Что такое пегматиты и что из них добывали, из чего сложены и как образовались, где найти Еврейский камень и письменный гранит на Белом море и откуда берется слюда, керамическое сырье с хорошо образованными кристаллами. Жилы и карьеры Малиновой варакки, Чупы. Хетоламбино, Чкаловского и Вуатваракки с фотографиями, рассказом о местах сбора личной коллекции любителей минералов.
Где искать
Следуя вдоль побережья Белого моря или посещая острова и территорию Лоухского района, а также изучая историю края, часто сталкиваешься с понятием - «пегматитовые жилы». С ними связаны предания о многочисленных историях и находках, они служили объектами добычных работ на протяжении веков и в наше время, несмотря на их прекращение (надеемся временное), являются объектом для посещения многочисленных заинтересованных.
Пегматит
Пегматит (от древне-греческого Πῆγμα (пегма) - «сплочение», «крепкая связь») - жильные магматические горные породы с характерной гиганто- или крупнозернистой структурой. Впервые термин «пегматит» применил французский минералог Рене Гаюи в 1801 году для породы с закономерным прорастанием кварца с полевым шпатом. Впоследствии подобная порода поучила название графический пегматит, «письменный гранит» или «еврейский камень».
Имеется два определения термина «пегматит» и, как следствие, некоторая путаница в его понимании. Первое, основное, из них определяет пегматит как геологическое тело магматического происхождения с характерными структурными и текстурными признаками.
Во втором случае - это упрощенная характеристика структуры определенного участка пегматитового тела, обозначающая результат совместной кристаллизации кварца и полевого шпата, упорядоченно прорастающих друг друга. В узком смысле это и есть «письменный гранит» или «еврейский камень».
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 и многих редких и рассеянных элементов в них намного выше, чем в материнских магматических породах. Возраст северо-карельских пегматитов по данным разных исследователей от 1950 до 1790 млн. лет.
По внутреннему строению среди пегматитов различают азональные, неполно- и полно-зональные жилы (тела). Азональные пегматиты - тела пегматитов, которые не имеют выраженного зонального строения. В неполно-зональных пегматитах часть зон отсутствует. В случае полной зональности от контактов к центру тела выделяются - зона аплитовой (гранитной) структуры, зона графической и/или апографической структуры, зоны блокового пегматита и центральное кварцевое ядро (иногда ряд кварцевых ядер).
Процесс образования пегматитов
Процесс образования пегматитов один из самых дискуссионных тем в геологии, так как не существует единой концепции, объясняющей все разнообразие пегматитов, и в настоящее время существует пять основных гипотез их образования. Спорными положениями являются представления о существовании особого остаточного расплава, о масштабах метасоматоза, об источниках растворов (флюидов), о степени закрытости системы, о роли воды и так далее.
Для пегматитов Северной Карелии применима метаморфогенная гипотеза образования пегматитов развитых в древних толщах, для которых отсутствует пространственно-генетическая связь с интрузивными комплексами. Их возникновение тесно связано с возникновением и развитием локальных структур (участки растяжения, зоны деформации и трещиноватости пород) и протекает на фоне падения температуры и давления (регрессивный метаморфизм) в пять основных этапов.
На первом этапе в локальных участках растяжения возникают микротрещинные деформации во всем объеме пород, что способствует проникновению высокотемпературных флюидов в локальные структуры, особенно высокое разрежение, создается в полостях трещин отрыва. В результате возникают первичные (краевые) зоны пегматитового тела сложенные в основном плагиоклазом.
Далее, за счет интенсивного протекания метасоматических процессов при участии калия и натрия (ранняя волна щелочности) происходит собирательная перекристаллизация и рост индивидов микроклина.
Кристаллизация минеральных агрегатов происходила не только от боковых стенок к центру жилы, но и сверху вниз в пределах отдельных жил, что обусловило отжатие кристаллизационного остатка, насыщенного флюидной (водной) фазой, к осевым частям жил, где кристаллизовался гиганто-кристаллический полевошпатовый пегматит и кварцевое ядро.
Позднее при формировании систем сколовых трещин в «тело пегматита» (на фоне волны кислотности) поступали кислые флюиды, в результате чего образовывались ихтиоглипты кварца (формируются участки тел с графическими и апографическими структурами) и массивные выделения кварца, а также отдельные кристаллы и гнезда граната, апатита, турмалина, берилла.
В дальнейшем, на фоне развития систем трещин формирующихся в локальных участках растяжения пород образуется мусковит.
Образование мусковита
Образование мусковита в пегматитах определяется специфическими условиями, когда исходный флюид был обогащён водой, концентрация калия в нём была относительно невысокой, концентрация магния и железа была минимальна, в противном случае образовался бы биотит.
И, наконец, в ходе развития низкотемпературных гидротермальных процессов в жилах происходит развитие мелкочешуйчатого мусковита (серицита), рост кристаллов альбита, кварца, хлорита, и кальцита.
В Северной Карелии известно около 5 тысяч пегматитовых тел и проявлений, образующих более 50 месторождений. Пегматитовые жилы приурочены к котозерскому и хетоламбинскому подкомплексам беломорского метаморфического комплекса гнейсов архея и чупинской толщи нижнего лопия, они прослеживаются в виде серий, кустов, располагающихся кулиообразно в пределах зон северо-западного, субмеридионального либо субширотного простирания. Протяженность пегматитовых зон достигает 6-10 км при ширине до 1-1,5 км.
Промышленные жилы
Среди общей массы пегматитов выделяются три промышленных типа жил - керамические, слюдяно-керамические и слюдяные.
Первые локализуются в трещинах скола и растяжения в биотитовых и амфибол - биотитовых мигматизированных гнейсах котозерского и хетоламбинского подкомплексов беломорского метаморфического комплекса гнейсов архея , а также в межбудинных полостях в массивах габбро-амфиболитов и на контактах габбро-амфиболитов с гнейсами.
Среди массивов основных пород встречаются и одиночные жилы.
Мощность промышленных жил от 3 до 30 м, длина от 50 до 400 м, протяженность на глубину 30-200 м. Жилы, как правило, дифференцированные, контактные зоны сложены смешанным или плагиоклазовым пегматитом, их центральные части сложены крупнозернистым микроклиновым пегматитом, реже блоками микроклина и кварца.
Это в прошлом крупные промышленные объекты на керамическое сырье и работы на них шли не один десяток лет. В качестве примеров можно привести жилы Кривое озеро (Булка), Имени Чкалова, Олений остров.
Слюдяно-керамические и слюдяные жилы залегают в пределах вытянутых в меридиональном направлении зон разломов среди неоднородных по своему составу гнейсов и мигматитов по ним.
Первые приурочены к биотитовым и амфибол - биотитовым мигматизированным гнейсам котозерского и хетоламбинского подкомплексов беломорского метаморфического комплекса гнейсов архея, а вторые к высокоглиноземистым гнейсам чупинской толщи нижнего лопия.
В них, они расположены почти параллельно, на близком расстоянии друг от друга и нередко содержат ксенолиты вмещающих пород. Тела имеют жилообразную форму и характеризуются небольшими мощностями (до 10 м), большой протяженностью (до 500 м) и значительной распространенностью на глубину (до 100 и более м).
Часто они залегают кулисообразно и порой соединяются друг с другом, а их падение всегда близкое к вертикальному.
Первые сложены плагиоклазом (в краевых частях), далее расположены участки крупнокристаллического пегматита и кварцевая ось. Мусковит проявлен по трещинам секущим все зоны тела, его кристаллы имеют ельчатое строение и порой сильно деформированы. Подобные жилы являются комплексными месторождениями керамического сырья и кварца, а также мусковита низких сортов. Ярким примером месторождений этого типа является Хетоламбинское.
Слюдяные жилы сложены в основном кварцем и плагиоклазом и изредка микроклином, а мусковит встречается в виде уплощенных кристаллов или кварц-мусковитовых обособлений.
Формирование кварцево-мусковитового агрегата представляет собой процесс, приводящий к замещению ранее образованных минералов (преимущественно плагиоклаза) в условиях высокой кислотности растворов и достаточно высокой активности ионов калия.
Кристаллизация крупнокристаллического мусковита - результат собирательной перекристаллизации в условиях закрытой системы при температуре 500-420°С и давлении 1-2 тысяч атмосфер, в кислотной среде при активности ионов калия. Насыщенность пегматитовых жил слюдой зависит от их пространственной ориентировки и литолого-петрографических особенностей вмещающих пород.
Например, промышленно-слюдоносными являются жилы только субмеридиональной ориентировки при условии залегания их в глинозёмистых гнейсах. Мусковит этих жил обладает высокими техническими качествами, а сами жилы имели большое промышленное значение. К ним относятся пегматитовые жилы месторождений Малиновая варакка, Вуат-Варакка, Плотина и ряд других.
Кто разрабатывал рай для любителей камня
Все это разрабатывалось крупным предприятием – Чупинским горно-обогатительным комбинатом, существовавшим почти полвека. Слюда добывалась в глубоких шахтах, а керамическое сырье открытых горных – карьерах. В настоящее время шахты законсервированы, а карьеры, в основном, представляют собой водоемы. Последние, наряду с многочисленными отвалами, рай для любителей камня.
Все это, при желании, можно увидеть в ходе экскурсий проводимых Чупинским морским яхт-клуба и Музеем «Валитов камень», а про минералы их слагающие мы расскажем в следующих очерках.
Читайте еще статьи серии:
Белое море - следы древних землетрясений. На яхте с геологом. Часть 1
Грабен - что в Белом море под волнами. На яхте с геологом. Часть 2
Камнерезное самоцветное сырье с побережья Белого моря. На яхте с геологом. Часть 4
Еврейский камень - послание из недр земли. На яхте с геологом. Часть 5
Ознакомиться с флотом и принять участие наших экспедициях можно на сайте "Чупинского морского яхт-клуба".
Ожидайте продолжение серии "На яхте с геологом" и подписывайтесь на канал