Структуры седиментации

Седиментационные структуры с точки зрения самого понятия не всегда резко отделяются от гидротермальных, а также от магматических структур отложения. Характерные полосчатые текстуры типичны, однако, также и для процессов метаморфизма.

Если бы «седиментация» в генетическом смысле должна была бы охватывать все, что относится к гипергенезу, то сюда надо было бы причислить и множество структур, связанных с окислением и вторичным сульфидным обогащением, в результате чего разграничение, как с точки зрения формы, так и происхождения стало бы довольно неопределенным.

Слоистые полосчатые и поясовые текстуры характеризуются одинаковой на значительное и простирании ритмической сменой вещества, величины зерен, часто также типа связи зе рен. При этом в случае «рудных» месторождений осадочного происхождения рудные минералы содержатся в небольших конкрециях и линзах, и, таким образом, однообразие вещества в боковом направлении, строго говоря, относится лишь к нерудным минералам.

Настоящие оолиты являются типичными представителями структур седиментации. Однако вследствие воздействия более поздних растворов в них часто наступает метасоматическое замещение (например, кальцита сидеритом), полностью повторяющее «первичные» формы. В осадочных породах с большей пористостью последующую импрегнацию трудно отличить от первичной рудной вкрапленности.

Конечно, сюда должны относиться также ископаемые, для которых на основании каких-либо данных устанавливается приблизительно одновременное с седиментацией оруденение.

Структуры преобразования

Сюда следовало бы поместить все структуры, которые каким-либо образом свидетельствуют об изменении минерального состава, «первично» возникшего вследствие отложения. Чтобы понятие «первичный» не пришлось толковать слишком софистически, из нашего рассмотрения должны быть исключены преобразования, непосредственно следующие за отложением, первоначальные формы которого сохраняются только в колломорфных структурах, и то относительно редко. В классификации Шнейдерхё- на выделяются:

а)  структуры параморфного превращения;

б)  структуры распада твердых растворов;

в)  структуры разложения;

г)   структуры замещения.

Среди последних различают следующие типы: 1) автогидратация и аналогичные явления в собственно магматических парагенезисах, 2) в пегматитах, 3) контактово-пневматолитовые, 4) в пневматолитовых и гидротермальных парагенезисах, 5) в низкотемпературных парагенезисах. Из других более крупных групп следовало бы отметить:

д)  термические преобразования: 1) на контактах, 2) вне контактов.

е)  структуры, связанные с вторичным сульфидным обогащением;

ж)  структуры, связанные с окислением;

з)  структуры, связанные с диагенезисом.

Последняя группа включает уже четко неопределимую часть исключенных выше из рассмотрения «преобразований, непосредственно следующих за отложением».

Распад твердых растворов

Шнейдерхён упоминает в ней: «диагенезис», цементацию, собирательную кристаллизацию, раскристаллизацию, выщелачивание, причем многие склонны рассматривать четыре последних понятия как отдельные явления диагенезиса.

Невозможно осветить все разнообразные структуры, возникающие при этих процессах. Более подробно описаны, хотя и с несколько иной точки зрения, структуры распада твердых растворов, разложения и замещения; описание многих других структур приводилось в предыдущих статьях.

Реакционные каймы

Генетически они принадлежат обычно к большому комплексу замещений и могут занимать среди них различное положение. Часто при высоких температурах в устойчивом срастании находятся такие простые кристаллические виды, которые при низких температурах реагируют с образованием соединений сложного состава. Реакционное переотложение может происходить при воздействии остаточных растворов чисто каталитически; иногда поздние растворы могут уже не находиться в равновесии с ранними выделениями, в некоторых случаях может происходить последующий привнос вещества; имеются также и другие возможности. Во всех случаях возникают каймы, непрерывные или прерывистые, переменной, но чаще примерно одинаковой толщины, состоящие из одного, часто двух или многих минералов, которые по вещественному составу происходят целиком или частично за счет непосредственно окружающих минералов. Могут иметь место случаи такого типа, когда минерал А, который первоначально образовался рядом с минералом В, не подвергаясь никакому воздействию, уже больше нигде непосредственно с ним не граничит, а всегда отделяется каймой АхВу, причем кайма эта может быть прерывистой, но будет встречаться, хотя бы в отдельных участках, на всем протяжении. В книге на микрофотографиях представлены, например, вольфсбергит, который отделен от галенита толстой, наверняка более поздней каймой бурнонита, бурнонит между геокронитом и блеклой рудой, «гексастаннин» между оловянной блеклой рудой и сфалеритом или борнитом (снаружи при этом образуется еще некоторое количество люцонита), бурнонит между блеклой рудой и галенитом, а также менее обычные случаи.

Можно было бы привести множество аналогичных примеров. Они встречаются при самых различных комбинациях элементов, как в сульфидах, так и в окислах и упоминаются при описании отдельных минералов. Отмечалось, что некоторые реакционные каймы в свою очередь обладают мирмекитовым строением из многих тесно сросшихся минералов.

Мезюзерновые пленки по форме могут быть очень сходны с реакционными каймами (некоторые действительно почти неотличимы). Они представляют собой, однако, совершенно гетерогенные образования. Тонкие пленочки остаточной жидкой эвтектики или не вступающие в реакцию остаточные расплавы; посторонние компоненты, постепенно вытолкнутые к границам зерен благодаря самоочищению зерен; соединения, ранее выделившиеся в виде продуктов распада твердых растворов или еще не распавшиеся, обособившиеся путем перекристаллизации после динамического воздействия; отложения из растворов по границам зерен, как путям проникновения; реакционные образования из растворов, которые также использовали эти пути; начинающийся метаморфизм и некоторые другие явления — могут отчасти (или полностью) дать сходные структурные картины. При этом несущественно, имеются непрерывные пленки одинаковой либо переменной толщины или прерывистый ряд зерен, в какой-то мере незакономерно распределенные отдельные зернышки или переходы к пленкам.

Ритмические структуры

Несомненные гелевые массы урановой смолки Co-Ni-Ag-As-формации, образование которых благодаря присутствию достоверных «геологических термометров» можно определить в 250°, гроздевидные и ритмически-скорлуповатые валлериитовые почки, также наблюдающиеся в четком высокотемпературном парагенезисе, сантиметровые тонкоритмические срастания кварца и галенита являются достаточным доказательством. Кроме того, существуют, правда, пока предварительные, физико-химические соображения, согласно которым для большинства сульфидов тяжелых металлов в щелочном растворе перенос вещества вообще возможен лишь в коллоидальном состоянии.

Отдельные минеральные виды в различной мере всегда склонны к образованию ритмических структур, правда, в зависимости от многих факторов. Автору еще не удалось установить закономерности связи их с типом кристаллической структуры.

Если в ритмических структурах компоненты или отдельные части одного компонента особенно способны к замещению, то могут появляться также весьма неожиданные ассоциации. Примеры такого рода часто приводятся в книге.

Особыми случаями ритмических форм являются крустификационная и полосчатые текстуры, кольцевые и кокардовые руды, «гелевые структуры».

Каймы соприкосновения

Термин «каймы соприкосновения», лишенный какого-либо генетического смысла, вводится здесь вместо также чисто описательного понятия Зедерхольма «синантектический». Сюда относятся многочисленные срастания, форма и большей частью состав, которые обусловлены соседними зернами. Их обычно рассматривают как «реакционные каймы», что часто, несомненно, правильно, однако известны и вполне доказуемы многочисленные случаи (еще большее число их можно себе представить), в которых имеет место иное происхождение. Родственное понятие «меж зерновые пленки» издавна применялось без генетического смысла, однако оно охватывает лишь часть явлений. Некоторые каймы соприкосновения сложены, например, метакристаллами, выдающимися в окружающие минералы, другие состоят из сложных срастаний, цепочек зерен  и т. д.

Происхождение их разнообразно; они могут возникать как последние продукты кристаллизации растворов и расплавов, в результате распада твердых растворов с миграцией к периферии зерен, как действительные реакционные продукты (в твердом состоянии или с участием остаточных растворов), при инфильтрации веществ, растворенных в другом месте (таким образом, относятся уже к понятию замещения), как межзерновые образования, возникшие при перекристаллизации, окислении и вторичном сульфидном обогащении. Здесь будут рассмотрены лишь немногие случаи; дальнейшие примеры можно встретить в других разделах.

Ритмическое строение

Ненаправленными или чисто случайными являются не только зерна в магматических или катаметаморфических парагенезисах, но также кристаллы, возникшие в висячем положении в гелевых массах, перегородчатые образования, продукты распада твердого раствора, конечно в тех редких случаях, когда между «хозяином» и «гостем» не существует кристаллографической связи.

Ритмическое строение с участием одного или многих компонентов очень распространено, происхождение его часто объясняется совершенно различным образом. Особенно трудно отличить «первичное» ритмическое строение, например, обусловленное выпадением гелей, от инфильтраций, которые в совершенно аналогичной форме без какого-либо влияния присутствующих кристаллических структур проникают через более ранние структуры. Агрегат таких кристаллических зерен тогда легко может быть принят за более поздний, если действительные соотношения не будут выяснены благодаря характерным, может быть при известных условиях случайным, признакам. Различие проводится четко в относительно частом случае, когда вторичные структуры возникли путем окисления или вторичного сульфидного обогащения.

«Ритмичность» может проявляться весьма различно: в смене минерального состава, в изменении химического состава отдельного минерала при образовании твердых растворов, в различной величине зерен, в изменении количества пори посторонних включений, в изменении кристаллографических особенностей и т. д. Часто ритмичность, даже когда все эти признаки практически неразличимы, распознается путем травления, т. е. она выражается лишь в различной степени нарушенности строения кристаллической структуры. Различные признаки обычно встречаются совместно; например, марказитовые концентрические зоны с различным размером зерен и различной степенью сдвойникованности одновременно разделяются тонкими корочками мельниковит-пирита, гроздевидные низкотемпературные образования борнит+халькопирит содержат не только переменные количества борнита, но в богатых борнитом частях халькопирит особенно тонкозернист.

Размер ритмических структур может быть весьма различен. Наблюдаются все переходы от деталей строения, которые измеряются метрами, до ритмических образований, определяемых разрешающей способностью микроскопа. Следовательно, понятие «ритмические» не ограничено низкотемпературными и гелевыми образованиями. Магматическая резорбция глыб осадочных пород может быть типично ритмической; ритмическое строение свойственно контактово-метасоматическим замещениям, как в основных процессах, так и в мелких и мельчайших проявлениях, оно характерно для гидротермальных образований всех видов, а также для наиболее типичных продуктов выветривания и поверхностных вод.

Если среди иллюстраций в качестве ритмических структур предпочтительно показаны гелевые образования, то это объясняется только их размерами, весьма подходящими для фотографий. Впрочем, следует отметить, что гели ни в коем случае нельзя рассматривать только как низкотемпературные водные образования.

Образование мирмекитовых срастаний

Очевидно, при образовании мирмекитовых срастаний принимают участие также явления, аналогичные поверхностному натяжению. Это, например, можно видеть там, где тонкопластинчатые срастания переходят при повышении температуры в округлые пальцеобразные, с уменьшением свободной поверхности. Величина зерен для этих срастаний не очень характерна, она может достигать в отдельных пальцеобразных выделениях сантиметровой величины и снижаться до пределов разрешающей способности микроскопа.

Из упомянутых выше обозначений мирмекитовых срастаний четыре первые предполагают, определенный способ их образования или отклоняют таковой. Выражение «письменногранитный» само по себе чисто описательное, но оно так долго имело также смысл «эвтектического образования», что его следует осторожно применять и ограничиваться чисто формальными понятиями «графический» и «мирмекитовый». Последующее изложение покажет, насколько различным может быть способ образования таких мирмекитов даже при одних и тех же компонентах. Некоторые парагенезисы особенно благоприятствуют образованию мирмекитов; автору известны случаи, когда рядом независимо встречаются три мирмекитовые пары.

Из своей работы о мирмекитах  автор приводит известные в литературе или наблюдавшиеся им мирмекиты либо весьма сходные с мирмекитами срастания (вначале помещен компонент, занимающий большую площадь; там, где встречаются совершенно поразительные и резкие изменения в количественных соотношениях, парагенезис упоминается дважды). Авторы приведены лишь в части случаев; буква Р. без ссылки на список литературы означает наблюдение, сделанное автором и опубликованное в работе по мирмекитам или вообще еще не опубликованное. Положения отдельных минералов или парагенезисов, особенно таких, которые изменены собирательной кристаллизацией, затем скелетных или «вязаных» форм, но прежде всего — «диабластического роста», т. е. собирательной кристаллизации, наступающей в ходе тектонического воздействия и после него. Объяснить происхождение этих структур, особенно с кристаллохимической точки зрения, часто трудно. Различные минералы срастаются при этом, пересекаясь друг с другом, часто с одинаковым количественным соотношением компонентов, иногда же при сильном преобладании одного из них, причем часто наблюдается в основном единая ориентировка каждого компонента. Если при этом возникают соединяющиеся друг с другом сетчатые, скелетные образования, это неудивительно, однако поразителен факт одинаковой ориентировки мелких, лоскутообразных или овальных выделений одного компонента, располагающихся в другом сильно преобладающем компоненте, разумеется, при отсутствии между ними тесных кристаллографических связей. Уничтоженные связи позднее вновь должны были возникать между маленькими тельцами.

Нередко такие явления можно наблюдать среди рудных минералов обычных магматических пород, часто в некоторых структурах разложения сложных высокотемпературных рудных минералов, особенно часто, как указывалось выше, в метаморфических образованиях.

Форма агрегатов

Уже неоднократно указывалось, что ни терминология петрографии, ни терминология металлографии даже в первом приближении не может охватить колоссального многообразия структур руд. Однако в рудах отсутствуют некоторые своеобразные черты строения горных пород. В намерение автора не входило приводить здесь новую терминологию, поскольку и без того литература перегружена понятиями, которые не нашли всеобщего употребления, даже если для них были даны четкие определения, хотя это ни в коем случае не является правилом. Нет никакой необходимости логически представлять рассматриваемые признаки как равноценные или подчиненные. Значительно более ценно, что приводимые данные оказывают помощь при наблюдениях, а иллюстрации побуждают к сравнению (например, агрегаты, важные для выяснения происхождения руд).

Прежде всего, приводятся некоторые, взятые из петрографии понятия и характеризуемые ими структуры.

Хотелось бы сначала указать на то, что последние могут быть взяты и из терминологии мономинеральных агрегатов, однако полиминеральные агрегаты встречаются значительно чаще и легче наблюдаются. Кроме того, агрегатная форма при мономинеральном сложении представляет значительно меньший интерес для выяснения происхождения и зависит от локальных часто весьма второстепенных причин.

Введенные в петрографии понятия «эвгранитовая», «порфировая», «гранобластическая», «порфиробластическая» структура наряду с формой характеризуют также и способ образования, который должен быть исключен. Настоящие эвгранитовые структуры, возникающие из магмы в глубинных породах, в рудах отсутствуют почти полностью, однако образованные вторично и выглядящие аналогично обычны. Идиоморфные вкрапления встречаются очень часто. Происхождение их лишь очень редко бывает близким генезису порфировых вкраплений. Очень часты «вкрапления», образующиеся с привносом или без привноса вещества извне в ранее образованных парагенезисах посредством идиобластическогороста. Вкрапления могут напоминать реликты от замещения, катакластические остатки, зерна компонентов, присутствующих в особенно большом количестве, так же как и настоящие порфиробласты и ксенобласты в метаморфических парагенезисах.

В отношении терминологии следует напомнить, что признаки строения, связанные с расположением составных частей в пространстве, на немецком языке обозначаются как «текстуры», в то время как в Америке примерно то же самое охватывается термином «fabric».

Расположение зерен

Ненаправленное строение, особенно «ненаправленно-зернистое», в петрографии характеризует ненарушенные массы глубинных пород, контактово-метаморфические породы близ магматических тел и продукты метаморфизма «наибольшей глубины» (которая, естественно, иногда совсем не должна быть чрезмерно большой). В рудах оно также очень распространено, но о происхождении оно может говорить лишь в сочетании с другими критериями.

Ненаправленно-зернистое строение

Показывает ненаправленно-зернистое строение сильно анизотропного рудного минерала. Однако ненаправленным является также бесчисленное множество трудно поддающихся описанию типов строения, например многие структуры, возникающие при «внутреннем жильном метасоматозе», псевдоморфозы, «перегородчатые формы».

«Направленными» являются рудные структуры самого разнородного происхождения; самовыражение не лишено многозначности. Кристаллические волокна радиальных агрегатов, концентрические зоны закристаллизовавшихся гелей, листоватые компоненты осадочных пород, волокна жильного выполнения, заполнившего открытую трещину, отдельные кристаллы реакционных кайм и т. д. являются направленными. К этой группе, естественно, также относятся рудные месторождения, связанные с осадочными породами, подвергшимися тектоническим воздействиям. Конечно, в них благодаря собирательной кристаллизации строение внешне стало большей частью зернистым; несмотря на это, статистический структурный анализ может обнаружить значительное упорядочение.

Вообще следует рассматривать две формы направленного строения: «направленное» благодаря форме зерен, если, например, овальные зерна расположены более или менее четко параллельно своим удлинениям (ориентировка формы), и «направленная» форма, обусловленная ориентировкой зерен (ориентировка кристаллической структуры). В первом случае ориентировка по форме зерен может не определять оптическую и кристаллографическую ориентировку, во втором случае даже четкое упорядочение кристаллографических и оптических направлений может не выражаться в какой-либо вытянутой ориентировке. Очень часто, собственно почти всегда, там, где в кристаллической структуре предпочтительно выражены одно или два направления, встречаются, конечно, оба случая, но для минералов с изометрической структурой (в качестве примера приведем кварц) это не имеет места.

Особенно следует отметить весьма частое радиальное расположение и подобное пальмовым листьям строение перекристаллизовавшихся гелей (антимонитовые солнца, марказит в скорлуповатом сфалерите, лимонитовая стеклянная голова).

Направленным является также волокнистое строение, наблюдаемое в волокнистом гипсе, но нередко встречаемое в рудных и других минералах.

С точки зрения формы эти структуры могут быть охарактеризованы иллюстрирует параллельную текстуру в осадочной породе; параллельную текстуру, обусловленную динамическим метаморфизмом; волокнистое строение хризотила; радиальное строение у пренита; марказит; раскристаллизации геля.

«Направленными» почти всегда являются также кристаллические зерна, которые слагают кокарды, реакционные каймы, кольцевые, ритмические и подобные структуры.

«Ненаправленное» строение в строгом смысле встречается нечасто; тщательное исследование строения почти всегда обнаруживает хотя бы слабо выраженные элементы ориентированного расположения. Однако при поверхностном рассмотрении «ненаправленное» строение кажется довольно распространенным.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.