Презентация на тему "Метасоматоз и метасоматиты"

Содержание

• 
  Слайд 1
  

  Петрография магматических и метаморфических пород Лекционный курс для студентов специальности РГ Сироткин Александр Николаевич профессор кафедры МКП

• 
  Слайд 2

  Метасоматоз и метасоматиты

  Что это такое?

• 
  Слайд 3

  Метасоматоз

  Метасоматозом называется процесс преобразования горных пород под воздействием агрессивных растворов, происходящий путем замещения одних минералов другими с сохранением твердого состояния породы в целом и сопровождающийся изменением её химического состава. При метасоматозе осуществляется перекристаллизация с привносом и выносом вещества без изменения объема породы Метасоматоз в данном случае развивается локально в различной геологической обстановке при небольшом давлении на малых, реже средних глубинах. Таким образом, это процесс радикального изменения состава пород под действием гидротермальных растворов, осуществляемый при постоянстве объёма пород. Символ метасоматоза - псевдоморфозы. Типы метаморфизма и метаморфическихпород.

• 
  Слайд 4
  

  Главным фактором метасоматических процессов являются активность летучих (подвижных) компонентов, в первую очередь – Н2О и СО2, а также температура Давление имеет меньшее значение, т.к. эти процессы идут на небольших глубинах Флюиды оказывают каталитическое воздействие на ход процессов; являются переносчиками вещества; источниками тепла

• 
  Слайд 5

  Происхождение флюидов

  Ювенильные – глубинные, поступающие из мантии и ядра. Обогащены водой и металлами Магматогенные – отделяются от магмы в ходе магматической кристаллизации. Их температура равна температуре магмы и может составлять от 1900 до 650°С. Содержат Н2О и СО2, а также целый ряд химических соединений. Удаляясь от магматического тела вследствие перепада давлений, постепенно охлаждаются и переходят в растворы Метеорные – поверхностные воды и поровые воды горных пород

• 
  Слайд 6

  Типы метасоматоза

  Инфильтрационный метасоматоз. Совершается в процессе свободного течения флюидной фазы по трещинам, зонам дробления и тектонических нарушений Диффузионный метасоматоз. Осуществляется путём миграции компонентов за счёт диффузии в поровых растворах. Биметасоматоз. Процесс, протекающий в зоне контакта двух пород резко различного химического состава. Здесь факторами процесса являются химизм флюидной фазы и химизм контактирующих пород

• 
  Слайд 7

  Особенности процессов метасоматоза

  Проникая по трещинам, порам и межзерновым пространствам, растворы вступают в химические реакции со старыми минералами горных пород. В результате на месте старых минералов возникают новые, обогащённые теми компонентами, которые принесли растворы. Возникают новые породы – метасоматиты Для них характерно существенное, иногда полное преобразование химического состава горных пород в ходе привноса – выноса вещества, процессов растворения и осаждения химических компонентов При этом объём породы остаётся постоянным

• 
  Слайд 8
  

  Интенсивность метасоматических процессов определяется: - химическим составом летучих компонентов, их температурой и давлением - проницаемостью горных пород и их структурно-текстурными характеристиками - составом горных пород Для метасоматических залежей свойственна зональность (смена в пространстве одного типа метасоматитов другим), что определяется химической стадийностью метасоматического процесса

• 
  Слайд 9

  Формы залегания и другие признаки метасоматитов

  Пластообразные и согласные залежи, совпадающие с формами залегания осадочных горных пород в случае их замещения Согласные метасоматические залежи, располагающиеся вдоль структурных и стратиграфических несогласий в толщах осадочных пород Секущие залежи, повторяющие конфигурацию тектонических зон Метасоматические столбы на пересечении тектонических зон Системы штокверков, повторяющих конфигурацию систем тектонических трещин Сложные тела на контакте магматитов с вмещающими породами

• 
  Слайд 10

  Текстуры, структуры пород. Минеральный состав

  Текстуры метасоматитов: полосчатые, брекчиевидные, прожилково-брекчиевидные, пятнистые, редко массивные Структуры метасоматитов: неравномернозернистые, корковые, реликтовые, неориентированные. Минеральный состав может быть простым (например, моно- или диминеральным), а иногда сложным из-за наложения последовательных метасоматических процессов, либо из-за сохранения реликтовых минералов первичных пород

• 
  Слайд 11
  

  Контакты между метасоматитами и между метасоматитами и вмещающими породами

  Могут быть резкими Могут быть плавными, постепенными

• 
  Слайд 12
  

  Метаморфические процессы Гранит Мрамор Скарн

• 
  Слайд 13

  Контактово-метасоматические процессы

  Этот тип метасоматических процессов имеет место обычно на контактах интрузии с вмещающими породами Главные факторы: летучие компоненты из кристаллизующегося расплава; состав контактирующих пород; температура Типы метасоматитов: скарны, фенитыи другие

• 
  Слайд 14

  Особенности контактово-метасоматических пород

  Граница между метасоматитами и неизменёнными породами – резкая Метасоматит не образует сплошного ореола вокруг интрузии, а образует линзы; форма и размеры линз зависят от характеристики вмещающей породы Минеральный состав метасоматитов простой, часто моно- или биминеральный Структуры и размер минеральных зёрен в метасоматитах крайне не выдержаны На минералы ранних парагенезисов часто накладываются низкотемпературные минералы поздних парагенезисов, что усложняет состав породы и расшифровку её генезиса

• 
  Слайд 15

  Автометасоматоз (автометаморфизм)

  Это процесс метасоматического изменения магматических горных пород под влиянием летучих компонентов, отделившихся от той же интрузии или идущих из того же очага, который образовал данную интрузию Главные факторы: летучие компоненты из кристаллизующегося расплава; состав магматических пород; температура Типы метасоматитов: серпентиниты, грейзеныи другие

• 
  Слайд 16

  Околожильный (приразломный) метасоматоз

  Наблюдается в разномасштабных тектонических зонах (разломных зонах и зонах смятия), вдоль пневматолитовых и гидротермальных жил Очень разнообразны в своих проявлениях Зависят от: а) состава и структуры первичной породы; б) температуры и давления метасоматоза; в) химического состава раствора; г) физических характеристик раствора; д) способа проникновения и взаимодействия раствора с породой Типы метасоматитов: пропилиты, вторичные кварциты, березиты и другие

• 
  Слайд 17

  Стадийность проявления метасоматитов

  Метасоматоз Ранняя щелочная стадия Кислотная стадия Поздняя щелочная стадия Проявляется на фоне снижения температуры и изменения рН растворов

• 
  Слайд 18

  Метасоматиты, равновесные с нейтральными растворами

  Скарны – высоко- и среднетемпературные образования Пропилиты – средне- и низкотемпературные образования

• 
  Слайд 19
  

  Осадочные и метаморфические горные породы 19 1. Скарны – образуются на контакте интрузий и карбонатных толщ под действием постмагматических флюидов и растворов. 2. Метаморфические горные породы

• 
  Слайд 20

  Скарн –гранат, пироксен, эпидот, магнетит, карбонат

• 
  Слайд 21

  Скарны:

  Магнезиальные– на контакте с доломитами (оливин, диопсид, шпинель, флогопит, серпентин и др.) Известковые - на контакте с известняками (гроссуляр-андрадитовый гранат, диопсид, волластонит, эпидот и др.)

• 
  Слайд 22
  

  Структуры – нематогранобластовые. Текстуры – массивные, полосчатые, пятнистые. Состав – преобладают пироксены, гранат, часто содержат кальцит, эпидот, кварц, рудные минералы. Осадочные и метаморфические горные породы 22 2. Метаморфические горные породы

• 
  Слайд 23

  Скарны

  Диапозон температур – от 1000 до 300°С рН растворов – от слабощелочных и нейтральных до слабокислых (8 – 6) Эндоскарн – по магматической породе, экзоскарн – по вмещающей породе Si, Al, H2O – поступают с магматогенными растворами; Ca, Mg – из карбонатных пород «Сухие» скарны – минералы с гидроксильной группой отсутствуют. С «сухими» скарнами связаны месторождения железа. Эндоскарн Скарны водные: амфибол, эпидот, хлорит и др. Разнообразие рудных минералов: шеелит, вольфрамит, касситерит, сульфиды меди, кобальтин, сфалерит, галенит, золото, платина, флюорит, барит и многие другие

• 
  Слайд 24
  
• 
  Слайд 25

  Минералогия скарнов

  Высокотемпературные: гроссуляр-андрадит, диопсид-геденбергит, магнетит, везувиан, волластонит, оливин, шпинель Низкотемпературные: кальцит, эпидот, хлорит, актинолит, кварц, альбит, скаполит, серпентин, сфен. Важное значение имеют минералы бора: датолит, людвигит и другие Процесс телескопирования – наложение низкотемпературных ассоциаций на ранее сформированные высокотемпературные

• 
  Слайд 26
  

  Гранатовый скарн Везувиан Везувиан-волластонитовый скарн

• 
  Слайд 27
  

  Шпинель (розовая) и лазурит (синий)

• 
  Слайд 28
  

  Датолит Датолит-волластонитовый скарн

• 
  Слайд 29

  Скарны в шлифах

• 
  Слайд 30

  Коронарные (друзитовые) структуры

• 
  Слайд 31

  Пропилиты

  Пропилитизация – метасоматический процесс на малых глубинах, крупномасштабный Температура до 200-350°С, растворы –слабокислые, нейтральные и щелочные (рН 5-8) Протолит – вулканические породы основного и среднего состава, а также вулканомиктовые и полимиктовыеграувакки Минеральный состав пропилитов: хлорит, эпидот, альбит, актинолит, биотит, кальцит, сульфиды и др. Это телетермальный процесс, т.к. связь с конкретными интрузиями не просматривается. Предполагается связь с крупными батолитами или комплексами даек. Также в зонах разломов Pb-Zn, Cu-Zn, Au-Ag и другое оруденение

• 
  Слайд 32

  Метасоматиты, равновесные с кислыми растворами

  Грейзены – высокотемпературные метасоматиты Листвениты, березиты, вторичные кварциты - среднетемпературные метасоматиты Аргиллизиты – низкотемпературные метасоматиты

• 
  Слайд 33
  

  Осадочные и метаморфические горные породы 33 2. Грейзены – крупнокристаллические светло-серые породы. Состав - кварц и светлая слюда (мусковит или лепидолит). Могут присутствовать топаз, турмалин, апатит, флюорит; рудные минералы (касситерит, вольфрамит, молибденит, пирит, арсенопирит и др.) Структура – лепидогранобластовая. Текстура – массивная. 2. Метаморфические горные породы

• 
  Слайд 34

  Грейзены

  Продукты интенсивного метасоматоза исходных пород кислого и среднего состава (Qtz,Mu,Fl,Top) Цвиттеры –высокотемпературные грейзены со значительным содержанием Li (Qtz, Li-слюда (циннвальдит), Top). Процесс – пневматолитово-гидротермальный, Т°С -более 500° и до 300°. Идёт в кислой среде – рН 4-6 В качестве протолита выступают граниты и сходные по химизму породы. Нередко пространственно и генетически связаны со скарнами

• 
  Слайд 35

  Положение скарна (в экзоконтакте) и грейзена (в эндоконтакте) интрузии

• 
  Слайд 36
  

  Грейзен – кварц, мусковит, топаз, флюорит, турмалин, вольфрамит, молибденит и др.

• 
  Слайд 37

  Грейзены

  Светлые крупнозернистые породы,возникающие при метасоматическом изменении, главным образом, магматических пород в контакте гранитных интрузий. Для них характерны кварц, мусковит, литиевые слюдки, турмалин, топаз, флюорит, берилл и редкометальноеоруденение (вольфрамит, молибденит, касситерит, висмутовые минералы). Эндогрейзены – по материнским гранитам и экзогрейзены – по вмещающим породам

• 
  Слайд 38

  Вторичные кварциты

  Образуются в субвулканических условиях в процессе кислотного выщелачивания эффузивов кислого и среднего составов (риолиты, дациты, андезиты) и их туфов. По составу – серицит-кварцевые породы, в которых кварц составляет до 50-70%. Также присутствуют: каолинит, алунит, андалузит, корунд, флюорит, топаз, турмалин, пирит, гематит и др. Структуры: реликтовая, бластопорфировая, микрогранобластовая. Могут сохраняться вкрапленники кварца и калишпата.

• 
  Слайд 39
  
• 
  Слайд 40
  

  Образуются в широком интервале температур: - корунд-андалузитовые – 450-400°С - алунитовые – около 300°С - каолинитовые – около 200°С - серицитовые – 100-150°С Формируются в приповерхностных условиях, давление низкое По генезису: автометасоматические, контактовые, околожильные

• 
  Слайд 41

  Аргиллизиты

  Гидротермально измененные каолиновые породы, имеют эндогенное происхождение. Светлоокрашенные породы. Глинистые минералы: каолинит, монтмориллонит, галлуазит, иллюит, дикит. Также присутствуют: кварц, опал, барит, карбонаты, пирит, гематит, хлорит, флюорит и другие. Обрамляют рудные жилы, часто зональны (рудная жила - кварц- шамозит - каолинит - монтмориллонит - хлорит)

• 
  Слайд 42
  

  В качестве протолита могут быть кислые, средние и щелочные породы, обычно эффузивные. Низкотемпературный гидротермальный процесс, Т°С от 250 до 50°С. Кислая среда, рН

• 
  Слайд 43

  Березиты

  Массивные светлоокрашенные мелкозернистые породы, всегда с зёрнышками пирита Минеральный состав – серицит-кварцевый (Qtz,Ser,Cal,Prt), также присутствуют хлорит и разнообразные сульфиды Структура микролепидобластовая, бластопорфировая; характерны реликтовые структуры и текстуры

• 
  Слайд 44
  

  В качестве протолита – различные гранитоиды и вмещающие породы Гидротермальный метасоматоз – околотрещинный, околожильный, региональный. Связан с постмагматическими процессами Т°С – 350-250°С, рН 4-5 С березитами связана широкая сульфидизация

• 
  Слайд 45

  Листвениты

  Лиственизация – процесс, сходный с березитизацией, но проходит по основным, ультраосновным породам и доломитам Листвениты – зеленоватые породы (отсюда и название), состоящие из Qtz,Carb и фуксита Фуксит – хромсодержащий мусковит; карбонаты представлены доломитом и магнезитом. Также могут присутствовать тальк, пирит, лимонит и др.

• 
  Слайд 46
  
• 
  Слайд 47

  Метасоматиты, равновесные со щелочными растворами

  Фениты – высокотемпературные метасоматиты Фельдшпатолиты – высоко- и среднетемпературные метасоматиты Эйситы – средне- и низкотемпературные метасоматиты Чароит - высокотемпературные метасоматиты

• 
  Слайд 48

  Фениты

  Образуют ореолы вокруг интрузивов щелочных магматических горных пород. В частности, комплексы УЩК окружены ореолами фенитов В качестве протолита – кислые кварц-полевошпатовые магматические и метаморфические породы Лейко- и мезократовая массивная либо сланцеватая порода с гранонематобластовой или порфиробластовой структурой. Состав: альбит, нефелин, эгирин, микроклин, арфведсонит, чароит, сфен, апатит, монацит и другие

• 
  Слайд 49

  Фенитизация

  Высокотемпературный (500-900°С) контактовый щелочной (рН 8-10) метасоматический процесс Высокая активность натрия, реже калия Хлоридно-фторидно-калий-натровые флюиды – производные щелочных интрузий; воздействуют на граниты, гнейсы, песчаники (кварц-полевошпатовые породы) Плагиоклаз замещается альбитом и нефелином; темноцветные минералы (биотит, амфибол) – эгирином, арфведсонитом; микроклин сохраняется и увеличивается количественно, а кварц исчезает

• 
  Слайд 50

  Фельдшпатолиты

  Образуются за счёт гранитов в экзоконтактах гранитоидных интрузий Под действием растворов повышенной щёлочности (рН до 8,5) и высокой температуры (400-600°С). Обычно зональные: внутренние зоны, прилегающие к гранитоидам и их захватывающие, и внешние, периферийные, во вмещающих породах По преобладанию полевого шпата выделяют альбититы, микроклиниты и т.д. Состав: альбит, микроклин, кварц, лепидолит, рибекит, мусковит, биотит, акцессории.

• 
  Слайд 51

  Эйситы

  Продукт низкотемпературного и слабощелочного натриевого метасоматоза при высоком потенциале СО2. Протолит – гранитоиды, гнейсы, песчаники, иногда базальтоиды Телетермальный процесс: предполагается связь с постмагматической стадией становления гранитоидных интрузий, но прямая связь с интрузией не устанавливается Часто развиваются по зонам разломов, формируя тела в сотни метров мощностью Породы буровато-красного цвета, массивные; структура лепидогранобластовая, гранобластовая

• 
  Слайд 52
  

  Минеральный состав: альбит, хлорит, кальцит, гематит; также встречаются кварц, адуляр, серицит, анатаз, апатит, лейкоксен и др. Встречаются урановые минералы

• 
  Слайд 53

  Чароит

  Породы с чароитом – результат калиевого щелочного метасоматоза

• 
  Слайд 54
  

  Формируется на контакте щелочных пород и прорванных ими мраморов Калиевый метасоматоз, Т°С = 750-400°С Массивные плотные породы с сиреневыми прожилками, линзами, агрегатами самой разной формы По текстуре бывают лучистые, прожилковатые, сноповидные, параллельно-шестоватые и др. Главный минерал – чароит (силикат калия и кальция, с большим количеством летучих) Также в породах встречаются эгирин, микроклин, кварц, арфведсонит, карбонат и другие минералы, среди которых очень много редких

• 
  Слайд 55
  

  Единственное место в мире: Мурунскийультракалиевый щелочной массив на реке Чаре (граница Якутии и Иркутской области). Здесь выходы чароитовых пород, площадь около 150 км2 Чароит встречен также в Австралии и США, но только в виде акцессорных минералов в некоторых щелочных метасоматитах

• 
  Слайд 56

  Серпентиниты

  Самый распространённый процесс изменения ультраосновных пород Серпентинизация – гидротермальный процесс, при котором магнезиальные минералы в резуль-тате гидратации превращаются в серпентин Различаются по генезису, геолого-тектонической позиции и температурам формирования

• 
  Слайд 57
  

  57 Серпентиниты– образованы под влиянием флюидов на ультраосновные породы, содержащие оливин. Состав - серпентин с примесью магнетита и хлорита, часто с прожилками волокнистого хризотил-асбеста. Структура – лепидобластовая. Текстура – массивная, пятнистая. 2. Метаморфические горные породы

• 
  Слайд 58

  Серпентиниты

  Автометасоматическаясерпентинизация – оливин-содержащие породы (дуниты, перидотиты и др.) изменяются под действием собственных растворов Контактово-метасоматическая серпентинизация – перидотиты или другие ультраосновные породы прорваны гранитной интрузией, и на контакте формируются зоны серпентинитов Метасоматическая серпентинизация по тектоническим зонам – по зонам тектонических трещин поступают метеорные воды (атмосферные), образуя серпентиниты Экзогенная серпентинизация – на поверхности, в условиях тропического климата и действия поверхностных вод

• 
  Слайд 59
  

  В зависимости от генезиса, температура процесса серпентинизации может меняться от 400-650°С до 25-80°С Отсюда разновидности серпентина: лизардит (низкотемпературный), хризолит (средне-температурный), антигорит (высокотемпературный) Развивается по оливину, ромбическому и монклинному пироксену, ромбическому амфиболу, хромшпинелидам Другие минералы: хлорит, тремолит, тальк, брусит, магнезит, доломит, кальцит, магнетит, гарниерит и т.д.

• 
  Слайд 60

  Метаультрабазиты

  Серпентинит Ол-Тальк-Карб порода

• 
  Слайд 61

  Полезные ископаемые, связанные с метасоматитами

  Скарны. Рудные: железо, вольфрам, олово, молибден; медь, свинцово-цинковые; золото, платина, мышьяк. Нерудные: графит, апатит, тальк, асбест. Минералы бора. Грейзены: олово, вольфрам, молибден, медь, золото, висмут, мышьяк; графит, флогопит, корунд. Среднетемпературные метасоматиты: свинец, цинк, медь, олово, молибден, золото, серебро; асбест, магнезит, флюорит, горный хрусталь Низкотемпературные метасоматиты: золото, серебро, ртуть, сурьма, медь, свинец, цинк; флюорит, барит, исландский шпат, алунит