Месторождения мусковита

Мусковитом называют светлоокрашенную слюду, имеющую химический состав, близкий к формуле KAl2(AlSi3O10) (ОН, F)2. В качестве примесей к калию в мусковитах большинства месторождений присутствуют Na, Rb, Cs, Li, Ba, Sr, Ca, Pb. На позициях алюминия часто находятся Fe, Mg, Ti и элементы-примеси группы железа — Cr, V, Sc, Ni и др. Кроме того, в мусковитах часто отмечаются Na, Ta, Be, Zn, Sn, но далеко не во всех случаях эти примеси изоморфные. С помощью электронного микрозонда установлено, что в подавляющем большинстве случаев такие элементы присутствуют в мусковите в виде микровключений минералов (колумбит, танталит, берилл, касситерит и т. п.). Количество фтора в природных мусковитах бывает различным, но обычно составляет 0,1—0,5% и всегда уступает количеству гидроксила.

Имеются два вида мусковита по его применению в промышленности — листовой и мелкая слюда, или слюдяная чешуйка (в английской литературе последняя нередко называется «скрапом», но этот термин у нас имеет несколько другой смысл). Первый вид встречается исключительно в слюдоносных гранитных пегматитах. Чешуйка может быть извлечена как из пегматитов, так и из гранитов, гнейсов, сланцев и других мелкозернистых мусковитсодержащих пород. Очень часто мелкочешуйчатый мусковит добывается в качестве попутного сырья при отработке слюдоносных пегматитов на листовой мусковит.

Среди слюдоносных пегматитов различают собственно мусковитоные и редкометально-мусковитовые пегматиты (последние называют иногда мусковито-редкометальными или бериллово-мусковитовыми). Они несколько различаются по геологической позиции, составу и характеру процессов минералообразования, но граница между ними условная, и в природе можно найти постепенные переходы от жил чисто мусковитовых к жилам редкометально-мусковитовым.

Мусковитовые пегматиты в большинстве случаев приурочены к метаморфическим породам амфиболитовой фации метаморфизма. Другие общие черты всех мусковитоносных районов: высокое давление, характерное для парагенезисов метаморфических пород и самих пегматитов; приуроченность пегматитовых поясов к тектоническим структурам сжатия; высокое содержание алюминия в породах. Возраст вмещающих пород — от архейского до палеозойского, а возраст пегматитов — от 2100 до 250 млн. лет.

Преобладающая разновидность мусковитоносных жил в слюдоносных районах — инъецированные магматические тела с преобладанием калиевого полевого шпата, т. е. собственно пегматиты. Ho, кроме того, здесь пользуются распространением и другие мусковитоносные тела, которые можно назвать пегматитоподобными: участки гранитов, измененные послемагматическими процессами, и образовавшиеся целиком на послемагматическом этапе мусковит-плагиоклаз-кварцевые жилы в метаморфических породах. Следует иметь в виду, что промышленные содержания слюды высокого качества во всех районах встречается лишь в незначительной части (от 2 до 7%) пегматитовых и пегматитоподобных тел. В частности, это связано с тем, что только малая доля инъецированных магматических жил подвергается интенсивным наложенным изменениям на послемагматическом этапе, когда и образуется крупноразмерный мусковит.

Широкие ореолы измененных вмещающих пород окружают слюдоносные тела — как инъецированные (пегматитовые), так и послемагматические (пегматитоподобные). В пределах ореолов фиксируются зоны окварцевания (возле контакта), муоковитизации (до 5—10 м), микроклинизации (до 20—60 м), олигоклазизации и гидратизации гнейсов и сланцев. На контактах мусковитоносных пегматитовых тел с мраморам и возникают послемагматические магнезиальные скарны, в том числе широкая внешняя зона кальцифиров.

Контрастные положительные трех-пятикратные геохимические аномалии К, Rb, Ba, Pb и Tl характеризуют зоны микроклинизации. Двух-трехкратные положительные аномалии Rb, Ba, Sr, Li, Be и редкоземельных элементов наблюдаются в зона к мусковитизации. Зоны окварцевания выделяются отрицательными аномалиями в содержаниях большинства элементов. Кальцифиры отличаются от окружающих мраморов контрастными положительными аномалиями К, Ba, Rb, Li и отрицательными стронция. Существенную пользу при поисках в полевых условиях приносит непосредственное обнаружение метасоматических минералов — мусковита, микроклина, вторичного плагиоклаза — в образцах и протолочках вмещающих пород. В дальнейшем оно может быть уточнено по петрографическим шлифам.

Минеральные и элементные ореолы могут быть использованы для обнаружения скрытых («слепых») мусковитоносных тел, а также для оценки продуктивности пегматитов, которые не содержат слюды на дневной поверхности, в разведочных выработках или в кернах буровых скважин. Есть ли мусковит на других горизонтах данного пегматитового тела? Да, если ореолы вокруг контактов такие же, как вокруг слюдоносных жил. Разумеется, в таком случае речь может идти лишь о присутствии слюды, а не об ее качестве.

Иногда геологи сталкиваются с проблемой идентификации слюдоносности пегматитов, когда имеются лишь небольшие обломки пегматитового материала в зоне выветривания, в вывороченных корнях деревьев и т. п. В таких ситуациях большую пользу могут принести минералогические и геохимические критерии специализации пегматитов. Самый прямой признак мусковитовых пегматитов — крупные чешуи слюды («парги») в подпочвенном слое. Ho в некоторых ландшафтных условиях мусковит при выветривании не сохраняется. Кроме того, даже при обнаружении слюды возникает необходимость отнесения фрагментов к той или другой группе — мусковитовых, редкометально-мусковитовых или редкометальных пегматитов.

Наиболее характерные (типоморфные) акцессорные минералы мусковитовых пегматитов — турмалин ряда дравит — бургерит, гранат с преобладанием альмандиновой составляющей и фтор-апатит. Такие акцессорные минералы, как берилл, уранинит, циркон, ортит, монацит, присутствуют лишь в отдельных районах или в отдельных жилах и не специфичны для мусковитовых пегматитов в целом. Акцессорные колумбит и касситерит встречаются в пегматитах с переходной редкометально-мусковитовой специализацией и при активном проявлении поздней альбитизации в мусковитовых пегматитах.

Из элементов-примесей в породообразующих минералах пегматитов наиболее закономерное поведение обнаруживают барий, стронций, рубидий и цезий. Для ранних генераций минералов калия типичных мусковитовых пегматитов характерны резко повышенные содержания первых двух элементов и пониженные рубидия и цезия. С переходом к редкометально-мусковитовым пегматитам и к более поздним генерациям минералов содержания примесей бария и стронция снижаются, а рубидия и цезия растут, в результате чего отношения типа Ba/Rb или Sr/Cs в ранних генерациях калиевых минералов являются индикаторами мусковитовой специализации пегматитов. В слюдах типичных мусковитовых пегматитов содержания титана максимальны, ниобия, тантала, свинца и фтора минимальны, так что высокое значение отношения Ti/Nb в биотите и мусковите тоже может служить геохимическим индикатором мусковитовой специализации пегматитов. В редкометально-мусковитовых и редкометальных пегматитах эта величина понижается.

Содержания бериллия в породообразующих минералах хорошо коррелируются с количеством акцессорного берилла в пегматитах и не связаны четко с их геохимической специализацией. То же можно сказать о содержаниях лития, редкоземельных элементов. Однако все эти элементы и особенно их соотношения проявляют закономерное поведение в процессах послемагматического изменения пегматитов и интересны для изучения химизма этих процессов.

Присутствие типоморфных акцессорных минералов и уровень концентраций элементов-примесей определяются условиями образования пегматитов, и прежде всего давлением и составом летучих компонентов. Содержание же других элементов и минералов зависит от ряда дополнительных факторов, в том числе от состава вмещающих пород. В частности, можно считать установленным заимствование пегматитами из вмещающих пород таких элементов, как уран, торий, цирконий, гафний, иттрий и лантаноиды.

Сравнение пегматитов различных регионов нашей планеты показывает, что их минеральный и химический составы не зависят от возраста или от каких-либо региональных особенностей. Концентрации таких, например, элементов-примесей, как барий и рубидий, в ранних генерациях калиевого полевого шпата (эндоконтактовая оторочка, графические срастания) и мусковита (кварц-мусковитовый замещающий комплекс) удивительно сходны в пегматитах одного промышленного типа в Восточной Сибири, Индии и Северной Америке (см. таблицу). Это означает, что мы можем использовать концентрации таких элементов как геохимические индикаторы специализации пегматитов на любом континенте, в любой геологической обстановке.

Собственно мусковитовые пегматиты не являются единственным источником промышленного мусковита Многие крупные месторождения Индии и Бразилии относятся к редкометально-мусковитовому типу. Иногда единое пегматитовое тело здесь разрабатывается одновременно на слюду и берилл, на слюду и касситерит или на слюду и колумбит. Много пегматитов такого типа в Судане, Замбии, Танзании, Анголе, Марокко и других странах Африки. Ho качество слюды многих месторождений пока не изучено.

Очень быстро растет спрос на мелкочешуйчатый мусковит (скрап). Например, в США выпуск такой слюды в 1965—1970 гг. был порядка 120 тыс. т, сейчас составляет около 150 тыс. т, а оценка потребности на 2000 г. равна 340—350 тыс. т. В различных районах мира имеется много месторождений мелкочешуйчатого мусковита. Наиболее продуктивный тип его месторождений — тип выветрелых с поверхности гнейсов, сланцев и гранитов, насыщенных мусковитом. Содержание слюды в породах обычно 2—8%, иногда до 20%. Развивающиеся страны Азии, Африки и Латинской Америки обладают значительными потенциальными возможностями производства мелкочешуйчатой слюды.