Скарновое месторождение золота что это такое

Текст научной статьи на тему «ЗОЛОТО-СКАРНОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2008, том 418, № 6, с. 797-801

ЗОЛОТО-СКАРНОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРО-ВОСТОКА РОССИИ

Поступило 28.09.2007 г.

Золото-скарновые месторождения в пределах Северо-Востока России достаточно широко распространены, но почти не были изучены. Промышленный интерес к этим месторождениям возник в связи с разведкой и подготовкой к освоению сверхкрупного комплексного Аи-Си-Ре-скарнового месторождения Быстринское в Читинской области [1].

На Северо-Востоке России выделены две группы рудопроявлений золота — в скарнах и в «оторванных» скарноидах. Проявления первой группы приурочены непосредственно к пластам известковистых пород в приконтактовых частях с материнскими интрузивами. Проявления второй группы не обнаруживают пространственной связи ни с известковистыми толщами, ни с интрузивами.

Магнетитовые скарны, содержащие золото, широко развиты в Омолонском кратонном тер-рейне (Южно-Омолонский рудный район) и в Охотском кратонном террейне [2]. Золотоносные скарны также выявлены в Яно-Колымском (проявления первой группы — Монотис и Ночное, рудное поле Тэутэджак, Сентябрьское и др. в Тень-кинской зоне) и Охотско-Чукотском (проявления второй группы — Ветвистое, Березовое, Нявлен-га) металлогенических поясах.

РОЮ ШТРЕК ДОБЫЧА ЗОЛОТА

Среди российских и зарубежных аналогов известны промышленные месторождения (Быстринское, Лугоканкое — Читинская область; Ольхов-ское, Майское, Тардынское и др. — Южная Сибирь; Никсон-Форк — Аляска, Хедли — Канада и многие др.). Для руд этих месторождений характерен комплексный состав — железо, медь, свинец, цинк, бор, серебро, кобальт, никель, молибден, вольфрам, висмут, олово, платиноиды и золото.

Золото-скарновые месторождения кратонных террейнов. Эти месторождения выявлены в Омолонской железоруд-

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук, Москва ФГУП «Магадангеология», Магадан

ной провинции, которая охватывает Омолонский и Приколымский кратонные террейны [2]. Отмеченная территория изучена фрагментарно; на отдельных площадях проводились в незначительных объемах поверхностные горные и геофизические работы.

По имеющимся геолого-геофизическим материалам можно достаточно высоко оценить перспективы выявленных здесь месторождений, однако вопрос о рентабельности их освоения из-за удаленности пока не решен. Главные потенциально промышленные объекты Омолонской провинции — месторождения железистых кварцитов в кристаллических породах фундамента и магнетитовые скарны (рис.

1), содержащие золото, связанные с раннепалеозойскими гранитоида-ми [2]. В карбонатных породах рифея на контакте с раннепалеозойскими интрузиями образуются залежи магнетитовых скарнов (например, месторождение Скарновое, см. рис. 1).

С позднемезо-зойским магматизмом связано проявление минерализации железа в окисных рудах в самостоятельных месторождениях и в некоторых месторождениях золота. В щелочных гранитах Талалахского массива встречаются кварц-магне-титовые и кварц-гематитовые жилы, залегающие в породах магнетит-полевошпатового состава.

Как добывают золото в России. Документальный фильм

Жилы того же состава (наряду с кварц-сульфидными) изучены в роговообманково-биотитовых гранитах и кварцевых монцонитах массива Победа. В экзоконтактах обоих массивов отмечены скарны с магнетитом и ильваитом. В скарнах Медь-горы известно не только медное, но и железное оруде-нение. В железных рудах практически всех месторождений Омолонской провинции были установлены заметные примеси золота и серебра, местами достигающие промышленных значений (рудное поле Ноди) [2].

Почти все известные железорудные проявления Охотского, а также Восточно-Чукотского массива представлены скарновыми залежами, возникшими на контактах с мезозойскими грани-тоидными интрузиями в неопротерозойских и палеозойских карбонатных толщах [2]. На Охотском массиве магнетитовые скарны наблюдались в нижнем течении р. Хурун (левый приток р. Охота). Мощность залежи измеряется первыми мет-

Рис. 1. Схема геологического строения Южно-Омолонского железорудного района, по [2] с дополнениями. 1 — осадочные отложения (Р1-К2); 2 — вулканогенные образования кедонской свиты (П2-зкф; 3 — отложения рифейского комплекса (РЯ); 4 — кристаллические породы фундамента Омолонского массива (ЛЯ?); 5 — меловые диориты; 6 — грани-тоиды кедонского комплекса среднего девона; 7,8 — раннепалеозойские магматические образования абкитского комплекса: 7 — граниты, 8 — щелочные сиениты; 9 — зоны контактового метаморфизма, мигматизации, фенитизации; 10 -скарны; 11 — вулканическая жерловина; 12,13 — геологические границы: 12 — нормального стратиграфического контакта, 13 — фациальных переходов; 14 — разломы; 15 — месторождения и рудопроявления: а, б, в — железистые кварциты (а — с запасами до 1 млрд. т, б — выше 100 млн. т, в — мелкие), г — магнетитовые скарны. На врезке: 1 — Южно-Омолонский район, 2 — рудное поле Тэутэджак, 3 — Нявленгинский рудный район.

рами, протяженность — первыми сотнями метров. Также невелики скарновые залежи на Восточно-Чукотском массиве, например в эндоконтакте Итеньюргинских нижнемезозойских гранитои-дов. Число точек скарновой железорудной минерализации на Восточно-Чукотском массиве, как и в крайних восточных районах Чукотской складчатой области, довольно велико. Золотоносность этих скарнов детально не изучалась.

Золото-скарнов ые проявления Яно-Колымской группы террейнов. Горизонт монотисов является маркирующим в норийских верхнетриасовых толщах Яно-Колым-ского складчатого пояса на протяжении более 200 км вдоль границы с ОЧВП и контролирует в местах пересечения с гранитоидами многочисленные плохо изученные скарновые проявления золота, серебра, вольфрама, полиметаллов, олова.

В пределах рудного поля Тэутэджак в Омчак-ском рудном районе выявлена и оценена золото-пирротиновая рудная залежь, развитая по эпидо-

товым скарнам, которые в свою очередь образовались по пласту монотисового ракушняка (рис. 2, 3). На водоразделе ручьев Монотис-Соленый пласт монотисового ракушечника (мощностью до 12 м) практически нацело замещен мелкокристаллическим, массивным пирротином с реликтами отпечатков раковин монотисов (рис. 4).

Непосредственно над пластом пирротиновых руд залегает силлообразное тело диоритовых порфиритов (рис. 3). Скарны и диоритовые порфириты рассечены частыми прожилками хлорит-кварцевого состава, с вкрапленностью золота, теллуридов висмута, арсенопирита. Содержания золота составляют от 0.6 до 18 г/т на мощность 12 м (табл. 1).

По простиранию длина пологой рудной залежи более 2000 м, а по падению — 200 м (рис. 3). Рудные минералы (пирротин, арсенопирит, леллин-гит, молибденит, реже шеелит, минералы висмута и золото) составляют в сумме до 90% породы и образуют гнезда, полосы, сплошные массы. Прогнозные ресурсы по данным проходки канав и бу-

Рис. 2. Геологический разрез рудного поля Тэутэджак. 1, 2 — сентябрьская свита позднего триаса: 1 — нижняя толща, аргиллиты, глинистые алевролиты, 2 — верхняя толща, аргиллиты с кремнистыми прослоями; 3 — низкогорненская свита позднего триаса, глинистые алевролиты, песчаники, монотисовый известняк; 4 — позднеюрские штоки, лакколиты, силлы и дайки диорит-порфиритов; 5 — позднемеловой сибердыкский габбро-гранитовый комплекс: а — граниты, в — дайки риолитов; 6 — биотит-кордиеритовые роговики; 7 — скарны эпидот-амфиболовые, гранат-пироксеновые, пироксен-магнетитовые (а), метасоматически замещенные пирротином (в); 8 — хлорит-полевошпат-кварцевые мета-соматиты с хлорит-сульфидным микропрожилкованием; 9 — грейзенезированные породы; 10 — месторождение.

рения оцениваются только в этой залежи более 30 т.

Золото-сереброносные скарнои-ды фундамента Охотско-Чукотско-го вулканогенного пояса. В тектонических окнах, приуроченных к горстам, среди вулканитов рудных районов Охотского сектора ОЧВП обнаружены проявления необычного комплексного золото-серебро-редкометального орудене-ния, связанные со скарноидами, которые могут стать промышленно перспективными в будущем

[3]. Рудопроявление Березовое, расположенное в верховьях р. Буюнда в 30 км южнее эпитермаль-ного золото-серебряного месторождения Няв-ленга, открыто Хасынской ГРЭ в 1983 г. при заверке потоков рассеяния. Рудное поле (35 км2) приурочено к выходу терригенных отложений юрского возраста в тектоническом окне среди вулканогенных отложений пояса. Аналогичное по составу и структуре рудное поле Ветвистое открыто позднее, в 1993 г. Дукатским ГГП при заверке потоков рассеяния на юге Нявленгинского

Таблица 1. Содержание золота и других элементов (г/т) в рудном теле месторождения Тэутэджак, по данным опробования керна скв. 5

Интервал, м Аи РЬ Л8 N1 Со В1 Мп Ва Ве Мо 8п Си 7п

127.4-128.6 2.9 2.0 3.0 1.30 2.0 4.0 1.30 60.0 60.0 0.10 0.13 0.4 40.0 8.00 8.0

128.6-130.0 4.6 2.0 3.0 2.00 2.0 4.0 1.30 50.0 50.0 0.10 0.13 0.4 50.0 10.00 10.0

130.0-131.2 4.5 3.0 1.5 1.60 2.0 4.0 1.00 60.0 60.0 0.10 0.13 0.4 60.0 16.00 16.0

131.2-132.0 2.7 2.0 1.5 2.00 2.0 3.0 0.08 50.0 60.0 0.10 0.13 0.4 50.0 13.00 13.0

132.0-133.0 2.0 2.0 1.5 0.60 2.0 2.0 0.13 50.0 60.0 0.13 0.10 0.4 50.0 10.00 10.0

133.0-134.0 2.1 2.0 1.5 1.00 2.0 3.0 0.20 60.0 60.0 0.10 0.16 0.4 80.0 16.00 10.0

134.0-135.0 0.36 1.6 1.5 1.00 1.6 3.0 0.20 50.0 60.0 0.10 0.10 0.4 100.0 20.00 13.0

135.0-136.0 2.5 1.6 1.5 0.80 1.6 3.0 0.16 50.0 80.0 0.10 0.10 0.5 100.0 16.00 13.0

136.0-137.1 2.7 2.0 1.5 0.80 1.6 3.0 0.20 50.0 60.0 0.10 0.10 0.4 100.0 20.00 10.0

137.1-138.2 5.5 1.6 3.0 1.00 1.6 3.0 0.30 50.0 60.0 0.10 0.10 0.6 100.0 20.00 10.0

138.2-139.3 18.0 1.3 3.0 0.60 1.6 4.0 0.50 60.0 60.0 0.10 0.10 0.4 100.0 20.00 16.0

139.3-140.1 0.6 2.0 3.0 0.60 2.0 3.0 0.16 50.0 60.0 0.10 0.20 0.4 60.0 13.00 13.0

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории ФГУП «Магадангеология»; золото и серебро определены методом атомной абсорбции, другие элементы — спектральным полуколичественным анализом.

ВОЛКОВ и др. Скв. 5 Скв. 6

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Источник: naukarus.com

Тема 8 (2 часа) Скарновые месторождения

Общая характеристика. Эндо и экзоскарны. Скарновые тела полезных ископаемых. Разновидности скарнов (известковые, магнезиальные, силикатные). Зональное строение скарновых залежей. Физико-химические условия образования скарнов. Генетические гипотезы (инфильтрационно-диффузионная гипотеза Д.С.Коржинского, стадийная гипотеза П.Пилипенко).

Полезные ископаемые скарнов (скарновые месторождения железа, вольфрама и молибдена, меди, цинка и свинца).

Скарнами обычно называют породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем чаще всего, но не всегда, в приконтактовой области интрузивов среди карбонатных, реже силикатных пород. Выделяют экзоскарны, располагающиеся за пределами интрузий, и эндоскарны, находящиеся внутри последних. Отмечается большое разнообразие скарновых тел. Преобладают экзоскарны, локализующиеся непосредственно в зоне контакта интрузивов.

Форма залежей скарновых месторождений обычно сложная и разнообразная. Это пласты, линзы, штоки, трубы, жилы, гнезда и сложные комбинированные залежи. Наиболее крупными являются пластовые и пластообразные скарновые тела, протягивающиеся иногда на 2000-2500 м. при мощности до 200 м.

По составу исходных пород скарны разделяются на три типа: известковый, магнезиальный и силикатный.

Известковые скарны наиболее распространены в природе и образуются по известнякам. Их состав: гранаты ряда гроссуляр-андрадит и пироксены ряда диопсид-геденбергит. Иногда широко развиты везувиан, волластонит, скаполит, амфиболы и эпидот.

Магнезиальные скарны более редки. Они возникают при замещении доломитов и состоят из диопсида, форстерита, шпинели, флогопита, серпентинита, людвигита и реже других минералов.

Силикатные скарны относятся к редким образованиям. Они формируются по гранитоидам, порфирам и их туфам, траппам. Для их минерального состава наиболее характерен скаполит.

Для скарнов характерны друзовые, крустификационные, полосчатые, массивные и вкрапленные текстуры.

Скарновым залежам свойственно зональное строение. В общем случае в следующем виде происходит смена минерального состава. Неизмененные граниты по направлению к контакту с вмещающими породами сменяются осветленными, мисковитизированными гранитами. Они в свою очередь, переходят в околоскарновые породы или эндогенные скарны преимущественно гранатового состава.

Вслед за этим зона экзоскарнов, которая переходит гранатовые и пироксеновые скарны. С ними соприкасаются мраморизованные известняки, сменяющиеся неизмененными известняками.

Эти образования известны с раннего докембрия и характерны для платформ, мобильных поясов и областей тектоно-матической активизации, где они ассоциируют с плагиогранитами, плагиосиенитами и траппами, производными базальтовой магмы; с гранодиоритами батолитов и гранитоидами малых интрузий, производными гранитной магмы. Скарны могут быть связаны с любыми фазами интрузивного процесса, иногда со всеми.

Геологические структуры скарновых образований определяются:

-поверхностью контакта изверженных пород по отношению к слоистости вмещающих толщ. Согласный контакт менее благоприятен. Секущий — благоприятный, морфология тел при этом обычно сложное;

-слоистость вмещающих пород обеспечивает выборочное развитие метасоматоза по определенным пластам пород и вдоль их контактов;

-секущие тектонические разрывы, во-первых, локализуют скарны, формируя жильные тела, во-вторых, служат каналами, обеспечивающими проникновение скарнообразующих растворов, в-третьих, определяют условия размещения наложенного орудинения поздних стадий скарнообразования.

Физико-химические условия образования. Скарны образуются в результате комбинированного воздействия тепла интрузий и горячих минерализованных газово-жидких водных растворов. Они прогревают окружающие породы, приводя к их перекристаллизации без привноса новых веществ.

При становлении любого интрузивного тела вмещающие породы испытывают термальный изохимический метаморфизм. По сланцам образуются контактовые роговики, по песчаникам ─ кварциты, по известнякам ─ мраморы. Зоны таких преобразований получают развитие вокруг интрузий при любых глубинах и давлении. С другой стороны под влиянием флюидов, выделявшихся в процессе отвердевания интрузии в её эндо- и экзоконтактах происходили аллохимические и метасоматические процессы, образовывавшие скарны. Глубины скарнообразования оптимальны на интервале 0,2 ─ 0,5 км.

Температурный диапазон формирования скарнов: известковых от 1000 до 400°С, магнезиальных магматической стадии от 1000 до 650°С, магнезиальных послемагматической стадии от 650 до 450°С. Процесс образования скарновых месторождений многостадийный. Так, на полиметаллическом скарновом месторождении Верхнее (Приморский край) минералообразование протекало в четыре стадии:1) предрудную скарновую – волластонит-гранатовую (свыше 600°С), 2) скарново-сульфидную (600-400°С), 3) сфалерито-галенитовую (350-120°С), 4) халцедон-кальцитовую (100-20°С), минералы которых отлагались в виде друз в открытых полостях. Таким образом начальная температура скарнообразования не превышает 900°С, а конечная 100-50 °С.

Происхождение скарнов и скарновых месторождений наиболее детально рассматривается в двух гипотезах — инфильтрационно-диффузионной, разработанной Д. С. Коржинским, и стадийной, предложенной П. П. Пилипенко.

Инфильтрационно-диффузионная была разработана Д.С.Коржинским, который вначале выдвинул идею биметасоматического образования скарнов. Скарны образуются по обе стороны разогретого контакта гранитоидной и карбонатной пород, контакт пропитан, горячим раствором, за счет воздействия которого происходит выравнивание состава пород.

Алюминий, кремнезем – во вмещающие породы, кальций, магний – в сторону интрузива. Т.е. происходит встречный диффузионный отток химических элементов из областей высокой концентрации, в области низких концентраций. Между соединениями раствора происходят химически реакции – за счет них образуются минералы скарнов с Ca, Mg, Fe, реже Mn – гранаты (чаще андрадит-гроссуляр) и пироксены (геденбергиты, диопсиды). Температуры биметасоматоза – 800-400°С.Единственный рудный минерал скарнов, который может образоваться в таких условиях – магнетит.

Однако такая теория (биметасоматическая) не объясняла привнос в зону скарнов SiO2. Его не хватало при подсчете баланса вещества. Впоследствии Д.С.Коржинский развил свою теорию и дополнил её инфильтрационной. При инфильтрационном процессе постмагматические растворы могут привносить с собой компоненты, особенно рудные – Cu, Pb, Zn, W, Mo.

Они могут циркулировать по трещинам в экзоконтактах интрузий там откладывать минералы скарнов. Температуры таких растворов могут снижаться от 400 до200°С и даже ниже.

1. Гипотеза стадийная П. П. Пилипенко, разработавший стадийную гипотезу, считал, что главная масса вещества скарнов и руд привносится извне специфическими растворами. По мере снижения температуры состав привносимых веществ менялся, обусловливая минеральную зональность. Предполагается, что доминировали метасоматические процессы, протекавшие в шесть стадий.

Полезные ископаемые Главная общепринятая систематика по составу полезных ископаемых: 1) железо, 2) вольфрам, 3) медь, 4) свинец-цинк, 5) молибден, 6) олово, 7) бор и другие. Месторождения железа. Гора Магнитная (рис. 24). Это месторождение находится на восточном склоне южной части Уральского хребта. Оно приурочено к приконтактовой зоне сложной гранитоидной интрузии, прорвавшей осадочно-эффузивную толщу пород нижнего карбона, состоящую из известняков, порфиритов и их туфов. Рис. 24 Схематический геологический разрез горы Магнитной 1.-диорит; 2.-гранодиорит; 3-гранит; 4.-атачит; 5.-нижнекаменноугольный известняк; 6.-скарн; 7.-магнетитовая руда; 8.-диабазовые дайки. Медные месторождения. Медное оруденение в скарнах распространено довольно широко, но редко достигает значительных размеров. В нашей стране к этому типу месторождений относятся Турьинские рудники на Урале (Фроловское) (рис. 25), Чатыркум в Казахстане, Юлия в Восточном Саяне. Рис. 25 Поперечный разрез скарновой залежи Флоровского рудника (по И. Баклаеву) 1.-известняки среднего девона; 2.-кварцевые диориты; 3.-эффузивные порфириты и их туфы; 4.-меденосные скарны; 5.-дайки диоритового порфирита; 6.-разлом Вольфрамовые месторождения Эти месторождения образуют провинции шеелитовых руд в скарнах. К ним относятся Среднеазиатская (Чарух-Дайрон), Хакасская и Южно-Уральская. Шеелитоносные скарны обычно приурочены к контактам гранитоидных пород повышенной основности (гранитоидов, монцонитов), прорывающим известняки. Молибденовые месторождения скарнового типа встречаются редко и обычно локализуются в контактовых зонах умеренно-кислых гранитов, реже лейкократовых гранитов. Наиболее крупное месторождение Тырны-Ауз (Кавказ) (рис. 26). Рис. 26 Схематический поперечный разрез скарнового месторождения Тырнауз (по А. Пеку) 1.-мраморизованные известняки; 2.-биотитовые роговики; 3.-лейкократовые гранитоиды; 4.-липариты; 5.-скарны Свинцово-цинковые месторождения. Месторождения этого типа встречаются довольно часто в нашей стране и за рубежом. К ним относится группа Тетюхе (мест. Верхнее) (рис. 27) на Дальнем Востоке, Алтын-Топкан и Кансай в Средней Азии; Ютта, Нью-Мексико, Калифорния в США и другие. Изверженные породы, с которыми связаны скарновые свинцово-цинковые месторождения, отличаются своим резко выраженным гипабиссальным обликом и порфировой структурой. Среди них распространены гранит-, гранодиорит-порфиры, кварцевые порфиры. Вмещающие породы, как правило, сложены известняками. Рис. 27 Схематический поперечный разрез скарнового месторождения Верхнее (по И. Томсону и Н. Мозговой) 1.-кварцевые порфиры; 2.-андезиты; 3.-известняки; 4.-сланцы и песчаники; 5.-кремнистые сланцы;6.-скарны; 7-проекции скарнов; 8.-окисленная цинковая руда; 9.-разлом; 10.-предпологаемые разломы Проектное задание: Изучить особенности формирования скарновых месторождений Вопросы для самоконтроля знаний:

1. Что такое скарны?
2. Что такое эндо- и экзоскарны?
3. Какую форму рудных тел имеют скарновые месторождения?
4. Как разделяются скарны по составу исходных пород?
5. Какую роль играют тектонические разрывы при формировании скарновых месторождений?
6. Какую роль играет слоистость вмещающих пород при формировании скарновых месторождений?
7. Какую роль играет поверхность контакта изверженных и вмещающих пород при формировании скарновых месторождений?
8. При каких температурах и давлениях образуются скарны?
9. Какая разница между биметасоматическими и инфильтрационными скарнами, по Д.С. Коржинскому?
10. Стадийная гипотеза образования скарнов.
11. Скарновые железорудные месторождения. Примеры месторождений.
12. Скарновые железо-кобальтовые месторождения. Примеры месторождений.
13. Скарновые вольфрам-молибденовые месторождения. Примеры месторождений.
14. Скарновые свинцово-цинковые месторождения. Примеры месторождений.
15. Нерудные месторождения скарнов. Примеры месторождений.

Литература [1, с. 105-122] [2, с.103-116] [3, с.164-207]

Источник: studfile.net

Скарновые месторождения

Скарновые месторождения формируются в зонах контактов магматических пород с вмещающими их осадочными или эффузивно- осадочными породами. Именно поэтому их нередко отождествляют с контактово-метасоматическими.

Однако после работ Д. С. Коржинского, указавшего на большую роль обмена компонентами различающихся по составу горных пород, термины «контактово-метасоматические» и «скарновые» не следует считать синонимами. Термин «контактово-метасоматические месторождения» более широкий: и он включает и скарновые месторождения, и месторождения, не связанные со скарнами, а возникающие в процессе метаморфизма па контактах различных пород, например гипербазитов и серицит-кварцевых сланцев (месторождения талька). Под скарнами понимают контактовые метасоматические породы, сложенные определенным комплексом минералов, ведущую роль в которых играют гранат, пироксепы, волластонит, везувиан, скаполит, шпинель, гумит, тремолит и некоторые другие. Контактовые породы, возникшие без метасоматоза, но с близким к скарнам составом называют скарноидами.

Метасоматические породы, сопровождающие скарны, но имеющие отличный от них минеральный состав, называют околоскарновыми. Примером могут служить диопсид-плагиоклазовые породы, сложенные в существенной степени плагиоклазом, нетипичным для скарнов. Скарны развиваются как по вмещающим породам, так и по прорывающим их интрузивам. Скарны, возникшие за счет вмещающих пород, называют экзоскарнами, а заместившие интрузивные породы — эндоскарнами (рис.).

Рис. Схема расположения зон эндо- и экзоскарнов на контакте магматических и вмещающих пород: 1 — известняки; 2 — граниты; 3 — экзоскарны; 4 — эндоскарны

Среди скарновых пород имеются известковые скарны, развившиеся в зоне контакта интрузивов и известняков, и магнезиальные скарны, типичные для зоны контакта интрузивов и доломитов. Выделяют также силикатные скарны, сформировавшиеся по алюмосиликатным породам (папример, туфопесчаникам, вулканическим туфам и др.).

Магнезиальные и известковые скарны различаются по минеральному составу. Среди минералов известковых скарнов следует упомянуть гранат, волластонит, пироксены, эпидот, везувиан, кальцит. Для магнезиальных скарнов характерны форстерит, диопсид, гумит, серпентин, флогопит, гранат, хлоритоид, кальцит. В составе этих скарнов преооладают минералы, содержащие магний.

Также может быть интересно: Месторождения циркония и гафния

Большинство скарнов возникает на сравнительно неболыших глубинах (1—3,5 км). Однако, по данным Д. С. Коржинского и В. А. Жарикова, магнезиальные скарны формируются на значительном удалении от поверхности. По расчетам В. А. Жарикова, глубина их образования может достигать 30—40 км. Но, вероятно, в большинстве случаев она не превышает 15—20 км.

Начальная температура возникновения скарнов обычно не более 900 °С, а завершается скарновый процесс при температурах 100 °С, возможно, 50 °С. Часть скарнов может образовываться на магматической стадии, т. е. в период, когда внедрившаяся во вмещающие породы магма еще не затвердела. Это относится, согласно взглядам Д. С. Коржинского, к магнезиальным скарнам.

Основная же масса скарнов формируется в период, когда магма, по крайней мере в верхних приконтактовых зонах, раскристаллизуется. Об этом свидетельствует тот факт, что скарнированию подвергаются не только вмещающие, но и магматические эндоконтактовые области, кроме того, нередко скарнирование развивается неравномерно — использует тектонические зоны, которые возникают в твердых горных породах. В связи с этим интересно отметить, что скарны развиваются обычно не по всему контакту вмещающих горных пород и интрузивов, а вдоль участков контакта, испытавших тектонические подвижки. Эти подвижки могли осуществиться только после отвердевания магмы в приконтактной зоне.

Развитие эндо- и экзоскарнов осуществляется при встречном перемещении компонентов. Из интрузивных тел во вмещающие породы обычно поступают алюминий, кремний и другие петрогенные, а также ряд металлогенных элементов, а в магматические породы проникаю т кальций, иногда магний и другие элементы.

Обмен компонентами может осуществляться путем диффузии через медленно просачиваю щиеся или практически застойные воды, и скарны при этом называют диффузионными. Мощность диффузионных скарнов, как правило, невелика и измеряется от сантиметров до первых метров, реже десятков метров.

Во многих случаях компоненты переносятся не путем диффузии, а непосредственно перемещающимся потоком водных растворов, т. е. инфильтрацией. Такие скарны названы инфильтрационными. Мощность инфильтрационных скарнов, как правило, значительно больше диффузионных и может достигать нескольких сот метров. В ряде случаев осуществляются в заметных масштабах одновременно и диффузия, и инфильтрация.

Также может быть интересно: Титан. Общие сведения

Для скарнов характерно зональное строение. Эта зональность обусловлена различными факторами, в том числе разной подвижностью компонентов и сменой физико-химических условий скарнообразования во времени.

Например, по первой причине зональность может возникнуть благодаря тому, что более подвижные компоненты проникают на большую глубину в контактирующие породы и там образовываются минералы с их участием. В менее удаленной зоне формируются минералы с участием более инертных компонентов.

К компонентам с повышенной подвижностью или «вполне подвижным» (по Д. С. Коржинскому) относятся в большинстве случаев вода, углекислота и щелочные металлы. Инертны обычно титан, алюминий и некоторые другие. Компоненты изменяют степень подвижности в зависимости от физико-химической обстановки, и инертные в одних случаях они могут стать вполне подвижными в других.

Анализ смены минеральных зон и характер взаимоотношения между зернами минералов позволяют выявлять ряды относительной подвижности компонентов. Например, для диффузионных образований в архее Прибайкалья Д. С. Коржинский приводит следующий ряд: Н2О, СО2, S, SO3, CI, К2O, Na2O, F, CaO, O2, Fe, P2O5, BaO, MgO, SiO2, Al2O3, TiO2. Подвижность возрастает в этом ряду справа налево, причем к инертным компонентам относятся MgO, SiO2, Аl2O3 и ТiO2. Для Турьинских медных рудников этот исследователь установил следующую смену зон, возникших в результате диффузионного процесса:

• 0— нулевая зона исходной породы, т. е. неизменного кварцевого диорита;
• околоскарновая порода, сложенная кислым плагиоклазом, кварцем, диопсидом, сфеном;
• околоскарновая диопсид-плагиоклазовая порода;
• пироксен-гранатовый скарн;
• гранатовый скарн;
• салитовый скарн (салит — разновидность пироксена);
• мраморизованный известняк.

Зональность присуща и диффузионным, и инфильтрационным скарнам. Но если в зонах диффузионных скарнов минералы переменного состава (пироксены, гранат и др.) могут изменять свой состав вкрест простирания зон, то в инфильтрационных скарнах состав минералов в пределах каждой из зон постоянен.

Также может быть интересно: Магматические месторождения титана

Происхождение зональности Д. С. Коржинский и его последователи объясняют в основном изменением состава растворов по пути миграции компонентов. Известную роль в формировании зональности, вероятно, сыграла и смена растворов во времени. Роль смепы растворов в изменении состава скарновых минералов отметил П. П. Пилипенко. По его мнению, на первых стадиях скарнового процесса возникали сухие скарны, т. е. скарны с минералами, лишенными группы (ОН), например гранат, волластонит и др. На стадиях водных скарнов формировались водосодержащие минералы — амфиболы, эпидот и др.

В образовании скарновых месторождений определенную роль в экстракции полезных компонентов из магматических очагов (в том числе и магматических расплавов) могла сыграть термодиффузпя, приводящая к миграции в приконтактные зоны интрузий элементов с большей массой, чем кремний, кислород, алюминий, магний и другие, петрогенные элементы. К таким элементам относятся железо, молибден, свинец, цинк и др. Механизмом термодиффузии можно объяснить и перемещение к периферии захваченных при ассимиляции элементов. Иными словами термодиффузпя может быть дополнительным рудогенерирующим фактором, наряду с такими, как заимствование некоторых компонентов в процессе ассимиляции и контаминации из вмещающих пород (например, обогащение кислых магм железом при захвате расплавом основных эффузивных пород).

Со скарнами связано формирование ряда видов минерального сырья, в том числе месторождения железа, вольфрама и молибдена, меди, олова, свинца и цинка, бора, волластонита, флогопита, берилла, мышьяка и др. Форма тел полезных ископаемых скарновых месторождений линзо- и гнездовидная, штоко- и пластообразная.

Источник: geomineral.ru