ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ ИЗУМРУДОВ
Исходя из перечисленных выше данных, мы можем сейчас нарисовать картину геохимии Изумрудных копей. В процессе образования изумрудов принимают участие следующие двадцать пять химических элементов (в порядке атомного веса): Н, Li, Be, В, О, F, Na, Mg, Al, Si, P, S, CI, K; Ca, Ti (V?), Cr, Mn, Fe, Ni, Zr (?), Nb, Mo, Та.
В этом списке преобладают элементы первых четырех рядов таблицы Менделеева, причем в нем, в противоположность обычным процессам, видно усиление элементов наиболее легких и летучих (Li, Be, В).
По происхождению мы можем разбить эти элементы на две группы:
Мы видим из этого, что элементы пегматитов характеризуются типичными чертами гранитной магмы с преобладанием в ней элементов нечетных, тогда как, наоборот, элементы ассимилированной свиты носят основной или даже ультраосновной характер, что и выражается в резком преобладании среди них элементов четных
Распределение этих элементов и наиболее вероятные пути миграции даны на прилагаемой на стр. 414 схеме, для того чтобы в ней разобраться, ниже приводятся замечания относительно основных элементов всей серии.
ЭЛЕМЕНТЫ ПЕГМАТИТОВ
Н — несомненно играл очень большую роль при воздействии пегматитового расплава на боковые породы. Значение паров воды мы видим в постепенном увеличении НгО в анализах — от пегматита до актинолито-тальиглваго сланца, что стоит в связи с обильным образованием' хлоритов и талька.
Li — необычайно любопытно распространение Li, вынесенного летучими эманациями пегматита: он не только постоянно присутствует в черных слюдах мигматической зоны биотита, но частично проникает и дальше, в актинолитовый сланец.
Be — мигрирует вместе с другими летучими компонентами: при быстром охлаждении остается в пегматите, в других случаях проникает далеко в мигматическую и даже экзоконтактовую зону.
В — любопытно отметить, что миграция бора сравнительно слабая, и его соединения фиксируются еще в ближайшей к пегматиту зоне биотито-вой породы.
F — мигрирует легко, вероятно, перенося с собой отчасти и щелочи.
S — необычайно слабо мигрирует, обычно сохраняется в остаточном пегматите, правда, ближе к его периферии.
Р — очень характерно мигрирует лишь до ближайшей от пегматита биотитовой зоны, благодаря чему большие кристаллы апатита встречаются нередко на самой границе альбитита и биотита.
С1 — приходится говорить то же, что и о фосфоре.
К — Na — соотношение между миграцией этих элементов заслуживает большого внимания, тем более, что и в других месторождениях оно вызывало интерес. В разных месторождениях, описанных в литературе, наблюдается различная миграция этих элементов. Так, Нигтли и Гольдшмидт считают нормальной более сильную миграцию Na по сравнению с К, причем думают, что миграция К относится к более ранним стадиям процесса (эпимагматическим, тогда как Na относится к процессам пневматолитиче-ским). В других случаях, особенно при контактах с известняками, отмечается обратное: К мигрирует и легче и дальше (ом. Eckermann, 1922) 2.
1 А. Ферсман. Об одной законности химического состава земной коры.— Докл. Акад. наук, серия А, 1923, стр. 23.
2 Ср. О. Erdmannsdorfer. Fortschr. Min., 1916, S. 182.
Анализ наших пегматитов и мигматитов показывает весьма правильную картину: Na и отчасти Са пегматитового расплава остаются в остаточном альбитите и лишь сравнительно слабо мигрируют в биотитовую зону. Наоборот, миграция К происходит необычайно резко и определенно: К проникает на несколько метров в боковую породу, 'обогащая ее биотитом. Нет никакого сомнения, что определенность этого процесса, столь характерная для образования альбититов, плюмазитов и марундитов, в общем связана с более высокими температурами и, очевидно, с более ранними фазами остывания магматического расплава, т. е. частично сближается с явлениями инъекции.
Надо иметь в виду, что эта зона мигматическая, так что, в сущности, здесь элементы пегматита и боковой породы остаются как бы на месте. В биотитовой зоне римские цифры обозначают отдельные части зоны: I — прилегающая к пегматиту часть, состоящая или из Маргарита, или из биотита Дальше нее не идет ни молибденит, ни апатит. Зоны II и III характеризуются линзами кварца с обильными изумрудами. Зона IV обогащается или хлоритом, или актинолитом.
Zr — понвидимому, никакого участия в ходе /процессов не принимает.
Nb —'Та — шеейма характерно сохранение этих элементов в самом остаточном пегматите и очевидно их частичное накопление.
Si — А1 — самая интересная и важная проблема в дальнейшем изучении Изумрудных копей заключается в анализе миграции Si и А1, т. е. в соотношении между глиноземом и кремнеземом, так как именно ими определяется ход процесса десиликации остаточной магмы. Нельзя скрыть того, что в этой области имеется еще ряд неразрешенных вопросов, не укладывающихся в общую схему.
Соотношения Si02 — AI2O3 базируются на следующих основных фактах.
1. Сами полевошпатовые пегматиты бедны кварцем или даже лишены его; наоборот, кварц появляется в связи с возникновением изумрудного сланца и в большом количестве, т. е. при гидролизе пегматитового остатка.
2. Полевошпатовая магма, богатая Si02, заменяется сочетанием малокислых силикатов и накоплением свободного Si02.
3. Любопытно, что одновременно с десиликацией и накоплением свободного Si02 местами появляются резко десилпцированные минералы, такие, как Маргарит и хризоберилл.
4. Появление сильноглиноземистых минералов, т. е. Маргарита и хризоберилла, наблюдается в районах без избыточного SiU2 и никогда не сопровождается скоплениями кварца. Равным образом взаимно исключаются хризоберилл и фенакит, так как при обилии глинозема появляется хризоберилл + изумруд, т. е. два минерала, содержащих глинозем.
Для нас совершенно очевидна сильная миграция Si02 в сторону боковой породы; его мы видим как из десиликации самого пегматита, так и из скопления кварца вне его, в биотитовой зоне.
Гораздо сложнее вопрос о миграции А1. В. Гольдшмидт, анализируя явления инъекции в районе Ставангера, считал миграцию AI2O3 сомнительной. Бекке в своей классической работе по аналогичным альпийским инъекциям считает частичную миграцию AI2O3 возможной. Г. Эккерман, рассматривая контактовый метаморфизм Мансьо (Mansjo), отмечает вероятность выноса из расплава AIF3 и признает миграцию AI2O3 несомненной.
Если мы будем анализировать явления в Изумрудных копях, то сможем отметить, что, в сущности, миграция AI2O3 ничтожна, ибо его скопления ограничиваются преимущественно биотитовой зоной магматического характера, где имеются остатки самого пегматитового расплава; небольшая миграция А120з намечается в хлоритово-актинолитовой зоне, но там часть глинозема я склонен относить к первичному составу боковой породы