페그마타이트

Pegmatite
청색 코룬덤 결정을 가진 페그마타이트
사우스다코타 블랙힐스 화이트엘리펀트 광산의 레피돌라이트, 토르말린, 석영을 함유하는 페그마타이트
누나부트주 북동쪽 배핀섬 작은 산악 빙하의 서크 머리벽에 있는 원생대 페그마타이트 무리

페그마타이트는 매우 거친 질감을 나타내는 화성암으로 보통 크기가 1cm(0.4인치) 이상이고 때로는 1m(3피트)가 넘는 큰 상호결정을 가지고 있다.대부분의 페그마타이트는 석영, 장석, 운모로 이루어져 있으며, 화강암과 유사한 규소조성을 가지고 있다.단, 보다 희귀한 중간 조성물 및 메픽 페그마타이트가 알려져 있다.

세계에서 가장 큰 결정들 중 많은 것들이 페그마타이트 안에서 발견됩니다.이것들은 마이크로크린, 석영, 운모, 스포두멘, 베릴, 토르말린의 결정을 포함한다.어떤 개별 결정들은 길이가 [1]10미터가 넘습니다.

대부분의 페그마타이트는 마그마 결정체의 마지막 유체 부분으로부터 형성되는 것으로 생각됩니다.이 잔류 유체는 휘발성 물질과 미량 원소로 고농축되어 있으며, 매우 낮은 점도로 인해 분자들이 새로운 결정을 형성하기 위해 함께 모이지 않고 기존 결정과 결합하기 위해 빠르게 이동할 수 있습니다.이것은 몇 개의 매우 큰 결정체를 형성할 수 있게 해줍니다.대부분의 페그마타이트는 보통의 화성암에서 흔히 볼 수 있는 광물의 단순한 구성을 가지고 있는 반면, 몇몇 페그마타이트는 희귀한 원소의 수많은 특이한 광물과 함께 복잡한 구성을 가지고 있습니다.이 복잡한 페그마타이트는 리튬, 베릴륨, 붕소, 불소, 주석, 탄탈, 니오브, 희토류 원소, 우라늄, 그리고 다른 가치 있는 상품들을 위해 채굴된다.

어원학

페그마타이트라는 단어는 그래픽 [2]화강암으로 알려진 질감에서 석영과 장석의 뒤엉킨 결정과 관련하여 "결합하다"는 뜻의 호메릭 그리스어인 πνιιμ ( (pnygnymi)에서 유래했다.이 용어는 르네 쥐스트 하우이에 의해 1822년 그래픽 화강암과 동의어로 처음 사용되었다.Wilhelm Karl Ritter [3]von Haidinger는 1845년에 현재의 의미로 이 용어를 처음 사용했다.

개요

페그마타이트는 보통 크기가 1센티미터(0.4인치)가 넘고 때로는 1미터(3피트)[4]가 넘는 결합 결정으로 이루어진 매우 거친 입자의 화성암입니다[3].대부분의 페그마타이트는 화강암과 비슷한 구성을 가지고 있어서 그들의 가장 흔한 광물은 석영, 장석, 운모이다.[4][5]그러나 네페린 시네나이트[5] 또는 가브로와 [4]유사한 조성물을 포함한 다른 페그마타이트 조성물이 알려져 있다.그러므로 페그마타이트라는 용어는 순전히 텍스트적인 [6][7]설명일 뿐이다.지질학자들은 전형적으로 이 용어 앞에 조성 설명을 붙인다.그래서 화강암을 함유한 페그마타이트는 화강암을 함유한 페그마타이트인 반면, 네펠린 시네마이트를 함유한 페그마타이트는 네펠린 시네나이트를 [6]함유한 페그마이트이다.하지만, 영국 지질 조사국은 이러한 사용을 금지하고, 전형적인 화강암 조성을 가진 페그마타이트로 비오타이트-석영-장석 페그마타이트와 같은 용어를 선호하며, 더 적은 석영과 비오타이트를 가진 장석들에 의해 지배된다.BGS 용어에서 페그마타이트 암석(예를 들어 페그마타이트 개브로)은 본질적으로 동일한 [7]조성의 훨씬 거친 입자의 암석 패치를 포함하는 거친 입자의 암석이다.

페그마타이트의 개별 결정들은 크기가 엄청날 수 있다.지금까지 발견된 결정 중 가장 큰 것은 수천 톤의 질량을 가진 카렐리아 페그마타이트의 장석 결정이었을 가능성이 높다.수천 파운드로 측정된[5] 질량과 10미터(33피트)가 넘는 운모, 4미터(13피트) 두께의 수정이 발견되었다.[8]12미터가 넘는 스포두멘 결정체가 사우스 다코타의 블랙 힐스에서 발견되었고, 메인의 [5]올버니에서 길이 8.2미터, 지름 1.8미터의 베릴 결정체가 발견되었다.지금까지 발견된 가장 큰 베릴 결정체는 마다가스카르의 말라키알리나에서 온 것으로 무게는 약 380톤이며 길이는 18미터, 가로 길이는 3.5미터이다.[9]

페그마타이트체는 일반적으로 전형적인 침입 암석에 비해 크기가 작다.페그마타이트의 차체 크기는 1미터에서 수백미터 정도 됩니다.일반적인 화성암에 비해 이들은 다소 비균질적이며 다른 광물 집단을 가진 구역을 나타낼 수 있다.결정의 크기와 광물 집합체는 보통 벽의 암석과 평행하거나 페그마타이트 [10]렌즈의 경우 동심원형입니다.

암석학

페그마타이트는 새로운 결정핵 생성 속도가 결정 성장 속도보다 훨씬 낮은 조건에서 형성된다.다시 말해, 결정이 자라는 유체 속의 분자는 새로운 결정을 시작하기 위해 함께 모이는 것보다 기존 결정과 결합할 가능성이 훨씬 더 높습니다.이것은 몇 개의 매우 큰 결정의 성장을 선호합니다.일반적인 화성암에서 거친 질감은 지하 깊은 곳에서 천천히 냉각된 결과입니다.그러나 페그마타이트의 매우 거친 질감은 단순히 천천히 [11]냉각된 것 이상의 결과일 것입니다.사실, 페그마타이트가 천천히 또는 빠르게 [12]냉각되면서 형성되는지는 명확하지 않다.

페그마타이트는 마그마 본체의 마지막 부분부터 형성되어 결정된다고 널리 알려져 있다.이 최종 유체 분율은 휘발성 및 미량 [13][3]원소로 고농축됩니다.잔류 마그마는 용해상과 실리카, 알칼리 [8][14]및 기타 원소로 포화된 수성 유체상으로 상분리를 거칩니다.이러한 상분리를 위해서는 마그마의 3분의 2 이상이 결정화되기 전에 물이 충분히 풍부한 젖은 마그마로부터 형성되어야 합니다.그렇지 않으면 유체상의 분리를 설명하기 어렵습니다.화강암은 0.5GPa 압력에서 4중량%의 수분 함량이 필요하지만 0.1GPa에서는 1.5중량%만 함유하면 상분리를 [11]할 수 있다.

휘발성 물질(주로 물, 붕소, 불소, 염소, 인)은 함수상에 집중되어 [5]점도를 크게 낮춘다.함수상의 실리카는 완전히 탈중합되어 실리콘 이온 사이의 모든 산소 브릿지가 [15]파손된 상태로 거의 전체가 오르토규산염으로 존재합니다.매우 낮은 점도는 액체를 통해 분자의 빠른 확산을 촉진하여 결정 성장 속도를 높이고 매우 큰 결정들이 [5]성장하도록 합니다.

이 수분이 주변 암석에 주입되면 광물이 외부에서 결정화되어 구역화된 페그마타이트를 [5]형성하고, 동심원 [15]지대에서 다른 광물이 우세합니다.전형적인 증착 시퀀스는 마이크로클라인과 석영으로 시작되며, 경미한 스콜과 가넷으로 시작됩니다.그 후 알바이트, 레피돌라이트, 보석 토르말린, 베릴, 스포두멘, 암블리고나이트, 토파즈, 아파타이트, 불소석 등이 퇴적되는데, 이는 초기 [5]구역의 일부 미네랄을 부분적으로 대체할 수 있다.페그마타이트의 중심에는 화려한 원석 [16]결정으로 둘러싸인 공동이 있을 수 있다.

일부 페그마타이트는 더 복잡한 구역제를 가지고 있다.미국 뉴멕시코 북부 피쿠리스 산맥의 하딩 페그마타이트에는 다섯 개의 뚜렷한 구역이 있습니다.다음과 같습니다.[17]

  • 미세 석영 알바이트 머스코바이트 페그마타이트의 흰 테두리 껍질.
  • 매우 거친 석영, 알바이트 및 머스코바이트의 연속층입니다.이 존에는 마이크로클린이 함유되어 있으며, 부속 아파타이트, 베릴, 탄탈라이트가 풍부합니다.베릴은 때때로 매우 거칠고 풍부하다.
  • 질량이 큰 석영층이 연속적으로 형성되어 있습니다.이 지역은 또한 머스코바이트, 마이크로클라인, 클리블랜드라이트가 풍부하다.
  • 멋진 석영과 라스스포두멘 구역.스포두멘은 칼날과 같은 결정체로 발생하며, 때로는 거대한 크기의 결정체로, 대부분 무작위로 방향을 잡지만 때로는 빗살과 같은 구조를 형성하도록 배열됩니다.부광물은 베릴, 아파타이트, 마이크로클린, 탄탈-니오브 광물로, 특히 이 구역의 하부에 있다.스포두멘을 로즈 머스코바이트로, 석영을 클리블랜드라이트로 치환하는 의사 형상이 있다.
  • '반점암'으로 알려진 페그마타이트의 핵으로, 비교적 세밀한 스포두멘, 마이크로클린 및 석영이며, 미세한 알바이트, 리튬 함유 머스코바이트, 레피돌라이트, 마이크로라이트 및 탄탈라이트를 동반합니다.대부분의 스포두멘과 마이크로크린은 광범위하게 부식되어 미세한 운모로 대체되었다.

큰 결정들은 페그마타이트의 가장자리에서 핵을 형성하고, 안쪽으로 자라면서 더 커진다.이것들은 매우 큰 원추형 알칼리 장석 결정을 포함한다.아플라이트는 일반적으로 존재합니다.이것들은 페그마타이트를 가로질러 절단될 수 있지만, 더 거친 재료 주위에 구역이나 불규칙한 패치를 형성할 수도 있습니다.아플라이트는 종종 층을 이루며 [15]변형의 증거를 보여준다.페그마타이트의 몸체에는 제논석이 있을 수 있지만 원래 미네랄 함량이 석영과 알칼리 장석으로 대체되어 있어 주변 페그마타이트와 구별하기 어렵다.페그마타이트는 또한 일반적으로 주변 컨트리 [15]록의 일부를 대체한다.

페그마타이트는 녹는 단계가 아닌 유체 지배적인 단계에서 결정될 가능성이 높기 때문에 열수 광물 퇴적물과 화성 [7]침입 사이의 경계를 가로지른다.페그마타이트 형성의 기본 메커니즘에 대해서는 광범위한 합의가 있지만, 페그마타이트 형성의 세부 사항은 여전히 수수께끼로 [2]남아 있다.페그마타이트는 다른 화성 침입과 일치하지 않는 특성을 가지고 있다.그것들은 포르피리틱이 아니며, 차가운 여백도 보이지 않는다.반대로 가장 큰 결정은 페그마타이트 본체의 가장자리에 자주 발견된다.아플라이트는 때때로 가장자리에서 발견되지만 페그마타이트의 몸 안에서 발생할 가능성이 높다.크리스탈은 흐름을 나타내는 방식으로 정렬되지 않고 벽에 수직입니다.이는 정적 환경에서의 형성을 의미합니다.어떤 페그매티스는 뚜렷한 공급 [18]도관이 없는 고립된 꼬투리의 형태를 취합니다.그 결과 페그마타이트의 변성 또는 변형 기원이 종종 제안되었다.변성 페그마타이트는 변성암, 특히 편마이스에서 휘발성 물질을 제거하여 적절한 온도에서 적절한 성분과 물을 방출함으로써 형성될 것이다.메타소매틱 페그마타이트는 암석 덩어리에 있는 열변화 유체의 열순환에 의해 형성되며, 부피의 화학적 및 텍스쳐 변화가 있을 것이다.메타소머티즘은 현재 페그마타이트 형성의 메커니즘으로 선호되지 않으며, 변성과 마그마티즘은 페그마타이트 [2]형성에 필요한 조건에 모두 기여할 수 있다.

광물학

캘리포니아 시에라네바다 동부의 록크릭 협곡에 있는 미세한 적층체를 둘러싼 분홍색 칼륨 장석 결정을 가진 페그마타이트 화강암

대부분의 페그마타이트는 단순한 구성을 가지고 있으며, 종종 장석, 운모,[3] 그리고 석영과 같은 화강암에서 흔히 볼 수 있는 광물로만 구성되어 있다.장석과 석영은 종종 그래픽 [5]텍스처를 보여준다.드물게 페그마타이트는 리튬, 세슘, 베릴륨, 주석, 니오브, 지르코늄, 우라늄, 토륨, 붕소, 인, 불소와 같은 비호환성 원소에서 극도로 농축된다.이러한 복합 페그마타이트는 베릴, 스포두멘,[8] 레피돌라이트, 암블리고나이트, 토파츠, 아파타이트, 불소석, 토르말린, 트리필라이트, 콜럼바이트, 모나자이트, 몰리브덴라이트 등의 특이한 미네랄을 함유하고 있습니다.이들 중 일부는 중요한 광물이 [5]될 수 있다.에메랄드와 같은 일부 원석은 페그마타이트에서만 발견된다.[8]

네펠린 페그마타이트는 일반적으로 지르코늄, 티타늄, 희토류 원소 [5]광물을 함유하고 있다.

갑브로성 페그마타이트는 일반적으로 매우 거친 결합 화옥신과 [4]사장석으로 구성됩니다.

지구 화학

브라질산 리튬이 풍부한 페그마타이트산 엘바이트 토르말린(올리브 그린)과 레피돌라이트 운모(바이올렛)

페그마타이트는 마그마 [5]결정체의 최종 녹는 부분으로서의 기원과 일치하는 휘발성 및 비호환성 원소로 풍부합니다.단, 페그마타이트의 대표적인 조성물은 구성 광물 결정의 크기가 크기 때문에 얻기 어렵다.따라서 페그마타이트는 페그마타이트를 구성하는 개별 광물을 샘플링하여 광물화학에 따라 비교하는 것이 특징이다.일반적인 오류는 벽면이 원래 [19]용융을 대표하는 냉매 마진이라고 가정하는 것입니다.

바스토리스에서 유래한 페그마타이트는 니오브, 이트륨 및 불소의 점진적 농축과 베릴륨, 희토류 원소, 스칸듐, 티타늄, 지르코늄, 토륨 및 우라늄의 농축이 특징인 NYF 페그마타이트 패밀리로 나눌 수 있다.루비듐, 베릴륨, 주석, 바륨, 인, 불소의 농축과 함께 m, 세슘, 탄탈.[20]

NYF 페그마타이트는 알루미늄 함량이 상대적으로 낮은 A형에서 I형 화강암으로 분류될 가능성이 높다(금속성 화강암에 대한 하위).이 화강암들은 고갈된 지각이나 맨틀암에서 비롯되었다.LCT 페그마타이트는 알루미늄 함량이 높은 S형 화강암 또는 I형 화강암으로 형성될 가능성이 높습니다(영구 화강암).[20]

중간 페그마타이트(NYF + LCT 페그마타이트)가 알려져 있으며, 초기 NYF 마그마 본체가 녹지 않은 [20]초신뢰암으로 오염되어 형성되었을 수 있다.

경제적 중요성

2017년 기준 선정된 세계 매장량에 대한 리튬 등급 및 톤수의 산란도

페그마타이트는 종종 [13][3]주석, 희토류, 텅스텐 광물과 함께 아쿠아마린, 토르말린, 토파즈, 불소석,[21] 아파타이트, 코룬덤과 같은 희토류 광물과 원석을 함유하고 있기 때문에 중요하다.페그마타이트는 석영과 [22]장석 모두를 위해 채굴되었다.석영 채굴에 있어서, 중심 석영 질량을 가진 페그마타이트가 특히 [22]관심을 끌었다.

페그마타이트는 스포두멘, 리소필라이트 또는 보통 레피돌라이트로부터 리튬의 [23]주요 공급원이다.세슘의 주요 공급원은 페그마타이트 [24]구역의 광물인 폴루사이트입니다.세계 베릴륨의 대부분은 페그마타이트 [25]내의 비젬 품질 베릴로부터 공급된다.탄탈룸, 니오브, 희토류 원소는 그린부시스 페그마타이트, 르완다와 콩고민주공화국, 에티오피아의 켄티차 광산, 모잠비크의 [27]알토 리곤하 주, 그리고 미브라(볼타스 광산)와 같은 전 세계의 몇몇 페그마타이트에서 나온다.

발생.

페그마타이트는 전 세계적으로 주요 크래톤 내 및 녹지시설 변성벨트 내에서 발견된다.그러나 페그마타이트 지역은 경제적 광물화가 [29]발견되었을 때만 잘 기록된다.

페그마타이트는 불규칙한 제방, 실 또는 정맥으로 발견되며, 바토리스([3]침입 화성암의 거대한 덩어리)의 가장자리에서 가장 흔하게 발견됩니다.대부분은 공간적으로나 유전적으로 큰 침입과 밀접한 관련이 있다.그것들은 침입 자체에서 정맥이나 둑의 형태를 취할 수 있지만, 더 일반적으로, 그들은 주변 컨트리 바위,[5] 특히 침입 [15]위까지 확장됩니다.

변성암으로 둘러싸인 페그마타이트는 더 큰 침입과 명확한 연관성이 없다.낮은 등급의 변성암에 있는 페그마타이트는 석영과 탄산염 광물에 의해 지배되는 경향이 있다.고급 변성암의 페그마타이트는 알칼리 [15]장석에 의해 돔화된다.

갑상선 페그마타이트는 일반적으로 갑상선이나 디아베이스 [4]체내에서 렌즈로 발생한다.알칼리 화성 [15]착화체에서는 네펠린계 페그마타이트가 흔하다.

레퍼런스

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추가 정보

외부 링크

  • Wikimedia Commons의 Pegmatite 관련 미디어