Блог

Медведева Е.В.
Кианит, андалузит, силлиманит из кварцито-гнейсов Ильменских гор

КИАНИТ, АНДАЛУЗИТ И СИЛЛИМАНИТ ИЗ КВАРЦИТО-ГНЕЙСОВ ИЛЬМЕНСКИХ ГОР
 
Е. В. Медведева
Ильменский государственный заповедник УрО РАН, Миасс
 
Среди пород саитовской серии, в межозерье Таткуль–Миассово, локальное распространение имеют кварцито-гнейсы, содержащие кианит, андалузит и силлиманит. В виде изометричного тела (≈10 × 15 м) они расположены среди лейкократовых слюдистых кварцитов. Кварцито-гнейсы имеют светло-серый цвет, полосчатую текстуру. Микроструктура лепидогетерогранобластовая, порфиробластовая. Порфиробласты представлены кианитом, андалузитом, реже гранатом.
Гранобласты (0.2–1 мм) кварца, альбита и чешуйки слюды слагают основную ткань породы. Слюда представлена флогопитом и мусковитом (в соотношении 2 : 1). Флогопит образует чешуйки прямоугольной (0.04 × 0.2 мм) и изометричной формы (1.6 мм), плеохроирует от зеленовато-коричневого до бледно-желтого. В чешуйках флогопита присутствуют включения циркона (0.02 мм) и титанита (до 0.04 мм), вокруг которых развиваются плеохроичные дворики. Мусковит характеризуется правильной формы чешуйками размером (0.02 × 0.2 мм). Иногда заметно обрастание флогопита мусковитом.
Кианит и андалузит образуют идиобласты (0.2 мм) и порфиробласты (до 2 × 4 мм) среди лепидогетерогранобластового агрегата (рис. 1). Кианит диагностируется по характерной спайности, отдельным двойникам и положительному удлинению, коричневато-желтоватым цветам интерференции. Андалузит характеризуется своеобразной дырчатой структурой, отрицательным удлинением, серыми цветами интерференции. Порфиробласты этих минералов имеют в сечениях удлиненно-таблитчатую форму, близкую к прямоугольной, длинная сторона ориентирована вдоль плоскости сланцеватости. Силлиманит образует редкие удлиненные индивиды, расположенные среди гранобластов кварца и альбита, но чаще встречается в виде тонких волокон фибролита (рис. 2), который обычно располагается на границе флогопита и полевого шпата.
Наличие в породе трех полиморфных модификаций Al2SiO5 позволяет предположить, что условия образования породы близки по своим PT-параметрам к нонвариантной точке [1, 4]. Разные исследователи оценивали их следующими данными: T = 570 – 595±10 °C, P = 7.5 – 6.5±0.5 кбар. Наличие в исследуемой породе порфиробластов андалузита и кианита позволяет предположить условия образования, близкие к моновариантной линии андалузит–кианит. Теоретические параметры границы фаз андалузит–кианит соответствуют: T = 400±40 °C, P = 1 кбар; T = 470±40 °C, P = 2 кбар и T = 535±40 °C P = 3 кбар [1, 3]. Эти параметры не согласуются с геологическими и петрогенетическими данными. В. Н. Лодочников [2] и другие авторы описывают случаи, когда андалузит и кианит или оба вместе обнаружены совместно с силлиманитом- фибролитом. Г. Винклер считает, что ранее образовавшиеся минералы состава Al2SiO5 при изменении PT-условий могут стать метастабильными без каких-либо особых признаков изменения и сосуществавать с новыми стабильными минералами Al2SiO5. Для независимой оценки условий образования были использованы гранат-биотитовый термометр и программа Geopatch. Состав трех зон порфиробласта спессартин-альмандина (табл. 1) сопоставлен с составом включений в нем флогопита (табл. 2), а мелкие идиобласты граната – с индивидами слюды основной массы. По данным гранат-биотитового геотермометра [5], образование порфиробласта граната происходило в ядре – при T = 577±10 °C, P = 6.5 кбар; в краевой части – при T = 533±20 °C, P = 6.5 кбар; в кайме – при T = 616±10 °C, P = 6.5 кбар. Идиобласты граната сформировались при T = 590±20 °C, P = 6.5 кбар. При использовании совмещенных геобарометров (Gepatсh) с привлечением минералов Аl2SiO5 получена последовательность изменения РT-условий: Т = 610–580 °C, Р = 3.5 кбар → Т = 650 °C, Р = 5.5 кбар → Т = 600 °C, Р = 3.5 кбар. Такое расхождение в данных по PT-условиям направленности процессов можно объяснить: а) разной скоростью кристаллизации порфиробластов граната и андалузита–кианита, б) метастабильностью андалузита–кианита [1], в) неравновесностью рассматриваемой породы.
 
Литература
1. Винклер Г. Генезис метаморфических горных пород М.: Недра, 1979. 327 с.
2. Лодочников В. Н. Главнейшие породообразующие минералы // М.: Недра, 1974. 243 c.
3. Маракушев A. A. Петрология метаморфических горных пород. Изд-во Москов. ун-та, 1973. 319 с.
4. Мейсон Р. Петрология метаморфических горных пород М.: Мир, 1981. 262 с
5. Perchuk L. L. Derivation of thermodynamically consistent system of geothermometers and geobarometers for metamorphic and magmatic rocks // Progress in metamorphic and magmatic petrology / L. L. Perchuk (Ed.). CambridgeUniversityPress., 1990. P. 93–112.
 
Подписи к рисункам
 
Рис. 1. Порфиробласты андалузита (And) и кианита (Ky) в кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсах. а – с анализатором, б – без анализатора.
Рис. 2. Андалузит (And) и силлиманит (Sil) из кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсов. а – с анализатором, б – без анализатора.
 
Таблица 1
Состав спессартин-альмандина из кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсов, мас. %
 
 
Порфиробласт (10 мм)
Идиобласт (0.12 мм)
Зона
Кайма
Край
Ядро
Край
Кайма
Край
Центр
Край
№
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
1
2
3
SiO2
37.31
37.69
37.28
37.51
37.36
36.90
37.10
37.23
37.35
37.02
37.83
37.50
36.91
37.85
Al2O3
21.41
21.11
21.21
21.91
21.22
21.68
21.18
21.40
21.04
21.65
21.24
20.73
21.23
20.97
TiO2
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.02
FeO
23.46
23.42
21.98
19.18
21.19
21.39
20.71
19.21
20.03
22.77
23.25
24.45
24.91
23.68
MnO
11.38
9.66
12.57
12.34
15.09
14.98
14.63
12.87
12.05
11.11
11.83
12.97
12.57
13.67
MgO
4.13
4.08
2.43
2.61
2.62
3.11
3.07
2.62
2.26
3.79
4.24
3.41
3.33
2.95
CaO
2.04
4.05
4.52
7.35
2.55
1.93
3.28
6.72
7.22
3.66
1.63
0.91
0.98
0.86
Сумма
99.73
100.01
99.99
100.9
100.03
99.99
99.97
100.05
99.95
100.0
100.02
99.97
100.03
100.0
f
0.76
0.76
0.84
0.80
0.82
0.79
0.79
0.80
0.83
0.77
0.75
0.80
0.81
0.82
Alm
52.2
51.3
49.0
41.9
47.7
48.0
45.8
42.2
44.1
50.2
51.8
54.5
55.6
54.0
Py
16.4
15.9
9.7
10.2
10.5
12.4
12.1
10.3
8.8
14.8
16.8
13.6
13.2
12.0
Spess
25.6
21.4
28.4
27.3
34.4
34.1
32.8
28.6
26.8
24.7
26.8
29.3
28.4
31.5
Gr
5.8
11.4
12.9
20.6
7.4
5.5
9.3
18.9
20.3
10.3
4.6
2.6
2.8
2.5
 
Примечание. РЭММА-202М, с микроанализатором, аналитик В. А. Котляров, ИМин УрО РАН. f = Mg/(FeO+MgO), Alm – альмандин, Py – пироп, Spess – спессартин, Gr – гроссуляр.
 
Таблица 2
Состав флогопита и кианита из кианит-гранат-мусковит-флогопитовых кварцито-гнейсов, мас. %
 
 
1
2
3
4
5
6
7
SiO2
35.57
35.68
36.34
36.19
37.32
36.92
37.65
Al2O3
18.38
18.25
18.85
18.78
18.91
18.84
61.03
TiO2
0.89
0.80
1.91
1.93
1.65
1.66
0.00
FeO
14.03
14.24
16.21
16.60
15.60
16.32
0.11
MnO
0.37
0.28
0.55
0.35
0.32
0.28
0.00
MgO
13.24
13.24
12.34
12.58
12.43
12.32
1.12
CaO
0.00
0.00
0.21
0.00
0.24
0.24
0.00
К2O
8.52
8.48
8.95
9.43
9.25
9.32
0.00
Сумма
91
90.97
95.15
95.86
95.72
95.9
99.91
f
0.37
0.38
0.42
0.41
0.43
0.43
–
Si
2.78
2.8
2.49
2.46
2.56
2.52
–
Al VI
0.47
0.48
0.01
–
0.07
0.03
–
Fe*
0.92
0.87
0.93
0.94
0.89
0.93
–
Mg
1.54
1.58
1.26
1.27
1.25
1.25
–
 
Примечание. 1–2 – флогопит из включений в гранате, 3–6 – флогопит из основной массы, 7 – кианит из включений в гранате, Fe* – суммарное железо. РЭММА-202М, с микроанализатором, аналитик В. А. Котляров, ИМин УрО РАН.