Магнезиальные скарны. Особенности формирования и минеральные парагенезисы.

Магнезиальные скарны – это шпинель-форстерит-клинопироксеновые породы с большим количеством второстепенных и акцессорных минералов. Часть магнезиальных скарнов формируется на магматической стадии, часть является постмагматическими образованиями. Скарны магматической стадии образуются при взаимодействии магнезиальных карбонатных пород с растворами, которые отделяются от магмы до завершения ее кристаллизации или циркулируют в это время во вмещающих породах. Формирование скарнов до полного затвердевания магматического расплава доказывается отсутствием эндоскарнов, появлением апофиз неизменных магматических пород, пересекающих метасоматиты.

Исходные породы. Магнезиальные скарны образуются по доломитам и магнезитам. Содержания MgO в карбонатных породах, достаточные для образования магнезиальных скарнов, составляют 12-13 %. На постмагматической стадии магнезиальные скарны могут формироваться, кроме того, по гранитам, гранито-гнейсам и мигматитам, которые соприкасаются с Mg-содержащими карбонатными породами.

Условия залегания метасоматитов. Магнезиальные скарны встречаются в двух геологических обстановках: 1) в глубинных гранито-гнейсовых комплексах древних щитов; 2) вблизи контактов интрузивов гранитоидов, реже сиенитов, габброидов и даже ультраосновных пород. Наиболее полно скарнообразование проявлено в связи с гранитоидным магматизмом. Магнезиальные скарны формируются на всех уровнях глубинности, за исключением приповерхностных. В абиссальных условиях они образуют пластовые и линзовидные тела, мощность которых достигает нескольких сотен метров при протяженности до 1.0 – 1.5 км. Пластовые тела приурочены к горизонтам доломитов и залегают согласно с вмещающими породами. В экзоконтактовых зонах интрузивов магнезиальные скарны встречаются в виде крутопадающих столбов, трубчатых тел, жил, а также образуют фронтальные залежи причудливой формы.

Мощность тел варьирует от десятков сантиметров и первых метров до 100 м. Отдельные столбообразные тела прослежены на глубину до 800 м.

Минеральный состав. Главными минералами скарнов магматической стадии являются форстерит, шпинель, клинопипоксены (диопсид или фассаит), кальцит и реже доломит. В глубинных условиях к этим минералам добавляются энстатит и гиперстен. На малых глубинах появляются монтичеллит, мервинит и периклаз, а форстерит и кальцит исчезают. Второстепенные и акцессорные минералы в скарнах представлены магнетитом, апатитом, а в околоскарновых породах – сфеном.

Магнезиальные скарны постмагматической стадии отличаются от скарнов магматической стадии меньшим количеством шпинели, большей ролью кальцита, повышенной железистостью цветных минералов.

Химический состав. По сравнению с исходными карбонатными породами в магнезиальных скарнах магматической стадии увеличивается содержание Al и Si, причем накопление Si закономерно связано с нарастанием интенсивности метасоматизма. Mg испытывает локальное перераспределение, накапливаясь в форстеритовых скарнах. В постмагматических экзоскарнах происходит накопление Si и Fe, частичный вынос Mg и Ca при незначительной миграции глинозема, а в эндоскарнах, наоборот, накопление Mg и Ca, при уменьшении содержания Si.

Внешний облик. Форстеритовые и пироксеновые скарны окрашены в зеленый или темно зеленовато-серый цвета; кальцифиры – от породы белого цвета. Структура магнезиальных скарнов варьируется от тонкодо крупнозернистой. Тонкокристаллические породы имеют роговиковый облик. Текстура скарнов массивная, пятнистая, а кальцифиров и форстеритовых скарнов – полосчатая, обусловленная цепочечным расположением темноцветных минералов и шпинели в карбонатной массе.

Стадийность и зональность метасоматитов. Магнезиальные сканы характеризуются устойчивой и четко выраженной зональностью.

0. Доломит

1. Кальцифир: Фо + Шп +Ка +До

2. Шпинель-форстеритовый скарн: Фо + Шп + Ка

3. Шпинель-пироксеновый скарн: Пи + Шп + Ка

4. Пироксен-плагиоклазовая порода: Пи + Пл

0. Алюмосиликатная порода (гранит, гнейс)

Для умеренных глубин характерны колонки несколько иного типа:

0. Доломит

1. Кальцифир: Фо + Шп + Ка + Пер

2. Форстеритовый скарн: Фо + Шп +Ка

3. Пироксеновый скарн: Пи + Шп + Ка

0. Гранит

Формирование скарновых месторождений связано с процессами кальциевого и магниевого метасоматоза, протекающего на контактах кислых и умеренно-кислых гранитоидов (граниты, гранодиориты, сиениты) с вмещающими их карбонатными, реже силикатными породами. Оптимальных диапазон глубин составляет 500-2000 м. Температуры их образования, по мнению большинства исследователей, изменяются в широких пределах – от 900 до 250 °С. Процесс развивается в несколько стадий, в течение которых агрегатное состояние растворов меняется – и из пневматолитовых они становятся типичными гидротермальными.

Минералообразование в зонах сульфидных месторождений.