782

Д.А. Варламов ^*, А.А. Соболева ^**

 

В процессе изучения акцессорных минералов Ельминского габбро-гранитного массива в немагнитной и слабоэлектромагнитной фракциях искусственных шлихов, извлеченных из габброидов, нами были обнаружены совершенно нетипичные для основных пород минералы, свойственные обычно ультраагпаитовым массивам [1,5] — минералы группы лампрофиллита (лампрофиллит и баритолампрофиллит), астрофиллит, натролит, высокостронциевый апатит. Их присутствие в такой геологической обстановке весьма необычно, а находка минералов группы лампрофиллита (по доступным авторам данным) является первой для Уральского региона [4].

Минералы семейства лампрофиллита с обобщенной формулой (Sr,Ba)₂{Na₃Ti[Ti₂O₂(Si₂O₇)₂](OH,F)₂} — характерные акцессорные минералы ультраагпаитовых массивов [1, 3]. Собственно лампрофиллит отличается преобладанием стронция в составе и часто становится важнейшим его концентратором. Существенно реже встречается в природе его изоструктурный бариевый аналог баритолампрофиллит, образующий с лампрофиллитом непрерывный ряд при полном изоморфном замещении Sr↔Ba. Эти минералы характеризуются довольно изменчивым составом и могут содержать существенные примеси K, Fe, Mn, Nb, в меньших количествах в них отмечаются Ca, Mg, Al. В прочих геологических обстановках минералы этого семейства очень редки. Астрофиллит, как правило, также встречается только в высокощелочных породах агпаитовых комплексов [1].

Ельминский габбро-гранитный массив расположен на Северном Урале во фронтальной части Выдерьинско-Ниолсовского аллохтона — составной части Ляпинско-Кутимского мегантиклинория, входящего в состав Центрально-Уральского поднятия. Массив имеет сложное строение: наиболее ранней фазой являются мелко- и среднезернистые мезо- и меланократовые габбро, преимущественно амфиболовые, небольшим распространением пользуются порфировидные диориты, гранодиориты, а на заключительном этапе сформировались биотитовые граниты и лейкограниты, часто гранатсодержащие, которые прорывают, «пропитывают» и гранитизируют габброиды. Возраст габброидов на основании датирования цирконов локальным методом (SHRIMP) ранневендский [2], а гранитов предположительно раннекембрийский.

Изученные минералы были извлечены из мелко-среднезернистых мезо-меланократовых габбро, сложенных роговой обманкой (40—60 об. %), и интенсивно соссюритизированным плагиоклазом (60—40 об. %). Акцессорные минералы представлены апатитом, титанитом, цирконом и баритом; рудные — ильменитом, гематитом и сульфидами. Габбро, в которых были обнаружены лампрофиллиты, характеризуются повышенной щелочностью (K₂O+Na₂O — 5.19 мас. %, Na₂O/K₂O — 2.04), высоким содержанием титана и умеренной глиноземистостью. В породе отмечено высокое содержание бария (в 2 раза превышающее кларк для основных пород), что, по-видимому, и привело к образованию собственных минералов бария — баритолампрофиллита и барита. Нужно отметить, что повышенная щелочность типична для многих тел вендских габброидов севера Центрально-Уральского поднятия.

Как отдельные индивиды были обнаружены только минералы группы лампрофиллита, прочие же минералы были встречены либо в срастании с ними, либо в качестве включений. Bыделенные минеральные зерна лампрофиллитов (сконцентрированные в основном в неэлектромагнитной фракции совместно с титанитом) представлены красно-коричневыми (до светло-коричневых) просвечивающими или прозрачными кристаллами размером 100—200 мкм (редко до 400 мкм), отличающимися от титанита характерным тонкопластинчатым обликом (рис.1), весьма совершенной спайностью по (100), изломом от ступенчатого до листоватого, а также сильным стеклянным блеском. Пластинки лампрофиллита (до 30—40 мкм) иногда встречаются в виде включений в зернах титанита (рис. 2), который, возможно, и концентрирует их в породе (непосредственно в образцах или в шлифах обнаружить изучаемые минералы нам пока не удалось). При больших увеличениях хорошо видно характерное тонкослоистое строение индивидов. В некоторых случаях оно осложнено «канальным» строение отдельных пластин (рис. 3), по-видимому, связанному с высокой насыщенностью флюидами минералообразующей среды.

В кристаллах встречены включения (до 10—12 мкм) высокостронциевого фторапатита (содержащие до 8 мас. % SrO и до 2.5 мас. % F), обильного мелкого флюорита, натролита и астрофиллита, причем последние — иногда в виде сростков с лампрофиллитами или в форме слоев в зернах лампрофиллита. Натролит и астрофиллит диагностированы предположительно, только по данным микрозондового анализа, поскольку индивидуальных зерен нам выделить пока не удалось.

Диагностика минеральных видов была проделана по данным микрозондового анализа, проведенного в ИЭМ РАН, а лампрофиллитов — дополнительно по данным ИК-спектроскопии (проведена Н.В.Чукановым в ИПХФ РАН). Полученные ИК-спектрограммы полностью отвечают промежуточным членам ряда лампрофиллит—баритолампрофиллит [3]. Также диагностика была подтверждена по данным рентгенодифракционного анализа (сделан в Институте геологии Коми НЦ РАН). Последний показал высокую сходимость с данными ASTM и базами данных Ферсмановского музея и WWW-Mincryst (основные измеренные d [hkl] — 2.758 [221], 2.124 [131 и др.], 3.184 [600], 3.359 [311 и др.]).

По химизму лампрофиллиты представляют собой непрерывный изоморфный ряд (по Ba — Sr отношению) от собственно лампрофиллита (с содержаниями BaO не более 7 мас. %) до баритолампрофиллита (содержание BaO до 22 мас. %, а SrO — менее 3 мас. %). Корреляция между BaO и SrO практически линейна (R = –0.96, рис. 5, а), кроме того, наблюдаются достаточно устойчивая корреляция между K₂O и Na₂O (R = –0.70) и (FeO+MgO) — MnO (R = –0.79, см. рис. 5,б). Отметим, что составы лампрофиллитов сильно варьируют как между отдельными зернами, так и внутри минеральных индивидов (рис. 4), где нередко образуются зоны, локально сильно обогащенные барием (на фото — более светлые зоны), причем в разной степени даже внутри одного зерна. Наиболее информативные (в том числе крайние) составы лампрофиллитов приведены в таблице 1 вместе с составами астрофиллита и натролита. Включения (и срастания) последних с лампрофиллитом нечасты, размер их достигает 30—40 мкм, как правило, оба представлены округлыми выделениями (см. рис. 2). Их сонахождение с лампрофиллитами указывает на высокощелочные обстановки минералогенеза.

Отметим, что в районе Ельминского массива в алювиальных шлиховых пробах был также диагностирован лопарит, который тоже косвенно свидетельствует о наличии в районе зон с высокощелочными минеральными ассоциациями.

Обнаружение минералов ультраагпаитовых ассоциаций, свойственных обычно высокощелочным породам, в умеренно-щелочных габбро Ельминского массива, входящего в состав доуральских образований, может свидетельствовать о существовании на рубеже раннего—позднего венда в данном месте глубинной магматической активности в условиях мощной континентальной коры.

 

Литература

1. Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М.: Наука, 1990. 196 с.

2. Соболева А.А., Кузенков Н.А., Удоратина О.В., Ларионов А.Н. Возраст габбро Ельминского массива (Северный Урал): результаты U-Pb датирования цирконов локальным методом // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма: Материалы III Российской конференции по изотопной геохронологии. Т. II. М.: ГЕОС, 2006, с.291—295.

3. Чуканов Н.В., Моисеев М.М., Пеков И.В., Лазебник К.А., Расцветаева Р.К., Заякина Н.В., Феррарис Дж., Ивальди Г. Набалампрофиллит Ва(Na,Ba){Na₃Ti[Ti₂O₂Si₄O₁₄](OH,F)₂} — новый слоистый титаносиликат группы лампрофиллита из щелочно-ультраосновных массивов Инагли и Ковдор, Россия // ЗВМО, 2004, № 1. С.59—72.

4. Юшкин Н.П., Иванов О.К., Попов В.А. Введение в топоминералогию Урала. М.: Наука, 1986. 294 с.

5.  Яковенчук В.Н., Иванюк Г.Ю., Пахомовский Я.А., Меньшиков Ю.П. Минералы Хибинского массива. М: Земля., 1999. 320 с.

 

Таблица 1

 

Химический состав минералов

 

 Примечание. 1–6 – наиболее типичные составы лампрофиллитов, 7–8 – астрофиллиты, 9 – натролит. Анализы сделаны в ИЭМ РАН на электронном сканирующем микроскопе CamScan MV2300 с энергодисперсионным рентгеновским микроанализатором Link INCA-300 (железо рассчитано как суммарное FeO), химических измерений OH-групп или воды не проводилось ввиду очень малых количеств минералов.

 

Подписи к рисункам

 

Рис.1 Морфология индивидов лампрофиллита с характерным тонкослоистым строением. Изображение – во вторичных электронах.

 

Рис.2 Включения лампрофиллитов в титаните. Изображение выполнено в обратно-рассеяных электронах.

 

Рис.3 «Канальный» характер слоев некоторых индивидов лампрофиллита, темное включение – натролит. Изображение – во вторичных электронах.

 

Рис.4 Сложная внутренняя зональность лампрофиллитов по соотношению Sr-Ba, более светлые зоны обогащены барием. Изображение выполнено в обратно-рассеяных электронах.

 

Рис.5 Основные вариации составов лампрофиллитов: а) в координатах BaO-SrO, б) в координатах FeO+MgO – MnO