= ГЕОХИМИЯ =
МАЛХАНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ ТУРМАЛИНА: ТИПЫ И ПРИРОДА МИАРОЛ
© 2010 г. В. Е. Загорский
Представлено академиком Ф.А. Летниковым 18.09.2009 г. Поступило 06.10.2009 г.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2010, том 431, № 1, с. 81-84
УДК 552.322.2
Образование миарол в пегматитах традиционно трактуется как результат обособления пузырей флюидной фазы при кристаллизации остаточных расплавов. Однако при изучении миароловых пегматитов России, Таджикистана, Пакистана, Монголии, США установлены многочисленные факты, которые невозможно объяснить в рамках данной модели. Одним из наиболее детально изученных объектов, где такие противоречия проявлены особенно ярко, является Малханское поле турмалиноносных пегматитов в Забайкалье. Настоящей работой преследуется цель показать, что природа миароловых полостей, пути и механизмы их образования в пегматитах гораздо более сложны и разнообразны.
Геология Малханского поля, состав и внутреннее строение пегматитов охарактеризованы ранее [1]. Поле приурочено к провесу кровли между Большереченским и Орешным массивами нижнемеловых биотитовых гранитов и двуслюдяных лейкогранитов. Пегматиты залегают среди орто-пород малханского комплекса (PZ1). Преобладают плитообразные жильные тела длиной до 350 м при мощности в раздувах до 7—10 м. Породообразующие минералы пегматитов — кварц, калиевый полевой шпат и олигоклаз, тогда как турмалины, слюды (лепидолит, биотит, мусковит), альбит и гранат являются второстепенными либо акцессорными. Лишь небольшая часть (менее 10%) пегматитовых тел содержит миаролы с кристаллами турмалина, кварца, реже топаза, берилла, дан-бурита. Наиболее крупное высокопродуктивное тело Соседка имеет на дневной поверхности форму овала, размером 80 х 50 м, и нечетко выраженное концентрически зональное строение (рис. 1). В нем выделяются две примерно равные по площади зоны — внешняя (кольцевая) и внутренняя (центральная). Внешняя зона шириной от 0—3 до 18—20 м сложена кварц-олигоклазовым с шерлом пегматитом графической, мелкопегматоидной
Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской Академии наук, Иркутск
структур. Количество шерла в отдельных участках зоны достигает 5—7%. В юго-западной вскрытой карьером части тела в таком пегматите "плавают" яйцеобразные обособления калишпатового графического пегматита и/или блокового калишпа-та, в которых турмалин отсутствует. Размеры их редко превышают 2 м в поперечнике, а количество возрастает в направлении внутренней зоны, сложенной кварц-калишпатовым (без шерла) пегматитом графической и блоковой структур. Эта зона, в свою очередь, содержит участки, размером до 7 х 4 м, кварц-олигоклазового с шерлом пегматита. В целом центральная зона смещена в сторону северо-восточного фланга тела. Иногда она контактирует с вмещающими породами.
Миаролы характерны для обеих зон тела. Они обнаружены также на контакте пегматита с вмещающей породой. Только в карьере объемом около 7500 м3 было вскрыто около 500 миарол объемом от 1000—2000 см3 до 30—40 м3. Форма миарол варьирует от шарообразной до лентообразной, с раздувами, пережимами и "карманами". Многие миаролы окружены минеральными комплексами, состоящими из альбита, лепидолита, цветного турмалина, кварца, при этом стенки миарол могут быть инкрустированы кристаллами тех же минералов (±калишпат). Но часто околомиаро-ловые комплексы, а также друзовая минерализация непосредственно на стенках полостей отсутствуют. Миаролы разительно различаются по степени заполнения их рыхлым материалом (от 5—10 до 80—95%), его составу, друзовым парагенези-сам, количеству и качеству кристаллосырья. По характеру минерализации можно выделить миаролы: 1) кварц-лепидолит-Мп-Ы-Л1-турмалиновые (±берилл, топаз, поллуцит, гамбергит, борокукеит, боромусковит, данбурит); 2) кварц-адуляр-акси-нитовые (±ломонтит); 3) кварцевые и ломонтито-вые (±В-содержащий кукеит). В миаролах с адуляром, аксинитом и ломонтитом турмалин отсутствует либо подвергается процессу интенсивного выщелачивания с образованием хлопьев турмалин-асбеста.
Будучи автономными, миаролы разных типов часто располагаются всего лишь в 0.5—2 м друг от
82
ЗАГОРСКИИ
Рис. 1. Геологический план пегматитового тела Соседка (по материалам эксп. "Байкалкварцсамоцветы" и ЗАО "Тур-малхан", с добавлениями В.Е.Загорского). 1—5 — пегматит: 1 — кварц-олигоклазовый (с шерлом) графической, неяс-нографической, мелкопегматоидной структур, 2 — кварц-калишпатовый графической структуры, 3 — блоковый кали-шпат, 4 — блоковый кварц, 5 — линза петалит-рубеллит-альбит-лепидолитового состава (без миарол); 6 — метадиори-ты; 7 — полоса повышенной насыщенности пегматита миаролами с турмалином; 8 — контуры карьера (2009 г.).
друга. Миаролы без турмалина встречаются в обеих зонах тела, тогда как миаролы с турмалином характерны только для внешней зоны, но распределены в ней неравномерно. В целом наибольшее их количество тяготеет к эндоконтактовой части тела, тогда как количество миарол без турмалина возрастает в направлении центральной зоны. Кроме того, в карьере выявлена расширяющаяся с глубиной полоса повышенного скопления тур-малиноносных миарол, которая дискордантна контактам внешней зоны тела с вмещающими породами и центральной зоной. В центральной зоне доминируют кварцевые миаролы, менее характерны миаролы с аксинитом и ломонтитом. Аксинит обнаружен также в пределах узкой (10— 25 см) линейной зоны "пропарки" среди блоко-
вого калишпата. В ней калишпат подвергся выщелачиванию с образованием многочисленных каверн и замещению аксинит-цеолитовым агрегатом.
Первично-магматическая природа пегматитов поля с очевидностью следует из геологических, петрографических и термобарогеохимических данных [1—3]. Для пегматитов с концентрической зональностью обычно предполагается модель внутрижильной дифференциации с последовательной кристаллизацией зон в направлении от контактов к центру тел. Однако к пегматитовому телу Соседка она не применима, поскольку внешняя ее зона, вне всяких сомнений, соответствует более высокому уровню эволюционного развития по сравнению с внутренней зоной. Полевые шпа-
МАЛХАНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ ТУРМАЛИНА
83
ты внешней зоны обогащены Ы, Rb и С8 по сравнению с их аналогами из центральной зоны. Только для внешней зоны характерны миаролы и околомиароловые комплексы с редкометальной минерализацией. Характер их распределения в этой зоне также не согласуется с данной моделью.
В Малханском поле по соотношению породообразующих минералов выделено три типа пегматитов: 1) калишпатовый, 2) двуполевошпатовый и 3) олигоклазовый [1, 2]. Пегматиты разных типов могут соединяться маломощными апофизами (проводниками), но никогда не секут друг друга, что свидетельствует в пользу одноактного их внедрения. Вместе с тем не только соседние тела, но и разные части одних и тех же протяженных жил нередко столь резко различаются по минеральному и химическому составам, что формально должны быть отнесены к разным типам пегматитов. Для двуполевошпатового типа жил весьма характерна фрагментация пегматитов на перемежающиеся участки кварц-олигоклазового и кварц-калишпатового составов, размером от первых до нескольких десятков метров, границы между которыми всегда четкие, без признаков взаимодействия. Эти и другие описанные выше особенности пегматитов поля возможны только при одноактной инъекции химически гетерогенной магмы, каждая порция которой после внедрения в пегматитовмещающие камеры эволюционировала в автономном режиме [1, 2, 4]. Не является исключением и пегматитовое тело Соседка. В работах [2, 4, 5] показано, что наиболее вероятными процессами гетерогенизации расплавов, прежде всего в отношении щелочей, являются флюидно-магматическое взаимодействие в рамках метамагматической модели и жидкостная несмесимость (ликвация?), а местом их реализации — очаги преобразования гранитной протомагмы в пегматитовую. Эти процессы сопровождались также дифференциацией летучих компонентов и редких элементов, приводя к обособлению различающихся по составу флюидных пузырей, послуживших протосубстанцией будущих миарол.
Весьма высокая степень заполнения многих абсолютно замкнутых миарол силикатным материалом исключает возможность его образования только за счет флюида, выделившегося из расплава при кристаллизации кварц-полевошпатового матрикса. Доминирующую роль в качестве мине-ралообразующей среды для миаролового материала могут играть высокотемпературные расплаво-подобные алюмосиликагели, которые фиксируются в виде включений в минералах из миарол [6, 7]. Известно, что гелеобразные среды образуются в широком интервале РГ-условий при взаимодействии флюидов с кристаллическими фазами и/или расплавами [6—11]. Эффективность этих процессов связана с экстрагирующей спо-
собностью флюида. Благоприятным фактором для образования квазиколлоидной субстанции является обогащенность Малханской гранитно-пегматитовой системы бором, способствующим увеличению количества силикатной составляющей во флюиде [12]. Степень заполнения миарол силикатным материалом зависит от соотношения низкоплотного флюида и высокоплотной коллоидной субстанции в объеме каждого пузыря.
Неравномерная и очень высокая насыщенность отдельных участков пегматита миаролами, преимущественная приуроченность турмалино-носных миарол к эндоконтактовой части внешней зоны жилы Соседка, а также к линейной полосе, дискордантной элементам ее зональности, приводят к выводу, что уже при внедрении в жи-ловмещающую полость матричные пегматитовые расплавы содержали флюидные (флюидно-кол-лоидные) обособления — основу будущих миарол [13]. Этот вывод косвенно подтверждается также результатами численного моделирования. Расчеты динамики остывания пегматитового расплава, скорости движения флюидных пузырей в расплаве и их коалесценции показывают, что в пегматитовых телах мощностью до 20 м время остывания расплава от 750°С до субсолидусных температур составляет всего лишь первые десятки лет, тогда как для образования крупных флюидных обособлений, близких по размерам природным миаро-лам, требуются тысячи лет [14]. Вместе с тем процесс кристаллизации пегматитовых расплавов
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.