Структуры и текстуры карбонатитов. Попов В. А. // Металлогения древних и современных океанов–2008. Рудоносные комплексы и рудные фации. Миасс: ИМин УрО РАН, 2008.

 

Приведена переинтерпретация структур перекристаллизации в соответствии с морфологической теорией перекристаллизации. Впервые для карбонатитов приведены диссипативные текстуры и рассмотрено строение небольших камерных тел с друзовой периферией и карбонатным ядром.

 

Илл. 1. Библ. 7.

 

Впервые вопрос о структурах и текстурах карбонатитов поставлен в 1971 г. А. Г. Жабиным [1971]. За прошедший период накопились новые наблюдения, требующие развития моделирования в области интерпретации происхождения разнообразных структур и текстур минеральных агрегатов. Наиболее существенные изменения касаются структур перекристаллизации и диссипативных структур (текстур).

Для характеристики структур перекристаллизации большое значение имеет определение самого явления перекристаллизации, которое надо отличать от кристаллизации.

Перекристаллизация – явление изменения формы и объема всесторонне соприкасающихся кристаллов в минеральном агрегате за счет движения границ без изменения минерального состава агрегата [Попов, 1984]. Движение границ индивидов происходит путем «перескоков» атомов и передвижением дислокаций. Не следует включать в перекристаллизацию явление переотложения минералов (например, в автоклавах, в пробирках), где движение границ идет за счет растворения и роста в растворах (в том числе – пленочных). Так, «перекристаллизация по принципу Рикке» является переотложением, поскольку в эксперименте Рикке миграция границ зерен происходила при одностороннем давлении в растворе без всестороннего соприкосновения с другими твердыми телами. «Перекристаллизация по принципу Кюри» (переогранение минерального шара в насыщенном растворе) также является переотложением. Переотложение относится к явлениям кристаллизации. В процессе кристаллизации возникают минеральные индивиды с ростовой анатомией (зональные, секториальные, блочные, расщепленные, сдвойникованные). При перекристаллизации возникают однородные индивиды-полиэдры с минимальной площадью поверхности (приближающейся к шаровой). Таким образом, кристаллизация и перекристаллизация – два различных явления. Кристаллизация – процесс с «захоронением» энергии (сложная ростовая анатомия, гетерометрия, блоки, двойники). Перекристаллизация – процесс самопроизвольный, ведет к минимизации энергии системы (однородная анатомия, отсутствие двойников, блоков, минимальная поверхность изометричных полиэдров). Полиэдры перекристаллизации некристаллографичны. Они изометричны независимо от структуры минералов.

«Перекристаллизация с укрупнением зерна» (не отождествлять с «собирательной перекристаллизацией») происходит только в мономинеральных агрегатах. В полиминеральной породе величина полиэдров перекристаллизации лимитируется, с одной стороны, расстоянием между индивидами разных минеральных видов, а с другой стороны, 8–10-миллиметровым пределом полиэдра, обусловленным поверхностной энергией.

Перекристаллизацию невозможно сопоставлять, сравнивать с «бластезом», для которого при определении [Becke, 1903] не введены морфологические признаки явления [Попов, 2004]. Термин «бластез» является излишним, поскольку бластез невозможно отличить от «перекристаллизации» и «метасоматоза», введенных раньше термина «бластез». Термин «собирательная перекристаллизация» введен для явления «собирания» мелких рассеянных в твердом теле индивидов какого-либо минерала в крупные индивиды. В литературных примерах, где предполагается «собирательная перекристаллизация», в анатомической картине агрегатов нет «каменной записи» о таком явлении. Поскольку нет морфологических признаков «собирательной перекристаллизации», термин также надо считать излишним.

В связи с кристаллизацией минералов в открытых системах в жидкой среде могут возникать временные диссипативные структуры, к которым относятся все периодические или автоколебательные явления [Асхабов, 1984]. В магмах – это волны разной концентрации компонентов на фронте кристаллизации. Образующийся минеральный агрегат «закрепляет» эти диссипативные структуры в пространстве минерального тела в виде «бурундучной текстуры руд» или «ритмично-расслоенных образований». Ритмично-расслоенные гранитоиды (рис. б) достаточно полно освещены в книге М. М. Повилайтис [1990]. В карбонатитах диссипативные структуры, по-видимому, не рассматривались. Важно то, что диссипативные структуры устанавливаются в неподвижных на момент кристаллизации магматических системах.
Движение (в проточных системах) уничтожает их. Поэтому ритмично-расслоенные гранитоиды наблюдались лишь в штоках, дайках и пегматитовых телах. Фактически наличие диссипативных структур в минеральных (в том числе – рудных) телах позволяет отличать магматические минеральные агрегаты от зональных проточно-гидротермальных. Если мы воспользуемся этим отличием, то можно говорить о наличии минеральных агрегатов, возникших при кристаллизации карбонатитовых магм на Белогорском магнетитовом месторождении (рис. в), Дальнегорском полиметаллическом месторождении (рис. г-д) в Приморье и др., где эти текстуры интерпретировались как гидротермальные или гидротермально-метасоматические.

Таким образом, диссипативные структуры, возникающие в жидкости при кристаллизации «неподвижных» магм, фиксируются (проявляются) в текстурах возникающих минеральных агрегатов. Внешнее сходство полосчатых магматических текстур с полосчатыми гидротермальными образованиями не должно быть истолковано как проявление конвергентности, поскольку детали их существенно различны. В диссипативных текстурах наблюдается выравнивание фронта начала кристаллизации следующего ритма, нередки случаи интерференции соседних ритмов.

Еще одним непривычным для магматических систем видом тел являются сравнительно небольшие щели, полости, камеры с друзовыми корками по периферии и с карбонатным ядром (рис. е). В силикатных (привычных, распространенных) системах это устройство тел встречается в пегматитах. Некоторые исследователи объясняют такое устройство тел перекристаллизацией и друзовый агрегат по периферии так и называют «друзами перекристаллизации» [Жабин, 1971]. Однако, в этих агрегатах нет признаков перекристаллизации. Индивиды минералов в друзах зональны, они зарождались и росли от контакта тела внутрь; к концу кристаллизации в них появились зародыши карбонатов, которые росли одновременно с друзовыми минералами (фиксируется по компромиссным поверхностям совместного роста). Кристаллизация закончилась преобладающими в центре карбонатами. Другое объяснение рассматриваемого устройства тел – метасоматоз – замещение карбонатного тела скарновыми минералами, начиная с его периферии. Но поверхности одновременного роста этих минералов с карбонатами не позволяют принять метасоматическую модель.

В рассмотренных выше карбонатитовых телах друзовые корки по периферии нередко представлены пироксеном, гранатом, везувианом, скаполитом, магнетитом – «типичными скарновыми» минералами. Именно отсюда и берет свое начало метасоматическая модель: развитие скарновых («родингитовых») минералов по карбонатным телам (известняку, мрамору). Особенно ярко метасоматическая модель неудачно применена к объяснению карбонатит-пегматитов Слюдянки и карбонатит-пегматитов в районе Златоуста (Ахматовская, Зеленцовская, Шишимская и другие копи).
Эта неверная модель прижилась и превалирует. Однако, наличие поверхностей одновременного роста с карбонатами говорит о том, что перечисленные «скарновые» минералы выросли в карбонатной магматической системе [Попов, 1999], они принадлежат карбонатитам (карбонатит-пегматитам), а не скарнам (силикатным породам). Друзовые образования на стенках камеры в этих случаях следует рассматривать как составную часть исходной карбонатной (по преобладанию) магмы, а не как принадлежность другой по времени силикатной (оксидной) кристаллизационной системы. Минералы, высадившиеся на стенках камеры, были растворены в карбонатном расплаве, создавая карбонатитовый расплав-раствор.

 

1.    Асхабов А. М. Процессы и механизмы кристаллогенезиса. Л.: Наука, 1984. 168 с.

2.    Жабин А. Г. Сингенез и метаморфизм карбонатитов. М.: Наука, 1971. 167 с.

3.    Повилайтис М. М. Ритмично-расслоенные гранитные интрузии и оруденение. М.: Наука, 1990. 240 с.

4.    Попов В. А. Практическая кристалломорфология минералов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. 190 с.

5.    Попов В. А. К реинтерпретации тел карбонатных горных пород на юго-за­пад­ном побережье озера Байкал // Уральский минералогический сборник № 9. Миасс: ИМин УрО РАН, 1999. С. 102–109.

6.    Попов В. А. Бластез – термин, не получивший морфологического обоснования // Минералогия во всем пространстве сего слова. СПб: СПбГУ, 2004. С. 36–37.
           7. Becke F. Über Mineralbestand und structure der krisallinen Schiefer // Akad. Wiss. Wien, Denkschrift, 1903. B. 75. S. 1–63.местах.