В ЖИЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЯХ ГРАНИТНОЙ МАГМЫ
Наиболее богатый и важный тип минералообразовательных процессов, в результате которых возникают драгоценные кампи,— пегматитовые ткп-лы гранитного происхождения, связанные с кислыми магмами, богатыми летучими соединениями бора, фтора, бериллия, щелочей и т. д.
Гранитные пегматитовые жилы широко распространены в разных областях СССР, и их исключительное значение заставляет описать их более подробно и установить отдельные типы.
а) Нормальные гранитные пегматиты
Самый простейший случай — нахождение пегматитовой жилы в самом граните, выделением которого эта жила является. В этом случае жила нередко постепенно переходит в миаролитовый граттит, п между типичным пегматитовым процессом и гранитной магмой мы можем найти все возможные переходы. Этот тип обычно связан с более глубокими частями гранитных массивов, в общем более беден летучими соединениями, богаче тяжелыми металлами и соединениями тяжелых элементов. Такие типичные пегматиты иногда выходят за пределы материнской породы и врываются по трещинам в соседние с гранитом образования; в этих случаях нередко происходят процессы вплавления, смешивания (мигматизация, инъекция), и пегматитовая жила приобретает новый состав и обогащается новыми минералами.
Если пегматитовая жила проходит в массе 'близких к ней по составу пород, например в граппто гнейсах, то она мало отличается по своей минерализации от первоначального состава и лишь в структурном отношении оказывается более резко отделенной от вмещающей породы. В этом случае, особенно при прохождении в среде гнейсов, пегматитовые жилы приобретают очень часто характер пластовых жил и несколько сливаются с окружающей породой, иногда инъецируя гнейс слой за слоем, хотя и принадлежат позднейшей интрузии. Такие пластовые жилы позднейшего происхождения отличаются теми характерными элементами или минералами, которые принесены из более глубоких очагов магмы и поэтому по своей минерализации не отличаются от жил, проходящих в материнском граните.
?Однако нам известны среди гнейсов пластовые жилы и иного типа, намеченные в работах Дели и других и связанные лишь с переплавлением и перегруппировкой пород при самом процессе гнейсообразования. Эти вторичные образования пегматитовых шлиров или линз среди гнейсовых пород приводят к типичным по внешнему строению пегматитам, совершенно или почти совершенно лишенным тех пневматолитических и редких элементов, которые характерны для настоящих жил, связанных с глубинами. Важно помнить, что этот тип пегматитов очень беден драгоценными камнями и что районы таких гранитных или гпейсовых пород не имеют, с нашей точки зрения, практического интереса. К этому типу процессов я предположительно отношу значительную часть пластовых пегматитов Архангельской губ. и вообще склонен на основании своих экскурсий в районе Стокгольма приписывать бедность пегматитов в гнейсах Фенноскапди-навского массива бериллом, топазом и турмалипом позднейшей перекристаллизации пород, при которой настоящие пегматитовые интрузии (как, например, Иттерби) играли подчиненную роль. Нередко в этом случае отличие от первичных магматических пегматитов выявляется но их соотношению с окружающими породами, ибо вторичные пегматоиды связаны с процессами глубинного регионального метаморфизма и носят характер линз или прослоек в общем простирании гнейсовых свит.
Некоторую роль мог играть этот генетический тип в ряде гнейсо-грани-товых массивов Урала (например, в Верх-Исетской и Нижне-Исетской дачах и т. д.), где слабая минерализация жил при тесной их генетической связи с самими гранито-гиейсами заставляет искать такого объяснения.
При исследованиях и полевых работах необходимо резко отличать отдельные генетические типы пегматитов, ибо с разными типами связаны в разные камни.
б) Пневматолитические гранитные пегматиты
Процесс образования пегматитов, как мы увидим ниже, состоит из нескольких фаз, причем последние фазы обычно более богаты выделениями летучих соединений.
В верхних периферических частях гранитных жил описанного выше типа мы встречаемся лишь с этими последними фазами и потому через целый ряд постепенных переходов устанавливаем другой тип пегматитовых жил, богатых летучими соединениями, парами воды, бором, фтором, хлором, литием и щелочами. Этот тип пегматитов дает ряд ценных 'самоцветов, но практическое значение его особенно вгашю вследствие обилия литиевых минералов и появления полихромного турмалина, составляю1-щего главный цветной камень этих жил, к которому в гораздо меньших количествах присоединяется аквамарин или воробьевит (морганит).
Отличительной чертой ряда этих жил служит сильная пневматолитиче-окая переработка летучими компонентами ранее образовавшихся минералов, в частности — полевого пшата и кварца. Получается обильное новообразование альбита и зеленого мусковита за счет микроклина, причем, по-видимому, для этого типа достаточно лишь небольшое количество эманации фтора при обилии паров воды. Примером таких вторично измененных и замещенных пегматитовых жил служит знаменитый Хальворсрёд около Рааде в Южной Норвегии.
Ряд переходов устанавливает связь между этими пегматитами, богатыми летучими соединениями, и теми рудопневматолитическими процессами, о которых речь ниже, в пункте д.
в) Контактовые и мигматические гранитные пегматиты
Как выше указано, при проникновении пегматитовых жил в породы, окружающие гранитный массив, происходит частичное изменение их внутреннего состава, обогащение новыми элементами, сообразно с чем меняется и весь характер образующихся минералов.
Этот случай, как и предыдущий, связан рядом переходов с типичными пегматитами, и характер воздействия окружающих пород на природу пегматита (и обратно) может колебаться от небольших вплавлений и включений отдельных составных частей, т. е. от процессов контактового характера, вплоть до настоящей переработки как самого пегматита, так и частей окружающей породы (до процесса мигматизации и инъекции). Сообразно с этим мы различаем контактовые и мигматические пегматиты нескольких типов.
К типу собственно контактовых (вернее — эндоконтактовых) пегматитов я отношу все те пегматитовые образования, которые без коренного изменения в составе имеют черты влияния окружающих пород. Таковы некоторые пегматиты в известняках или в змеевиках на Среднем Урале, где, как правило, гранитные пегматиты обычного желтого тона приобретают характер «синики», т. е. породы с голубоватым или зеленоватым кислым плагиоклазом типа лунного камня (альбитом или олигоклазом), иногда с большими скоплениями кордиерита и черной бауеритизированной слюды. Таковы плагиоклазовый пегматит с бурыми турмалинами около Шайтанки (копи Мора), знаменитая копь розовых и зеленых турмалинов около дер. Лшгавской (в зеленых кристаллических сланцах и измененных диабазах), кордиеритовая жила около Масляпки и .проч. К сожалению, этот тип жил еще очень мало изучен, но несомненно закономерное нахождение розовых и полихромных турмалинов преимущественно в этом типе пегматитов, что дает очень важный геохимический признак, могущий служить руководящим при поисках цветного турмалина и его разведках.
Однако самый интересный тип — пегматиты мигматического характера, связанные с предыдущим типом рядом переходов. В этом случае, вследствие усиленной миграции химических элементов пегматита, происходит сильная инъекция окружающих пород, их метаморфизм, с одной стороны, и резкое преобразование самого пегматитового остатка — с другой. Такой процесс мигматизации особенно рельефно сказывается при резком контрасте в составе пегматита и боковых пород, например при его внедрении в змеевики, амфиболиты, пироксениты и проч.
Отличие этого типа от контактового — в относительном преобладании миграции элементов, и не всегда можно легко учесть причину в одном случае сильной инъекции, в другом — сильного эндоморфного изменения без выноса элементов в боковые породы. Различия эти создаются, очевидно, четырьмя факторами: 1) высотой температуры нагрева пегматита и потому степенью подвижности самого расплава; 2) скоростью охлаждения (при больших скоростях застывания летучие компоненты остаются в самом пегматите); 3) количеством летучих компонентов, способных к дистилляции, и особенно паров воды, и 4) величиной давления или, вернее говоря, соотношением величин давления газовой смеси пегматита (р34) и паров и газов (р35) в окружающих породах '.
В своей химической основе явления в этих пегматитах протекают с выносом из них летучих компонентов: Н, Li, В, К, Na, F, С1 в первую очередь. S, Р, Be, SO2 — во вторую и отчасти AI2O3 — в третью. По правилу Боуэна такой пегматит не может растворить стенок окружающих его пород, но может и должен частично положить начало образованию лежащих выше членов кристаллизационного ряда, а именно плагиоклазов и биотита.
Освобождаясь от Si02, идущего на образование более силицироваяных силикатов в боковой породе или даже скоплений кварца, пегматит ведет к процессам преобразования следующего рода:
Пегматит
Боковая порода
Нормальный состав: микролин
альбит
кварц
оливин или
змеевик
пироксен амфибол
Состав после обмена:
II плагиоклаз (основной) корунд
(маргарит) (шпинель)
а) (биотит)
б) (хлорит)
(хлоритоид)
в) энстатит
г) тальк
Таким образом, в результате мигматического процесса мы получаем или альбитит (I), плюмазит (II), или даже марундит (корунд-Ь Маргарит), а боковая порода вместе с мигматической зоной пегматита превращается в последовательные зоны (от пегматита): биотит, (хлорит) или хлоритоид, актинолит, тальк36. При таком процессе до 40% первичного пегматита инъецируется в боковую породу. В этом виде мы получаем как бы 1рандиозные reactions rims или reactions veins между двумя химическими разнородными серединами.
Примеры из заграничных месторождений весьма многочисленны: плю*-мазиты Наталя в Южной Африке, альбититы Пенсильвании и Мэриленда, плюмазиты Калифорнии и Массачусетса, марундиты Южной Африки и др.
К этому же типу относятся знаменитые месторождения изумрудов Египта и Хабахталь в Альпах. Наконец, эти явления, по-видимому, широко распространены у нас на Урале. С ними связано, возможно, происхождение ряда месторождений восточного склона Урала, где инъекция гранитных апофиз и пегматитов в основные породы играет очень большую роль. Самым характерным примером этого типа являются Изумрудные копи.
Таким образом, мы видим, что мигматические пегматиты играют очень большую роль, позволяют связывать в одно целое весьма разнообразные по своей химической природе явления и вместе с тем дают ряд наведений для более сознательной поисковой и разведочной деятельности как в области месторождений изумрудов, так и некоторых типов месторождений корунда.
Мы видим из приведенных примеров, что проникновение пегматита в породы различного состава может вести к весьма серьезным изменениям в минеральной ассоциации и потому при разведках петрографическое изучение пород, которыми окружены гранитные массивы — носители пегматитовых образований, представляет одну из необходимейших задач.
г) Кварцевые и аплитовые жилы
Подобпо тому как яяевматолитическая фаза в образовании глубинных пегматитов монсет встречаться обособленно, в виде жил, богатых летучими элементами (с образованием штокверков), так же и самые последние стадии (гидротермальные фазы) заполнения пегматита, носящие характер выделений из горячих водных растворов, встречаются самостоятельво, образуя нередко вокруг остывающего грапитного массива целый ареол как тонких, так и более мощпых жил, богатых кварцем с типичными дымчатыми хрусталями и аметистами. Подробная характеристика таких кварцевых жил приводится мною при описании Мурзниских месторождений. Они нередко золотоносны, связаны с аплитовыми или березитовыми жилами, по своему направлению, мощности и минерализации крайне непостоянны, и потому разведки их очень трудны. При поисках надо иметь в виду, что эти кварцевые жилы, пли, вернее говоря, кварцевые апофизы других гранитных жил, обычио встречаются целыми группами, сильно ветвятся и нередко целым ореолом окружают гранитные выходы, частично прорезая и саму материнскую породу.
д) Пневматолиты
Наконец, последний тип образований, связанных с кислыми гранитны ми интрузиями, представляют нневматолитичес-кме жильпые образования или области сплошного изменения летучими агентами (скопления грейзо-па, штокверки). Детальные исследования классических месторождении Саксонии и Англии в достаточной степени осветили природу этих явлений. К ним относятся сплошные участки кварцеватой породы Шерловой горы с аквамаринами и топазами, к ним же надо отнести и вольфрамитовые жилы Баевки па Урале. При разведках этих пород совершенно невозможно руководствоваться заранее составленным планом, и если в случае разведки пегматитовых жил мы наталкиваемся на постоянные изменения мощности, простирания и степени обогащения разыскиваемыми полезными ископаемыми, то при изучении таких пневматолптически измененных пород мы просто стоим перед невозможностью путем каких-либо предварительных расчетов составить себе картину запасов или план эксплуатации.