Скарновые месторождения

Скарнами называются породы известково-силикатного состава, образовавшиеся метасоматическим путем в приконтактовой области интрузивов среди карбонатных, реже силикатных пород. Выделяют экзоскарны, располагающиеся за пределами интрузии, и эндоскарны, находящиеся внутри последних. Большая часть скарнов относится к экзоскарновым образованиям. Некоторая часть экзоскарнов может находиться от контакта на десятки и сотни метров. Геологические особенности скарновых месторождений

Отмечается большое разнообразие скарновых тел. Это пластообразные залежи, линзы, штоки, трубы и жилообразные тела, гнезда, сложные комбинированные залежи. По составу исходных пород: известковые, магнезиальные и силикатные.Известковые скарны наиболее распространены и образуются по известнякам Их состав: гранаты ряда гроссуляр -андрадит и пироксены ряда диопсид -геденбергит. Иногда широко развиты везувиан, волластонит, скаполит, амфибол, эпидот. Магнезиальные скарны более редки. Они возникают при замещении доломитов и состоят из диопсида, форстерита, шпинели, флогопита, серпентина и реже других минералов. Силикатные скарны относятся к редким образованиям, они формируются по гранитоидам, порфирам и их туфам, траппам, аркозовым песчаникам и алевролитам. Типоморфным для них является скаполит.

Текстуры: полосчатая, пятнистая, массивная, гранобластовая, волокнистая. Скарнам свойственно зональное строение. Модель зональности имеет следующий вид: гранитоиды неизмененные и осветленные мусковитизированные, эндоскарны гранатового состава с эпидотом и плагиоклазом, экзоскарны пироксен-гранатовые, скарны гранатовые, скарны пироксеновые, известняки мраморизованные, сменяющиеся неизмененными известняками. Геологические условия образования Скарновые месторождения тесно связаны с изверженными породами: 1) формацией плагиогранитов ранней стадии геосинклинального развития, с которой ассоциируют месторождения Fe, Cu и Co; 2) формацией гранодиоритов средней стади связаны шеелитовые залежи; 3) формацией малых интрузий гранитоидного состава поздней стади геосинклинального развития, по составу полезных ископаемых это обычно комплексные вольфрам -молибденовые или свинцово-цинковые месторождения; 4) трапповой формацией платформенного этапа развития, с ней связаны железорудные месторождения. Скарновые месторождения необразуют непрерывного кольца вокруг интрузивов. Они образуются там, где магматический контакт пересекает породы.Наиболее благоприятными для развития скарнов являются карбонатные породы. Благоприятными геологическими структурами для скарновых месторождений являются: поверхность контакта интрузий, слоистость вмещающих пород, складчатые и разрывные нарушения. По соотношению процессов образования руд и скарнов 3 типа. Они образуются одновременно в течение единого генетического процесса. К ним принадлежит большая часть магнетитовых, боратовых и графитовых месторождений. Контуры рудных тел совпадают или являются близкими к контурам скарнов. Тип сопровождающего оруденения – оруденение непосредственно сменяет скарнообразование. Руды занимают часть объема скарнов. Пример: некоторые залежи магнетита, боратов, вольфрамовые и оловорудные месторождения. Тип наложенного оруденения – оруденение связано с процессами поздней флюидно-водной стадии скарнообразования. К нему принадлежит большинство месторождений Cu, Co, свинца, цинка, золота, олова, тория и урана. Скарны в этом случае являются вмещающими породами. Контуры рудных тел несовпадают с очертаниями скарновых залежей. Т. о., скарнообразование не связано генетически с рудообразованием. Это два независимых параллельных процесса. Физико-химические условия образования Скарны образуются в результате комбинированного воздействия тепла интрузий и горячих минерализованных газово-жидких растворов. 1. Под воздействием тепла вмещающие породы испытывают термальный изохимический метаморфизм. По сланцам образуются контактовые роговики, по песчаникам – кварциты, по известнякам – мраморы. Зоны этих пород сплошным ореолом развив-ся вокруг интрузий на любой глубине и при любом давлении. 2. Под влиянием флюидов, выделявшихся из затвердевавшей интрузии, в ее эндо- и экзо-контактах протекали метасоматические процессы, образовавшие скарны. Небольшие глубины. Оптимальный диапазон глубин скарнообр-ния 0,5 – 2,5 км. Начальная T 9000С, а завершался этот процесс при среднетемпер-ном гидротермальном режиме (около3000С). Генезис Происхожд. скарнов 2 гипотезах – инфильтрационно-диффузионной, Коржинского, и стадийной Пилипенко. Инфильтрационно-диффузионная гипотеза базируется на концепции биметасоматоза, объясняющей природу процессов, происход. на разогретом контакте интрузивных пород и известняков. Здесь возникает неравновесная хим. система. Начин. встречно-диффузный отток элементов из областей их повышен. конц-ций. На фронтах таких миграций происходят обменные реакции. При разной подвижности элементов в направлении к фронту диффузии будет происходить пониж. их концентраций с различной скоростью, обуславливая зональность минер-ных парагенезисов, недостатки1 Баланс кремнезема и СаО для скарнов, формир. в известняках и в гранитоидах, неможет быть обеспечен диффузным переносом вещества, нужен дополнительный привнос этих компонентов; 2) нельзя объяснить образование скарнов, залегающих исключительно среди силикатных или карбонатных или вообще удаленных от интрузии; 3) нет места для рудных месторождений. В дальнейшем концепция биметасоматоза была преобразована Коржинским в инфильтрационно-диффузионную гипотезу. В новой модели скарнового процесса предполагалось, что месторождения формируются в связи с циркуляцией горячих растворов, выносимых как из глубинных магматических очагов, так и заимствованных из пород на путях движения этих растворов. Коржинский считал, основная масса скарнов образована биметасоматическим способом, а рудные месторождения связаны с мощным воздействием постмагматических растворов, циркулировавших в трещинных зонах. этот вариант гипотезы необъясняет причин разнообразия рудных минералов в скарнах и не увязывает стадийность скарнового процесса и рудообразования. Согласно стадийной гипотезы главная масса вещества скарнов и руд привносится из вне растворами. По мере снижения t состав привносимых веществ менялся, обуславливая минеральную зон-ность. Предполаг., что метасоматич. процессы протекали в 6 стадий: 1) кремневая стадия – привнос кремния при выс. T Приводил к образованию диопсидовых пород; 2) алюмосиликатная осуществл. в обстановке привноса кремния и Al и завершалась формир. гранатов и пироксенов 3) галоидная протекала в условиях поступления хлора и появления скаполита; 4) железная отличалась привносом железа и выделением его в форме закисных и окисных соединений. В теч. этих стадий формир. безводные скарны. Далее флюидный режим резко менялся. В пятую флюидно-водную стадию поступали вода и углекислота и возникали породы, сост. из роговой обманки, эпидота, иногд а с примесью шеелита и кальцита. Процесс завершала сульфидная стадия, в течение которой при низких температурах и постоянном привносе Н 2О, Н 2 и металлов образовывались сульфиды и сульфосоли. На основании экспер.и геологических данных в настоящее время модель скарнового процесса представляется в следующем 3 стадийном виде:1. Контактовый изохимический метаморфизм протекает при температур е 900-6500С. Образ-ся сплошным ореолом безрудные диопсидовые роговики и мраморы. 2. Ранняя скарновая стадия проявляется спорадически, занимая пример но 1/10 периметра интрузии. При температурах 650-4000С возникали сухие безводные темные эндо- и экзоскарны состоящие из пироксенов, гранатов, скаполита, геденбергита, магнетита, гематита. 3. Поздняя флюидно-водная стадия протекает с участием Н 2О, Н 2, СО 2, хлоридов и комплексных соединений металлов при температурах 450-3000С. Образуются роговая обманка, эпидот, кальцит, сульфиды и сульфосоли. Рудные формации 1.Железорудная формация. 2. Формация шеелитоносных скарнов с молибденитом. 3. Меднорудная формация. 4. Полиметаллическая формация. 5. Формация оловорудных скарнов. 6. Месторождения бора. В скарнах встречаются руды золота, платины, бериллия, ниобия, урана и тория, графита, хризотил-асбеста, талька и многих др. видов минерального сырья.