ГлавнаяПри особенно интенсивной инъекции и большей степени обогащения слюдяных сланцев калиевым полевым шпатом и альбитом очковые гнейсы переходят в граниты.
В некоторых гнейсах внезапно повышается содержание щелочей. Это обусловлено инъекцией расплавленных масс магмы.
Усиленные процессы натрового метасоматоза обусловливаются усиленным выделением натрия из магмы на последних стадиях ее кристаллизации. При гидролизе полевых шпатов образуются мусковит н растворимый натровый силикат Na2SiO3. Водный раствор натрового силиката, в виде как бы водного стекла, диффундирует в окружающие породы и воздействует на глиноземсодержащие минералы, в частности на хлорит и биотит, с образованием альбита, частью и калиевого полевого шпата. Вместо нолевых шпатов образуются слюды, что Гольдшмидт объясняет понижением температуры. При проникновения натрия в породы с избытком глинозема образуются альбит-порфиро-бластовые сланцы.
Образование санидин, в вулканических выбросах. Характерный щелочной метасоматоз под влиянием вулканической деятельности наблюдается в пирогенно-метаморфизованных санитинитах Лаахерского озера, в которых образуется богатый натрием санидин (пневматолитический натровый метасоматоз). Первичный материал этих пород состоял из богатых глиноземом сланцевых пород с дистеном, ставролитом, обыкновенным гранатом, силлиманитом, кварцем. Первичные минералы частью сохранились, частью преобразовались в новые — гиперстен, кордиерит, шницель, корунд и т. д. Одновременно в этих включениях наблюдаются признаки расплавленпя, частью также инъекции. Ряд новообразованных минералов содержит летучие компоненты — Cl, SO3, CO2 как, например, канкринит, нозеан, гаюин, скаполит, апатит, кальцит и др. Такое же обилие новообразованных минералов характерно и для других вулканов, в том числе до Везувия.
Оргоклазизация и гранитизация. При замещении минала ортоклаза мусковитом может образоваться избыток К2О, как и избыток Na2O при замещении мусковитом альбита. В том случае, когда свободная окись калия привносится в богаты глиноземом породы, образуется ряд новых минералов. При реакции между Al и (Mg, Fe) Al-силикатами образуются калиевые полевые шпаты, аналогично образованию альбита в другая случаях. Часто образуются одновременно как калиевые, так и натровые полевые шпаты. Вероятно, образуются также и другие новые минералы, так как калиевый силикат свободы циркулирует в горных породах.
Наблюдается, как и при циркуляции натрового силиката в ряде случаев как бы стремление горных пород к гранитизации. В результате образуются сперва прожилки гранитного характера — инъицированные жилковатые гнейсы, а в случае дробления пород — брекчиевидные агматиты. Через такие мигматиты в конечном результате получается более однородная частью вполне однородный гранитный материал. Эти граниты первоначально имеют пятнистый, небулярный характер (следы обогащенных биотитом ксенолитов, например гнейсов, которые потом исчезают полностью).
Генезис адергнейсов и других мигматитов Седергольм объяснял проникновением в первично осадочные породы остаточной гранитной магмы (ихора). Он назвал эти адергнейсы артеритами. В то же время Хольмквист считал, что мигматиты — продукты ультраметаморфизма: осадочные породы, обычно содержащие, наряду с SiO2 и Al2O3. также некоторые количества щелочей и окислов магния и железа, при температуре 800—900° выпотевают и получается гранито-пегматитовый расплав, который дает начало адергнейсам. Хольмквист называет их венитами. Во Эскола мигматиты — продукты метасоматоза. Позже развивая идеи Хольмквиста, он разработал теории частичного анатексиса. Ювенильная гранитная маги может давать начало мигматитам путем инъекции в те или иные горные породы. При этом из окружающих пород получается палингенетическая гранитная магма. В ряде случаев это может приводить к развитию процессов анатексиса.
Вегман (1935—1936 гг.) отрицает значение магмы при образования мигматитов и полагает, что основное значение здесь; имеет процесс метасоматического замещения путем молекулярной диффузии, происходящей в условиях кристаллического состояния. Этот процесс, молено думать, связан с тем, что именно ассоциация таких компонентов, как SiO2, Al2O3, K2O и отчасти Na2O и H2O дает продукты с особенно низкой температурой плавления, которые концентрируются в первую очередь.
При миграции щелочей, натрий и калий мигрируют отдельно и дают начало альбититам и ортоклазитам, причем в особенно крупных массах накапливаются последние. В Швеции ортоклазиты представлены редкими породами — лептитами, в Приазовье также иногда встречаются породы типа ортоклазитов, состоящие почти исключительно из микроклина или ортоклаза.
Во всяком случае наиболее вероятно, что процесс гранитизации происходит в основном за счет метасоматического замещения нормальной гранитной магмой.
Горансон (1931 г.) экспериментально установил, что между остаточной гранитной магмой и постмагматическим остаточным водным раствором, обогащенным кремнекислотой, на последних стадиях кристаллизации имеется резко выраженная существенная граница. Соответствующая граница в природе наблюдается между пегматитовыми п кварцевыми жилами. Тем самым устанавливается граница между петрологией магматических пород и петрологией метаморфических пород.
Эскола рассматривает мигматиты не как настоящие метаморфические породы, полагая, что мигматизация есть один из видов метасоматоза, но такого, в котором магма играет роль только как "носилыцик".
Магма, насыщенная водой, должна быть в значительной степени легко подвижной. Она способна проникать в породы, диффундируя через норы (поровая магма), чем и объясняется сохранение старых структур. Она способна также растворять сверхплавкие вещества, благодаря чему температура ее кристаллизации понижается еще более. Особенно легко она растворяет получающиеся при образовании мусковита кремнекислые калий и натрий. Весьма возможно, что при этом может исчезать граница между магмой и водными растворами. Ho во всяком случае магма сохраняет свои характерные черты, так как она кристаллизуется, выделяя гранитно-пегматитовые продукты. Альбит при этом кристаллизуется дольше, чем калиевый полевой шпат, как видно при изучении гельсинкитов. Кристаллизация альбита относится уже к стадии гидротермальной.
Эскола говорит:
"Метасоматическое образование мигматитов вызывает предположение, что при кристаллизации минералов гранитов другие вещества растворяются и выносятся. При гранитизации кварцитов это будет кремнекислота, в случае глинистых сланцев — алюмосиликаты, которые, как трудно растворимые, однако сохраняются в палингенетических гранитах в виде альмандина, кордиерита, силлиманита, андалузита. Известняки докембрийские с трудом поддаются процессам гранитизации, в то время как в более юных горных структурах они поддаются гранитизации легче в связи с выносом карбонатов иод влиянием легко-подвижной углекислоты, которая помогает выносу кремнекислого кальция".
Фонитизация. Этот вид метасоматоза обусловлен пропитыванием известняков, гранитных и диоритовых гнейсов такими щелочными материалами, как эгирин, рибекит и альбит. В гранитах постепенно вытесняются первичные минералы, прежде всего биотит щелочной роговой обманкой или эгирином. Постепенно, начиная с краевых частей, альбитизируются сперва калиевый нолевой шпат, затем олигоклаз. Одновременно исчезает кварц, так как кремнекислота необходима для образований альбита. Конечным продуктом является альбит-эгириновый фенит. Обычно остается в виде реликтов небольшое количество калиевого полевого шпата и олигоклаза.
Таким образом, фенитизация — типичный процесс натрового метасоматоза. Процесс фенитизации более интенсивен, чем процесс альбитизации или спилитизации, и обусловлен вероятнее всего большим содержанием натрия в растворах, вызывающ этот процесс (согласно Бреггеру, остаток ийолит-мельтейгитовой магмы). Одновременно привносятся и другие вещества, в частности железо, судя по содержанию Fe2O3 в щелочных пироксенах и амфиболах.
Спилитизация в образование спилитов. Большая часть спилитов — типичные диабазовые и базальтоподобные породы с реликтовой офитовой структурой. Состоят они из альбита, диопсидового пироксена и биотита, хлорита или серпентина, часто с примесью кальцита. Существуют также роговообманковые спилиты с уралитовой роговой обманкой. От суперкрустальных базальтов и гипабиссальных диабазов отличаются в основном большая содержанием Na2O.
До сих пор нет единого мнения относительно происхождения спилитов. Нет. ясности относительно того, откуда получаются натровые растворы. Одни петрографы полагают, что натрий получается из самих пород, другие (Сундиус) считают, что источник натрия носит региональный характер, а по мнению Гиллули (1935 г.), натрий получился из морской воды. Во всяком случае нет сомнения в том, что преобразование олигоклаза в альбит носит метасоматический характер. Опыты Эскола, Bvoристо и Ранкама (1935 г.) показали, что искусственный альбит может получаться за счет плагиоклаза путем нагревания в стальной бомбе до 250—550° смеси анортита, натрового карбоната и кремнекислота в присутствии воды. При этом нагревание исчезал анортит и вместо него появлялись кристаллика олигоклаза и альбита. Наилучшие результаты получались про температуре 310 и 330° (близкой к критической температуре воды). При более высоких температурах развивался олигоклаз и далее андезин. Опыты показали, как и наблюдения в природе, что при высоких температурах углекислота вытесняет CaO из карбонатов, а при более низких температурах углекислота вытесняет кремнекислоту из силикатов, причем образуются карбонаты. Эти процессы, по всем признакам, играют большую роль при образовании альбитовых кератофиров, которые часто встречаются совместно со спилатами.
Образование адинолов. В тесной связи с образованием спилитов стоит образование адинолов из глинистых сланцев в контакте с диабазами и базальтами. Крайние типы адинолов состоят из кварца альбита.
Адинолы получили различные названия: десмозиты (ленточные), спилозиты (пятнистые), собственно адинолы, адиноловые роговики, адиноловые сланцы. Образование адинолов связано часто с подводными извержениями, при которых абсорбционной средой служили рыхлые породы морского дна и натровый силикат связывался с избытком глинозема в альбите. В адинолах часто находят радиолярии, которые также указывают на образование этих пород на дне моря.
Образование цеолитов. Гидротермальные процессы, происходящие около поверхности земли, также нередко приводят к обменным реакциям с образованием натровых цеолитов. Окись натрия по большей части получается из базальтов и других лав, а сами цеолиты накапливаются в пустотах, образуя миндалины. Натровые цеолиты чаще всего представлены анальцимом и натролитом. Самый процесс цеолитизацпн происходит при температурах 100—350°, редко при более высоких.
Известковый метасоматоз. Между кристаллическими известняками и юными (неизмененными) базальтами и диабазами даек никаких следов диффузии CaO или CaCO3 не наблюдается. Зато между кристаллическими известняками и амфиболитами, представляющими собой те же. базальты и диабазы, но в значительной степени измененные, эта диффузия выражается особенно отчетливо в образовании таких известково-силикатных минералов, кик клиноцоизит, эпидот, диопсид, скаполит (мейонитовый), гроссуляр, везувиан. Явления диффузии наблюдаются и на границе между известняками и такими породами, как вулканические породы, седиментогенные породы типа туффитовых агломератов, лептиты, слюдяные сланцы. Здесь, несомненно, происходят взаимные реакции чисто метасоматического характера. На границе известняков с гранитами и пегматитами часто никаких новообразований нельзя установить, но в других случаях наблюдаются контактные оболочки, иногда очень мощные, с накоплением в гранитах CaO. В контакте с гранитами в таких оболочках наблюдаются те же новообразования, как и в контакте с силикатными породами. Обращает на себя внимание, что иногда в контакте с аплитовидными гранитами и пегматитами, бедными темноцветными минералами, образуются роговые обманки пли плагиоклаз, иногда также скаполиты, получающие Cl из гранитной магмы.
В некоторых случаях пегматитовые жилы, пересекающие известняки, бывают полностью сканолитизированы. Тут же имеются новообразования эпидота, диопсида, титанита, апатита, зеленой роговой обманки. Сравнение формулы эпитота CaAl2Si3O12(OH) с формулой анортита CaAl2Si2O8 подтверждает наличие здесь метасоматоза. Сундиус, изучая процессы метасоматоза в районе Кирунаваара в Швеции, установил с несомненностью широкую миграцию Ca, который получается, в частности, при альбитизации плагиоклаза. Много Ca выделяется также при уралитизации роговой обманки и хлоритизации диопсидового пироксена и уралита. По большой части миграция из этих минералов Ca ведет к его концентрации в эпидоте. Точно так же в результате миграции Ca образуется и пренит (в кварцевых жилах). Пренит содержит больше Ca, чем анортит. Реакция его образования следующая:
Магнезиально-железистый силикатный метасоматоз. Скарнамиобычно называют, по примеру шведских рудокопов, накопления тем неокрашенных силикатных минералов, сопровождаемые руудами. Характерными минералами скарнов являются: андрадит, геденбергит, диопсид, богатая железом роговая обманка. В других месторождениях в состав скарнов входят: светлоокрашенные роговые обманки, тремолит актинолитового типа, диопсид, везувиан, плавиковый шпат, флогопит и др. Часто присутствуют рудные минералы (скарновые руды): магнетит, гематит, сульфидные руды, свинцовый блеск, цинковая обманка, медный колчедан.
Связь скарнов с известняками совершенно очевидна. Известняк в процессе скарнообразования может быть совершенно вытеснен, хотя часто включения известняка в скарнах присутствуют. Граница между шиш обычно резко выражена. Сами скарны присутствуют в непосредственном соседстве с гранитами или другими глубинными магматическими породами. Совершенно очевидна также метасоматическая связь между карбонатный и магматическими породами. Из остывающих магм в известняки проникают разнообразные остаточные растворы и сублиматы, привносящие в боковые породы фтор, хлор, железо, кремний и т. п. Плавиковый шпат присутствует в некоторых скарнах. CaCl2 поглощается целиком скаполитом, единственным хлорсодержащим минералом скарнов. Полное отсутствие в ряде скарнов хлор- и фторминералов заставило искать другие способы переноса элементов. Прпвнос их, как предполагают, может происходить при содействии железистых карбонатов или гидросиликатов. Распространение скарнов чрезвычайно широкое во всех странах. В частности, иногда из массива рапакиви наблюдается привнос в них меди, цинка, олова и железа, огромные количества железа связаны со скарнами в районах ряда месторождений Урала, Закавказья и т. д.
В некоторых местах, например в районе Ориерви, происходит метасоматическое замещение щелочей и CaO окислами магния; в результате соответствующие породы замещаются кордиерит-антофиллитовыми породами, связанными с сернистыми рудами. По данным Вегмана, Кранка, Магнуссона, Гавелина, является вполне вероятной легкая миграция магнезиальных силикатов и алюминиевых силикатов в докембрии во время процессов мигматизации, хотя бы сами магмы не были обнаружены.
Метасоматоз с привносом. В процессе метасоматоза образовались разнообразные новые породы с полным разрушением нолевых шпатов, с превращением их в агрегаты кварца и слюды, с привносом рудных минералов и накоплением золота. В процессе топазирования, турмалинизации шло одновременно накопление олова. Здесь играли видную роль как "носильщики" ОН и F. К процессам метасоматоза относятся также скаполитизация, где видную роль играли Cl, образование серицитовых кварцитов с накоплением меди и одновременно каолинита, корунда, пропилитизация, биотитизация, мусковитизацая, алунитизация и т. д.