Сборник посвящён анализу актуальных теоретических вопросов метасоматических процессов, а также динамики процесса интрудирования и становления дифференцированных рудоносных трапповых интрузий. Процесс метасоматоза рассмотрен с позиции равновесной и неравновесной термодинамики. Приведена типизация метасоматитов и механизмов развития метасоматоза. Дана новая термохимическая трактовка процессов скарнироваиия и железооруденения.
Этот том избранных трудов академика Д.С.Коржинского включает разработку теории метасоматизма. Рассмотрены не только физико-химические основы этого наиболее обширного класса минералообразования в природе, но и причинная зависимость эволюционной смены метасоматических формаций во времени циклов эндогенного минерало- и рудообразования.
Д.С.Коржинским заложена новая отрасль магматической петрологии — ’’метамагматизм” (или процесс взаимодействия жидких магм с флюидами). Здесь публикуются принципиальные статьи автора по метамагматизму, начиная с вопросов трансмагматических флюидов, гранитизации и кончая метамагматическим рудообразованием.
Монография является крупным обобщением по геологии, петрологии, геохимии, минералогии метасо-матических пород, развитых в континентальной коре. Работа базируется на огромном фактическом материале, собранном на Балтийском щите, юге фундамента Сибирской платформы, Памире. Дается многоуровневый анализ метасоматитов, включающий получение совокупности их вещественных, пространственных, временных, генетических, литологических, термодинамических характеристик. Впервые в отечественной и зарубежной литературе: установлены закономерности проявления метасоматоза в основных геоструктурных элементах - гранулит-гнейсовых и гранит-зеленокаменных областях, подвижных поясах, шовных зонах, зонах глубинных разломов; определено значение динамических обстановок (сжатия или растяжения) в образовании тех или иных метасоматитов; выявлены роль и вещественная специфика метасоматоза в широком интервале Р-Т-параметров; показано влияние субстрата на формирование метасоматических пород в однородных толщах и на контакте разнородных сред; изучена геохимия метасоматитов, развивающихся в разных структурах и субстратах; разработаны модель и типизация метасоматитов, а также месторождений полезных ископаемых с ними связанных; установлена роль мантийной и коровой компонент в процессах становления континентальной коры.
Для геологов, петрологов, геохимиков, минералогов занимающихся глубокометаморфизованными комплексами докембрия и фанерозоя, а также преподавателей и студентов вузов.
Работа посвящена геолого-физическому анализу одного из важнейших и наиболее распространенных процессов преобразования горных пород в твердом состоянии под воздействием флюидов. Рассматриваются соотношения и взаимопереходы между процессами метасоматоза, метаморфизма и интрасоматоза (свободного и принудительного заполнения норового пространства новым веществом), а также особенности мета соматических процессов на интервале от выветривания и диагенезиса до магматотипного замещения. Вскрывается парадоксальный внутренний характер метасоматоза, связанный с его механизмами на молекулярном и субмолекулярном уровнях, на которых метаморфизм представляет активационную форму замещения через литофлюидитизацию кристаллических решеток, а метасоматоз — зонную работу граничной фазы на межфазной границе флюид—твердое тело при ведущей роли поверхностной.
В книге подведены итоги развития нового научного направления «экспериментального моделирования метасоматизма и рудообразования», зародившегося под влиянием идей Д.С. Коржинского. С помощью разработанного метода прямого экспериментального моделирования метасоматической зональности воспроизведены все главные типы околорудных метасоматитов и количественно определены граничные условия их формирования по Т, Р, составу и концентрации раствора, рН, f02, Рсо2 и другим параметрам. Рассмотрены динамические характеристики метасоматизма: определены коэффициенты диффузии, скорость фильтрации растворов в породах, оценены скорости разрастания зон колонок, длительность метасоматических процессов. Экспериментально выявлены неизвестные ранее явления, важные для метасоматизма: тепловое разуплотнение пород и неравновесное окварцевание при кислотном метасоматозе. Воспроизведено отложение рудных металлов в метасоматических колонках. Разработана наиболее общая численная макрокинетическая модель метасоматической зональности, учитывающая как роль кинетики химических реакций, так и предельный переход к локальному равновесию. Доказано, что на начальных стадиях зарождения зональности главную роль играет химическая кинетика, но с течением времени любая метасоматическая колонка асимптотически приближается к локально-равновесному виду. Таким образом, теория метасоматической зональности Д.С. Коржинского и его гипотеза локального равновесия при метасоматизме получили однозначное экспериментальное и численное подтверждение.
На основе концепции пульсационного геологического саморазвития Земли предложены новые модели возникновения и развития мантийных магмо-термофлюидодинамических и внутрикоровых гранитоидно-гидротермально-метасоматических рудооб-разующих систем при их пульсационно-эстафетном саморазвитии. Разработаны оптимальные варианты региональных и локальных прогнозно-поисковых критериев и признаков, а также типовых прогнозно-поисковых комплексов на комплексное благород-нометалльное оруденение промышленного значения. Они включают прогнозно-минерагенические исследования рудоносных площадей на основе дистанционного и наземного методов физико-геологического и специального минералого-геохимического картирования в масштабах 1:200000–1:25000 (I этап); прогнозно-поисковые работы, включающие минералого-геохимическую специальную съемку в масштабах 1:50000–1:10000 (II этап); поисково-оценочные работы масштабов 1:10000-1:1000 (III этап).
Одной из актуальнейших задач современной геологии Казахстана является комплексное изучение нефтегазовых бассейнов, которое предполагает проведение как физико-химических анализов, так и биостратиграфических исследований, позволяющих реконструировать палеогеографические условия времени накопления мезозойских отложений и на этой основе более точно прогнозировать месторождения нефти и газа, устанавливать возраст нефтегазоносных толщ. С середины прошлого века интерес к юрским отложениям Южного Торгая обуславливался содержащимися в них бурыми углями, редкоземельными металлами, стратегическим сырьем. Начиная с 1982 года, на этой территории широко развернулись поисково-разведочные работы на нефть и газ. Результатом этих работ явилось открытие в 1984 году Южно-Торгайской нефтегазоносной области мезозойского нефтегазонакопления, что вновь значительно повысило интерес к данному региону. За последние 30 лет изысканиями охвачены многочисленные площади: Карабулак, Кумколь, Сарыбулак, Южный Сарыбулак, Южно-Арысское и др. и был накоплен большой фактический материал по палинологии и микрофауне мезозойских отложений Торгайского осадочного нефтегазоносного бассейна. Благодаря грантовому проекту МОН РК «Составление Атласа руководящих комплексов спор, пыльцы и фораминифер мезозойских нефтегазоносных отложений Торгайского осадочного бассейна» впервые получена уникальная возможность ввести в фундаментальную геологическую науку новые ценные биостратиграфические данные. В Атласе впервые за последние 30 лет, будут собраны, обобщены и проанализированы палинологические1 материалы, полученные в эти годы. Изучение палинологических комплексов из указанных районов впервые для данной территории позволит детализировать типы спорово-пыльцевых комплексов, их особенности в связи с местоположением исследуемого района на стыке двух палеофлористических областей. Необходимость создания «Атласа руководящих комплексов спор, пыльцы и фораминифер мезозойских нефтегазоносных отложений Торгайского осадочного бассейна» продиктована большой важностью использования унифицированных данных для корреляции мезозойских отложений нефтегазоносных бассейнов, а также неоднократно доказана широким применением результатов палинологического и фораминиферового анализов в качестве основы для разработки стратиграфических схем, региональных биостратиграфических шкал, палеоэкологических, палеогеографических, палеотектонических и геодинамических реконструкций.
Предмет «околорудные метасоматиты» начал преподаваться во МГРИ впервые в СССР более 20 лет назад автором вместе с В.Л. Русиновым – одним из ближайших учеников академика Д.С. Коржинского, доктором геолого-минералогических наук, долгое время руководившим лабораторией изучения метасоматических процессов ИГЕМ, недавно безвременно скончавшимся.
По этому предмету в виде, соответствующем данному учебному курсу, учебники и учебные пособия отсутствуют. Имеется лишь раздел «Петрография и петрология метасоматических горных пород» в учебнике «Петрография и петрология магматических, метаморфических и метасоматических горных пород», написанном сотрудниками кафедры петрографии РГГРУ (МГРИ) совместно с другими учёными под редакцией В.С. Попова и О.А. Богатикова.
Книга составлена как учебное пособие, в котором отражена основная тематика двух 36-часовых лекционных курсов в соответствии с дополнительной специализацией: ДС.10 ГОС ВПО по специальности 011300 - "Геохимия". Она состоит из 2-х частей: 1) геохимии магматических процессов, 2) геохимии процессов метаморфизма и метасоматоза. Изложение материалов по особенностям поведения главных и редких элементов в разных типах указанных процессов проведено на основе современных геодинамических представлений. Рассмотрены причинно-следственные связи формирования магматических, метаморфических и метасоматических комплексов пород разной геохимической направленности с геотектоникой и, как следствие, особенности их металлогенической нагрузки. В конце каждой части обсуждаются главные типы месторождений, образование которых связано с данными эндогенными процессами. Для студентов геохимиков и геологов.
В книге охарактеризованы главнейщие типы метасоматических процессов, изложены теоретические основы метасоматизма-в соответствии с теорией Д.С.Коржинского. С позиции современного уровня науки развиваются представления о термодинамике, динамике и явлениях самоорганизации метасоматических систем. Дан обзор современного состояния экспериментальных исследований метасоматизма.
