Гранитные пегматиты, условия их образования, наиболее характерные минеральные парагенезисы.

Содержание понятий ассоциации и парагенезис минералов, этапы, стадии минералообразования, генерации минералов.

Парагенезис «пара»- «рядом»

Парагенезис минералов- закономерное устойчивое сообщество минералов, образованных в ходе единого геологического процесса. Минералы парагенезиса возникают в закономерной последовательности и находятся между собой в состоянии устойчивого равновесия. (одно время)

Ассоциация минералов- совокупность совместно находящихся минералов, часто представленными разными парагенезисами. (одно место)

Стадия минералообразования- отрезок времени при устойчивой геологической, физико-химической обстановке, в процессе которой последовательно отлагаются минералы парагенезиса.

Этап минералообразования- ряд последовательных стадий, отделенных друг от друга временным перерывом или геологическими явлениями, имеющих свои условия образования. Совокупность стадий обычно относятся к одному геологическому процессу минералообразования. (В течение этапа могут возникать только ассоциации минералов). Этапы: одностадийные и многостадийные

Генерация минералов- разновозрастное выделение одного и того же минерала в пределах этапа минералообразования.

Длительность процессов минералооразования: Геологическое время – сотни, тысячи лет чаще всего длятся сотни тысяч и сотни миллионов лет.

Основные факторы минералообразоования:

· Физические - подозревает конкретный диапазон температур и давления определенного процесса- термодинамические условия ( P - T условия)

· Химические - химический состав среды, показатель Eh среды(окислительно-восстановительный потенциал) описывает обстановку(бывают окислительной и восстановительной), Ph среды(водородный показатель-кислотной щелочности)0-7-кислая, 7-нейтральная, 7-14-щелочная среда.

· Агрегатное состояние среды (жидкая, газообразная, твердая или гетерогенная среда). Жидкая- магматический расплав (огненно-жидкий высокотемпературный силикатный расплав), горячие минерализованные растворы на основе воды (гидротерм). Газообразная- такая среда, при которой образование минералов исходит из газовой фазы ( F , Cl , H ₂ S , CO ₂ , P , B , OH ).Если в составе минералов записывается ( OH )-вода в жидком состоянии, ( F , Cl , OH )- газообразное состояние воды. Твердая-образование минералов происходит в твердой фазе без заметного растворения или расплавления вещества. Гетерогенная- флюидное состояние среды (Флюид- высокотемпературное жидкостно-газообразное состояние среды), растворы в расплаве (растворителем является расплав, растворимой фазой могут являться жидкие, газообразные вещества).

Самая высокотемпературная среда минералообразования- магматический расплав(до 1300-1500˚С), за ней- остаточный раствор-расплав, газообразная среда, гидротермальные растворы (50-600˚С(700˚С)), холодные растворы (<50˚С).

Классификация экзогенных процессов и основные факторы минералообразования.

Экзогенные (гипергенные) процессы- процессы, протекающие вблизи или на поверхности Земли и приводящие к образованию вторичных продуктов за счет ранее образованных первичных. Экзогенные процессы (гипергенные) протекают с использованием энергии космоса(солнечная энергия) и некоторых факторов земной поверхности (атмосфера, гидросфера, биосфера) без привноса вещества; оно берется из вещества, образованного в эндогенных процессах. Низкая температура (t<50˚C), атмосферное давление. Активные участники-высокие потенциалы O₂, CO₂, H₂O

Причина: смена физико-химических условий и появление новых факторов минералообразования

Экзогенные процессы

1) Процессы выветривания – процессы приспособления эндогенных и метаморфических минералов и минеральных парагенезисов к условиям земной поверхности, в которых они оказываются не устойчивыми. происходит их разрушение и возникновение устойчивых минералов и минеральных парагенезисов и пород.

Факторы (агенты): поверхностные воды, кислород и оксид углерода воздуха и воды, органические факторы, колебания температур, климат и количество влаги.

Физическое выветривание – нарушение сплошности (дробление) минеральных агрегатов (дезинтеграция). Факторы: колебания температуры, застывание воды в трещинах, кристаллизация солей, воздействие органики. Начальная стадия приводит к образованию крупноглыбового материала. Конечная стадия – минеральная дезинтеграция. Физическое выветривание сопровождается и усиливается химическим выветриванием.

Химическое выветривание – процесс глубокого химического преобразования пород и слагающих их минералов, ставших неустойчивыми в условиях земной поверхности.

Агенты: кислород воздуха и воды. Состав продуктов определяется исходными минералами составляющими область выветривания; условиями выветривания: температурой, количеством влаги, длительностью и интенсивностью протекания процессов выветривания. Основные химические реакции: гидролиз, гидратация, окисление. Гидролиз – взаимодействие минералов с дисоциированными ионами воды с образованием новых соединений частичным выносом элементов. Гидратация – присоединение воды к ранее образованным минералам с образованием новых (ОН – конст.вода, образует гидроксиды и основные соли; Н2О – кристаллизационная вода, образует кристаллогидраты – гипс; nН2О – коллоидная вода). Окисление – отдача электронов атомами и ионами с повышением степени их окисленности.

Результаты: формируется кора выветривания и зона окисления. Исходными продуктами при образовании коры выветривания являются алюмосиликаты: горные породы, при химическом выветривании которых основными химическими реакциями являются гидролиз и гидратация. При образовании зон окисления, выветриванию подвергаются зоны месторождений, для которых основной химической реакцией является окисление. При выветривании силикатов и алюмосиликатов породы формируют коры выветривания, а над рудными месторождениями – зоны окисления. Коры выветривания развиваются по породам, имеющим большую масштабность и покрывающие большую часть суши. Термины зона и кора подчеркивают разномасштабность этих процессов выветривания.

2) Процессы осадконакопления происходят в водных средах: реках, озерах и морях. В морских бассейнах эти процессы во все геологические эпохи приводили к образованию огромной мощности толщ осадочных горных пород. Среди этих образований различают механические и химические осадки.

Механические осадки образуются при размыве продуктов выветривания и переотложении водными потоками химически стойких минералов и обломков пород в виде галечника, гравия, песков и песчаных глин в речных долинах и водных бассейнах. Если размыву подвергаются продукты выветривания месторождений или пород, содержащих химически стойкие ценные минералы, то они в результате повторных перемывов и перераспределения материала по удельному весу в речных долинах образуют россыпи. В процессе накопления механических осадков по существу не происходит образование каких-либо новых минералов.

Химические осадки возникают главным образом в озерах и морских бассейнах. Выпадение осадков может происходить различными путями: перекристаллизацией насыщенных солями растворов, осаждение свертывающихся в виде гелей коллоидных образований, накопление продуктов жизнедеятельности органического мира и самих органических остатков.

а) образование кристаллических осадков наблюдается во многих усыхающих озерах, в которых в условиях сухого жаркого климата поверхностное испарение превалирует над притоком пресной воды. Кристаллизация солей наступает при некотором пересыщении водных растворов. Последовательность выделения минералов при прогрессирующем испарении растворителя (воды) определяется двумя главными факторами равновесия системы: составом растворов (соотношений концентраций компонентов) и температурой растворов, при которой происходит кристаллизация.

б) образование коллоидальных осадков в озерных и морских бассейнах много сложнее, и не все стороны изучены. Установлено, что некоторые образующиеся при выветривании соединения переносятся текучими водами не только в виде истинных растворов, но также в виде коллоидных растворов – золей, устойчивых в пресных водах. Эти растворы, попадая с поверхностными водами в морские бассейны, подвергаются коагуляции под влиянием электролитов, содержащихся в больших количествах в морских водах в виде ионов растворенных солей. Образующиеся гели вместе с приносимыми речными водами глинистыми частицами, мелким обломочным материалом и остатками морских организмов отлагаются на дне прибрежных зон бассейнов в виде прослоев или более мощных правильных по форме пластов. С течением времени в этих осадках происходят некоторые преобразования (диагенез) и превращение их в плотные массы.

в) к органогенным или биогенным осадкам, образующихся в результате сложных процессов жизнедеятельности организмов, относятся известняки, состоящие из скелетных образований морских животных; диатомиты, сложенные преимущественно кремнистыми скелетами диатомей; каустобиолиты, возникшие главным образом за счет растительных и отчасти животных организмов.

Органогенные осадки могут возникать путем накопления скелетов отмирающих животных или тканей высших или низших растений, могут являться результатом самой жизнедеятельности организмов, за счет продуктов деятельности бактерий могут возникать желвакоподобные образования.

Гранитные пегматиты, условия их образования, наиболее характерные минеральные парагенезисы.

Пегматитовый процесс- своеобразный по условиям протекания и конечным продуктам позднемагматический процесс (возникает в конце кристаллизации)

Пегматиты, связаны с гранитоидами (гранитной магмой), формируются за счет щелочных пород среднего состояния – пегматиты нефелиновых сиенитов, редко могут возникать пегматиты за счет основных и ультраосновных пород.

Особые признаки пегматитов:

1) Особый минеральный состав, содержащий летучие компоненты (F, Cl, P, B, группа (OH)), минералы с повышенным содержанием щелочей (K.Na), содержащие редкие металлы (Li, Nb, Be, Ta, Sn, W),минералы редкоземельных элементов и актиноиды (Ce, La, U, Th), рассеянные элементы (Rb, Cs)→более 300минералов.

2) Структурно-текстурные особенности:

· пегматиты гигантозернистые, крупнозернистые;

· образование тесных графических срастаний кварца и полевого шпата с образованием структур- письменный гранит- еврейский камень. Пегматит( в переводе тесная связь)- закономерные графическое срастание кварца и полевого шпата.

· Зональное строение. Температура протекания начала кристаллизации-700-800˚С, окончание-150-50˚С). Глубина-1,5 км-10-20 км. Пегматитовые жилы, линзы, гнезда, которые территориально концентрируется в определенных местах- пегматитовые поля.

3) Агрегатное состояние- процесс многостадийный, каждой стадии соответствует своё агрегатное состояние среды: периферийные зоны пегматитовых тел сложены продуктами магматической кристаллизации- соответствует магматическому расплаву→понижение температуры→флюиды→обычная гидротермальная система

Пегматиты- источники редких земель и металлов, ювелирного сырья, образования занорышей(пустоты пегматитовых тел).