А. А. Баталина¹, С. Н. Шанина², В. В. Мурзин¹

1 – Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург

² – Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, г. Сыктывкар

 

 

Алабашское проявление располагается в северо-западной, внутренней части Мурзинского массива. Площадь участка сложена метаморфическими породами: кварц-биотитовыми сланцами, амфиболитами и гнейсами, прорванными многочисленными дайками гранитов и пегматитов. Широко распространены графитизированные перекристаллизованные и рекристаллизованные кальцитовые и, реже – доломит-кальцитовые, мраморы. Кливажированные мраморы рассекаются дайками гранитоидов и пегматитов, а сами гранитоиды местами катаклазированы. В мраморах развиты два типа минерализации: 1) рассеянная, представленная мусковитом, паргаситом, хромпаргаситом и пиритом; 2) локализованная в трещинах кливажа, представленная флогопитом, фукситом, рубином, гранатом, сфеном, адуляром, апатитом, пиритом, пирротином и другими минералами, неравномерно распределенными в плоскости трещин [1].

Липовское проявление расположено в зоне сочленения Мурзинского и Адуйского гранито-гнейсовых массивов. Метаморфическое обрамление массивов представлено мощной (более 1 км) зоной мегабрекчий, сложенных серпентинитами, мраморами, амфиболовыми гнейсами, амфиболитами, гранитоидами. Широко развиты дайки гранитов и пегматитов. Имеющиеся в настоящее время данные свидетельствуют о том, что описываемая минерализация образовалась на регрессивном этапе метаморфизма, после снятия стрессового давления при участии флюидов.

Для сравнения исследован синий и розовый корунд из гнейсов Мурзинского проявления.

Методами газовой хроматографии были исследованы газово-жидкие включения из рассеянной (хромпаргасит) и вкрапленной (рубин, гранат) минерализации в мраморах, а также кварца из катаклазированных гранитов, будинированной дайки и золотоносной жилы в мраморе.

Исследования состава газов выполнялись на газовом хроматографе “Цвет-800”, соединенном с пиролитической приставкой. Пиролиз образцов проводили в кварцевом реакторе при ступенчатом нагреве. Изучение газового состава газово-жидких включений в минералах проводилось в двух температурных интервалах – до 500 ^оС и 500–800 ^оС. Несмотря на достаточную условность выбора этих диапазонов, мы полагаем, что для корундов и других высокотемпературных минералов (гранат, паргасит) в первом температурном интервале вскрываются (декрепитируют) преимущественно вторичные, а во втором – первичные газово-жидкие включения. В этом убеждает большая интенсивность газовыделения при высоких температурах, наблюдающаяся во всех пробах этих минералов.

Корунд. Общий объем газовыделения составил 453.6–3043.6 мкг/г. Наиболее флюидонасыщенным является корунд из гнейсов, а наименее – розовый непрозрачный рубин из Алабашского проявления, а также рубин из амфиболитов. Остальные рубины Липовского и Алабашского проявлений занимают по этому показателю промежуточное положение. В образцах с прозрачным рубином (А-11 и Л-9) отмечено максимальное содержание СО₂ и других второстепенных газов. Это можно объяснить тем, что в остальных рубинах наблюдается большое количество открытых трещин и трещин отдельности, по которым при деформации часть газовой составляющей улетучилась.

Состав флюида при формировании корундовой минерализации был углекислотно-водным с содержанием второстепенных газов (СО, Н₂, N₂, CH₄ и др.) не более 15 % от общего объема выделившихся газов.

По относительному содержанию H₂O, CO₂ и второстепенных газов выделены три группы корундов: 1) рубин из амфиболитов и прозрачный розовый рубин из Липовки, 2) остальные рубины из мраморов, 3) корунды из гнейсов (таблица 1).

Таблица 1

Состав газов во включениях из корундов разных типов

Примечание: образцы А-8, А-10, А-11 – из Алабашского, Л-8, Л-9 – из Липовского, РГ-1, РГ-2 – Мурзинского проявлений.

 

 

Основным признаком для выделения трех групп было соотношение Н₂О и СО₂. Корунды 1 группы характеризуются самым высоким содержанием CO₂ и всех второстепенных газов, в том числе углеводородов и, соответственно, наиболее низким содержанием воды. При этом рубин из мраморов Липовского проявления характеризуется большими содержаниями углеводородов и меньшими Н₂ и СО по сравнению с рубином из амфиболитов Алабашского проявления. Корунды 2 группы характеризуются значительно более высоким содержанием воды, чем таковые из 1 группы. Отметим, что содержание азота в бордовом рубине значительно ниже, чем во всех остальных. Корунд 3 группы является самым водонасыщенным и характеризуется минимальным содержанием СО₂ и второстепенных газов.

Основные особенности содержания газовых компонентов ГЖВ в изученных пробах корундов заключаются в следующем.

Н₂О. Самыми водонасыщенными являются корунды из гнейсов (2957.8 и 2128.2 мкг/г) и розовый прозрачный рубин из Липовского проявления (2195 мкг/г), наименее водонасыщенные – рубин из амфиболитов (385.7 мкг/г) и розовый рубин (559.2 мкг/г) из Алабашского проявления. Для прозрачного рубина с Липовского проявления и рубина из амфиболитов, основное выделение фазы происходило при температуре до 500º, для остальных – от 500 до 800º.

СО₂. Максимальное содержание СО₂ наблюдается в прозрачном рубине из Липовского проявления (259.3 мкг/г), в остальных рубинах – 19–77 мкг/г. Выделение СО₂ в розовом корунде из гнейсов при температуре до 500º было выше, чем от 500 до 800º.

СО. Основной объем СО выделился при температуре от 500 до 800º. Причем, максимальные содержания наблюдаются в прозрачном рубине (46 мкг/г) из Липовского проявления, затем – в рубине из амфиболитов (13 мкг/г), минимальные – в розовом рубине из Алабашского проявления (3.91 мкг/г). Чем выше содержание СО₂, тем выше содержание N₂, Н₂, СО и всех углеводородов.

Соотношения окисленных и восстановленных форм углерода и водорода могут служить показателем окисленности-восстановленности минералообразующей среды. Наиболее информативным для исследованных проб оказалось отношение СО₂/СО (табл. 2). Анализ этого отношения для корундов из различных вмещающих пород показал, что для всех корундов включения, вскрывающиеся при температурах выше 500 ^оС (предположительно первичные), образовывались в более восстановительных условиях, чем включения, вскрывшие ниже 500 ^оС (предположительно, вторичные). Отношения CO₂/CO в первичных включениях более стабильны (2.85–6.54), однако они в то же время показывают, что отложение корунда в мраморах происходило в более восстановительных условиях, нежели в гнейсах и более окислительных, чем в амфиболитах. Аналогичные соотношения окислительно-восстановительных свойств при отложении корундов из различных пород фиксируются также по отношениям CO₂/CO и CO₂+H₂O/CO+H₂ во всех включениях. Образование корундов в гнейсах происходило в более окислительных условиях, в них отмечены более низкие содержания Н₂, СО, СО₂. Влияние окислительно-восстановительных условий на цвет рубина из мраморов не выявлено.

Таблица 2

Отношение CO₂/CO в корундах (мкг/г образца)

 

Н₂. В корундах из гнейсов водород при температуре до 500º не обнаружен. Максимальное содержание водорода отмечено в прозрачном рубине из Липовского проявления (9.3 мкг/г), минимальное – в розовом рубине из Алабашского проявления (0.58 мкг/г), во всех остальных пробах значения примерно равны и занимают промежуточные положения. Выделение газовой составляющей при температуре от 500 до 800 ºС значительно больше, чем в первом интервале.

N₂. Максимальным содержанием азота характеризуется прозрачный рубин из Липовского проявления (11.69 мкг/г), минимальным – бордовый рубин (0.76 мкг/г) из Алабашского проявления, во всех остальных рубинах значения примерно равны. Азот выделялся, преимущественно, при температуре до 500 ºС.

СН₄. Содержание СН₄ варьирует от 0.44 до 3.84 мкг/г, причем минимальные значения отмечены для рубина из Алабашского проявления (0.44–1.4 мкг/г), а максимальные – для прозрачного рубина из Липовского проявления (3.83 мкг/г) и корунда из гнейсов (1.77–1.96 мкг/г). Причем для рубинов из мраморов в интервале температур до 500 ºС объем газовыделения был выше, чем из амфиболитов и гнейсов.

Углеводороды. Среди углеводородов отмечены С₂Н₄, С₂Н₆, С₃Н₆+С₃Н₈, i-С₄Н₁₀, С₄Н₈, n-С₄Н₁₀. В рубинах из мраморов Алабашского проявления при температуре выше 500 ºС выделения второстепенных углеводородов не происходило. В остальных корундах при температуре выше 500 ºС не выделялись i-С₄Н₁₀, С₄Н₈, n-С₄Н₁₀. Минимальные содержания углеводородов отмечены в рубине из мрамора Алабашского проявления (0.32–0.46 мкг/г) и непрозрачном рубине из Липовского проявления (0.79 мкг/г), а максимальные – в прозрачном рубине Липовского проявления (3.16 мкг/г), в остальных случаях значения занимают промежуточное положение.

Cr-Паргасит. Паргасит является самым флюидонасыщенным (8737.7 мкг/г) по отношению к остальным исследуемым минералам. Состав флюида при формировании паргасита был водным – 96.78 % с содержанием углекислоты – 1.78 % и второстепенных газов (СО, Н₂, N₂, CH₄ и других углеводородов) – 1.44 % от общего объема выделившихся газов. Все газовые включения являются, преимущественно, первичными с меньшим содержанием углекислоты и более высокими содержаниями остальных газовых составляющих. Судя по составу газовой фазы, паргасит образовался в другом флюидном режиме, чем рубиновая, гранатовая и кварцевая минерализация.

Гранат. Состав флюида при образовании граната был также углекислотно-водным. В процентном соотношении гранат, в отличие от остальных исследуемых минералов, характеризует более высокое содержание углеводородов.

Таблица 3

 

 

Кварц. Наименее флюидо-насыщенными (385.2–634.2 мкг/г) и водонасыщенными, по отношению к корундам, паргаситу и гранату, являются кварцы (252.5–505.7 мкг/г). Состав флюида углекислотно-водный. В кварце из брекчии Алабашского проявления соотношение СО₂/Н₂О=1/5, в кварце из пегматита – 1/4, в остальных кварцах – 1/2, в то время как для корундов оно варьирует от 1/9 (в амфиболитах) до 1/48 (в гнейсах). По соотношению СО₂/СО был определен окислительный потенциал. Для кварцев он составил от 9.49 до 11.23 с максимумом для кварцита (23.49). Во всех образцах, за исключением кварца из будины, водород при температуре до 500º не обнаружен.

Исходя из полученных данных, для кварца из пегматитов Алабашского и Липовского проявлений, а также из золотоносной жилы в мраморе Липовского проявления (табл. 3), условия формирования были более восстановительными, нежели для корунда.

Таким образом, полученные данные свидетельствуют о том, что флюидный режим формирования всех типов кварцевой минерализации, распространенных в мраморах изученных проявлений, был существенно более углекислотным и более окислительным, нежели при становлении минерализации с корундом. Данный вывод соответствует предположениям о метаморфогенно-гидротермальном происхождении рубиноносной минерализации.

 

Литература

1. Кисин А. Ю., Баталина А. А., Мурзин В. В. Деформации мраморов и время образования рубиновой минерализации в Мурзинско-Адуйском метаморфическом комплексе (Средний Урал) // Ежегодник – 2002. Сб. науч. Трудов. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2003. С. 186–191.