Кіріспе

Өте үлкен біріне-бірі қосылған кристалдары бар магмалық тау жынысы. Пегматит – өте ірі кристалды текстурасы бар магмалық тау жынысы, оның кристалдары көбінесе, кейде одан да үлкен болады. Пегматиттердің көпшілігі кварцтан, фельдшпаттан және микадан тұрады, олардың кремнийлі құрамы гранитке ұқсас. Дегенмен, аралық және мафикалық пегматиттер де кездеседі. Әлемдегі ең ірі кристалдардың көпшілігі пегматиттерде табылады. Оларға микроклин, кварц, мика, сподумен, берил және турмалин кристалдары жатады. Кейбір жеке кристалдардың ұзындығы бірнеше метрден асады. Пегматиттердің көпшілігі үлкен магма денесінің кристалдануының соңғы сұйық фракциясынан пайда болады деп есептеледі. Бұл қалдық сұйықтық ұшқыш заттар мен іздік элементтерге өте бай, ал оның өте төмен тұтқырлығы компоненттерге жаңа кристалдарды қалыптастыру үшін бірігудің орнына, бар кристаллға жылдам қосылуға мүмкіндік береді. Осылайша, бірнеше өте үлкен кристалдар пайда болады. Пегматиттердің көпшілігі қарапайым магмалық тау жыныстарында кездесетін минералдардан тұрады, бірақ кейбір пегматиттер күрделі құрамға ие, олар сирек кездесетін көптеген минералдарды қамтиды. Бұл күрделі пегматиттер литий, бериллий, бор, фтор, қалайы, тантал, ниобий, сирек кездесетін жер элементтері, уран және басқа да құнды тауарларды өндіру үшін пайдаланылады.

Этимология

Пегматит сөзі Гомердің грек тіліндегі πήγνυμι (pēgnymi) сөзінен шыққан, яғни "бірге байланыстыру" дегенді білдіреді, бұл графикалық гранит деп аталатын текстурадағы кварц пен шпаттың өріліп жатқан кристалдарына сілтеме жасайды. Бұл терминді алғаш рет 1822 жылы Рене Жюст Хауй графикалық граниттің синонимі ретінде қолданды. Вильгельм Карл Риттер фон Хайдингер бұл терминді қазіргі мағынасында алғаш рет 1845 жылы қолданды. Пегматиттер өзара біріккен кристалдардан тұрады, жеке кристалдары әдетте ірі болады және кейде одан да асып кетеді. Көптеген пегматиттердің құрамы гранитке ұқсас, сондықтан олардың ең көп таралған минералдары – кварц, шпат және слюда. Дегенмен, нефелин сиенитіне ұқсас құрамдарды қоса, басқа пегматит құрамдары да белгілі. Геологтар әдетте терминді құрамына қарай белгілейді, сондықтан граниттік пегматит – гранит құрамындағы пегматит, ал нефелин сиенит пегматиті – нефелин сиенит құрамындағы пегматит. Оңтүстік Дакота штатының Блэк-Хиллс аймағында 12 метрден асатын сподумен кристалдары, ал Мэн штатының Албаньи қаласында 8 метр ұзындығы және 2 метр диаметріндегі берил кристалдары табылған. Пегматит денелері әдетте қалыпты интрузивті тау жыныстарының денелерімен салыстырғанда кішкентай болады. Пегматит денелерінің мөлшері бірнеше жүз метрге дейін жетеді. Қалыпты магмалық тау жыныстарымен салыстырғанда, олар біркелкі емес және әртүрлі минералды жиынтықтарға ие аймақтарды көрсетуі мүмкін. Кристалл мөлшері мен минералды жиынтықтар әдетте қабырғалық тау жынысына параллель немесе тіпті пегматит линзалары үшін концентрлі бағытта орналасады.

Жіктеу

Қазіргі заманғы пегматит жіктеу схемалары Буддингтонның (1959) граниттік тау жыныстарының тереңдік аймақтарына жасаған жіктемесімен, сондай-ақ Гинзбург пен Родионовтың (1960) және Гинзбургтің автордас болған (1979) пегматиттерді орналасу тереңдігіне, метаморфизмге және граниттік плутондармен байланысына қарай жіктеуімен күшті ықпалдасқан. Сернидің (1991) осы жіктеу схемасын қайта қарауы кеңінен қолданылады. Сернидің (1991) пегматит жіктеуі, орналасу тереңдігі, метаморфтық дәрежесі және іздік элементтердің құрамын біріктіре отырып, пегматиттік балқымалардың пайда болуы және олардың фракциялану дәрежесі туралы маңызды мәліметтер береді. Граниттік пегматиттер минералдық-геохимиялық ерекшеліктері мен орналасу тереңдігіне сәйкес үш деңгейге (класс – отбасы – тип – субтип) бөлінеді. Кластар: Абиссалдық, Московиттік, Сирек элементтік және Миаролиттік. Сирек элементтік класс құрамына қарай LCT және NYF отбасыларына бөлінеді: LCT литий, цезий және танталға байытылған, ал NYF ниобий, иттрий және фторға байытылған. Көптеген авторлар пегматиттерді LCT және NYF типтері мен субтиптері бойынша жіктейді. Жіктеменің маңызды ерекшелігі – оның петрогенетикалық компоненті, ол LCT пегматиттерін орогендік плутондармен, ал NYF пегматиттерін аногендік плутондармен байланыстырады. Соңғы кезде пегматиттерді минералогияға аз тәуелді және геологиялық жағдайын нақтырақ көрсететін жаңа жіктемелер жасауға талпыныстар жасалып жатыр. Бұл бағыттағы ең маңызды жұмыстардың бірі – Вайздың (2022) пегматит жіктемесі, ол пегматиттің кристалдануына қатысқан магманың көзіне баса назар аударады.

Петрология

Пегматиттер жаңа кристалдық ядролардың пайда болу жылдамдығы кристалдың өсу жылдамдығынан әлдеқайда баяу болатын жағдайларда қалыптасады. Ірі кристалдар артықшылыққа ие. Қалыпты магмалық тау жыныстарында қалың текстура жер астындағы тереңдікте баяу салқындау нәтижесінде пайда болады. Пегматиттердің баяу немесе жылдам салқындау арқылы қалыптасатыны белгісіз. Кейбір зерттеулерде пегматиттік жағдайда кристалдардың өсу жылдамдығы тәулігіне 1 метрден 10 метрге дейін жетеді. Пегматиттер магма денесінің кристалданатын соңғы бөлігі болып табылады. Бұл соңғы сұйық фракция ұшқыш заттармен және іздік элементтермен байытылған. Кейбір пегматиттер күрделі зоналарға ие. АҚШ-тың Нью-Мексико штатының солтүстігіндегі Пикурис тауларында орналасқан Хардинг пегматитінде бес ерекше зона анықталған. Олар: жұқа, ақ қыртысты кварц-альбит-мусковит пегматиті. Ұзын, қалың кварц, альбит және мусковит қабаты. Бұл зонада микроклин де кездеседі, сондай-ақ апатит, берил және танталит қосымша минералдары бар. Берил кейде өте ірі және көп мөлшерде болады. Ұзын, қалың кварц қабаты. Бұл зонада мусковит, микроклин және клевеландит те көп. Кварц пен жапырақты сподуменнің ерекше зонасы. Сподумен жапырақ тәрізді кристалдар түрінде кездеседі, кейде өте үлкен, көбінесе кездейсоқ бағытта, бірақ кейде тарақ тәрізді құрылымдар құрайды. Қосымша минералдарға берил, апатит, микроклин және тантал-ниобий минералдары жатады, әсіресе осы зонаның төменгі бөлігінде. Сподуменнің роза мусковитімен және кварцтың клевеландитпен псевдоморфты алмасуы байқалады. Пегматиттің ядросы, "дақты тас" деп аталады, салыстырмалы түрде ұсақ түйірлі сподумен, микроклин және кварцтан тұрады, сонымен қатар ұсақ түйірлі альбит, литийлі мусковит, лепидолит, микролит және танталит қосымша минералдары бар. Сподумен мен микроклиннің көп бөлігі коррозияға ұшырап, ұсақ түйіршікті микалармен алмастырылған. Ірі кристалдар пегматиттердің шеттерінде пайда болып, ішке қарай өскен сайын үлкейеді. Оларға өте ірі конустық сілтілік фельдшпат кристалдары жатады. Аплиттер жиі кездеседі. Олар пегматитті кесіп өтуі мүмкін, сонымен қатар дөңгелек материалдың айналасында зоналар немесе біркелкі емес жапсырмалар құрайды. Аплиттер көбінесе қабатталған және деформацияның белгілерін көрсетеді. Пегматит денесінде ксенолиттер кездесуі мүмкін, бірақ олардың бастапқы минералды құрамы кварц пен сілтілік фельдшпатпен алмастырылады, сондықтан оларды қоршаған пегматиттен ажырату қиын. Пегматит сонымен қатар айналадағы тау жынысының бір бөлігін алмастырады. Пегматиттер көбінесе балқыған фаза емес, сұйық фазадан кристалданатындықтан, гидротермальдық минералдық кен орындары мен магмалық интрузиялар арасындағы шекарада орналасады. Олардың қалыптасуының негізгі механизмдері туралы жалпы келісім болғанымен, пегматиттердің қалыптасу егжей-тегжейлері әлі де жұмбақ болып қала береді. Пегматиттердің басқа магмалық интрузиялардан өзгеше ерекшеліктері бар. Олар порфирит емес және суытылған жиектері жоқ. Керісінше, ең ірі кристалдар көбінесе пегматит денесінің шеттерінде кездеседі. Аплиттер кейде шеттерінде кездессе де, олар пегматит денесінің ішінде де кездеседі. Кристаллдар ешқашан ағындылықты көрсететіндей бағытта орналаспайды, бірақ қабырғаларға перпендикуляр болады. Бұл статикалық ортада қалыптасуды білдіреді. Кейбір пегматиттер оқшауланған қорапшалар түрінде болады, оларда қоректендіруші құбырлар жоқ. Нәтижесінде, пегматиттердің метаморфтық немесе метасоматикалық шығу тегі кейде ұсынылады. Метаморфты пегматит метаморфты тау жыныстарынан, әсіресе фелсикалық гнейстен, ұшқыш заттарды алып тастау арқылы қалыптасады, бұл дұрыс температурада дұрыс құрамдас бөліктер мен суды босату үшін. Метасоматикалық пегматит тау жынысы массасында ыстық өзгеру сұйықтықтарының гидротермиялық циркуляциясы арқылы, химиялық және текстуралық өзгерістермен қалыптасады. Метасоматизм қазіргі уақытта пегматиттердің қалыптасу механизмі ретінде жағымды емес және метаморфизм мен магматизм екеуі де пегматиттердің генезіне қажетті жағдайларға ықпал етеді. Батолиттерден алынған пегматиттерді NYF пегматиттері отбасына бөлуге болады, олар ниобий, иттрий және фтормен, сондай-ақ бериллиймен, сирек кездесетін жер элементтерімен, скандиймен, титанмен, циркониймен, ториймен және уранмен прогрессивті байытумен сипатталады; және LCT пегматиттері отбасына, литий, цезий және танталдың прогрессивті жинақталуымен, сондай-ақ рубидий, бериллий, қалайы, барий, фосфор және фтормен байытумен сипатталады. NYF пегматиттері алюминийге қатысты төмен (субалюминийлі немесе металлюминийлі граниттер) A-ден I типті граниттерден бөлінген болуы мүмкін. Бұл граниттер қысқартылған қыртыс немесе мантия тау жыныстарынан пайда болған. LCT пегматиттері S типті граниттерден немесе мүмкін I типті граниттерден, алюминийге қатысты жоғары (пералюминийлі граниттер) пайда болған болуы мүмкін. Мысалдарға аквамарин, турмалин, топаз, флюорит, апатит және корунд, сонымен қатар қалайы, сирек кездесетін жер элементтері және вольфрам минералдары жатады. Кварц өндіру үшін орталық кварц массалары бар пегматиттер ерекше қызығушылық тудырады. Цезийдің негізгі көзі - поллуцит, зоналық пегматиттен алынған минерал. Әлемдегі бериллийдің көп бөлігі пегматиттердегі әсем емес берилден алынады. Тантал, ниобий және сирек кездесетін жер элементтері әлемдегі бірнеше пегматиттерден алынады, мысалы, Гринбушес пегматиті, Руанда мен Демократиялық Конго Республикасының Кибара белдемі, Эфиопияның Кентича кені, Мозамбиктің Альто Лигонья провинциясы және Бразилияның Минас-Жерайс штатындағы Мибра (Волта) кені.

Пайда болуы

Белгілі пегматит кездесу орындары бүкіл әлемде ірі кратондарда және жасылсланец фациялы метаморфтық белдеулерде табылады. Дегенмен, пегматит орналасқан жерлер экономикалық пайдалы минералдар табылған кезде ғана жақсы жазылады. Пегматиттер дұрыс емес денелер, қабаттар немесе тамырлар түрінде кездеседі және батолиттердің (ірі интрузиялық магмалық тау жыныстарының үлкен массалары) шеттерінде ең көп кездеседі. Олардың көпшілігі кеңістікте де, генетикалық жағынан да ірі интрузиялармен тығыз байланысты. Олар интрузияның өзінде тамырлар немесе бөгеттер түрінде болуы мүмкін, бірақ көбінесе айналадағы тау жыныстарына, әсіресе интрузиядан жоғарыраққа қарай таралады. Метаморфты тау жыныстарымен оралған кейбір пегматиттердің үлкен интрузиямен айқын байланысы жоқ. Төмен дәрежелі метаморфтық тау жыныстарындағы пегматиттерде кварц және карбонат минералдары басым. Жоғары дәрежелі метаморфтық тау жыныстарындағы пегматиттерде сілтілік дала шпаттары басым. Габбролық пегматиттер әдетте габбро немесе диабаз денелерінде линзалар түрінде кездеседі. Нефелин сиенит пегматиттері сілтілі магмалық кешендерде жиі кездеседі.