Метасоматоз (от греческого μετά (изменение) и σῶμα (тел)) это химическое изменение в породе с помощью гидротермических и других жидкостей. [1] Это замена одной породы другой с другим минералогическим и химическим составом. Минералы, из которых состоят породы, растворяются, и на их месте откладываются новые минеральные образования. Растворение и осаждение происходят одновременно, и порода остается твердой.
Синонимами слова метасоматоз являются метасоматоз и метасоматический процесс . Слово метасоматоза также может использоваться как название для определенных разновидностей метасоматоза (например, Mg- метасоматоза и Na- метасоматоза ). [2]
Метасоматоз может происходить под действием гидротермальных флюидов из магматического или метаморфического источника.
В магматической среде метасоматоз создает скарны , грейзены и может затронуть роговики в контактном метаморфическом ореоле, прилегающем к интрузивному массиву горных пород . В метаморфической среде метасоматоз создается за счет массопереноса из объема метаморфической породы при более высоком напряжении и температуре в зону с более низкими напряжениями и температурой, где метаморфические гидротермальные растворы действуют как растворитель . Это можно представить как метаморфические породы в глубинной коре, теряющие флюиды и растворенные минералы. Компоненты в виде водных минералов распадаются, и этот флюид просачивается на мелкие уровни земной коры, чтобы химически изменить и изменить эти породы.
Этот механизм подразумевает, что метасоматоз - это поведение открытой системы, которое отличается от классического метаморфизма, который представляет собой минералогическое изменение породы на месте без заметного изменения химического состава породы. Поскольку метаморфизм обычно требует воды для облегчения метаморфических реакций, метаморфизм почти всегда происходит с метасоматозом.
Кроме того, поскольку метасоматоз представляет собой процесс массопереноса, он не ограничивается горными породами, которые изменяются добавлением химических элементов и минералов или водных соединений . Во всех случаях для образования метасоматической породы метасоматизируется и другая порода, хотя бы в результате реакций дегидратации с минимальным химическим изменением. Лучше всего это иллюстрируют месторождения золотой руды, которые являются продуктом концентрированного концентрирования флюидов, полученных из многих кубических километров обезвоженной коры в тонкие, часто сильно метасоматизированные и измененные зоны сдвига и залежи.. Область источника часто в значительной степени химически не затронута по сравнению с сильно гидратированными, измененными зонами сдвига, но обе должны подвергнуться дополнительному метасоматизму.
Метасоматоз более сложен в мантии Земли , потому что состав перидотита при высоких температурах может быть изменен за счет инфильтрации карбонатных и силикатных расплавов, а также флюидов, богатых диоксидом углерода и водой, как обсуждалось Luth (2003). Считается, что метасоматоз особенно важен для изменения состава мантийных перидотитов ниже островных дуг, поскольку вода вытесняется из океанской литосферы во время субдукции . Метасоматоз также считается критическим для обогащения областей источников некоторых недонасыщенных кремнеземом магм . КарбонатитЧасто считается, что расплавы ответственны за обогащение мантийного перидотита несовместимыми элементами .
Типы метасоматитов [ править ]
Метасоматиты могут быть самыми разнообразными. Часто метасоматизированные породы изменяются повсеместно, но слабо , так что единственным свидетельством изменения является обесцвечивание, изменение цвета или изменение кристалличности слюдистых минералов.
В таких случаях для характеристики изменения часто требуется микроскопическое исследование минерального комплекса горных пород для характеристики минералов, любого дополнительного роста минералов, изменений в минералах протолита и т. Д.
В некоторых случаях можно найти геохимические свидетельства процессов метасоматических изменений. Обычно это подвижные растворимые элементы, такие как барий , стронций , рубидий , кальций и некоторые редкоземельные элементы . Однако, чтобы правильно охарактеризовать изменение, необходимо сравнить измененные образцы с неизмененными.
Когда процесс становится чрезвычайно продвинутым, типичные метасоматиты могут включать:
- Замещение хлорита или слюды цельной породой в зонах сдвига, в результате чего образуются породы, в которых существующая минералогия полностью перекристаллизована и заменена гидратированными минералами, такими как хлорит, мусковит и серпентин .
- Скарновые и скарноидные породы, обычно прилегающие к гранитным интрузиям и смежные с реактивными литологическими образованиями, такими как известняк , мергель и пластинчатое железо .
- Грейзеновые отложения в гранитных краях и куполах .
- Родингит, типичный для офиолитов, в частности, серпентизированных основных даек ультраосновного состава, содержащих гроссуляр-андрадитовый гранат и кальциевый пироксен; везувианит, эпидот и скаполит.
- Фенит , как вариант метасоматоза, связанный с сильно щелочным или карбонатитовым магматизмом, представляющий различные полевые шпаты, натриевые пироксены или амфиболы и часто необычные минералы (такие как шевкинит или колумбит), содержащие обычно несовместимые элементы, которые нелегко включаются в кристаллическую решетку, т.е. ниобий , цирконий
Эффекты метасоматоза в мантийном перидотите могут быть как модальными, так и загадочными. При загадочном метасоматозе изменяется минеральный состав или вводимые элементы концентрируются на границах зерен, и минералогия перидотита остается неизменной. При модальном метасоматозе образуются новые минералы.
Загадочный метасоматоз может быть вызван тем, что поднимающиеся или просачивающиеся расплавы взаимодействуют с окружающим перидотитом, и состав как расплавов, так и перидотита изменяется. При высоких температурах мантии диффузия в твердом состоянии также может быть эффективной для изменения состава горных пород на протяжении десятков сантиметров, прилегающих к каналам расплава: градиенты минерального состава, прилегающие к дайкам пироксенита, могут сохранять свидетельства этого процесса.
Модальный метасоматоз может привести к образованию амфибола и флогопита , и присутствие этих минералов в ксенолитах перидотита считается убедительным свидетельством метасоматических процессов в мантии. Образование минералов, менее распространенных в перидотите, таких как доломит , кальцит , ильменит , рутил и армальколит , также связано с метасоматозом расплава или флюида.
Переделка сборок [ править ]
Исследование измененных пород в гидротермальных рудных месторождениях выявило несколько повсеместно распространенных типов ассоциаций гидротермальных изменений, которые создают отдельные группы эффектов метасоматических изменений, текстуры и минеральные ассоциации.
- Пропилитовые изменение вызвано железа и серы водоносного гидротермальных флюидов, иправилоприводит к эпидотом - хлорит - пирит переделки, часто с гематита и магнетита фаций.
- Альбит эпидотом изменение вызвано кремнезема водоносного жидкостей с высоким содержанием натрия и кальция , и обычно приводит к слабой альбит - диоксид кремния - эпидотовых .
- Калийные изменения , типичные для месторождений порфировой меди и рудного золота, приводят к образованию слюдистых калиевых минералов, таких как биотит в богатых железом породах, мусковитовая слюда или серицит в кислых породах, а также ортоклазовые (адулярные) изменения, часто весьма распространенные и дающие отчетливые лососево-розовые альтерации жилок.
- Кварц-серицит-пиритные изменения , при которых эти минералы могут залегать как в жильном, так и вкрапленном виде; серицит, в частности, замещает плагиоклаз и биотит . Это обычное явление для месторождений медно- порфировых и молибденовых порфиров.
- Аргиллитовые изменения , обычно присутствующие в отдаленных областях порфировых отложений, представляют собой низкотемпературную ассоциацию, которая превращает полевые шпаты и некоторые другие минералы в глинистые минералы, такие как каолинит и иллит. Он может накладывать отпечаток на более старые, высокотемпературные сборки изменений. [3]
Более редкие типы гидротермальных флюидов могут включать высокоуглеродистые флюиды, приводящие к усиленным реакциям карбонизации вмещающих пород, типичных для известково-силикатов , и кремнеземно-гематитовые флюиды, приводящие к образованию яспероидов , залежей манто-руды и повсеместных зон окварцевания , обычно в слоях доломита. . Напряженные минералы и вмещающие породы гранитных плутонов замещаются порфиробластами ортоклаза и кварца в кварцевых монцонитах Папуз-Флэт. [4]
Ссылки [ править ]
- ^ Харлов, DE; Austrheim, Х. (2013). Метасоматизм и химическое преобразование горных пород: взаимодействие горных пород, минералов и жидкостей в земных и внеземных средах . Берлин: Springer. DOI : 10.1007 / 978-3-642-28394-9_1 . ISBN 978-3-642-28393-2.
- ^ Жариков В.А.; Перцев Н.Н.; Русинов В.Л .; Callegari E .; Феттс DJ "9. Метасоматоз и метасоматиты". Рекомендации Подкомиссии МСГН по систематике метаморфических пород: Интернет-версия 01.02.07 . Британская геологическая служба . Отсутствует или пусто
|url=( справка ) - ↑ Taylor, RD, Hammarstrom, JM, Piatak, NM, and Seal II, RR, 2012, Модель порфировых молибденовых месторождений, связанных с Arc: Глава D в моделях минеральных месторождений для оценки ресурсов: Отчет о научных исследованиях Геологической службы США USGS Numbered Series 2010- 5070-D, http://pubs.er.usgs.gov/publication/sir20105070D
- ^ Диксон, Ф.В., 1996, Порфиробласты калиевого полевого шпата и кварца с зонами бария, Papoose Flat California, генезис и последствия разведки. В Coyner, AR, Fahey, PI, eds. Геология и рудные месторождения Американских Кордильер: Материалы симпозиума Геологического общества Невады, Рино / Спаркс, Невада, апрель 1995 г., стр. 909-924. Диксон, Ф.В., 2000, Химическое размещение магмы, т. 30, стр. 475-487. Диксон, Ф.В., 2005 г., Роль жидкостей в необратимых процессах на Земле и замещение в плутоне Папуз-Флэт, Калифорния. В Rhoden, RH, Steininger, RC, and Vikre, RG, eds: Geol. Soc. Симпозиум в Неваде 2005: Окно в мир, Рино, Невада, май 2005 г., стр. 161-178.
- Лут, Р.В., Летучие вещества мантии - распространение и последствия. В "Мантии и ядре" (ред. Р. В. Карлсон), том 2, "Трактат по геохимии" (редакторы Х. Д. Холланд и К. К. Турекиан), Эльзевьер-Пергамон, Оксфорд, страницы 319-361 (2003). ISBN 0-08-043751-6
См. Также [ править ]
- Гидротермальная циркуляция - Циркуляция воды за счет теплообмена
- Рудогенез - как в земной коре образуются различные типы залежей полезных ископаемых.
- Грейзен - сильно измененная гранитная порода или пегматит.
- Скарн - твердые , крупнозернистые, гидротермально измененные метаморфические породы
- Hornfels
- Пневматолиз
