Процеси взаємодії породи та флюїду

Процеси взаємодії гірських порід із флюїдами різного походження приводять до заміщення мінералів породи новими мінералами, рівноважними із флюїдом. При цьому об’єм мінеральних фаз може збільшуватись або зменшуватись. Такий процес називається метасоматозом.

Метасоматоз - процес заміщення одних мінералів іншими з метою досягнення рівноваги між породою та флюїдом, що фільтрується через породу. При цьому порода в ході перетворення не втрачає твердого стану. Розчинення старих мінералів і кристалізація нових відбуваються одночасно. Флюїд представлений гідротермальним розчином, або поверхневими водами (при вивітрюванні, в зонах окислення сульфідних родовищ).

Для метасоматичних процесів характерний направлений потік флюїду та розчинних компонентів. Наслідком цього є зміна складу розчину по мірі його фільтрації через породу, а отже, зміна мінералів, рівноважних із розчином. Це явище проявляється в вигляді зонального розподілу мінеральних асоціацій в напрямку просування флюїду.

Метасоматичні утворення характеризуються зональністю мінерального складу новоутворень. Зміна одного мінералу іншим відбувається в невеликому проміжку, різко.

Послідовність метасоматичних зон від ділянки звідки флюїд почав рухатись(тилової) до ділянки де його вплив на склад породи наближається до нуля (фронтальної) називається метасоматичною колонкою. В тиловій зоні мінеральна асоціація контролюється параметрами флюїда, в фронтальній - близька до первинної породи.

Метасоматичні утворення характеризуються нерівномірністю розмірів мінералів, плямистими текстурами із звивистими границями агрегатів. Часто новоутворення розподіляються по системі тріщин, утворюючи брекчієподібні текстури.

Хімічний склад метасоматичних утворень залежить від параметрів флюїду (температура, pH, окисно-відновний потенціал, концентрація компонентів) та від складу порід, що піддаються заміщенню.

Фенітизація

Назва походить від місцевості Фен в Скандинавії, де цей процес був вперше вивчений. При вкоріненні лужної магми в силікатні і алюмосилікатні породи (гнейси, граніти, пісковики, габроїди, амфіболіти) відбувається винесення з розплаву великої кількості лугів, що кристалізуються, - К₂О і Na₂O, які активно впливають на вміщуючі породи, змінюючи їх. Ця зміна йде тим інтенсивніше, чим сильніше відрізняються вміщуючи породи від магми, що упровадилася, по складу. І особливо, якщо самі вміщуючі породи неоднорідні і контрастують між собою за хімізмом (тоді і між ними теж починаються реакції).

В результаті такої лужної дії магми на вміщуючи породи навколо масиву лужних порід виникає ореол контактово-метасоматичних порід, які і одержали назву феніти. Цей ореол звичайно має зональну будову, оскільки температура й, у зв'язку з цим, ступінь метасоматичного заміщення у міру віддалення від контакту у вміщуючи породи змінюються (рис. 16).

Так, поблизу контакту з лужним інтрузівом, де прогрів найбільш сильний, а кількість лугів, що поступають, максимальна, початкові мінерали вміщуючих порід повністю заміщуються новоутвореними, серед яких будуть лужні мінерали, характерні для самої магматичної лужної породи: недонасичений кремнеземом нефелін, лужний піроксен - егірин, калішпат (ортоклаз). Трохи далі від контакту утворюються егірин-авгіт або діопсид, альбіт і тонкогольчастий егірин.

На ще більшому віддаленні від контакту, в другій зоні, зменшується кількість новоутворених мінералів (в першу чергу - нефеліну) і зберігаються релікти первинних мінералів вміщуючих порід.

Рис. 16. Зональність фенітів у міру віддалення від контакту з лужним масивом. Пояснення див. в тексті

Ще далі від контакту самі лужні з нових мінералів вже не утворюються, кількість не заміщених первинних мінералів зросте, а потім у міру віддалення від контакту винесення лугів фіксуватиметься тільки по новоутворенному альбіту. Врешті-решт, можна прослідкувати весь перехід аж до початкових вміщуючих порід, на яких дія лужного масиву вже ніяк не відобразилася.

Температура фенітізації поблизу контакту досягає 1200-1000ºС (така ж висока, як температура кристалізації лужної магми).

Чим феніти звернули на себе увагу? Тим, що нерідко разом з лугами у вміщуючи породи виносяться Nb, Та, TR, Zr, Hf - ті елементи, якими лужна магма багата; і у фенітах вони нерідко дають скупчення таких мінералів, як пірохлор (Nb, Та, TR, U, Th), циркон (Zr + Hf), бастнезіт (TR), і в цьому випадку феніти стають цінною рудою. Типовими прикладами фенітов є контактово-метасоматичні ореоли навколо лужних масивів Хибін, Вишневих Гір (Урал), Сибіру.