7  Генетическая минералогия (Д.Дьяконов)

Генетическая минералогия - это часть современной минералогии. Объектом ее изучения являются минералы, которые выступают, не только как минеральные виды, но и как составные части различных минеральных ассоциаций. Основными задачами генетической минералогии являются:

-изучение генетических признаков минералов в определенной геологической обстановке;

-выяснение генезиса минералов и минеральных ассоциаций по их генетическим признакам;

-изучение изменений минералов при различных процессах;

-экспериментальное воспроизведение процессов минералообразования;

-разработка методов исследования генетических признаков и их ассоциаций.

Мы попытались изучить генетическую минералогию Михайловского месторождения Курской Магнитной Аномалии, ставя перед собой задачу выяснения генезиса минералов и минеральных ассоциаций по их генетическим признакам. Мы затронули также и другие задачи генетической минералогии.

Минералы Михайловского карьера в основном можно представить как продукты пяти основных процессов минералообразования:

- метаморфизм

- метасоматоз

- гидротермальный процесс

- кора выветривания

- осадочный процесс.

Метаморфические породы представлены железистыми кварцитами. Железистые кварциты смяты в складки. Толща метаморфических пород находится под осадочным чехлом, мощность которого составляет 70-120 м. Порода, смятая в крупные складки, в свою очередь смята в более мелкие складки. В складках прослеживаются незначительные смещения - результат тектонических сдвигов. Железистые кварциты имеют полосчатую слоистую текстуру, параллельную складчатости. То есть вытянутые минеральные выделения (магнетита, кварца, зеленой слюдки, гематита) ориентированы в одном направлении параллельно складкам. На основе этих фактов можно предположить, что первоначально порода тоже имела слоистость, и скорее всего была осадочного происхождения. Минеральный состав неизмененных железистых кварцитов довольно простой. Основные минералы: кварц, гематит, магнетит и зеленая слюдка. Магнетит образует в породе зёрна размером от 0.03 до 0.1 мм чёрного цвета. Гематит представлен в виде чешуек и тонких пластинок коричневого цвета, ориентированных по слоистости. Кварц в породе образует вытянутые выделения в виде мелкозернистых агрегатов. Иногда, когда выделения кварца имеют относительно большой объем в них, кварц образует друзы с мелкими кристаллами. На основе изложенного материала можно восстановить процесс образования железистых кварцитов. Сначала отложились кремнисто-железистые осадки. Потом осадочная порода была смята в складки под действием большого давления. Метаморфизм породы происходил в это же время, потому что зерна гематита ориентированы параллельно складчатости. Значит, гематит кристаллизовался под действием давления, которое смяло в складки осадочные породы.

Гидротермальные минеральные образования представлены жилами, расположенными в метаморфических породах. Гидротермальные жилы имеют небольшую мощность от 0.5-5 см. Жилы и прожилки расположены в разных направлениях в железистых кварцитах (не зависимо от складчатости). Это говорит о том, что гидротермальные растворы проникали в уже сформированные метаморфические породы по всевозможным трещинам, не связанным со складчатостью породы. Основные минералы, которые образовались в гидротермальном процессе этой области - это кварц, пирит и кальцит. В некоторых жилах прослеживается закономерная зональность. С края жилы расположены кварц или кальцит, а в центре расположен слой пирита. На этой основе можно восстановить последовательность кристаллизации. Маленькие гидротермальные прожилки часто состоят из одного минерала. В основном агрегаты кальцита и кварца имеют массивную мелкозернистую структуру. Хотя иногда встречаются небольшие кристаллы размером около 1 см. Пирит, напротив, часто образует кристаллы размером до 1 см и реже мелкозернистые агрегаты. В жилах на свежем сколе в зоне контакта пирита с кварцем прослеживается яркая побежалость. По типоморфным признакам кристалла кальцита можно определить условия протекания гидротермального процесса, в частности, температуры. Кристаллы кальцита ромбоэдрической формы, которые мы встречали, по теоретическим данным (Лазаренко, 1963) характерны для средних температур гидротермального раствора. Если воспроизвести гидротермальный процесс в общих чертах, то получается такая картина. Раствор проникал по трещинам породы и первыми из него кристаллизовались кварц и кальцит, а после из остаточного раствора кристаллизовался пирит.

Метасоматические процессы в основном представлены продуктами замещения минералов метаморфических пород. Замещенные участки имеют довольно большой объем. Основные минералы этого парагенезиса мартит (псевдоморфоза гематита по магнетиту) и гематит, замещенный магнетитом. В результате метасоматоза состав железистых кварцитов изменяется до двух крайностей, состоящий из кварцита и гематита двух генераций и из кварца, магнетита и мартита (зона бедной руды). Метасоматический магнетит представлен зернами таблитчатого облика. Мартит образует мелкие зерна, то есть замещенные минералы сохраняют форму зерен первичного материала. Это говорит о том, что метасоматический минерал занимает объем первичного минерала и сохраняет его строение, то есть меняется только химический состав минерала.

Последний тип минералов, связанный с метаморфическими породами, это минеральная ассоциация, образованная в коре выветривания. Часть железистых кварцитов (преимущественно богатых руд) окислено. Окисленные породы образуют так называемую железную шляпу, расположенную в верхней части толщи метаморфических пород. Это говорит о том, что железная шляпа образовывалась в результате проникновения воды сверху на метаморфические железосодержащие породы. Минеральные образования коры выветривания преимущественно коричнево-рыжего цвета с мелкозернистой рыхлой структурой. Основные минералы коры выветривания-это гетит и гидрогетит. Кроме этих минералов мы встречали сидерит коричневого цвета.

Все осадочные образования района практики в основном представлены механическими осадочными отложениями. Осадочный чехол имеет мощность 70-120 м. Рассматривая по слоям осадочные отложения можно определить геологические условия образования. Первая толща - это вторичные переотложенные железистые кварциты. Следующие пласты сложены песками, глинами, что зависит от геологических условий (о которых подробнее можно узнать в главе "Историческая геология"). Почти все слои осадочного чехла относятся к аутогенным, то есть образовавшимся на месте и попавшие в осадок в переотложенном виде. Пески возникают как продукт разрушения горных пород, содержащих кварц (граниты, гранито-гнейсы, песчаники, кварциты). Пески, которые мы наблюдали, были аллювиального происхождения, т.к. в них прослеживается косая слоистость. Зерна кварца в песках размером 0,2-0,5 мм довольно окатаны, что подтверждает аллювиальное происхождение песков. В кварцевых песках встречаются пиритовые конкреции, которые по данным Лазаренко (1963) указывают на восстановительную среду в осадке. Кроме того, пирит находится по краю древесных осадков древесины. Глины состоят из вторичных образований, возникших путем переотложения проточными водами продуктов выветривания. Продукты выветривания освобождаясь от кварца и окислов железа образуют разных размеров линзы, гнезда, слои и пластообразные тела преимущественно в песчано-глинистых отложениях. Главный породообразующий минерал в глинах каолинит. Глины мы встречали разного цвета: зеленые, серые, фиолетовые. Их цвет зависит от минерального состава. Можно предположить, что зеленый цвет в глинах за счет минерала глауконита. В глинах встречаются фосфоритовые конкреции,в форме шара, диаметром ~ 20 см.