самородных элементов обычны золото и серебро. Жильным минералом, в котором включены руды, является главным образом кварц, но также обычны и карбонаты - кальцит, доломит и, реже, плавиковый шпат и барит.

Процессы метасоматоза в особенности типичны для жил средней глубины, причем, при сильном развитии их, месторождения приобретают форму неправильных выделений в земной коре, заполненных обломками боковых пород, которые соединены цементом из рудных минералов.

Нередко наблюдаются также неправильные жилы и рудные тела других форм, состоящие из жильных минералов с рудою или даже только из руды, которые образовались по типу заполнения пустот. При этом процессы метасоматоза не играли существенной роли.

Практическое значение рудных жил средней глубины очень велико: они дают большую часть мировой добычи золота, серебра, меди, цинка и свинца.

В поверхностных жилах процессы минералообразования идут при умеренном давлении и температурах до 200° на небольших глубинах. В некоторых случаях водные растворы выходят на поверхность земли в виде горячих ключей, что дает возможность непосредственного наблюдения процесса образования минералов.

Кварцевая жила с гнездами

сульфидов (черное)

Наиболее убедительные факты минерале- и, в частности, рудообразования наблюдаются на выходах горячих источников Северной Америки (в Калифорнии, Неваде, Колорадо). Источник Стимбот-Спрингс в Неваде (температура воды 84°Ц) отлагает кремнистые туфы, содержащие киноварь, сурьмяный блеск и •сернистые соединения мышьяка, меди и свинца. На глубине около источника открыта кварцевая жила с киноварью.

В числе рудных минералов поверхностных жил на первом месте стоят золото и серебро.

Среди минералов, выделяющихся в рудных жилах, нужно различать, с одной стороны, немногие минералы, выпадающие большими массами и составляющие тело жилы (75—90% ее весового состава. Сюда относятся: кварц, флюорит, кальцит. С другой стороны, выделяемся ряд жильных минералов, включенных в тело жилы. В гидротермальных жилах они представлены главным образом сернистыми соединениями цветных металлов, том и другими рудами.

В рудных жилах разных типов минералообразование различными сложными путями в зависимости от температуры давления, химического состава растворов, степени концентрации в них различных веществ и состава окружающих пород.

Влияние температуры давления при прочих равных условиях выражается в зональном расположении элементов и минералов в зависимости от удаления растворов от магматического массива.

Эта зависимость может быть выражена такой схемой:

В этой схеме важнейшие металлы расположены в том порядке выпадания из растворов их соединений и в тех парагенетических группировках, которые наблюдаются в гидротермальных рудных жилах разных типов по мере удаления растворов от магматиче­ского очага.