Скарны или тактиты — это крупнозернистые метаморфические породы , которые образуются путем замещения карбонатсодержащих пород во время регионального или контактного метаморфизма и метасоматоза. Скарны могут образовываться путем метаморфической перекристаллизации нечистых карбонатных протолитов, биметасоматической реакции различных литологий и инфильтрационного метасоматоза магматическими гидротермальными жидкостями. [1] Скарны, как правило, богаты минералами силикатами кальция , магния , железа , марганца и алюминия , которые также называются минералами извести и силиката . [2] [3] [4] [5] Эти минералы образуются в результате изменений, которые происходят при взаимодействии гидротермальных жидкостей с протолитом магматического или осадочного происхождения. Во многих случаях скарны связаны с внедрением гранитного плутона , обнаруженного внутри и вокруг разломов или зон сдвига , которые обычно внедряются в карбонатный слой, состоящий либо из доломита , либо из известняка . Скарны могут образовываться в результате регионального или контактного метаморфизма и, следовательно, образовываться в условиях относительно высоких температур. [2] [3] [4] [5] Гидротермальные флюиды, связанные с метасоматическими процессами, могут иметь разное происхождение: магматические , метаморфические, метеоритные , морские или даже смешанные. [4] Образующийся скарн может состоять из множества различных минералов, которые в значительной степени зависят как от исходного состава гидротермальной жидкости, так и от исходного состава протолита. [4]
Если скарн имеет значительное количество рудной минерализации, которую можно добывать с целью получения прибыли, его можно классифицировать как скарновое месторождение. [2] [3] [4]
Скарн — старый шведский термин, используемый в горнодобывающей промышленности, первоначально использовавшийся для описания типа силикатной жильной породы или пустой породы, связанной с железосодержащими сульфидными месторождениями, по-видимому, замещающими известняки палеопротерозойского возраста в горнодобывающем районе Персберг в Швеции . [6]
Скарны состоят из минералов силиката кальция-железа-магния-марганца-алюминия. Скарновые месторождения экономически ценны как источники таких металлов, как олово , вольфрам , марганец , медь , золото , цинк , свинец , никель , молибден и железо . [5]
Скарн образуется в результате различных метасоматических процессов во время метаморфизма между двумя соседними литологическими единицами. Скарны могут образовываться практически в любом типе горных пород, таких как сланец , гранит или базальт , но большинство скарнов встречаются в карбонатных породах, содержащих известняк или доломит. Скарны часто встречаются вблизи плутонов, вдоль разломов и крупных зон сдвига, в неглубоких геотермальных системах и на дне морского дна. [4] Специфическая минералогия скарнов тесно связана с минералогией протолита. [7]
В минералогии скарнов преобладают гранат и пироксен с широким спектром кальциево-силикатных и связанных с ними минералов, включая idocraze , волластонит , актинолит , магнетит или гематит , эпидот и скаполит . Поскольку скарны образуются из богатых кремнеземом водных жидкостей, изобилующих несовместимыми элементами , в скарнах встречаются разнообразные необычные типы минералов, такие как: турмалин , топаз , берилл , корунд , флюорит , апатит , барит , стронцианит , танталит , англезит и другие. [8]
Скарны можно подразделить в зависимости от конкретных критериев. Один из способов классификации скарна — по его протолиту . Если протолит осадочного происхождения, его можно назвать экзоскарновым, а если протолит магматического происхождения, его можно назвать эндоскарновым. [3] [4]
Дальнейшая классификация может быть сделана на основе протолита путем наблюдения за доминирующим составом скарна и полученной в результате ассоциацией изменений. Если скарн содержит минералы, такие как оливин , серпентин , флогопит , магниевый клинопироксен , ортопироксен , шпинель , паргасит и минералы из группы гумита , он характерен для доломитового протолита и может быть классифицирован как магнезиальный скарн. Другой класс, называемый кальциевыми скарнами, представляет собой продукты замещения известнякового протолита с доминирующими минеральными ассоциациями, содержащими гранат , клинопироксен и волластонит . [3]
Породы, содержащие гранат или пироксен в качестве основных фаз, а также мелкозернистые, лишенные железа и имеющие скарноподобный вид, обычно называют «скарноидными». Таким образом, скарноид является промежуточной стадией мелкозернистого роговика и крупнозернистого скарна. [3] [4]
Месторождения металлических руд, в которых в качестве пустой породы используется скарн , называются скарновыми месторождениями и могут образовываться в результате любой комбинации закрытого метаморфизма или метасоматоза открытой системы, хотя считается, что большинство скарновых месторождений связаны с магматическими гидротермальными системами. [1] Скарновые месторождения классифицируются по их доминирующему экономическому элементу, например, медное (Cu) скарновое месторождение или молибденовое (Mo) скарновое месторождение. [2] [3] [5]
Тектоническая обстановка для кальциевых железных скарнов, как правило, представляет собой океанические островные дуги . Вмещающие породы, как правило, варьируются от габбро до сиенита, связанного с вторгающимися известняковыми слоями. Тектоническая обстановка для магниевых железных скарнов, как правило, представляет собой континентальную окраину . Вмещающие породы, как правило, представляют собой гранодиорит или гранит, связанный с вторгающимися доломитовыми и доломитовыми осадочными породами. Магнетит является основной рудой в этих типах скарновых месторождений, его содержание составляет от 40 до 60 %. Халькопирит , борнит и пирит составляют второстепенные руды. [9] [10]
Тектоническая обстановка для месторождений Cu, как правило, представляет собой плутоны андийского типа, вторгающиеся в более древние карбонатные слои континентальной окраины. Вмещающие породы, как правило, представляют собой кварцевый диорит и гранодиорит . Пирит, халькопирит и магнетит обычно встречаются в более высоких концентрациях. [9] [10]
Обычно образуются два типа скарнов: экзоскарны и эндоскарны. [11]
Экзоскарны более распространены и образуются на внешней стороне интрузивного тела, которое вступает в контакт с реактивной единицей породы. Они образуются, когда флюиды, оставшиеся от кристаллизации интрузии, выбрасываются из массы на убывающих стадиях внедрения, в процессе, называемом кипением. Когда эти флюиды вступают в контакт с реактивными породами, обычно карбонатами, такими как известняк или доломит, флюиды реагируют с ними, вызывая изменение (инфильтрационный метасоматоз ). [4]
Эндоскарны образуются внутри интрузивного тела, где образовались трещины, охлаждающиеся соединения и штокверки , что приводит к образованию проницаемой области. Эта проницаемая область может быть изменена флюидами, первоначально поступающими из самой интрузии, после взаимодействия с окружающими породами ( протолит ). Таким образом, как состав, так и текстуры протолитов играют важную роль в формировании результирующего скарна. Эндоскарны считаются редкими. [4]
Реакционные скарны образуются в результате изохимического метаморфизма, происходящего в тонко перемежающихся осадочных толщах, посредством мелкомасштабного [a] метасоматического обмена между соседними толщами. [4] [12]
Скарноиды — это известково-силикатные породы, которые мелкозернистые и бедные железом. Скарноиды, как правило, встречаются между роговиками и крупнозернистыми скарнами. [13] [14] [15] Скарноиды обычно отражают состав протолита. [4]
Большинство крупных скарновых месторождений испытывают переход от раннего метаморфизма, который формирует роговики , реакционные скарны и скарноиды, к позднему метаморфизму, который формирует относительно более крупнозернистые рудоносные скарны. Внедрение магмы запускает контактный метаморфизм в окружающем регионе, в результате чего формируются роговики. Перекристаллизация и фазовый переход роговиков отражают состав протолита. После формирования роговиков происходит метасоматоз с участием гидротермальных флюидов из источника, который является магматическим, метаморфическим, морским, метеоритным или даже смесью этих источников. Этот процесс называется изохимическим метаморфизмом и может привести к образованию широкого спектра кальциево-силикатных минералов, которые образуются в нечистых литологических единицах и вдоль границ флюидов, где происходит мелкомасштабный метасоматоз ( аргиллит и известняк , а также полосчатое железистое образование ). [2] [3]
Скарновые месторождения, которые считаются экономически важными для содержания ценных металлов, являются результатом крупномасштабного метасоматоза, где состав флюида контролирует скарн и его рудную минералогию. Они относительно более крупнозернистые и не сильно отражают состав протолита или окружающих пород. [3] [4]
Необычные типы скарнов образуются при контакте с сульфидными или углеродистыми породами, такими как черные сланцы, графитовые сланцы, полосчатые железистые образования и, иногда, соль или эвапориты . Здесь флюиды реагируют не столько через химический обмен ионами, сколько из-за окислительно-восстановительного потенциала стеновых пород. [4]
Основными экономически ценными металлами, добываемыми из скарновых месторождений, являются медь , вольфрам , железо , олово , молибден , цинк - свинец и золото . [2] [3] [4] [5] Другие второстепенные экономические элементы включают уран , серебро , бор , фтор и редкоземельные элементы . [4]
Вот некоторые примеры крупных промышленных месторождений скарнов, как современных, так и исторических:
{{cite journal}}: Цитировать журнал требует |journal=( помощь )