Курсовая работа на тему: Минеральное вещество и среда кальцитообразования. Минеральные типы месторождений исландского шпата

Введение

Кальцит - карбонат кальция теоретического состава СаО 56% и СО2 - 44 % принадлежит к числу самых распространенных минералов земной коры и образуется при разнообразных геологических процессах.

Основная масса кальцита в виде известняка, мела и ряда других существенно карбонатных пород имеет биогенное или хемогенное происхождение, возникая в результате отложения в морских бассейнах известковистых илов и их диагенеза. Зернистые агрегаты кальцита - кристаллические известняки и мраморы образуются при метаморфической перекристаллизации известняков. Кальцит является обычным минералом гидротермальных и гидротермально-метасоматических образований: рудоносных и безрудных жил, магнезиальных и известковистых скарнов, карбонатитов. Некоторые исследователи (Уилли, 1969; Петров, 1972 и др.) допускают возможность возникновения особых карбонатных расплавов и магматического происхождения кальцитовых карбонатитов.

Прозрачная крупнокристаллическая разновидность кальцита - исландский шпат представляет собой большую редкость. Еще более редок оптический кальцит, т. е. исландский шпат, хотя бы частично лишенный трещин, двойников, включений и обладающий оптической однородностью. Промышленные месторождения оптического кальцита образуются в специфических геологических условиях.

Геологической практикой установлено, что исландский шпат имеет эндогенное гидротермальное происхождение. Он чаще всего встречается среди цеолитизированных эффузивных и субвулканических пород основного состава, а также в почти мономинеральых кальцитовых жилах, залегающих в известняках, доломитах и мраморах. Скопления кристаллов исландского шпата, кроме того, отмечались в некоторых хрусталеносных кварцевых жилах, внутригранитных пегматитах камерного типа и рудоносных известковистых скарнах.

Можно выделить пять основных минеральных (минералого-геохимических) типов месторождений исландского шпата, характеризующихся постоянством главных минеральных ассоциаций и сходными условиями образования: 1) халцедон-цеолит-кальци-товый, 2) мономинеральный кальцитовый, 3) кальцит-кварцевый, 4) кварц-сульфидно-кальцитовый и 5) микроклин-кальцит-морио-новый.

Халцедон-цеолит-кальцитовый тип минерализации связан с вулканическими и субвулканическими породами основного и умеренно основного состава - базальтами, долеритами, андезитами и их туфами, затронутыми метаморфическими процессами цеолитовой фации. Скопления исландского шпата вместе с натриевыми и натриево-кальциевыми цеолитами (натролит, десмин. гейландит, морденит и др.), анальцимом, халцедоном и монтмориллонитом образуют минерализованные горизонты лавовых покровов, а также развиты в зонах дробления и трещинах субвулканических и пирокластических пород. К этому типу относятся все крупные промышленные месторождения оптического кальцита бывшего СССР и зарубежных стран.

Кальцитовый тип характерен для известняков, мраморов, доломитов и других карбонатных пород. Он является практически мономинеральным, если не считать спорадического присутствия ничтожного количества сульфидов (пирит, халькопирит и др.), флюорита и барита. Кальцитом минерализованы зоны трещиноватости, дробления и рассланцевания карбонатных пород, а также полости и пещеры древнего карста. Исландский шпат обычно изобилует первичными и вторичными дефектами (замутненность, трещины, механические двойники и т. п.), что сильно обесценивает месторождения. В бывшем СССР известно всего несколько небольших промышленных месторождений исландского шпата этого типа, иногда, правда, содержащих оптический кальцит высокого качества.

Три остальных минеральных типа интересны лишь в генетическом отношении.

Кальцит-кварцевый тип минерализации развит в хрусталеносных кварцевых жилах гидротермально-альпийского типа. Кристаллы исландского шпата встречаются в хрусталеносных погребах, залегающих в метаморфических кварц-хлоритовых и кварц-серицитовых сланцах, рассеченных диабазовыми дайками (Сура-Из и Пуйва на Приполярном Урале), а также среди окварцованных и доломитизированных мраморов (Пелингичей).

Минеральное выполнение хрусталеносных гнезд зависит от состава вмещающих пород. В зеленых сланцах и диабазах спутниками горного хрусталя и кальцита выступают хлорит (рипидолит) и эпидот, в меньших количествах сидерит, сфен, гематит, пирит и очень редко рутил. В зонах дробления мраморов бурые и бесцветные призматические кристаллы кальцита сопровождаются галенитом, пиритом и другими сульфидами.

Исландский шпат в ассоциации с кварцем и сульфидами известен на некоторых рудных месторождениях, образовавшихся в карбонатных породах в условиях малых глубин. Примером такой кварц-сульфидно-кальцитовой минерализации может служить полиметаллическое скарновое месторождение Тетюхе в Приморье. В известняках тетюхинской свиты верхнего триаса на контакте с позднемеловыми-раннепалеогеновыми кварцевыми фельзит-порфирами находятся линзо- и трубообразные залежи манган-геденбергитового скарна, обильно минерализованного кальцитом. Кальцит замещает геденбергит, входит в состав так называемых "бурундучных" руд, цементирует зоны дробления и трещиноватости. Хорошо ограненные кристаллы кальцита размером до 70 см по длинной оси заполняют многочисленные пустоты скарнированного известняка.

Своеобразная микроклин-кальцит-морионовая минерализация связана с гранитными пегматитами камерного типа, которые относятся к наименее глубинной фации (2-4 км от дневной поверхности). Вообще кальцит очень редок в гранитных пегматитах чистой линии, образуясь в заключительную гидротермальную стадию пегматитового процесса. В этом отношении не являются исключением и камерные морионо- и флюоритоносные пегматиты Волыни и Центрального Казахстана. Однако в Средней Азии на Гиссарском хребте выявлены пегматитовые тела, содержащие миаролы с кристаллами мориона, дымчатого горного хрусталя и исландского шпата.

Особенно интересны пегматиты Кенкольского гранитного массива в западной части Киргизского хребта. Массив обрамлен кристаллическими сланцами, филлитами и известняками раннепротерозойского возраста, а также спилитами, известняками и сланцами среднего, верхнего кембрия. В аляскитовых гранитах третьей, наиболее поздней фазы внедрения расположены многочисленные шлировые пегматиты размером от 1 до 5 м (редко 10-12 м) в поперечнике. Дифференцированные тела имеют тонкую оторочку из мелкозернистого гранит-аплита и графического пегматита и слабо развитую кварц-полевошпатовую пегматоидную зону. Центральная часть многих пегматитов представляет собой миароловую полость-камеру, стенки которой покрыты друзами микроклина и дымчатого кварца. Пространство между кристаллами заполнено глинисто-серицитовой массой. В верхних частях некоторых миарол находятся ромбоэдрические кристаллы исландского шпата до 60-80 кг. Миароловые кальцитоносные пегматиты сильно альбитизированы и иногда пересечены кальцитовыми прожилками.

Из приведенного краткого обзора уже видны многие типичные черты генезиса исландского шпата. Все минеральные ассоциации, включающие исландский шпат, относятся к фациям малых глубин - приповерхностной, субвулканической и редко гипабиссальной. Обращает на себя внимание специфический химический состав вмещающих пород, как правило, богатых кальцием: это известняки, базальты, диабазы и т. п. Исландский шпат всегда является одним из самых поздних минеральных продуктов гидротермального процесса и кристаллизуется в полостях горных пород вместе с другими минералами свободного роста.

Оглавление

- 1. Введение

- Минеральное вещество и среда кальцитообразования

- Минеральные типы месторождений исландского шпата

- Кальцитоносные вулканические формации

- Месторождения исландского шпата

- Геолого-структурная обстановка кальцитообразования ВВЕДЕНИЕ

- Исландский шпат - прозрачная крупнокристаллическая разновидность кальцита - редкий и дефицитный вид минерального сырья. Этот минерал обладает уникальными свойствами, определяющими его широкое применение в оптике хорошим пропусканием света в диапазоне от ультрафиолетовой до ближней инфракрасной области спектра, большим двупреломлением и высокой .степенью поляризации светового пучка, при достаточной механической прочности и устойчивости к воздействию высоких температур. Кристаллы исландского шпата или их части, отвечающие техническим требованиям, получили название оптического кальцита

- Из оптического кальцита изготавливаются поляризационные призмы конструкции Глана, Глана-Томпсона, Глазебрука, Аренса, Франка-Риттера, Николу, Коттона, двупреломляющие призмы Волластона, Сенармона, Рошона, полутеневые призмы Шенрока, Шиппиха, лучеразводящие цилиндры и пластины, бифокальные линзы и другие главные детали полярископов, поляриметров, фотометров, интерферометров, поляризационных микроскопов и т. п. Приборы, работающие с поляризованным светом, необходимы для разнообразных научных исследований и применяются в оборонной, химической и пищевой промышленности, в астрономии и медицине

- Последнее время значение оптического кальцита еще более возросло в связи с его использованием в новых областях науки и техники, главным образом в квантовой электронике, оптотронике и астрофизике. Оптический кальцит оказался незаменимым или наиболее эффективным материалом модуляторов излучения и затворов оптических квантовых генераторов, элементов непрервного и дискретного сканирования света, узкополосных интерференционно - поляризационных светофильтров. Эти устройства являются неотъемлемой частью лазеров, оптико-электронных вычислительных машин и других систем, имеющих важнейшее значение для самой современной техники и исследования космоса

- Промышленность предъявляет жесткие требования к качеству оптического кальцита. Действующими техническими условиями строго лимитируются Минимальные размеры обогащенных кристаллов. Не допускаются трещины и двойники, а также твердые и газово-жидкие включения, видимые невооруженным глазом. Оптический кальцит, применяемый для работы в ультрафиолетовой области спектра, должен пропускать от 35 до 50 света с длиной волны 2200 Å, а в инфракрасной области - от 90 до 99 света с длиной волны 7000 Å . Оптический кальцит является одним из самых дорогих видов минерального сырья

- В мире известно немного промышленных месторождений оптического кальцита Мексика, Южно-Африканская. Республика, США, Исландия. Самое крупное из них месторождение Гельгустадир в Исландии полностью отработано и в настоящее время основным зарубежным источником оптического кальцита служат мексиканские месторождения в штатах Чиуауа, Дуранго и Сонора

- На территории бывшего СССР проявления исландского шпата впервые были отмечены в середине девятнадцатого - начале двадцатого веков Р.Мааком и А.Л.Чекановским в Сибири, А.Лагорио, В.Д.Соколовым и М.А.Земятченским в Горном Крыму и В. И. Воробьевым на Северном Кавказе. В результате, систематического геологического изучения нашей страны после Великой Октябрьской социалистической революции число находок этого минерала было во много раз увеличено. Геологоразведочные работы в конечном итоге привели к открытию ряда крупных месторождений