07.02.2018

Основные особенности химизма и минералогии магматических пород типа Клаймакс


Основные особенности химизма. Анализ основных особенностей показывает, что риолиты и гранит-порфиры типа Клаймакс представляют собой богатые кремнеземом и щелочами, глиноземные, бедные кальцием породы с преобладанием K2O над Na2O (табл. 5). Средние содержания главных окислов в связанных с рудой межрудных порфирах составляют (в процентах): SiO2 - 75,2, Al2O3 - 12,3, CaO - 0,80, Na2O - 2,89 и K2O - 5,46. Среднее отношение K2О/Na2О равно 1,89. Поздние и пострудные порфиры содержат несколько большие количества Na2O (в среднем 3,74%) и несколько меньшие количества K2O (в среднем 4,97 %) и их среднее отношение K2О/Na2О таким образом уменьшается до 1,33. Несмотря на то что очень важно было отобрать для химических анализов относительно неизмененные породы, следует ясно представлять, что почти нет пород типа Клаймакс, которые бы полностью избежали воздействия гидротермальных флюидов. Например, очень высокие содержания K2O и низкие содержания Na2O в образце 1 (табл. 5) являются следствием практически полного замещения альбита калиевым полевым шпатом.
Породы типа Клаймакс обогащены кремнеземом и обеднены кальцием, алюминием, железом и магнием по сравнению как со средним известковощелочным гранитом, так и со средним щелочным гранитом по Нокколдс (табл. 5). Кроме того, среднее отношение K2О/Na2О (1,89) для связанных с рудой пород типа Клаймакс выше, чем для среднего известково-щелочного гранита (1,77) или среднего щелочного гранита (1,46). 2468 анализов, собранных Ле-Метром, показывают, что существует полный переход от известково-щелочного гранита через щелочной гранит к высококремнеземистому, богатому щелочами граниту. Породы типа Клаймакс, связанные с рудой, богаты кремнеземом и калием по сравнению со средним гранитом Ле-Метра, но обеднены всеми другими главными окислами. Несмотря на то что породы типа Клаймакс богаты щелочами, молярная доля Al2O3 в них обычно приблизительно равна молярной доле CaO + Na2O + K2O (табл. 5). Кроме того, большинство из этих пород содержат нормативный корунд, а многие акцессорный топаз. Таким образом, обычно породы типа Клаймакс представляют собой скорее насыщенные алюминием, чем агпаитовые породы.

Невозможно классифицировать породы типа Клаймакс штата Колорадо по щелочно-известковому индексу, предложенному Пикоком. Основные тенденции не могут быть определены по диаграммам изменения содержания кремнезема, так как не существует когенетичных пород более кальциевого состава. Однако на месторождении Куэста риолитовые туфы переслаиваются с верхними слоями андезитовых и кварц-латитовых пород вулканической трубки, которая прорвана кварц-монцонитовыми дайками и некками и также связанными с рудой штоками гранитов типа Клаймакс, риолит-порфирами и аплитами. Если эти породы представляют собой когенетичную ассоциацию, то анализы валовой пробы пород по Исихаре могут быть использованы для построения диаграммы колебаний содержания кремнезема, из которой следует, что породы типа Клаймакс на месторождении Куэста могут быть крайним членом серии пород от известково-щелочных до щелочноизвестковых.

Индексы дифференциации (нормативные кварц + альбит + ортоклаз + нефелин + лейцит + кальсилит) связанных с рудой пород на месторождении Клаймакс колеблются от 91 до 94 (табл. 5). Поскольку индекс дифференциации показывает степень магматической эволюции, а нормативные составные части предполагают присутствие минералов с низкими энтропиями плавления, то высокие индексы дифференциации пород типа Клаймакс предполагают кристаллизацию из сильно дифференцированных низкотемпературных расплавов.

Минералогия. Кварц. В порфирах типа Клаймакс в изобилии развит кварц. В одних порфирах фенокристаллы представлены бипирамидальными кристаллами кварца от эвгедральных до скелетных, с четко выраженной кварцевой морфологией, тогда как в других порфирах они имеют округлую форму, не огранены и частично разорбированы. Обычно вкрапленники кварца окружены кварцевыми каемками более позднего кварца, богатого включениями, причем оптическая ориентировка сохраняется. В магмо-обломочных порфирах кварцевые обломки имеют угловатую форму, а в деформированных порфирах фенокристаллы кварца представлены удлиненными уплощенными сростками с волнистым и мозаичным погасанием. По-видимому, фелокристаллы кварца в процессе кристаллизации образовались первыми

Полевые шпаты. Альбит в неизмененных порфирах типа Клаймакс встречается как во вкрапленниках, так и в основной массе породы. По оптическим определениям, состав плагиоклаза месторождения Клаймакс колеблется от An0 до An10 (альбит). В большей части вкрапленников альбита видимая зональность не проявлена, но в некоторых наблюдается обычная тонкая зональность, проявленная в виде полос с колебаниями состава в интервале от 1 до 5% An. При кристаллизации альбит, по-видимому, следовал за кварцем и предшествовал калиевому щелочному полевому шпату.

Первичный щелочной калиевый полевой шпат выделялся и в виде фенокристаллов, и в составе основной массы породы. Как правило, фенокристаллы калиевого полевого шпата представлены пертитами и содержат около 10% альбитовых экссолюционных чешуек. Зависящая от состава зональность редко определима в калиевом полевом шпате, но некоторые фенокристаллы в серийных гранитах на месторождении Клаймакс содержат чередующиеся зоны с обилием или отсутствием экссолюционных чешуй и (или) проявляют тонкое прямое погасание.

Микрозондовые и химические анализы и оптические определения, проведенные на фенокристаллах калиевого полевого шпата из поздних риолитовых порфиров месторождения Клаймакс, показали следующий валовой состав: Ab34Or65An1. Вмещающая масса пертитов имеет состав Ab17Or83An0, а альбитовые чешуйки имеют состав Ab100. Применение способа двуполевошпатового геотермометра Уитни и Стормера показало, что кристаллизация вкрапленников в поздних риолитовых порфирах Клаймакса продолжалась до 720° С и что распад щелочного полевого шпата закончился приблизительно при 480° С. Калиевый полевой шпат основной массы не является пертитовым, химическому анализу не подвергался.

На месторождении Клаймакс вторичный калиевый полевой шпат встречается обычно в виде включений во вкрапленниках альбита, в виде оболочек вокруг вкрапленников и в виде пойкилитовых наростов вокруг пертитовых вкрапленников (рис. 14, 15 и 16). Вторичный калиевый полевой шпат лишь изредка бывает пертитовым. Там, где он был изучен с помощью микрозонда (в поздних риолитовых порфирах), он представлен почти чистым калиевым полевым шпатом (Оr98-100).
Как первичный, так и вторичный калиевый полевой шпат в поздних риолитовых порфирах на месторождении Клаймакс имеет промежуточное соотношение алюминия и кремния [К(Al, Si)2Si2O8 — ортоклаз], что было определено путем измерения угла 2V в сочетании с определением состава на микрозонде. Микроклин с решетчатым двойникованием (KAlSi3O8) встречается на глубине в штоке Клаймакс; далее он будет приведен в качестве примера образования в результате медленного остывания.

Постоянное сосуществование альбита и калиевого полевого шпата как во вкрапленниках, так и в основной массе в породах типа Клаймакс представляет петрографическую проблему. Солидус и сольвус системы KAlSi3O8 — NaAlSi3O8 — H2O пересекаются только при давлении воды больше ~3,5 кбар. Если магмы типа Клаймакс внедрились на глубине 3000 м или менее (P литостатическое меньше 1 кбар), то, по-видимому, раньше собственно альбита и калиевого щелочного полевого шпата должен был кристаллизоваться только один магматический щелочной полевой шпат. Однако добавка небольшого количества Ca в эту систему заставляет сольвус пересекать солидус при давлении воды 2 кбар. Кроме того, добавка фтора в эту систему будет понижать температуры ликвидуса п солидуса по направлению к сольвусу, но не будет, по-видимому, воздействовать на него. Это должно повышать возможность того, что из расплава одновременно будут кристаллизоваться альбит и калиевый щелочной полевой шпат. Впоследствии анортитовый компонент плагиоклаза мог быть изменен до флюорита и топаза, а альбитовый остается стабильным.

Биотит. Небольшое количество биотита присутствует в большинстве порфиров типа Клаймакс, но обилен он только в некоторых из них. Биотит коричневато-зеленого цвета в неполяризованном свете и сильно плеохроирует в поляризованном свете. Первичный биотит обычно эвгедральный, это указывает на то, что он относится к фенокристаллам и образовался до образования основной массы породы. Биотитовые зерна обычно содержат включения циркона с ореолами радиоактивного распада и местами включения небольших зерен непрозрачных окислов (или близко ассоциируются с ними). Обычно биотит частично (иногда полностью) превращен в хлорит и (или) серицит.

Образцы первичного биотита из порфиров Юред и гранитов Хендерсон интрузивной серии Ред-Маунтин содержат 0,23—0,40 мольных долей Mg и от 3 до 6% фтора, что указывает на то, что эти биотиты образовались в условиях, более богатых фтором, чем биотиты в известково-щелочных породах, характерных для медно-порфировых месторождений, таких, как Санта-Рит.

Флюорит и топаз в породах типа Клаймакс обычно составляют менее одного процента, но некоторые порфиры особенно богаты одним или другим из этих минералов. Например, на некоторых площадях месторождения Клаймакс породы нижней интрузивной серии содержат от 5 до 10% флюорита в основной массе, а одна из внутрирудных даек местами содержит 10—15% топаза. Первичный флюорит встречается в виде небольших ангедральных или интерстиционных зерен в основной массе большинства порфиров типа Клаймакс. Он также встречается в виде мельчайших включений во вкрапленниках полевого шпата, главным образом в альбите. Большая часть видимого макроскопически флюорита фиолетового цвета; аналитических работ по определению причин окрашивания не проводилось. Первичный топаз на месторождении Клаймакс обычно гипидиоморфный и содержит многочисленные включения основной массы. Как и флюорит, топаз также встречается в виде включений во вкрапленниках полевого шпата. Угол 2V в топазе составляет 65—86°, что свидетельствует о почти теоретически максимальном содержании в нем фтора, приблизительно равном 20%.

Акцессорные минералы. В породах месторождений типа Клаймакс определены следующие первичные акцессорные минералы: циркон, монацит, рутил, браннерит, гематит, магнетит и, возможно, касситерит. Изредка в серийных гранитах присутствует гранат (спессартин), в некоторых местах в качестве первичного акцессорного минерала появляется пирит. Кроме того, в концентратах фабрики Клаймакс встречаются ильменорутил, колумбит, уранинит, метамиктные урановые окислы, ксенотим и эвксенит, но их присутствие в качестве первичных минералов непосредственно в порфирах не отмечалось.

Для интрузивной серии Ред-Маунтин первичными магматическими акцессорными минералами являются спессартин, циркон, ильменорутил, колумбит, метамиктные ниобиевые окислы, браннерит, уранинит, ураноносный торит, монацит, флюоцерит, апатит, ксенотим и эшенит. Согласно Десборо и Михалику, большая часть ильменорутила, метамиктных ниобиевых окисей и радиоактивных минералов химически неоднородны. Ильменорутил — главное вместилище олова, в эшените содержатся в переменных количествах иттрий и другие редкоземельные элементы.





Яндекс.Метрика