Пегматит
Пегмати́т (от греч. πῆγμα, род. падеж πήγματος – скрепление, связь), магматическая горная порода с гиганто- или крупнозернистой структурой (размер зёрен свыше 1 см), обогащённая редкими минералами; геологическое тело, сложенное этой породой.
Письменный гранит. Образец из коллекции ФГБУ «ВСЕГЕИ».Термин «пегматит» введён Р. Ж. Гаюи (1801) для обозначения горной породы (структурной разновидности пегматита), которая часто слагает одну из зон в телах гранитных пегматитов и представляет собой графические срастания кварца и полевого шпата, напоминающие древнееврейские тексты (ныне известна как «письменный гранит», «графический пегматит», «еврейский камень»).
Образование
Пегматиты образуются в условиях умеренных (свыше 3 км) и значительных (свыше 6 км) глубин, в широком температурном диапазоне (от 650–700 до 400 °C), отвечающем концу магматического – началу гидротермального процесса, при высокой активности летучих компонентов - минерализаторов (воды, фтора, хлора, брома и др.). Концентрации летучих, многих редких и рассеянных элементов (Li, Rb, Cs, Be, Nb, Ta, Zr, Hf, Th, U, Sc и др.) в пегматитах на несколько порядков выше, чем в материнских магматических породах.
Форма геологических тел
Пегматиты образуют жилы, линзы и гнездообразные обособления как в материнских магматических породах, так и во вмещающих метаморфических или осадочных толщах. Жилы пегматитов нередко достигают 3–5 км в длину и могут иметь мощность в несколько сотен метров. Eдиничные пегматиты редки, обычно они образуют пегматитовые поля площадью до нескольких десятков квадратных километров, содержащие от первых десятков до нескольких тысяч отдельных жил.
Классификация по составу
Пегматиты классифицируют по составу материнской породы – выделяют гранитные, основные (габбро-пегматиты), щелочные и ультраосновные.
Гранитные пегматиты
Наиболее распространены гранитные пегматиты, отличающиеся большим разнообразием минерального состава. В них выявлено свыше 300 минералов лития (петалит, эвкриптит, сподумен и его драгоценные разности – кунцит, гидденит), цезия (поллуцит), тантала (воджинит, иксиолит, манганотанталит, симпсонит, холтит и др.), иттрия (иттриалит), скандия (тортвейтит), бора и бериллия (гамбергит, родицит, благородный берилл и его разновидности – морганит, воробьевит; цветные турмалины – рубеллит, индиголит, верделит) и др.
Классификация по внутреннему строению
По внутреннему строению среди тел гранитных пегматитов различают азональные, неполно- и полнозональные. В случае полной зональности от контактов к центру тела выделяются: зона аплитовой (гранитовой) структуры, зона графической и/или апографической структуры, зоны блокового пегматита и центральное кварцевое ядро (иногда ряд кварцевых ядер). В неполнозональных пегматитах часть зон отсутствует. Для гранитных пегматитов характерны очень крупные (по массе и размеру) кристаллы многих минералов: кварца массой 40 т (Бразилия) и 75 т (Россия), берилла – 32 т (Мозамбик) и 380 т (Мадагаскар), мусковита – свыше 77 т (Индия), пластины сподумена длиной свыше 10 м (США), кристаллы рубеллита свыше 50 см (Мозамбик) и т. д.
Разделение по типу добываемого минерального сырья
Слюдяной (мусковитовый) пегматит. Согдиондонское месторождение (Иркутская область, Россия).Образец из коллекции Д. Т. Мишарева. Фото: Л. Р. Колбанцев.Гранитные пегматиты разделяют по преобладающему типу добываемого из них минерального сырья на слюдяные, редкометалльные (включая редкоземельные) и хрусталеносные.
Слюдяные пегматиты образуются на больших глубинах (свыше 6 км), состоят из плагиоклаза, микроклина, кварца, мусковита, биотита, чёрного турмалина, апатита, берилла. Являются источником получения листового мусковита и материалов для керамического производства – микроклина и кварца.
Редкометалльный пегматит с бериллом. Каратюбе (Узбекистан).
Образец из коллекции М. И. Вячкиной. Фото: О. Ю. Лебедева.Редкометалльные пегматиты формируются на средних глубинах (4–6 км), содержат микроклин, кварц, альбит, иногда сподумен, мусковит, лепидолит и берилл, а также цветные турмалины, колумбит, танталит, касситерит, поллуцит и др. Для них характерно несколько стадий минералообразования (в том числе альбитизация, грейзенизация); служат промышленным источником Li, Cs, Be, Ta, Sn и драгоценных камней – аквамарина, гелиодора, топаза и др.
Хрусталеносные пегматиты образуются на относительно небольших глубинах (3–4 км), состоят из микроклина, кварца, альбита, мусковита, биотита и др.; часто (главным образом в нижней части кварцевых ядер) располагаются полости растворения – т. н. хрустальные погреба – с промышленными ценными преимущественно крупными кристаллами горного хрусталя (пьезооптического сырья), оптического флюорита, топаза, берилла, аметиста и др.
Основные пегматиты
Основные пегматиты (габбро-пегматиты) формируют крупные жилы, сложенные обычно роговой обманкой (с длиной кристаллов иногда до 1 м), основным плагиоклазом (длиной до нескольких десятков сантиметров), магнетитом, ильменитом, природными сульфидами, апатитом и др.
Щелочные пегматиты
Щелочной пегматит с содалитом.
Фото: DEA / C BEVILACQUA / Universal Images Group / Science & Society Picture Library / East NewsЩелочные пегматиты образуют жильные и линзообразные тела, часто зонального строения, мощностью до нескольких десятков метров и протяжённостью несколько сотен метров. Сложены крупными кристаллами, блоками и гнёздами нефелина, микроклина, содалита, натролита, щелочной роговой обманки, эгирина, биотита, и, кроме того, содержат минералы Zr, Ti, Be, Th, Nb, Li и др.
Ультраосновные пегматиты
Ультраосновные пегматиты образуют жильные тела мощностью от десятков сантиметров до нескольких метров. Центральные зоны жил, сложенные плагиоклазом, корундом, флюоритом, бериллом, цеолитами, окружены зонами флогопита (иногда с изумрудом), далее зонами актинолит – хлоритовых пород (иногда содержащими фенакит и хризоберилл), затем зонами талька, постепенно переходящими во вмещающие породы – серпентиниты, перидотиты и др.
Гипотезы происхождения пегматитов
Вопрос об образовании пегматитов один из самых дискуссионных в геологии. Гипотеза, предложенная в 1920-х гг. А. Е. Ферсманом, связывает образование пегматитов c кристаллизацией остаточного гранитного расплава, концентрирующего летучие и редкие элементы. На поздних стадиях кристаллизации происходит отделение остаточного расплава от интрузива, подъём в верхние части интрузии или внедрение во вмещающие породы и медленная постепенная кристаллизация (при относительно низких температурах) с образованием последовательных зон от внешних к внутренним. Часто отдельные зоны пегматитовых тел перекристаллизуются под воздействием флюидов при температуре 400–250 °C. Источником этого флюида может быть как само тело пегматитов, так и интрузив, с которым оно связано.
A. H. Заварицкий (1944) рассматривал гранитные пегматиты как промежуточные образования между магматическими породами и гидротермальными жилами; выдвинуты также гипотезы o метаморфогенном (российский учёный H. Г. Cудовиков и др.) и гидротермальном (российский исследователь B. Д. Hикитин и др.) происхождении гранитных пегматитов, гипотезы образования тел пегматитов только метасоматическим путём (американские учёные У. Т. Шаллер, К. Ландес, Г. Хесс).
Вероятно, что в формировании большинства крупных полей пегматитов принимало участие несколько факторов: внедрение и кристаллизация остаточных магматических расплавов, метасоматоз и взаимодействие со вмещающими породами, перекристаллизация и формирование полостей при наложенном гидротермальном процессе.
Применение и месторождения
Пегматиты являются основным источником редкометалльных (в том числе и редкоземельных) минералов (сподумена, берилла, колумбита, танталита, лепидолита, поллуцита, ураноториевых минералов и др.), полевых шпатов для керамической и стекольной промышленности, слюды и пьезокварца для электротехнической промышленности, а также драгоценных камней.
Месторождения редкометалльных пегматитов выявлены в России (Колмозерское, Тастыгское), США (Кинг-Маунтин), Афганистане (Дарае-Пич), Канаде (Берник-Лейк), а также в Китае, Бразилии, Зимбабве и др.; слюдоносных и керамических пегматитов – в России (Мамское на Алдано-Становом щите), Индии, на Мадагаскаре и др.; камнесамоцветные (хрусталеносные) пегматиты – в России (Мурзинско-Адуевская самоцветная полоса на Урале, в Забайкалье), на Украине (Волынское), в Казахстане, Бразилии и др.