Новообразованные пироксены альбитизированных пород относятся к рядам эгирин-авгит и эгирин-диопсид. Во внутренних зонах метасоматических колонок содержание эгиринового компонента в пироксенах превышает 80 мол.%. В пироксенах с небольшой долей эгирина обычно проявлена зональность, а предельно натриевые эгирины отличаются отсутствием зональности. Они образуют длиннопризматические кристаллы со слабо развитыми концевыми гранями, окрашенные в желтоватые или зеленоватые тона. Характерны агрегаты с волокнистым строение.
Амфиболы, возникшие на начальной стадии метасоматического изменения, состав, промежуточный между гастингситом и арфведсонитом. При более интенсивном метасоматизме появляются рибекит, родусит, кроссит, в богатых алюминием породах – глаукофан. Все эти минералы, которые можно различить только по оптическим свойствам, слагают тонкоигольчатые кристаллы. Широко развиты спутанноволокнистые агрегаты, пучки, скопления кристаллов, облекающие зерна альбита. Описаны метасоматиты с крокидолитом – голубым асбестом, который является своеобразной морфологической разновидностью Na-амфиболов. Эти породы имеют брекчиевую текстуру: обломки, замещенные альбитом и эгирином, цементируются крогидолитом, который отвечает по составу рибекиту или родуситу.
Химический состав. По сравнению с исходными породами альбититы обогащены Na, Al, F, Fe3+, обеднены Ca, Mg, Fe2+, в меньшей степени K. Вне зависимости от исходного субстрата альбитизация сопровождается привносом Si за исключением единственного случая, когда протолитом являются ультракислые аляскиты и лейкограниты; характерно накопление Nb, Ta, Zr, U, Th и редкоземельных элементов.
Внешний облик. Альбититы, образованные по гнейсам, отличаются полосчатой или гнейсовидной текстурой, мелкозернистой структурой и высоким содержанием цветных металлов. Породы имеют серую или бурую окраску, которая при наличии большого количества рибекита приобретает синеватый оттенок. По сиенитам и гранитам развиваются средне- и крупнозернистые альбититы более светлого серого и розоватого цветов. Мелкозернистые альбититы имеют сахаровидный облик.
Микроструктура гранобластовая, нематогранобластовая, лепидогранобластовая.
Стадийность и зональность метасоматитов. Щелочной метасоматизм начинается с образования пертитов замещения в K-Na полевом шпате, которые, разрастаясь, превращаются в конечном итоге в полные псевдоморфозы альбита. Также псевдоморфно замещается альбитом плагиоклаз. При этом внутри зерен альбита сохраняется много замутненных участков и чешуек серицита, приуроченных к реликтам первичного плагиоклаза. Кварц подвергается грануляции и перекристаллизации. По цветным минералам развиваются щелочные амфиболы и щелочные пироксены.
Во многих случаях устанавливаются два этапа минералообразования, разделенные катаклазом и брекчированием пород. На втором этапе альбит, развитый по плагиоклазу, очищается от включений, появляется лейстовый альбит II, кварц частично или полностью замещается сахаровидным альбитом, в центре брекчии образуется крокидолит.
Зональность метасоматитов выражена в том, что альбититы, залегающие во внутренней (тыловой) зоне метасоматической колонки, сменяются альбитизированными породами внешней (фронтальной) зоны, а те, в свою очередь, пропилитами, которые состоят из альбита, хлорита, эпидота, карбоната и окаймляют зоны интенсивной альбитизации. Минералы позднего пропилитового парагенезиса можно обнаружить и в самих альбититах и альбитизированных породах.
Примеры метасоматических колонок зон альбитизации вблизи глубинных разломов, на контактах щелочных интрузивов и в апикальных частях гранитных массивов приведены ниже по данным Б.И. Омельяненко (1978г.), Л.П. Перчука (1966г.), А.А. Беуса (1962г.) и др.
I
0. Биотитовый гранит
1. Кв + Ми + Аб + Риб + Гем
2. Кв + Аб + Риб + Гем
3. Аб + Риб + Гем
4. Аб + Эг
II
0. Нефелиновый сиенит: Аб + Би + Неф + Ми + Пи
1. Аб + Эг + Неф + Ми
2. Аб + Эг + Неф
3. Аб + Эг
4. Аб
III
0. Биотитовый гранит: Олиг + Кш + Кв + Би + Мт
1. Ол + (Кш) + Ми + Кв + Би + Мт
2. Аб + Ми + Кв + Би + Мт
3. Аб + Ми + Кв + Риб
4. Аб + Кв + Риб
5. Аб + Кв + Эг
6. Аб +Кв
Обычно метасоматизм завершается на образовании трехминеральных ассоциаций и только при максимальном изменении в тыловых зонах колонок возникают биминеральные ассоциации альбит + кварц, альбит + эгирин, или маломощные мономинеральные альбитовые зоны.
Метасоматическая колонка, полученная Г.П. Зарайским и В.И. Зыряновым [1972] в опытах по моделированию альбитизации имеет следующий вид:
0. Ол + Би + Кш + Кв
1. Аб + ЩАм + Кш + Кв
2. Аб + ЩАм + Кш
3. Аб + ЩАм
Условия эксперимента: тонкораздробленный биотитовый гранит в течение 430 ч реагировал с одномолярным раствором NaF при T=550 °C и P=100 МПа.
Строение колонки соответствует тем сочетаниям метасоматитов, которые наблюдаются в природных зонах альбитизации.
Альбититовые месторождения связаны с разновозрастными интрузивными комплексами кислого и щелочного состава малых и средних глубин. Размещаются они в апикальных частях, апофизах, куполовидных выступах интрузивных массивов и часто контролируются зонами разрывных тектонических нарушений. Локализация оруденения в пределах апикальных участков объясняется тем, что здесь возникли зоны пониженного давления, длительное время служившие коллекторами рудообразующих растворов, выделявшихся из глубоких частей интрузивных массивов.
Рудные тела месторождений – преимущественно штокверки и менерализованные зоны дробления – обладают сложным вещественным составом. Площадь развития оруденения достигает нескольких квадратных километров, глубина распространения – первые сотни метров, реже до 600 м.
К альбититам приурочены месторождения тантала, ниобия, тория, урана, редких земель, циркония. Они развиты на территории России, КНР, Индии, Намибии, Нигерии, Канады, Бразилии.
6. Метасоматиты, равновесные с кислыми растворами
Кислотный метасоматизм (или кислотное выщелачивание) приводит к образованию грейзенов, цвиттеров, слюдитов, березитов, вторичных кварцитов и других метасоматитов. Сущность кислотного выщелачивания заключается в интенсивном выносе оснований (Fe, Mg, Ca, Na, K) и образовании в зонах максимального метасоматического изменения минералов, сложенных наиболее кислотными компонентами: кремнеземом и глиноземом, в предельном случае – одного кварца.
К кислотным метасоматитам приурочено редкометальное оруденение (Be, Sn, W, Mo), медь, драгоценные металлы и глиноземистое сырье.
По T-pH условиям процесса метасоматиты кислотного выщелачивания объединяются в три главные фации: 1) филлизитовую (грейзены, цвиттеры, слюдиты и др.); 2) вторичных кварцитов и 3) аргиллизитовую.
6.1 Филлизитовая фация
К филлизитовой фации относятся продукты средне- и низкотемпературного метасоматизма, возникающие под воздействием кислых (pH=3-5) хлоридно-фторидными растворами, содержащими литий и бор. Типоморфными минералами этих пород являются литийсодержащие слюды, флюорит и топаз.
6.1.1 Грейзены
Грейзены – это метасоматиты, сложенные кварцем, слюдами и (или) топазом. Термин грейзен издавна использовался немецкими горняками для обозначения серых гранитов с вкрапленностью касситерита (grausen – серый на нижнегерманском диалекте).
Исходные породы. Грейзены образуются при метасоматическом изменении гранитоидов, кислых вулканитов, алюмосиликатных осадочных и метаморфических пород.
Условия залегания метасоматитов. Грейзены ассоциируют с плутонами лейкоктатовых гранитов, верхние кромки которых в момент формирования располагались на глубинах от 1.5 до 4.0 км. Метасоматиты развиваются вблизи апикальных частей интрузивов, как в самих гранитах, так и во вмещающих породах. Могут быть выделены сплошные зоны приконтактовой грейзенизации площадью до 10 км2 и мощностью до 300-400 м и локальные грейзеновые тела жильной, пластовой, трубообразной и неправильной формы протяженностью в десятки-сотни метров, мощность которых обычно не превышает нескольких метров.
Минеральный состав. Главными типоморфными минералами грейзенов являются слюды, кварц, топаз и реже альбит. К второстепенным и акцессорным минералам относятся новообразованный K-Na полевой шпат, флюорит, берилл, касситерит, вольфрамит. Реже встречаются андалузит, корунд и гранат спессартин-альмандинового ряда.
Количественный минеральный состав грейзенов изменчив, что было положено Р.Кюне (1970 г.) в основу их классификации. Преобладают слюдяно-кварцевые и кварц-слюдяные разности с количеством слюды от 15 до 60 об.%, реже встречаются кварцевые и топазсодержащие грейзены. Редкие породы с аналузитом и корундом, которые пространственно связаны с малыми интрузивами гранит-порфиров, являются промежуточным звеном между грейзенами и вторичными кварцитами.
Слюды грейзенов представлены мусковитом-фенгитом, содержащим парагонитовую (натриевую) молекулу, или лепидолитом. Доля фтора в слюдах всегда значительна и достигает в мусковите 2.5-3.0 мас.%, а в лепидолите 8.0 мас.%. Мусковит обычно представлен несколькими разновидностями. Ранний мусковит псевдоморфно замещает листочки биотита исходных гранитов и часто содержит ориентированные по направлению плоскостей совершенной спайности включения рутила, флюорита и пирита, возникшие за счет компонентов биотита. Солее поздняя разновидность мусковита в виде чешуек различного размера входит в слюдяно-кварцевые псевдоморфозы по полевым шпатам и корродируется топазом и поздним кварцем.