|
2. Геохимические и петрологические
особенности редкометальных гранитов и связанных с ними расслоенных тел.
2.4 КРИСТАЛЛИЗАЦИЯ РАССЛОЕННЫХ ПОРОД ГРАНИТНОГО СОСТАВА НА МЕСТОРОЖДЕНИЯХ ОРЛОВКА И ЭТЫКА.
2.4.1 Существующие представления о происхождении полосчатых текстур в гранитах.
Расслоение в гранитных телах Повилайтис (1990)
связывает с автоколебательным процессом - ритмично-зональной фракционной кристаллизационной
дифференциацией магмы. Этот процесс обусловлен анхиэвтектическим составом и определенными
соотношениями скоростей кристаллизации, однонаправленного теплоотвода и диффузии компонентов
в переохлажденной магме, находящейся в резком термоградиентном поле - вдали от условий термодинамического
равновесия. Существуют представления и о постмагматическом происхождении расслоенных гранитов
(Беус и др. 1962, Залашкова и др. 1969, Сырицо 1998), связанных с метасоматическими изменениями
уже законсолидированных пород. Возможность магматического генезиса полосчатости подтверждается
экспериментальными исследованиями В.М. Агошкова и А.А. Ярошевского (Агошков 1963, Ярошевский
1970), где доказывается принципиальная возможность ритмично-зонального хода кристаллизации
анхиэвтектической магмы с периодическим сбрасыванием то избыточного против эвтектики компонента,
то эвтектики в виде зон, конформных контактовой поверхности, в термоградиентном поле.
Распространенная в пегматит-аплитовых дайках ритмично-полосчатая
расслоенность в лежачих контактах в основном альбит-кварцевого состава интерпретируется
Д. Лондоном (London 1992) как неравновесная кристаллизация в условиях сильного переохлаждения.
Чередование тонких различных по составу прослоев в маломощных дайках или жилах происходит
согласно осцилляционно-диффузионной модели (Naslund and McBirney 1996, Webber et al. 1997,
Morgan & London 1999), основанной на неравновесной кристаллизации, при которой возникает
пересыщение по компонентам, не входящим в кристаллизующуюся фазу, что приводит к дальнейшей
нуклеации отличных по составу фаз. Предполагается, что любой фактор, провоцирующий переохлаждение
в неравновесно кристаллизующейся системе (сброс флюидного давления), потенциально может
вызвать гетерогенную нуклеацию и осцилляционный рост кристаллов, что способствует образованию
полосчатой породы. Д. Лондоном (London 1998) полосчатость в гранитных системах объясняется
спинодальным распадом (Скрипов, Скрипов 1979) при определенной степени ликвидусного переохлаждения
(150оС) расплава.
Широко распространенные текстуры с гребенчатым кварцем (Shannon
et al. 1982, Повилайтис 1990, Lowenstern & Sinclair 1996) объясняются осцилляциями флюидного
давления, которые приводят к смещению кварц-полевошпатовой котектики с попеременным расширением
то кварцевого, то полевошпатового поля (Tuttle and Bowen 1958, Jahns & Birnham 1969) и,
соответственно, к послойной кристаллизации гребенчатого кварца из флюидонасыщенного расплава
и аплитовых полевошпатовых зон.
2.4.2 Механизмы формирования расслоенных тел в гранитах Орловки и Этыки.
Согласно выявленному индикатору дифференциации гранитоидной магмы
- отношения Zr/Hf, формирование ритмично-полосчатых пород на месторождениях Орловка и Этыка
является более поздним по отношению к массивным литий-фтористым гранитам, что также согласуется
с данными Г.П. Луговского и др. (1972).
На основе геологических наблюдений, петрографических и геохимических
исследований полосчатых текстур в гранитах и литературных данных можно предположить следующие
механизмы формирования расслоенных тел на месторождениях Орловка и Этыка: а) осцилляция
флюидного давления; б) пересыщение избыточными компонентами на фронте кристаллизации и в)
спинодальный распад.
Осцилляция флюидного давления. Разработанная В.Н. Балашовым
и Г.П. Зарайским (в печати) количественная модель образования полосчатых даек орловских
гранитов связана с периодической дегазацией расплава в условиях повышенного флюидного давления:
с повышением и дальнейшим сбросом последнего происходит смещение альбит-кварцевой эвтектики
с попеременным расширением то кварцевого, то альбитового полей. Доказательством тому является
довольно частое нахождение в дайкообразных телах тонкополосчатого переслаивания преимущественно
альбитовых и кварцевых прослоев (часто гребенчатого типа) с подчиненным количеством слюды.
Индикатором подобной кристаллизации является также большая распространенность в расслоенных
породах кварца со структурой "снежного кома", зоны роста которого характеризуют периодическую
смену условий и скорости кристаллизации.
Пересыщение избыточными компонентами на фронте кристаллизации.
Формирование в этыкинских гранитах расслоенных альбит-амазонитовых пород вряд ли может быть
объяснено вышеописанной моделью, т.к. смещение Ab-Or минимума в сторону Ab с повышением
флюидного давления и концентрации фтора не столь значительно как в системе Ab-Qtz. Последовательная
кристаллизация преимущественно альбитовых и амазонитовых зон может быть обусловлена пересыщением
порций расплава на фронте кристаллизации компонентами, не входящими в кристаллизуемую фазу.
Таким образом, кристаллизация альбитовой зоны приводит к пересыщению остаточного расплава
ортоклазовой компонентой; в свою очередь кристаллизация калишпата способствует пересыщению
расплава альбитовой компонентой и кристаллизации альбита. Такой ход кристаллизации возможен
при сильно неравновесных условиях за счет высокого Т-градиента, что типично для маломощных
жильных и дайкообразных тел на Орловском и Этыкинском месторождениях. В пользу этой теории
свидетельствует также низкая вязкость гранитной магмы за счет насыщения летучими на поздних
стадиях дифференциации, где интенсивная диффузия компонентов в переохлажденной магме приводит
к образованию полосчатых текстур, а не гомогенного гранит-аплита или стекла, как это можно
ожидать с "сухими" гранитными расплавами.
Спинодальный распад. Теория спинодального распада, приложенная
Д. Лондоном (London 1998) к полосчатым гранитным породам может быть применена и для расслоенных
пород Орловки и Этыки. При значительной степени переохлаждения расплава (150оС по Д. Лондону)
происходит неравновесное перераспределение компонентов посредством восходящей диффузии (Скрипов,
Скрипов 1973), в результате чего формируются линейные контрастные по составу зоны. По аналогии
с экспериментальными исследованиями Д. Лондона (London 1998) образуются тонкие кварцевые
и полевошпатовые слои в составе полосчатых тел или, как будет показано в экспериментальной
части работы, зоны, обогащенные кремнеземом, чередующиеся с щелочно-алюмофторидными зонами
с меньшим содержанием кремнезема.
|
