790

Е. В. Дубинина, П. М. Вализер

 

Скаполитсодержащие породы в ильменогорском комплексе приурочены к зонам тектонических контактов метаморфических образований и массивов гранитогнейсовых-гранитных, миаскитовых, ультраосновных и основных пород. Они представлены отдельными прослойками, прожилками, линзами или зонами протяженностью до нескольких сотен метров и мощностью от десятков сантиметров до первых метров.

Скаполитсодержащие породы в Ильменогорском комплексе являются среднетемпературными метасоматит-бластомилонитами, о чем свидетельствует их текстурно-структурные особенности в комплексе, термодинамические (650–336°С и 1–5 кбар) параметры и флюидный режим процесса скаполитизации. По времени проявления процесс скаполитизации может быть соотнесен с образованием корундовых пегматитов (180–220 млн. лет), то есть скаполитовые породы образованы в результате поздних метасоматических процессов формирования ильменогорского комплекса [3].

Аналогичный процесс скаполитизации (с мейонитовой составляющей 78–86 %) широко проявлен в пределах Чернорудской зоны Приольхонья, Зап. Прибайкалье. Зона сложена основными кристаллосланцами, кварцитами, мраморами, метаультрабазитами и незначительно развитыми мигматитами и гранитоидами. Миццонит-мейониты развиты на контакте алюмосиликатных пород основного состава и кальцитовых мраморов на о-вах Баракчан и Земогай в Малом море. Породы данной зоны метаморфизованы в условиях гранулитовой и верхов амфиболитовой фации метаморфизма [5].

При изучении процесса скаполитизации основных пород в ильменогорском комплексе: амфиболиты – амфибол-плагиоклаз-пироксеновые – амфибол-пироксен-плагиоклаз-скаполит-эпидотовые и пироксен-гранат-скаполит-плагиоклазовые породы – пироксен-скаполитовые породы, а именно их структурного положения, петрографического и минералогического состава пород, особенностей состава, зональности и структуры минералов выявлено, что происходит изменение химического и минерального состава пород и изменение состава «сквозных» минералов – плагиоклаза и амфибола. Новообразованные минералы представлены: диопсидом, гранатом и скаполитом. Второстепенные и редкие – эпидотом, гиалофаном и другими минералами.

Скаполит является главным минералом скаполитсодержащих пород. В амфиболитах скаполит представлен миццонитом (Ме_63-65), он замещает плагиоклаз № 35–40 и находится в парагенезисе с пироксеном (салитом и диопсидом) [4]. В переходных разностях скаполит по мейонитовой компоненте (78–86 %) соответствует ряду миццонит-мейонит, находится в минеральной ассоциации с пироксеном, плагиоклазом, гранатом, эпидотом и гиалофаном. Отмечается скаполит с высоким (0.35–0.44 форм. ед.) содержанием натрия и колебаниями содержаний хлора (0.43–0.64 мас. %) и серы (1.47–1.64 мас. %); в пироксен-скаполитовых породах содержание хлора 0.61 мас. % и серы 0.58 мас. %. Для скаполитов такое количество хлора является повышенным, а серы – пониженным. ИК-спектры скаполитов характеризуются полосами поглащения 1200, 1020 см^-1. Рентгеноструктурный анализ показал характерные для мейонита межплоскостные расстояния 3.030–3.457 Å.

Обычно высокосернистые природные скаполиты – малохлористые, то есть сера (SO₄) занимает в структуре скаполита место хлора. Такие мейониты, наряду с миццонитами, отмечены в ксенолитах гранатовых гранулитов из оливиновых нефелинитов Мак-Брайда (пров. Квисленд, Австралия) в ассоциации с пироксеном, гранатом и плагиоклазом; в двупироксеновых гранулитах (трубки Делегат и Бингара, Вост. Австралия) в равновесии с плагиоклазом. Богатые сульфатной составляющей миццонит-мейониты являются стабильными первичными минералами гранат-пироксен-роговообманково-скаполитовых гнейсов района Мампонг и Шай-Хилл (Гана). Минералы этой ассоциации (кальцийсодержащий пироп-альмандин, омфацит, рутил) характерны для гранулитовой и эклогитовой фаций регионального метаморфизма. Скаполит гранат-пироксен-роговообманково-скаполитовых гнейсов образовался в условиях, переходных от амфиболитовой к эклогитовой фации метаморфизма, за счет реакций с ранее существовавшими минералами, содержащими сульфидную серу и углекислоту, при высокой температуре и интенсивном ориентированном давлении [3].

Пироксен по химическому составу изамфиболитов амфибол-плагиоклаз-пироксеновых – амфибол-пироксен-плагиоклаз-скаполит-эпидотовых и пироксен-гранат-скаполит-плагиоклазовых – пироксен-скаполитовых пород отвечает диопсиду, различается по форме кристаллов. В амфибол-плагиоклаз-пироксеновых породах пироксен представлен короткопризматическими кристаллами и в срастании с амфиболом, характеризуется колебаниями содержаний: кремния (1.88–1.96 форм. ед.), кальция (0.84–0.92 форм. ед.), алюминия (0.08–0.16 форм. ед.), натрия (0.07–0.16 форм. ед.) и железистости (28–36 %). В кристаллах диопсида регистрируется увеличение содержания алюминия и натрия при уменьшении содержания кальция от центра к периферии. В плагиоклаз-пироксен-амфибол-эпидот-скаполитовых разностях отмечены крупные зерна, размером 0.6-0.8 см в лейкократовых и более мелкие (до 0.1 мм) в меланократовых полосах. На границе с кристаллами амфибола кристаллы пироксена имеют неровные, «рваные» очертания зерен. Для его состава характерно невысокое содержание натрия (< 0.05 форм. ед.), колебание содержания кремнезема (1.92–2.00 форм. ед.), алюминия (0.07–0.17 форм. ед.) и железистости (F = 38 %). Пироксен в пироксен-гранат-скаполит-плагиоклазовых породах имеет короткостолбчатые призматические кристаллы, граничит с округлыми зернами плагиоклаза и скаполита, имеет высокую железистость (F = 44–60 %) и повышенное (3.1 мас. %) содержание марганца. В кристаллах пироксена наблюдаются включения мелких зерен граната. Для пироксен-скаполитовых пород характерен низкожелезистый (F = 38 %) диопсид с содержанием кальция около 1 форм. ед. и отсутствием натрия.

Диопсид из пород (амфиболитов, амфибол-плагиоклазовых, пироксен-скаполитовых и других пироксенсодержащих пород) ильменогорского комплекса аналогичен по составу метасоматическому клинопироксену, встреченному в двупироксеновых кристаллосланцах с биотитом, эндербитах с амфиболом и гранатовых и плагиоклазовых амфиболитах тараташского комплекса.

Гранат в скаполитсодержащих породах представлен четырьмя минеральными видами «Mn»-Са-альмандином, альмандин-гроссуляром, «Mn»-альмандин-гроссуляром и Mn-альмандин-гроссуляром, с  вариацией компонентного состава (мол. %): пиропового до 5, альмандинового – от 22 до 35, спессартинового до 19, кальциевого – от 54 до 75. Гранаты в амфибол-гранат-плагиоклазовых породах отвечают «Mn»-Са-альмандину (Py_17.8Alm_46.3Sp_9.3Ca-comp_21.1), неоднородны, по содержанию пиропового, альмандинового и кальциевого компонентов являются реликтовыми. Гранаты в амфибол-гранат-пироксен-плагиоклазовой породе представлены минеральными видами: «Mn»-альмандин-гроссулярами (Py_1.2Alm_30.1Sp_5.6Ca-comp_63.2) и Mn-альмандин-гроссулярами (Py_0.9Alm_25.4Sp_11.7Ca-comp_61.4). В кристаллах «Mn»-альмандин-гроссуляра регистрируется регрессивная зональность, выраженная в увеличении количества марганца от центра (3.1 мол. %) к краю (5.8 мол. %) зерна, при уменьшении железа. Mn-альмандин-гроссуляр характеризуется прогрессивной зональностью, выраженной в убывании содержания марганца от центра (11.2 мол. %) к краю (9.6 мол. %) зерна. Более высоким содержанием (2.6 мол. %) магния. Гранаты в гранат-пироксеновой породе представлены двумя разновидностями: Mn-альмандин-гроссулярами (Py_0.6Alm_21.9Sp_13.6Ca-comp_63.9) и альмандин-гроссулярами (Py_2.4Alm_27.1Sp_0.8Ca-comp_69.8). Mn-альмандин-гроссуляр имеет прогрессивную зональность по марганцу, при незначительной вариации остальных компонентов. Альмандин-гроссуляр характеризуется регрессивной зональностью по магнию, при увеличении содержания кальциевой компоненты от центра (60.6 мол. %) зерна к краю (65.3 мол. %).

Железо-кальциевые гранаты необычны по химическому составу и редко встречаемы. Гранаты спессартин-альмандин-гроссулярового состава и прогрессивной зональностью (с – Alm_32.0Sp_22.0Ca-comp_43.0, i – Alm_46.0-51.0Sp_7.0-10.0Ca-comp_40.0, r – Alm_42.0Ca-comp_53.0) определены в гранитоидах, инъекционных мигматитах и двуслюдяных плагиогранито-гнейсах Свободненского массива на Приполярном Урале [2]. Близкого состава марганецсодержащие альмандин-гроссуляры и гроссуляр-альмандины характерны для пород меланжа верхней серии максютовского комплекса на Южном Урале: марганецсодержащие альмандин-гроссуляры (с – Py_3.4Alm_44.8Sp_6.8Ca-comp_46.4, r – Py_4.4Alm_42.1Sp_7.3Ca-comp_46.1) из гранат-клиноцоизит-фенгит-хлоритовых пород, марганецсодержащие гроссуляр-альмандины – альмандин-гроссуляры (с – Py_3.4Alm_58.5Sp_4.0Ca-comp_34.1, r – Py_3.1Alm_40.9Sp_7.5Ca-comp_48.5) из гранат-хлоритовых пород и альмандин-гроссуляры (Alm_35.1Sp_1.8Ca-comp_63.1) из гранат-пумпеллитовых пород [1].

Плагиоклаз присутствует во всех типах пород от амфиболитов до пироксен-скаполитовых. Для его состава характерно увеличение основности от олигоклаза до лабрадора. В амфиболитах плагиоклаз соответствует олигоклазу № 19; в амфибол-плагиоклаз-пироксеновых породах характеризуется колебаниями анортитовой составляющей от 20 до 30 %, содержит включения магнетита; в плагиоклаз-пироксен-амфибол-эпидот-скаполитовых разностях отвечает андезину (№ 30–37) с включениями кристаллов апатита, сфена и магнетита; в пироксен-гранат-скаполит-плагиоклазовых породах зерна плагиоклаза по составу представлены несколькими разностями: олигоклазом (№ 22–25), андезином (№ 42–44), лабрадором (№ 58–67); в пироксен-скаполитовых породах он отвечает олигоклазу (№ 20) с небольшим количеством включений зерен кальцита, развивается совместно с пироксеном.

В амфиболитах «первичный» амфибол по составу отвечает калиевому гастингситу: Si⁴⁺ = 5.80–6.03 форм. ед., (Na+K)_A = 0.63–1.00 форм. ед., K = 0.45–0.49 форм. ед., F (железистость)[1] = 62–65 %. Кристаллы гастингсита неоднородны по составу, регистрируется уменьшение содержания натрия и кальция и увеличение кремнезема от центра к периферии зерна. В амфибол-плагиоклаз-пироксеновых породах амфибол соответствует минеральным видам серий гастингсит–паргасита и горнблендита: магнезиогастингсит–гастингситу: Si⁴⁺ = 5.99–6.05 форм. ед., Ca = 1.82–1.94 форм. ед., (Na+К)_А = 0.54–0.67 форм. ед., К= 0.36–0.41 форм. ед., F = 53–68%; горнблендит-гастингситу (здесь и далее по тексту: с – центр зерна, r – край зерна): с – Si⁴⁺ = 6.92 форм. ед., Ca = 1.82 форм. ед., (Na+К)_А = 0.19 форм. ед., К = 0.18 форм. ед., F = 55 %; r – Si⁴⁺ = 5.88 форм. ед., Ca = 1.86 форм. ед., (Na+К)_А = 0.64 форм. ед., К = 0.37 форм. ед., F = 80 % и горнблендиту: Si⁴⁺ = 6.38–6.87 форм. ед., Ca = 1.67–1.76 форм. ед., К = 0.08 форм. ед., F = 45 %. В интенсивно скаполитизированных породах (плагиоклаз-пироксен-амфибол-эпидот-скаполитовых разностях) амфибол по составу отвечает магнезиогастингситу: Si⁴⁺ = 5.80–5.90 форм. ед., Ca = 1.81–1.86 форм. ед., (Na+К)_А = 0.60–0.85 форм. ед., К = 0.22–0.24 форм. ед., F = 47 % и гастингситу (Si⁴⁺ = 6.00–6.27 форм. ед., Ca = 1.76–1.87 форм. ед., (Na+К)_А = 0.42–0.82 форм. ед., К = 0.29–0.33 форм. ед., F = 62–64 %; с высоким (0.53–0.77 форм. ед.) содержанием натрия.

 Эпидот (F = 35–36 %) является вторичным минералом, продуктом замещения полевых шпатов (олигоклаза, лабрадора).

Гиалофан определен в амфибол-плагиоклаз-пироксен-гранат-скаполитовой породе и представлен очень мелкими округлыми или удлиненными в виде вростков в скаполите зернами. Химический состав гиалофана характеризуется вариацией содержания алюминия (18.16–21.31 %), кальция (1.24–2.24 %), калия (1.79–2.80 %) и бария (16.62–20.14 %).

Гиалофаны встречаются в ассоциации с марганцевыми или железо-марганцевыми породами. Классическим месторождением ги­алофана с содержанием ВаО 7-12 % в ассоциации с цельзианом является марганцевая шахта Якобсберг, Вермланд, Швеция. Гиало­фан с 10-12 % ВаО описан из шахты Сьёгруван, Вестманланд, Шве­ция и с 5.6-12.0 % ВаО – в Лонгбан, Шве­ция В Слюдянском районе, Южн. Прибайкалье, гиалофаны характерны для одного из типов магнезиальных скарнов – «флогопитоносных лестничных жил», секущих кристаллические сланцы и залега­ющие в них гранит-пегматиты, контактовые метасоматиты и эндоскарны, в ассоциации с апатитом, скаполитом и паргаситом. В метаморфогенных образованиях и пегматитах Украинского щита гиалофаны с 5.49 и 18.27 % ВаОнайдены в ассоциации с цельзианом. Установлен гиалофан и в кварцевых жилах, секущих палеозойские серицитовые, хлоритовые и амфиболитовые сланцы Заградского потока в Бусовиче, Босния, его состав здесь не сильно варьирует: 17.02 и 18.31 % ВаО и 19.01 % ВаО.

 

 

Литературы

1. Вализер П. М. Верхняя серия максютовского комплекса: метаморфизм // Уральский минералогический сборник № 12. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 191–204.

2 .Варламов Д. А., Соболева А. А. Необычные гранаты из гранито-гнейсов ядра Хобеизской антиклинали (Приполярный Урал) // Теория, история, философия и практика минералогии: Мат-лы IV Международного минералогического семинара – Сыктывкар: Геопринт, 2006. С. 102-103.

3 .Дубинина Е.  В., Вализер П. М. Гранат из скаполитсодержащих пород Ильменогорского комплекса (Ю. Урал) // Минералогические музеи: Мат-лы V Международного симпозиума – Спб: 2005. С. 110-111.

4. Левин В. Я. Щелочная провинция Ильменских-Вишневых гор (формация нефелиновых сиенитов Урала). М.: Наука, 1974. 222 с.

5. Минералы: Справ. – М.: Наука, Т. 5: Каркасные силикаты. Вып. 2: Фельдшпатоиды // Гл. ред. Г. Б. Бокий, Б. Е. Боруцкий; Отв. ред. Н. Н. Мозгова, М. Н. Соколова. – 2003. С. 283–374.