Процессы образования миароловых гранитных пегматитов

Актуальность работы. Гранитные пегматиты с минерализованными полостями (миаролами) – один из важнейших типов месторождений пьезооптического, ювелирного и коллекционного сырья. Интенсивные геолого-минералого-геохимические работы, проводимые в бывшем СССР, были ориентированы в основном на поиски и оценку таких месторождений в полях хрусталеносных (Казахстан) и некоторых субредкометальных (Урал, Забайкалье, Памир) пегматитов. Условия кристаллизации миароловых гранитных пегматитов из этих и других регионов мира с разной степенью детальности изучались многими исследователями. Однако оставался нерешенным целый ряд проблем, связанных с процессами формирования минерализованных полостей. Неясно было, какие особенности пегматитовой магмы приводили к появлению крупных миарол объемом от нескольких до сотен кубических метров, из сред какого состава и агрегатного состояния кристаллизовались в них разнообразные друзовые комплексы, часто сильно отличающиеся по минеральному составу даже в пределах одного пегматитового тела и вблизи друг от друга. Решение этих проблем – основная цель настоящей работы.

Задачи исследований. Для решения поставленной цели было необходимо:

– обобщить данные по минералогии и геохимии миароловых гранитных пегматитов, термобарогеохимическим исследованиям включений в минералах из пегматитовых комплексов на основе собственных и опубликованных материалов;

– изучить минералого-геохимические особенности модельных пегматитовых тел разных типов в нескольких пегматитовых полях, определить состав, свойства и агрегатное состояние минералообразующих сред, захваченных минералами пегматитов в виде включений;

– выполнить экспериментальное изучение флюидной системы, по составу сопоставимой с природными средами, участвующими в процессах формирования миарол;

– провести анализ полученной информации, используя методы численного и термодинамического моделирования.

Фактический материал и методы исследований. Основой работы послужили материалы, собранные с 1985 по 2006 годы при изучении пегматитовых полей Прибайкалья, Забайкалья, Памира и Монголии. Геохимические особенности пегматитов определялись по валовым пробам весом 20-100 кг. В Малханском поле впервые проведено сплошное бороздовое опробование по горным выработкам (канавам, расчисткам), результаты которого послужили основой для расчета средних содержаний петрогенных и редких элементов в модельных пегматитовых телах разных типов. Изучено около 1000 валовых проб, более 2000 монофракций минералов и сотни полированных срезов минералов с включениями минералообразующих сред. В работе использованы данные, полученные с коллегами и соавторами в период многолетних совместных исследований, а также разнообразная информация из многочисленных опубликованных источников.

Применялись следующие методы анализа: РФА, химический силикатный, фотометрия пламени, атомно-эмиссионный, ICP-MS, микрозондовый, рентгенофазовый, изотопный (Rb-Sr, K-Ar, Ar-Ar). Включения минералообразующих сред изучались в криокамере конструкции В.А.Симонова [1993], криотермокамере Linkam THMSG600, термокамере Linkam-TS1500. Состав газовой фазы, выделяемой из минералав при нагревании, определялся методом газовой хроматографии. Спектры комбинационного рассеяния света жидких, газовых и кристаллических фаз изучались на КР-спектрометрах (в ИГМ СО РАН, Новосибирск). Концентрации легких и летучих элементов в стеклах из включений и продуктах экспериментов определялись методом вторично-ионной масс-спектрометрии (в ИМ РАН, Ярославль). Опыты по гомогенизации содержимого включений проводились при внешнем давлении 2-3 кбар в автоклавах (в ИГМ СО РАН, Новосибирск).