Механизм формирования метасоматических колонок. Инертные и вполне подвижные компоненты.

Основные постулаты метасоматизма:

-Метасоматоз происходит под воздействием просачивающихся растворов путем одновременного растворения и осаждения вещества без нарушения сплошности пород.

-Объем породы в процессе метасоматоза остается постоянным.

-Постмагматический околорудный метасоматоз протекает в регрессивных условиях.

-Метасоматическая порода и поровый раствор в пределах каждого элементарного объема представляют собой термодинамически равновесную систему с вполне подвижными компонентами.

-Состав возникших метасоматитов определяется составом исходных пород и химизмом процесса и не зависит от промежуточных состояний (правило Гесса)

Кислотно-основная эволюция растворов

Известны два принципиально различных механизма переноса вещества при метасоматозе. При инфильтрационном растворенные компоненты перемещаются с массой растворителя, механически увлекаясь током раствора. Диффузионный означает раздельную миграцию растворенных веществ, а растворитель (главным образом, вода) выступает как среда, относительно которой движется их поток. Обычно мы имеем дело с различными сочетаниями двух главных механизмов.

Для экспериментального моделирования наибольшее значение имеют следующие три типа взаимодействия при метасоматозе.

(1) Простой околотрещинный дифузионный метасоматоз. Неравновесный раствор поступает по трещине и взаимодействует со слабо проницаемыми боковыми породами посредством диффузии по тонкой системе поровых каналов. Процесс моделируется простейшим способом: измельченная горная порода, плотно набитая в открытую с одного конца пробирку из платины или золота, приводится в соприкосновение с большим объемом воздействующего раствора.

(2) При биметасоматозе взаимодействие осуществляется путем встречной диффузии компонентов в неподвижных поровых растворах двух контактирующих пород, контрастных по химическому составу, например, карбонатных и алюмосиликатных - при образовании скарнов. В таких опытах нижняя часть пробирки заполняется одной породой, а верхняя - другой, контакт маркируется меткой из платиновой проволоки.

(3) Инфильтрационный метасоматоз происходит при фильтрации изначально неравновесного флюида сквозь достаточно проницаемую породу. Его моделирование требует более сложного, специально разработанного оборудования.

Инертные и вполне подвижные компоненты в метасоматической колонке грейзенизации

Одной из общих особенностей экспериментальных (как и природных) метасоматических колонок является уменьшение числа минералов от передовых к тыловым зонам, т.е. по направлению к воздействующему раствору. В случае биметасоматической зональности уменьшение числа фаз происходит от обеих исходных реагирующих пород к контакту. Это указывает на последовательный переход компонентов из инертного во вполне подвижное состояние.

Понятия " инертное и вполне подвижное поведение компонентов" ввел Д.С.Коржинский. Он придал им термодинамический смысл, имея в виду не просто способность к более затрудненному или более легкому перемещению в пространстве, а принципиальное качественное различие в поведении. Независимыми параметрами для инертных компонентов являются их массы (экстенсивные параметры), а для вполне подвижных - их химические потенциалы (интенсивные параметры). " Переход из неравновесного состояния в равновесное сопровождается изменением зависимых параметров системы - химических потенциалов инертных компонентов и масс вполне подвижных".

Реакции на границах зон, где и происходит изменение числа инертных компонентов, сопровождаются резким изменением содержания (растворением, выносом) компонента, переходящего во вполне подвижное состояние. В передовых зонах, до такой границы содержание компонента монотонно и непрерывно меняется в минералах переменного состава и, как правило, в породе (инертное поведение). По другую сторону границы в тыловых зонах концентрации компонента выровнены в каждой из фаз (вполне подвижное поведение).

В случае вполне подвижного поведения компонента во всей колонке составы минералов по данному компоненту постоянны и одинаковы во всех зонах и задаются уровнем его концентрации в воздействующем растворе. Например, в опытах при 600^оС с раствором 1m NaCl плагиоклаз во всех зонах отвечает олигоклазу № 25-30, а в присутствии 1m CaCl₂ замещается на протяжении всей колонки почти чистым анортитом. Содержание вполне подвижного компонента в породе (в отличие от содержания в отдельных фазах - минералах или флюиде) зависит от количественных отношений минералов, которые, в свою очередь, определяются соотношением содержаний инертных компонентов.