Метасоматоз

Метасоматоз (μετα - по, поcле; сома - тело), т.е. буквально "по телу" или псевдоморфное замещение.

Метасоматоз – метаморфический процесс при котором химический состав породы изменяется с привносом или выносом химических компонентов в результате взаимодействия породы с водными флюидами (растворами). При метасоматозе порода остается в твердом состоянии и не изменяет своего первоначального объема.

Впервые термин введен немецким ученым Карлом Науманном (1828) в качестве разновидности псевдоморфизма, протекающего в условиях химического взаимодействия раствора с замещаемым минералом. Д.С.Коржинский (1936, 1953) под метасоматозом предлагает понимать "всякое замещение горных пород с изменением химического состава, при котором растворение старых минералов и отложение новых происходит почти одновременно, так что в течение процесса замещаемые горные породы все время сохраняют твердое состояние".

Продукты метасоматоза - метасоматиты (метасоматические горные породы) как правило имеют гранобластовые структуры, могут наследовать текстуры исходных пород или образовывать собственные текстуры от массивной до ритмично-полосчатой. Характерными чертами метасоматоза, отличающими его от других процессов, является сохранение первоначального объема (правило Линдгрена) и наличие метасоматической зональности, при которой количество минералов в каждой зоне закономерно уменьшается по направлению к тыловой зоне (источнику флюида). Эта черта метасоматической зональности выведена Д.С.Коржинским (1957) на основе применения к анализу парагенетических ассоциаций правила фаз Гиббса с позиции дифференциальной подвижности элементов.

По типу привноса-выноса компонентов метасоматоз подразделяется на диффузионный и инфильтрационный типы. При диффузионном метасоматозе движущей силой диффузии для переноса компонентов является разница химических потенциалов (химической активности) компонентов в межпоровом растворе различных зон метасоматической колонки. За счет диффузионного метасоматоза обычно образуются относительно тонкие метасоматические колонки около трещин, жил, на контакте пород контрастного состава. Характерным признаком диффузионных метасоматитов является постепенное изменение составов минералов в пределах каждой зоны метасоматической колонки.

При инфильтрационном метасоматозе перенос компонентов осуществляется растворами, фильтрующимися сквозь породу. Объемы тел, образующихся за счет инфильтрационного метасоматоза значительно больше. Составы минералов в пределах каждой зоны метасоматической колонки остаются постоянными. Главными факторами метасоматоза являются температура, давление и состав флюида (раствора), вызывающего метасоматические преобразования. Метасоматоз осуществляется в очень широком диапазоне температур и давлений. Причиной экзогенного метасоматоза являются поверхностные воды, эндогенного метасоматоза - гидротермальные и надкритические растворы. В глубинных частях литосферы и в мантии метасоматоз может происходить при высоких температурах и высоких давлениях. При этом, свойства среды, переносящей компоненты, лежат между состоянием флюида и флюидонасыщенной магмы. Эти процессы относят к мантийному метасоматозу.

По характеру воздействующих на исходные горных пород флюидов метасоматоз может быть разделен на кремнещелочной, щелочной, кислотный, известковый, магнезиально-железистый и другие. Метасоматические процессы как правило связаны с крупными интрузивными телами. Для таких процессов Д.С.Коржинский выделил метасоматоз магматической и постмагматической стадии. На магматической стадии преобладает ювенильный флюид, выделяющийся из магмы в процессе ее кристаллизации. На постмагматической стадии в циркуляцию вовлекается значительное количество метеорного флюида, образующего конвективные ячейки в приконтактовых зонах интрузивов. Эволюция постмагматических растворов с понижением температуры проявляется последовательной сменой состава флюида и выделяется раннещелочная стадия, стадия кислотного выщелачивания и позднещелочная стадия метасоматоза, связанного с интрузивами. Изменение кислотности-щелочности флюида создает геохимические барьеры для многих рудных компонентов, вызывая резкое изменение их растворимости во флюиде и за счет этого формируются самые разнообразные месторождения полезных ископаемых.

По характеру замещения исходных пород выделяются несколько специфических типов метасоматоза:

автометасоматоз – тип метасоматоза, характерный для верхних частей магматических тел и ранней постмагматической стадии. Типичным примером автометаасоматоза является альбитизация в гранитных массивах.
Контактовый метасоматоз – метасоматоз, возникающих на контакте магматического тела и вмещающих пород. При контактовом метасоматозе породы могут отражать различные стадии эволюции магматической системы. Выделяются *эндоконтактовые зоны метасоматической колонки (развивающиеся по изначально магматическим породам) и экзоконтактовые зоны (развивающиеся по вмещающим породам).
Биметасоматоз – разновидность контактового метасоматоза, при которой изменяются породы по обе стороны от контакта за счет двусторонней диффузии различных компонентов.
Околожильный метасоматоз – тип диффузионного метасоматоза, при котором формируется симметричная метасоматическая зональность с каждой стороны жилы, по которой фильтруются растворы.
Региональный метасоматоз - занимает огромные площади в различных геологических обстановках. Обычно он имеет щелочную специфику и связан с внедрением крупных магматических тел, образуя самые внешние зоны метасоматических колонок, связанных с рудными месторождениями.

С метасоматозом связаны многие крупнейшие месторождения рудных и нерудных полезных ископаемых. К ним относятся скарновые месторождения железа, меди, золота, серебра, вольфрама, молибдена; грейзеновые месторождения олова, вольфрама, молибдена, бериллия, флюорита, слюды; альбититовые месторождения тантала, ниобия, тория, урана, редких земель, циркония; месторождения золота и сурьмы, связанные с пропилитами и березитами.

Литература

Геологический словарь, М:"Недра", 1978.

Гордиенко В.В., Кривовичев В.Г., Сырицо Л.Ф. Метасоматиты пегматитовых полей. - Ленинград: ЛГУ, 1987 . 224 с.

Жариков B. A., Омельяненко Б. И., Классификация метасоматитов, в кн.: Метасоматизм и рудообразование, M., 1978.С. 9–28.
Zharikov, V A, Pertsev, N N, Rusinov, V L, Callegari, E, and Fettes, D J. A systematic nomenclature for metamorphic rocks: 9. Metasomatic rocks. Recommendations by the IUGS Subcommission on the Systematics of Metamorphic Rocks. Recommendations, web version of 01.02.2007.

Тихоненкова Р.И., Осокин Е.Д., Ганзеев А.А. Редкометальные метасоматиты щелочных массивов.- М : Наука, 1967.-196 стр.
Жариков B. A., Русинов В.Л., А.А.Маракушев и др. Метасоматоз и метасоматические породы. - Москва, Научный мир, 1998г, 492 стр.

См. также: