Блог

Попов В.А., Попова В.И., Котляров В.А.
Ишкулитовая жила в Ильменах – щелочно-ультрамафитовый пегматит

ИШКУЛИТОВАЯ ЖИЛА В ИЛЬМЕНАХ –

ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАМАФИТОВЫЙ ПЕГМАТИТ

В. А. Попов, В. И. Попова, В. А. Котляров

Институт минералогии УрО РАН, Миасс, Россия

 

Хромомагнетит Fe(Fe,Cr)2O4 (хроммагнетит, ишкулит) – разновидность магнетита с высоким содержанием Cr2O3 (до 24 мас. %) – на Урале почти одновременно установлен в месторождении хромита Сухого лога Нижнетагильского массива [3], в Верблюжегорском месторождении [4] и в Ильменских горах у оз. Ишкуль [1]. В. Г. Фоминых и П. Я. Ярош [6] привели обзор «Хром в магнетитах Урала», где сделали вывод, что беднохромистые магнетиты характерны для эндогенных месторождений различных генетических типов, не связанных с ультрамафитами, а высокохромистые магнетиты связаны с ультрамафитами или с продуктами их метаморфизма.

В 1935 году Г. П. Барсановым было осмотрено проявление черной магнитной руды на восточном берегу оз. Ишкуль. Им, с использованием материалов Н. И. Бородаевского, составлена геологическая карта района оз. Ишкуль [1], на которой среди гнейсо-амфиболитовой толщи выделена субмеридиональная полоса под названием «диопсидо-флогопитовая контактовая зона» мощностью 40–50 м и длиной 2.5 км. В этой зоне Г. П. Барсанов отметил амфиболо-пироксеновые породы, габбро-амфиболиты и серпентиниты. Информация об этой полосе не появилась на более поздних геологических картах этого района, поскольку съёмки в пониженных участках рельефа затруднены, а данные по копям не были использованы в полной мере. В 1949 году Г. П. Барсанов писал, что рудное тело ишкулита находится в плотных крупнозернистых породах, сложенных зеленоватыми шестами актинолита, зёрнами диопсида и белого кальцита. «В участках, непосредственно примыкающих к самому рудному телу, порода разрушена, лимонитизирована и образует рыхлые буро-красные скопления из отдельных агрегатов, составляющих породу; присутствует флогопит, образующий плотнолистоватые скопления или мелкую вкрапленность и красновато-бурый мелкий гранат-андрадит, а в бурых оторочках – бесцветный антофиллит, окрашенный плёнками лимонита» [2, с. 537]. Упомянутые приконтактовые участки по минеральным «сыпучкам» напоминают коры выветривания на карбонатитах в районах копей № 13 и 97 [5].

Ишкулитовое тело представляет собой субширотную линзообразную залежь с падением 190° на ЮЮЗ под углом 80°. По простиранию тело прослежено на 12 м при мощности около 2 м. В жиле абсолютно преобладает крупно-гигантозернистый ишкулит (до 5–20 см) с включениями флогопита, «актинолита», антофиллита, диопсида, хлорита, кальцита. Все перечисленные минералы имеют компромиссные поверхности одновременного роста с ишкулитом. Амфибол находится в ориентированном срастании с пироксеном, а хлорит – с флогопитом. Химические анализы ишкулита [1, 6] из разных проб дали несколько различные значения примесных компонентов, что отчасти говорит о неоднородности состава ишкулита в жиле; в частности, установлены вариации (мас. %): Сr2O3 9.6–12.4, TiO2 1.7–2.0, MgO 1.3–2.9, NiO 0.14–0.37, CoO 0.06–0.1, V2O5 0–0.32, MnO 1.0–1.54. Нами дополнительно изучены на микрозонде хромомагнетит, диопсид, амфибол и хлорит (аналитики Е. И. Чурин и В. А. Котляров).

Хромомагнетит (ишкулит) в агрегате образует кристаллы с участками граней октаэдра и имеет отдельность по {111}, связанную с распадом твёрдого раствора на пикроильменит и хромистый магнетит (см. рисунок). Составы фаз распада достаточно необычны: расчетная формула хромистого магнетита (Fe0.88Mg0.12)1(Fe1.44Cr0.39Al0.07Mn0.06Ti0.04)2O4 (см. таблицу, ан. 1), пикроильменита – (Fe0.52Mg0.41Mn0.07)TiO3 (см. таблицу, ан. 5). Пикроильменит не содержит хрома, но обогащён ниобием (0.61 мас. % Nb2O5). По-видимому, такие составы могут образоваться при высокотемпературном раннем распаде хромомагнетита.

Амфибол Na-F-содержащий, по составу промежуточный в ряду тремолит-фторорихтерит, расчетная формула (Na0.33K0.08)0.41(Ca1.71Na0.29)2(Mg4.77Fe0.23)5(Si7.77Al0.23)8(OH1.32F0.68)2. Он встречается в виде крупных вростков (до 2–4 см) в ишкулитовом агрегате, частью в ориентированных срастаниях с диопсидом. За пределами ишкулитовой жилы амфибол местами образует крупнозернистые агрегаты с величиной шестов до 30 см. Зелёный цвет амфибола обусловлен, очевидно, железом, хром анализом не обнаружен.

Диопсид (Mg0.97Ca0.96Fe0.06Mn0.01)2Si2O6 образует светло-зелёные индивиды в случайных срастаниях с ишкулитом и в ориентированных – с амфиболом. На выветрелых камнях диопсид сильно пористый, частично замещён лимонитом и глиной, в то время как амфибол выглядит неизмененным.

Клинохлор (Mg3.98Fe0.76Ni0.22Mn0.04)5(Fe0.67Al0.33)1(Si3.42Al0.58)4O10(OH)8 в известных нам работах предшественников не отмечался. Индивиды клинохлора величиной до 2 см имеют темно-зелёный цвет, таблитчатый облик, концентрируются в срастаниях с хромомагнетитом в его поздних зонах роста кристаллов. В некоторых местах образует случайные и синтаксические сростки с тёмно-коричневым флогопитом. Из минерального агрегата ишкулитовой жилы клинохлор оказался единственным силикатом, концентрирующим никель.

Для генетических построений важны следующие наблюдения: ишкулитовая жила является телом заполнения полости – в жиле геометрический отбор в крупно-гигантозернистом минеральном агрегате направлен от контактов к центру. В минеральном агрегате нет признаков перекристаллизации. В ишкулите есть продукты распада твёрдого раствора, второстепенные по количеству минералы синхронны с ишкулитом и друг с другом, синхронны и минералы ориентированных сростков – амфибола с пироксеном и хлорита с флогопитом (т. е. не замещение). Состав минералов и строение минерального агрегата позволяют интерпретировать рассматриваемую ишкулитовую жилу как крайне железистый ультрамафит-пегматит, относящийся к формации щелочных ультрамафитов. Щелочной характер ультрамафитов подчёркивается амфиболом, близким по составу к фторорихтериту. Другим критерием близости ишкулитовой жилы к щелочным ультрамафитам можно назвать её сонахождение с карбонатитами в единой геологической структуре.

Авторы благодарны Е. И. Чурину за помощь в аналитических исследованиях.

 

Литература

  1. Барсанов Г. П.К минералогии северной части Ильменского заповедника // Тр. Ильменского заповедника. Вып. 2. М.: Главн. Упр. по заповедникам, 1940. С. 93–120.
  2. Барсанов Г. П.Хроммагнетит // Минералы Ильменского заповедника. М.-Л.: АН СССР, 1949. С. 534–538.
  3. Бетехтин А. Г.Платина и другие минералы платиновой группы. М.-Л.: АН СССР, 1935. 148 с.
  4. Вахромеев С. А.Хромиты Урала и их классификация. Свердловск: Свердлгео, 1935. 62 с.
  5. Попов В. А.О происхождении флогопит-амфиболовых пегматитов копи № 13 Ильменских гор // Урал. геол. журнал, 2004. № 2. С. 79–92. 
  6. Фоминых В. Г., Ярош П. Я. Хром в магнетитах Урала // Геохимия, 1977. № 9. С. 1360–1367.

 

 

Таблица

Состав продуктов распада ишкулита копи № 360 Ильменских гор, мас. %

 

Компоненты

1

2

3

4

5

SiO2

0.96

0.84

0.40

0.76

0.54

TiO2

1.47

54.95

55.72

56.95

56.53

MgO

2.31

9.19

10.60

11.66

12.69

FeO

77.84

30.67

29.09

26.62

25.94

MnO

2.04

3.65

3.93

3.78

3.67

Al2O3

1.60

–

–

–

–

Cr2O3

13.69

–

–

–

–

Nb2O5

–

0.61

0.21

0.54

0.71

Сумма

99.91

99.91

99.95

100.31

100.08

 

Примечание. 1 – хромистый магнетит; 2–5 – пикроильменит: 2 – в поперечном сечении пластинки (см. рис., а), 3–5 – разные точки в плоскости пластинок (см. рис., б). РЭММА-202М с приставкой EDAX, аналитик В. А. Котляров. Прочерк – не обнаружено.

 

Подпись к рис. ст. Попов-6

 

Пластинки пикроильменита (1) в хромомагнетите (2) как результат распада твёрдого раствора.

а – в поперечном сечении пластинок пикроильменита, б – в плоскости пластинок (копь 360, Ильменские горы). Изображение во вторичных электронах. РЭММА-202М, фото В. А. Котлярова.