Скарны или тактиты — крупнозернистые метаморфические породы , образующиеся путем замещения карбонатсодержащих пород в ходе регионального или контактного метаморфизма и метасоматоза. Скарны могут образовываться в результате метаморфической перекристаллизации примесных карбонатных протолитов, биметасоматической реакции различной литологии и инфильтрационного метасоматоза магматико-гидротермальными флюидами. [1] Скарны, как правило, богаты силикатными минералами кальция , магния , железа , марганца и алюминия , которые также называются известково-силикатными минералами . [2] [3] [4] [ 5] Эти минералы образуются в результате изменений, которые происходят, когда гидротермальные жидкости взаимодействуют с протолитами 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 жидкости, связанные с метасоматическим процессом, могут происходить из различных источников; магматические , метаморфические, метеоритные , морские или даже их смесь. [4] Образующийся скарн может состоять из множества различных минералов, которые сильно зависят как от исходного состава гидротермального флюида, так и от исходного состава протолита. [4]
Если скарн имеет приличное количество минерализованной руды, которую можно добывать с целью получения прибыли, его можно классифицировать как скарновое месторождение. [2] [3] [4]
Скарн — старый шведский горнодобывающий термин, первоначально использовавшийся для описания типа силикатной пустой породы или пустой породы, связанной с железорудными сульфидными отложениями, очевидно заменяющими известняки палеопротерозойского возраста в шведском горнодобывающем районе Персберг . [6]
Скарны состоят из силикатных минералов кальция, железа, магния, марганца и 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 разнообразных метасоматических процессов при метаморфизме между двумя соседними литологическими единицами. Скарны могут образовываться практически в любом типе горных пород, таких как сланцы , граниты или базальты , но большинство скарнов встречается 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 во многом связана с минералогией протолита. [7]
В минералогии скарнов преобладают гранат и пироксен с широким разнообразием известково-силикатных и сопутствующих минералов, включая идокраз , волластонит , актинолит , магнетит или гематит , эпидот и скаполит . Поскольку скарны образуются из богатых кремнеземом водных жидкостей, наполненных несовместимыми элементами , в скарнах обнаруживаются различные необычные типы минералов, такие как: турмалин , топаз , берилл , корунд , флюорит , апатит , барит , стронцианит , танталит , англезит и другие. [8]
Скарны можно подразделить в зависимости от определенных критериев. Один из способов классифицировать скарнов — по их протолиту . Если протолит имеет осадочное происхождение, его можно назвать экзоскарн, а если протолит магматического происхождения, его можно назвать эндоскарн. [3] [4]
Дальнейшую классификацию можно провести на основе протолита, наблюдая за доминирующим составом скарна и полученным в результате комплексом изменений. Если скарн содержит такие минералы, как оливин , серпентин , флогопит , магнезиальный клинопироксен , ортопироксен , шпинель , паргасит и минералы группы гумита , то он характерен для доломитового протолита и может быть отнесен к магнезиальным скарнам. Другой класс, называемый кальциевыми скарнами, представляет собой продукты замещения известнякового протолита с доминирующими минеральными комплексами, содержащими гранат , клинопироксен и волластонит . [3]
Породы, которые содержат гранат или пироксен в качестве основных фаз, а также мелкозернистые, лишены железа и имеют скарноподобный вид, обычно называют «скарноидами». Таким образом, скарноид представляет собой промежуточную стадию мелкозернистого роговика и крупнозернистого скарна. [3] [4]
Месторождения металлических руд, в которых скарн представляет собой жильную породу , называются скарновыми месторождениями и могут образовываться в результате любой комбинации закрытого метаморфизма или метасоматоза открытой системы, хотя считается, что большинство скарновых месторождений связаны с магмато-гидротермальными системами. [1] Скарновые месторождения классифицируются по доминирующему экономическому элементу, например, скарновое месторождение меди (Cu) или скарновое месторождение молибдена (Mo). [2] [3] [5]
Тектонической обстановкой кальциевых железистых скарнов обычно являются океанические островные дуги . Вмещающие породы имеют тенденцию варьироваться от габбро до сиенита , связанного с внедряющимися слоями известняка. Тектонической обстановкой магниево-железистых скарнов обычно является континентальная окраина . Вмещающие породы, как правило, представляют собой гранодиорит или гранит , связанные с внедряющимися доломитами и доломитовыми осадочными породами. Магнетит является основной рудой скарновых месторождений этого типа, содержание которого составляет от 40 до 60 %. Халькопирит , борнит и пирит составляют второстепенные руды. [9] [10]
Тектонической обстановкой месторождений меди, как правило, являются плутоны Андского типа , прорывающие более древние карбонатные слои континентальной окраины. Вмещающие породы обычно представляют собой кварцевые диориты и гранодиориты . Пирит, халькопирит и магнетит обычно встречаются в более высоких количествах. [9] [10]
Обычно образуются два типа скарнов: экзоскарн и эндоскарн. [11]
Экзокарны более распространены и образуются снаружи интрузивного тела, которое вступает в контакт с реактивной породой. Они образуются, когда жидкости, оставшиеся после кристаллизации внедрения, выбрасываются из массы на затухающих стадиях внедрения в процессе, называемом кипением. Когда эти флюиды вступают в контакт с химически активными породами, обычно карбонатами, такими как известняк или доломит, флюиды вступают в реакцию с ними, вызывая изменения (инфильтрационный метасоматоз ). [4]
Эндокарны образуются внутри интрузивного тела, где образовались трещины, охлаждающие трещины и штокверки , что приводит к образованию проницаемой области. Эта проницаемая область может быть изменена флюидами, первоначально полученными из самой интрузии, после взаимодействия с окружающими породами ( протолитами ). Таким образом, как состав, так и текстура протолитов играют существенную роль в формировании образующихся скарнов. Эндокарны считаются редкими. [4]
Реакционные скарны образуются в результате изохимического метаморфизма, происходящего на тонкопереслоенных осадочных толщах, посредством мелкомасштабного [а] метасоматического обмена между соседними толщами. [4] [12]
Скарноиды – известково-силикатные породы, мелкозернистые и бедные железом. Скарноиды обычно встречаются между роговиками и крупнозернистыми скарнами. [13] [14] [15] Скарноиды обычно отражают состав протолита. [4]
В большинстве крупных скарновых месторождений наблюдается переход от раннего метаморфизма, формирующего роговики , реакционные скарны и скарноиды, к позднему метаморфизму, формирующему относительно более крупнозернистые рудоносные скарны. Внедрение магмы запускает контактный метаморфизм в окружающем регионе, в результате чего образуются роговики. Рекристаллизация и фазовые изменения роговиков отражают состав протолита. После образования роговиков происходит метасоматоз с участием гидротермальных флюидов из магматического, метаморфического, морского, метеоритного или даже их смеси источников. Этот процесс называется изохимическим метаморфизмом и может привести к образованию широкого спектра известково-силикатных минералов, которые образуются в нечистых литологических единицах и вдоль границ флюидов, где происходит мелкомасштабный метасоматоз ( аргиллит и известняк , а также образование полосчатого железа ). [2] [3]
Скарновые месторождения, которые считаются экономически важными из-за содержания ценных металлов, являются результатом крупномасштабного метасоматоза, при котором состав флюида определяет скарн и его минералогию руд. Они относительно более крупнозернистые и не отражают сильно состав протолита или окружающих пород. [3] [4]
Необычные типы скарнов образуются в контакте с сульфидными или углеродистыми породами, такими как черные сланцы, графитовые сланцы, полосчатые железные образования и, иногда, соли или эвапориты . Здесь флюиды реагируют меньше за счет химического обмена ионов, но из-за окислительно-восстановительного потенциала вмещающих пород. [4]
Основными экономическими 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 экономических месторождений скарнов, как нынешних, так и исторических:
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )