Метасоматическая модель формирования визейского бокситоносного латеритного профиля КМА

Сиротин В.И.

Рассмотрена метасоматическая природа коры выветривания и предложена метасоматическая модель формирования и преобразования (диагенез, катагенез) бокситоносного латеритного профиля КМА. Теоретически возможные случаи метасоматического замещения находят подтверждение в модели. Суть гипергенного метасоматоза заключается в работе граничной фазы, в которой наблюдается преобразование свободной поверхностной энергии в связанную через конденсацию нового вещества и связанной в свободную путем ликвидации старых межфазных поверхностей и образования новых. Метасоматоз проявляется как на макроскопическом (породном) уровне в образовании зон первичной и вторичной зональности, так и на минеральном уровне, где наиболее ярко проявляются все парадоксы метасоматоза. Предложенная модель позволила значительно конкретизировать и углубить представления о механизме формирования бокситоносных латеритных профилей.

Метасоматоз как один из способов минералообразования имеет сквозной характер, присутствуя во всех стадиях в ряду: выветривание – диагенезкатагенез-метагенез-метаморфизм-магматотипное замещение [8,13]. В последние годы значительно расширились области применения учения о метасоматозе в гипергенных процессах. В учении о корах выветривания на первых порах идеи метасоматоза не нашли широкого распространения, хотя кора выветривания и рассматривалась некоторыми исследователями как метасоматическое образование [5 и др.]. Учение о метасоматозе и учение о коре выветривания развивались параллельно и независимо друг от друга. Вместе с тем, в рамках обеих учений сложились идентичные направления: физико-химическое, кристаллохимическое, фациально-формационное, историко-генетическое и др. Поэтому начавшееся в середине 60-х годов "наведение мостов" было закономерным, хотя и несколько запоздалым актом, способствующим дальнейшему развитию как учения о коре выветривания, так и теории метасоматоза. К настоящему времени метасоматическая природа коры выветривания, в т.ч. латеритной, завоевала признание [2,3,6,9,12,14 и др.].

О сущности процессов метасоматического замещения В условиях метасоматоза теоретически возможны три случая замещения одного минерала другим: объем исходного минерала (V0) может быть равен, меньше или больше суммы объемов новообразованных минералов (ΣVn), связанных с исходным общностью инертных компонентов: 1) V0 = ΣVn; 2) V0 = ΣVn + ΔV V0 = ΣVn - ΔV [8]. Указанным соотношениям соответствуют пять типов возникающих метасоматитов: 1) суперкомпенсированные, 2) автокомпенсированные, 3) аллокомпенсированные, 4) анхикомпенсированные и 5) акомпенсированные [8]. При рассмотрении механизма метасоматического породообразования обычно выделяют следующие минералы: 1) инертные первичные и инертные метасоматические; 2) подвижные первичные и подвижные метасоматические; 3) освобожденные; 4) осажденные; 5) вытесненные. Все типы замещений, как и выделяемые метасоматические минералы, не являются запрещенными в зоне гипергенеза. Например, в коре выветривания КМА представлены инертные первичные и инертные метасоматические минералы: биотит-серицит, серицитгиббсит, каолинит-гиббсит, каолинит-бемит и др. К освобожденным минералам относятся гематит и гетит, которые образуются при окислении пирита, биотита и серицита; кальцит – в начальной стадии разложения плагиоклазов. К осажденным минералам относится трещинная генерация: сидерита, кальцита, пирита, гиббсита и др. К вытесненным минералам относится кварц, органические соединения.

Метасоматоз связан с физико-химической динамикой граничных слоев кристаллических решеток и контактирующих с ними водных растворов. Физхимия граничного слоя определяет сущность, отличительные особенности и парадоксы метасоматоза. Метасоматоз – это превращение одних твердых объемных фаз в другие через физикохимическую динамику граничных фаз [13]. Субмикроскопическую систему метасоматоза можно представить в виде трехзонной модели: первичная объемная фаза – рабочая граничная зона – вторичная объемная твердая фаза. В свою очередь, рабочая граничная фаза разделяется на 3 субмикроскопические зоны: 1) забойную, 2) обменную, 3) конденсационную [13]. Физико-химическая сущность метасоматоза на микроскопическом уровне заключается в координированной работе всех 3-х функциональных зон, что приводит к замещению "объема на объем". Равновесная система может смещаться как в сторону деструктивного замещения с увеличением или с уменьшением объема (метасоматической контракции), так и в сторону интраметасоматоза, иногда с интраметасоматическим разбуханием. Интеграция элементарных актов метасоматоза создает максимальные возможности для псевдоморфизма. Однако интенсивное проявление точечного метасоматоза может привести к образованию "кинетического флюида-проводника" [13], создается обстановка диффузионного перемешивания, что снижает возможности псевдоморфизма до полной его ликвидации. Система переходит в состояние, свойственное предельным диспергитам, коллоидомикросуспензиям, создаются благоприятные условия для перераспределения вещества, развития собственных неунаследованных структур, возникает ряд парадоксальных черт метасоматоза, в частности, сочетание псевдоморфизма с его отсутствием. Суть метасоматоза с точки зрения работы граничной фазы заключается в преобразовании свободной поверхностной энергии в связанную через процессы конденсации нового вещества и связанной в свободную путем ликвидации старых межфазных поверхностей и образован