Пегматит

Пегматит — это магматическая горная порода, характеризующаяся исключительно крупнозернистым строением (размер зёрен обычно превышает 1 см, нередко достигая десятков сантиметров и метров) и специфическим, часто сложным минеральным составом. Пегматиты образуются на заключительных стадиях кристаллизации магматических расплавов, обогащённых летучими компонентами (вода, фтор, хлор, бор), и являются важнейшим источником многих редких и ценных полезных ископаемых, включая драгоценные и поделочные камни, руды лития, бериллия, цезия, тантала и ниобия.

История изучения

Термин «пегматит» происходит от древнегреческого слова πήγμα (pégma), что означает «скрепление» или «связь», и был введён в научный оборот австрийским геологом Вильгельмом фон Гайдингером в 1847 году для обозначения характерной графической структуры срастания кварца и полевого шпата, известной как «письменный гранит». В XIX — начале XX века изучением пегматитов занимались выдающиеся минералоги и геологи, в том числе В. И. Вернадский, который в 1910—1911 годах опубликовал фундаментальные работы по генезису пегматитов, и А. Е. Ферсман, создавший в 1931 году первую детальную классификацию пегматитов (так называемая «минералого-генетическая классификация Ферсмана»). В СССР и России исследования пегматитов активно велись в связи с поиском стратегического сырья для атомной и электронной промышленности.

Генезис и условия образования

Пегматиты формируются в результате кристаллизации остаточного магматического расплава (пегматитового расплава-раствора), который обогащается летучими компонентами и редкими элементами по мере кристаллизации основной массы гранитной или другой магмы. Высокая концентрация летучих веществ (в первую очередь воды) снижает вязкость расплава и температуру его кристаллизации, что способствует росту крупных кристаллов. Процесс образования пегматитов протекает в несколько стадий:

Магматическая стадия (гипотермальная): Кристаллизация при температурах 700—600 °C. Формируются главные породообразующие минералы: полевые шпаты, кварц, слюды.
Пневматолитовая стадия: При температурах 600—400 °C из газовой фазы (флюидов) выделяются минералы, содержащие летучие компоненты: турмалин, топаз, флюорит, апатит.
Гидротермальная стадия: При температурах ниже 400 °C из водных растворов кристаллизуются минералы редких элементов (сподумен, лепидолит, берилл, танталит) и происходит замещение ранее образованных минералов (альбитизация, грейзенизация).

Пегматиты залегают в виде жил, линз, штоков и неправильных тел, часто образуя серии параллельных жил. Они характерны для складчатых областей и зон активизации древних платформ, где внедряются в граниты и вмещающие метаморфические породы.

Классификация

Существует несколько подходов к классификации пегматитов. Наиболее распространены генетическая (по происхождению) и минералого-химическая (по составу) классификации.

По происхождению (генезису)

Магматические (собственно пегматиты): Образуются непосредственно из остаточного магматического расплава. Наиболее распространённый тип.
Метаморфогенные (мигматитовые): Формируются при региональном метаморфизме в результате частичного плавления (анатексиса) горных пород. Часто имеют нечёткие границы и сложную структуру.
Метасоматические: Образуются в результате замещения вмещающих пород горячими растворами, поступающими из магматического очага. Характеризуются зональным строением и обилием редкометалльных минералов.

По минеральному составу и промышленной ценности

Гранитные пегматиты: Наиболее распространённый тип (более 90% всех пегматитов). Состоят в основном из кварца, полевых шпатов (микроклин, ортоклаз, альбит) и слюд (мусковит, биотит). Могут содержать небольшие количества граната, турмалина, берилла. Используются как источник керамического сырья (полевые шпаты), слюды и кремнезёма.
Редкометалльные пегматиты: Обогащены литием, бериллием, цезием, танталом, ниобием, оловом, вольфрамом. Характерные минералы: сподумен, лепидолит, берилл, танталит-колумбит, касситерит, вольфрамит. Являются основным источником лития, бериллия, тантала и цезия.
Миароловые (хрусталеносные) пегматиты: Содержат полости (миаролы), в которых кристаллизуются хорошо образованные кристаллы горного хрусталя, аметиста, топаза, турмалина, берилла (включая изумруд). Являются важным источником ювелирных и коллекционных камней.
Слюдоносные пегматиты: Содержат крупные блоки мусковита и флогопита, используемые в электротехнической промышленности.

Минеральный состав и структура

Минеральный состав пегматитов чрезвычайно разнообразен — в них обнаружено более 500 минеральных видов. Основные породообразующие минералы: кварц (SiO₂), калиевые полевые шпаты (микроклин, ортоклаз), плагиоклазы (альбит, олигоклаз), слюды (мусковит, биотит, лепидолит). Характерные акцессорные и редкометалльные минералы: берилл (Be₃Al₂(SiO₃)₆), турмалин (сложный боросиликат), сподумен (LiAlSi₂O₆), апатит (Ca₅(PO₄)₃(F,Cl,OH)), гранат, топаз, флюорит, танталит ((Fe,Mn)(Ta,Nb)₂O₆), колумбит ((Fe,Mn)(Nb,Ta)₂O₆), касситерит (SnO₂).

Структура пегматитов — крупно- и гигантозернистая. Характерны следующие текстурные особенности:

Графическая структура: Закономерные срастания кварца и полевого шпата, напоминающие древнееврейские письмена (отсюда название «письменный гранит»).
Блоковая структура: Крупные (до нескольких метров) монокристаллы полевых шпатов, кварца, слюд.
Зональность: Закономерное изменение минерального состава и структуры от контактов с вмещающими породами к центру жилы. Обычно выделяются зоны: аплитовая (мелкозернистая), графическая, блоковая, миароловая (пустотная) и зона замещения (альбитизации, грейзенизации).
Миаролы: Пустоты, стенки которых покрыты друзами кристаллов.

Распространение и месторождения

Пегматиты широко распространены в гранитных массивах и метаморфических комплексах по всему миру. Крупнейшие провинции пегматитов находятся в Канаде, Бразилии, США, России, Китае, Афганистане, Пакистане, Индии, Мадагаскаре, Намибии, Мозамбике, Финляндии, Швеции, Норвегии.

Месторождения в России

Кольский полуостров: Месторождения керамических пегматитов (Ковдорское, Плоскогорское), редкометалльных пегматитов с литием и бериллием (Васин-Мыльк, Полмостундровское).
Урал: Классические миароловые пегматиты (Мурзинка, Адуй, Шайтанка) — родина многих знаменитых турмалинов, бериллов и аметистов. Месторождения слюды (Кыштымское, Борисовское).
Сибирь (Забайкалье): Крупнейшие редкометалльные пегматиты (Завитинское, Этыкинское, Орловское) — источники лития, бериллия, тантала. Месторождения слюды (Мамско-Чуйский район).
Карелия: Месторождения керамических пегматитов (Хетоламбина, Лоухское).
Саяны: Месторождения редкометалльных пегматитов (Вишняковское, Урикское).

Применение

Пегматиты имеют огромное промышленное значение как источник многих видов минерального сырья:

Керамическая промышленность: Полевые шпаты и кварц из пегматитов используются для производства фарфора, фаянса, керамической плитки, стекла, эмалей, глазурей.
Электротехническая промышленность: Мусковит и флогопит (слюда) применяются в качестве электроизоляционных материалов в конденсаторах, трансформаторах, радиолампах.
Металлургия: Литий (из сподумена и лепидолита) используется для производства лёгких сплавов, аккумуляторов, смазок. Бериллий (из берилла) — для создания сплавов с высокой прочностью и теплопроводностью (аэрокосмическая промышленность, ядерная техника). Тантал и ниобий (из танталита и колумбита) — для производства жаропрочных сплавов, конденсаторов, сверхпроводников.
Ювелирное дело и коллекционирование: Минералы из миароловых пегматитов (турмалин, берилл, топаз, аметист, горный хрусталь, сподумен (кунцит, гидденит), гранат) являются ценными ювелирными и коллекционными камнями. Крупные кристаллы полевых шпатов (лунный камень, амазонит) также используются в качестве поделочных камней.
Строительство: Щебень и бутовый камень из пегматитов применяются в дорожном строительстве и производстве бетона.

Интересные факты

Самый крупный в мире кристалл сподумена (длиной 14,3 м и весом 90 тонн) был найден в пегматитовой жиле на руднике Этта (Южная Дакота, США).
В пегматитах Мурзинки (Урал) в XVIII—XIX веках были найдены крупнейшие в мире кристаллы топаза (весом до 30 кг) и берилла (весом до 2,5 кг).
Графическая структура пегматитов («письменный гранит») является результатом одновременной кристаллизации кварца и полевого шпата из расплава, обогащённого водой.
Пегматиты являются одним из немногих типов горных пород, где встречаются кристаллы размером более 1 метра.

Источники

Ферсман А. Е. Пегматиты. — М.: Издательство АН СССР, 1931. — 676 с.
Гордиенко В. В. Пегматиты: генезис, классификация, минералогия. — Л.: Недра, 1980. — 248 с.
Геологический словарь: в 2 т. / Под ред. К. Н. Паффенгольца и др. — М.: Недра, 1978. — Т. 2. — 456 с.
Минералы и горные породы России / Под ред. В. П. Петрова. — М.: Недра, 1990. — 432 с.
London D. Pegmatites. — Canadian Mineralogist, Special Publication 10, 2008. — 347 p.

BFOmetr — база данных и аналитика по компаниям России.

На главную BFOmetr →