Метаморфтық тау жыныстары: Скарн және оның түрлері
Skarn
Ска́рн та́с – магмалық-ме́таморфтық жыныс, карбонаттардың өзгеруінен пайда болады. Құрамында кальций, магний, темір силикаттары болады. Кен орындарымен байланысты.
Скарн немесе тактиттер – аймақтық немесе контакттық метаморфизм және метасоматизм кезінде карбонатты тау жыныстарының орнына басқаларымен алмасу арқылы қалыптасатын ірі түйірлі метаморфты тау жыныстары. Скарндар лас карбонатты протолиттердің метаморфтық қайта кристалдануынан, әртүрлі литологиялардың биметасоматикалық реакциясынан және магмалық гидротермалық сұйықтықтардың инфильтрациялық метасоматизмінен пайда болуы мүмкін. Скарндар кальций, магний, темір, марганец, алюминий силикаттарына бай, бұл минералдар кальций-силикат минералдары деп те аталады. Бұл минералдар гидротермалық сұйықтықтардың магмалық немесе шөгінділік текті протолиттермен әрекеттесуі нәтижесінде түзіледі. Көп жағдайда, скарндар доломит немесе әктастан тұратын карбонатты қабаттарға жиі енетін, жарықтар немесе қисық аймақтардың маңында кездесетін граниттік плутонның енуімен байланысты. Скарндар аймақтық немесе контакттық метаморфизм арқылы қалыптасады, демек, олар салыстырмалы түрде жоғары температурада қалыптасады.
Skarns or tactites are coarse grained metamorphic rocks that form by replacement of carbonate bearing rocks during regional or contact metamorphism and metasomatism. Skarns may form by metamorphic recrystallization of impure carbonate protoliths, bimetasomatic reaction of different lithologies, and infiltration metasomatism by magmatic hydrothermal fluids. Skarns tend to be rich in calcium magnesium iron manganese aluminium silicate minerals, which are also referred to as calc silicate minerals. These minerals form as a result of alteration which occurs when hydrothermal fluids interact with a protolith of either igneous or sedimentary origin. In many cases, skarns are associated with the intrusion of a granitic pluton found in and around faults or shear zones that commonly intrude into a carbonate layer composed of either dolomite or limestone. Skarns can form by regional or contact metamorphism and therefore form in relatively high temperature environments.
Петрология
Қабық кальций, темір, магний, марганец, алюминий силикат минералдарынан құралған. Скарн кен орындары қалайы, вольфрам, марганец, мыс, алтын, мырыш, қорғасын, никель, молибден және темір сияқты металдардың маңызды көзі болып табылады. Скарн минералогиясында гранат және пироксен басым, олармен бірге идокраза, волластонит, актинолит, магнетит немесе гематит, эпидот және скаполит сияқты әртүрлі кальций-силикат және қосалқы минералдар кездеседі. Скарн кремнийге бай, үйлеспейтін элементтерге толы сулы ерітінділерден қалыптасқандықтан, онда турмалин, топаз, берил, корунд, флюорит, апатит, барит, стронтианит, танталит, англезит және тағы да басқа сияқты сирек кездесетін минерал түрлері табылады.
Skarns are composed of calcium iron magnesium manganese aluminum silicate minerals. Skarn deposits are economically valuable as sources of metals such as tin, tungsten, manganese, copper, gold, zinc, lead, nickel, molybdenum and iron. Skarn mineralogy is dominated by garnet and pyroxene with a wide variety of calc silicate and associated minerals, including idocrase, wollastonite, actinolite, magnetite or hematite, epidote and scapolite. Because skarns are formed from silica rich aqueous fluids replete with incompatible elements, a variety of uncommon mineral types are found in skarns, such as: tourmaline, topaz, beryl, corundum, fluorite, apatite, barite, strontianite, tantalite, anglesite, and others.
Жіктеу
Қабықтарды белгілі бір критерийлерге сәйкес жіктеуге болады. Скарнды жіктеудің бір тәсілі – оның бастапқы жынысы. Егер бастапқы жыныс шөгінді болса, онда оны экзоскарн деп атауға болады, ал егер бастапқы жыныс магмалық болса, оны эндоскарн деп атауға болады.
Skarns can be subdivided depending on specific criteria. One way to classify a skarn is by its protolith. If the protolith is of sedimentary origin, it can be referred to as an exoskarn and if the protolith is igneous, it can be called an endoskarn.
Cu (Au, Ag, Mo, W) скарны кен орны
Cu кен орындарының тектоникалық жағдайы әдетте Анд типіндегі плутондардың ескі континенттік шеттік карбонат қабаттарына енуімен сипатталады. Қонақ тау жыныстары кварц диориті және гранодиориті болып табылады. Пирит, халкопирит және магнетит көбінесе көп мөлшерде кездеседі. Экзоскарндар жиірек кездеседі және реактивті тау жыныстарымен жанасқан интрузивті денелердің сыртында қалыптасады. Олар интрузияның кристалдануынан қалған сұйықтықтардың массадан шығарылуы нәтижесінде, қайнау процесі арқылы пайда болады. Бұл сұйықтықтар реактивті тау жыныстарымен, әдетте әк тас немесе доломит сияқты карбонаттармен жанасқанда, олармен әрекеттесіп, өзгеруге (инфильтрациялық метасоматизмге) ұшырайды. Скарноидтар – ұсақ түйірлі, темірге кедей кальцийлі силикаттар. Скарноидтар көбінесе мүйізділер мен ірі түйірлі скарндар арасында табылсады. Скарноидтар әдетте протолиттің құрамын көрсетеді. Көптеген ірі скарн кен орындарында ерте метаморфизмнен – мүйізділер, реакциялық скарндар және скарноидтар – салыстырмалы түрде ірі түйірлі, кенді скарндарды қалыптастыратын кеш метаморфизмге өту байқалады. Магмалық интрузияның нәтижесінде айналасындағы аймақта контактты метаморфизм пайда болады, соның салдарынан мүйізділер қалыптасады. Мүйізділердің қайта кристалдануы және фазалық өзгеруі протолиттің құрамын көрсетеді. Мүйізділердің қалыптасуынан кейін магмалық, метаморфтық, теңіздік, метеориттік немесе олардың қосылысынан шыққан гидротермальдық сұйықтықтардың қатысуымен метасоматизм жүзеге асады. Бұл процесс изохимиялық метаморфизм деп аталады және таза емес литологиялық бірліктерде және шағын масштабтағы метасоматизм (аргиллит және әк тас, сондай-ақ жолақты темір кен орындары) жүзеге асатын сұйықтық шекараларында кальцийлі силикат минералдарының кең ауқымын құруға әкелуі мүмкін. Құнды металдарға бай экономикалық маңызды скарн кен орындары ірі масштабтағы метасоматизмнің нәтижесі болып табылады, онда сұйықтықтың құрамы скарн мен оның кен минералогиясын анықтайды. Олар салыстырмалы түрде ірі түйірлі және протолиттің немесе айналасындағы тау жыныстарының құрамын күшті көрсете бермейді. Скарнның сирек кездесетін түрлері сульфидті немесе көміртекті тау жыныстарымен, мысалы, қара шиферлер, графит шиферлері, жолақты темір кен орындарымен және кейде тұз немесе булану шөгінділерімен байланыста қалыптасады. Мұнда сұйықтықтар иондардың химиялық алмасу арқылы аз әсер етеді, бірақ қабырғалық тау жыныстарының тотығу-тотықсыздану потенциалының әсерінен.
The tectonic setting for Cu deposits tends to be the Andean type plutons intruding older continental margin carbonate layers. The host rocks tend to be quartz diorite and granodiorite. Pyrite, chalcopyrite and magnetite are typically found in higher abundances. Exoskarns are more common and form on the outside of an intrusive body that comes into contact with a reactive rock unit. They are formed when fluids left over from the crystallisation of the intrusion are ejected from the mass at the waning stages of emplacement, in a process called boiling. When these fluids come into contact with reactive rocks, usually carbonates such as limestone or dolomite, the fluids react with them, producing alteration (infiltration metasomatism). Skarnoids are calc silicate rocks that are fine grained and iron poor. Skarnoids tend to be found between hornfels and coarse grained skarn. Skarnoids commonly reflect the composition of the protolith. Most large skarn deposits experience a transition from early metamorphism—which forms hornfels, reaction skarns, and skarnoids—to late metamorphism, which forms relatively coarser grained, ore bearing skarns. The magma intrusion triggers contact metamorphism in the surrounding region, forming hornfels as a result. The recrystallization and phase change of hornfels reflects the composition of the protolith. After the formation of hornfels, metasomatism occurs involving hydrothermal fluids from a source that is magmatic, metamorphic, marine, meteoric, or even a mix of these. This process is called isochemical metamorphism, and can result in the production of a wide range of calc silicate minerals that form in impure lithology units and along fluid boundaries where small scale metasomatism occurs (argillite and limestone, and banded iron formation). The skarn deposits that are considered economically important for containing valuable metals are a result of large scale metasomatism, where the composition of fluid controls the skarn and its ore mineralogy. They are relatively coarser grained and do not strongly reflect the composition of protolith or surrounding rocks. Uncommon types of skarns are formed in contact with sulfidic or carbonaceous rocks such as black shales, graphite shales, banded iron formations and, occasionally, salt or evaporites. Here, fluids react less via chemical exchange of ions, but because of the redox oxidation potential of the wall rocks.