ПРОМЫШЛЕННЫЕ МИНЕРАЛЫ

Генезис – происхождение пегматита

Пегматиты представляют собой побочные продукты кристаллизации больших гранитных массивов, или, по выражению Хесса (Hess, 1933), они связаны с «дренажными системами консолидирующихся батолитов». Пегматиты могут встречаться во внешних частях самих батолитов, но чаще приурочены к вмещающим эти батолиты метаморфическим породам.

Большинство исследователей считают, что образование пегматитов происходит в две главные стадии. В первую стадию осуществляется внедрение остаточной гранитной магмы из материнского батолита по трещинам в боковые породы.

Некоторые тела пегматитов образовывались при значительном давлении внедрившейся магмы, на что указывают складки волочения и вторичная сланцеватость в прорванных породах, другие тела пегматитов выполняли ранее существовавшие полости или образовывались как-нибудь иначе. Чэдуик (Chad- wick, 1958) изложил критерии, определяющие возможные пути становления пегматитовых тел. Однако после внедрения кристаллизация пегматитового расплава происходит не полностью, а постепенно, в несколько последовательных стадий, начиная от стенок трещин.

На этой второй стадии становления пегматитов происходят реакции между образующимися минералами и горячими газами и растворами, что приводит к образованию минералов, частично замещающих уже раскри- сталлизованный пегматит и выполняющих трещины в пегматите. В этих растворах концентрируются редкие элементы — фтор, бериллий, литий и многие другие. Предполагалось, что такие растворы привносились в пегматитовую магму извне, но полевые данные, собранные за последнее время, свидетельствуют о том, что они являются остаточными растворами той же самой пегматитовой магмы. Иначе говоря, во вторую стадию образования пегматитов частично консолидированная магма «варится в собственном соку» в почти закрытой системе.

Действительно ли описанный процесс имеет место в изолированных камерах или же пегматитовый расплав течет «по хорошо развитым каналам в условиях открытой системы» (Jahns, 1955, стр. 1070)? Отражают ли зоны первичные особенности кристаллизации или они могли возникнуть в результате «процессов замещения, последовательно накладывающихся один на другой»? Насколько значителен перенос пара в пределах этой системы, т. е. удаление компонентов при «повторном кипении» в одном месте и одновременно привнос материала в другом при конденсации этих паров (Jahns, 1956)? Правильные ответы на эти и связанные с ними вопросы будут получены после подробного и тщательного анализа полевых данных, изучения последовательности минералообразо- вания (парагенезиса) и проведения лабораторных опытов. Например, экспериментальная работа по плавлению и перекристаллизации пегматитового материала (Jahns, Burnham, 1957) показала, что перемещение воды и пара играет существенную роль в развитии гигантских кристаллов, кварцевых ядер и других мономинеральных образований.

Хотя пегматиты обычно приурочены к батолитам, из этого вовсе не следует, что они обязательно должны и"х сопровождать. Например, в крупных гранитных полях в Сьерра-Неваде в Береговом хребте и в некоторых районах Скалистых гор пегматиты не встречаются.

Распространение по регионам

Ниже перечислены главные районы распространения пегматитов в США и приведены ссылки на основные работы. Новая Англия, главным образом юго-западная часть штата Мзн и штаты Нью-Гэмпшир, Массачусетс и Коннектикут; Камерон и др. (Cameron et al., 1949). Юго-восточные штаты, от штата Виргиния через штаты Северная и Южная Каролина до штатов Джорджия и Алабама; Джанс и др. (Jahns et al., 1953), а также Паркер (Parker, 1950). Район Блэк-Хилс в штате Южная Дакота, особенно южная часть этого района; Пэйдж и др. (Page et al., 1953). Штаты, расположенные в районе Скалистых гор, особенно Колорадо и Нью-Мексико; Хэнли и др. (Hanley et al., 1950), Хейнрих (Heinrich, 1949) и Джаст (Just, 1937). Небольшие поля пегматитов встречаются в южной части штата Калифорния, в западной половине центральной части штата Аризона и в штатах Айдахо, Техас и Вайоминг.

Кроме того, пегматиты обычно распространены в центральных и краевых частях крупных щитов докембрийских кристаллических пород. Пегматитовые поля встречаются на всех континентах. Пегматиты Индии описаны на стр. 361, а пегматиты Бразилии — на стр. 363.

Современные тенденции в изучении пегматитов

После второй мировой войны в исследовании пегматитов наметилось два направления. Первое из них основывается на лучшем понимании внутреннего строения пегматитов, особенно их зональности, что помогло сконцентрировать исследовательские работы на наиболее продуктивных частях пегматитовых тел, сокращая бесполезные и безрезультатные поисковые работы. Знание строения пегматитов помогло даже непосредственно предсказывать качество сырья и запасы (Page, Norton, 1950), заведомо гарантируя с известным риском перспективность горных работ. Второе направление в освоении пегматитов выражалось в механизации добычи и валового обогащения пегматитового сырья с извлечением нескольких полезных компонентов. Издревле пегматиты разрабатывались «бессистемно расположенными» шурфами вручную; вручную же отбирались и ценные минералы. Удельная стоимость горных работ может быть значительно снижена путем применения взрывных работ, валовой добычи и минеральной сепарации на обогатительных фабриках. Еще нет возможности механизировать добычу на многих небольших и очень сложных пегматитовых телах, однако на ряде крупных рудников, особенно полевошпатовых, добыча механизирована.

Несмотря на известные достижения в исследовании пегматитов, они по-прежнему представляют крайне трудный и специфический объект для эксплуатации. Риск, связанный с их разработкой, лишь несколько уменьшился, но путей окончательной его ликвидации пока не существует.

ЛИТЕРАТУРА

Cameron Е. N. et al. (1949). Internal structure of granitic pegmatites, Econ. Geology, Monograph 2.

Cameron E. N. et a 1. (1954). Pegmatite investigations, 1942—1945, New England, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 255.

Chadwick R. A. (1958). Mechanisms of pegmatite emplacement, Bull. Geol. Soc. Amer., 69, 803—836.

Han ley J. В., Heinrich E. W., Page L. R. (1950). Pegmatite investigations in Colorado, Wyoming, and Utah, 1942—1944, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 227.

Heinrich E. W. (1949). Pegmatites of Montana, Econ. Geology, 44, 307—335.

Heinrich E. W. (1953). Zoning in pegmatite districts, Amer. Mineralogist, 38, 68—87.

Heinrich E. W. (1957). Pegmatite provinces of Colorado, Colo, School of Mines Quart., 52, Ka 4, 1—22.

Hess F. L. (1925). The natural history of the pegmatites, Eng. and Min. Jour., 120, 289—298.

Hess F. L. (1933). The pegmatites of the western states, Ore Deposits of the Western States, New York, Amer. Inst Min. Met. Eng., 526—536.

Hess F. L. (1933). Pegmatites, Econ. Geology, 28, 447—462.

Jahns R. H. (1951). Geology, mining, and uses of strategic pegmatites, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 190, 45—59.

Jahns R. H. (1953). The genesis of pegmatites, I: Occurrence and origin of giant crystals, Amer. Mineralogist, 38, 563—598. II: Quantitative analysis of lithium-bearing pegmatite, Mora County, New Mexico, idem, 1078—1112.

Jahns R. H. (1955). The study of pegmatites, Econ. Geology, 50th Anniversary Volume, 1025—1130.

Jahns R. H. (1956). Resurgent boiling and the formation of magmatic pegmatites. Bull. Geol. Soc. Amer., 67, 1772.

J a h n s R. H., Burnham C. W. (1957). Preliminary results from experimental melting and crystallization of Harding, New Mexico, pegmatite, Bull. Geol. Soc. Amer., 68, 1751—1752.

.Jahns R. H. et a I. (1953). Mica deposits of the southeastern Piedmont, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 248.

Just Е. (1937). Geology and economic features of the pegmatites of Taos and Rio Arriba counties, New Mexico, N. M. Bur. Mines and Min. Res. Bull., 13.

Kemp J. F. (1924). The pegmatites, Econ. Geology, 19, 697—723. Lanaes К. K. (1933). Origin and classification of pegmatites, Amer.

Mineralogist, 18, 33—56, 95—103. Landes К. K. (1935). Age and distribution of pegmatites, Amer. Mineralogist, 20, 81—105, 153—175. Landes К. K. (1935). Colorado pegmatites, Amer. Mineralogist, 20, 319—333.

Maurice C. S. (1940). The pegmatites of the Spruce Pine district,

North Carolina, Econ. Geology, 35, 49—78, 158—187. Page L. R., Norton J. J. (1950). Methods used to determine grade and

reserves of pegmatites, Econ. Geology, 45, 387—388. Page L. R. et al. (1953). Pegmatite investigations, 1942—1945, Black

Hills, South Dakota, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 247. Parker J. M., Ill (1950). Feldspar and mica, deposits of southeastern United States, Proc. Southeastern Mineral Symposium, 1949, Knox- ville, Univ. Tenn. Press, 42—48. Quirke Т. Т., Kremers H. E. (1943). Pegmatite crystallization, Amer.

Mineralogist, 28, S71—580. Rowe R. B. (1953). Evaluation of pegmatitic mineral deposits, Can. Min.

and Met. Bull., 46, 700—705. Staatz M. H., Trites A. F. (1955). Geology of the Quartz Creek pegmatite district, Gunnison County, Colorado, U. S. Geol. Survey Prof. Paper, 265.

Tyler P. M. (1950). Economic importance of pegmatites, U. S. Bur. Mines Inf. Circ., 7550.

Tyler P. M. (1953). Economics of pegmatites, Amer. Inst. Min. Met. Eng. Trans., 196, 894—898.