Блог

Григорьев В.В., Ерохин Ю.В., Шагалов Е.С., Степанов А.Е.
Рудные минералы марганцовистых сланцев из обрамления Харбейского гранитного массива (Полярный Урал)

РУДНЫЕ МИНЕРАЛЫ МАРГАНЦОВИСТЫХ СЛАНЦЕВ ИЗ ОБРАМЛЕНИЯ

ХАРБЕЙСКОГО ГРАНИТНОГО МАССИВА (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ) 

В. В. Григорьев¹, Ю. В. Ерохин², Е. С. Шагалов², А. Е. Степанов³

¹Уральский геологический музей, Екатеринбург, Россия;

²Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург;

^³Уральский государственный горный университет, Екатеринбург

              В 1984 году Д. Н. Литошко в 2.5 км южнее Харбейского молибденового рудника среди няровейской свиты рифейского возраста в обрамлении Харбейского гранитного массива на Полярном Урале обнаружил марганцевую минерализацию с пьемонтитом [1]. Находку Д. Н. Литошко некоторое время не могли подтвердить, что связано с расположением этого минералогического объекта на склоне с северной экспозицией, в распадке с временным водотоком, под снежником. В 2003 г. удалось обнаружить марганцевую минерализацию в 2 км юго-западнее рудника и определить геологическую позицию оруденения, отобрать материал для дальнейшего изучения, результаты которого мы и приводим в этой публикации.

Зона, содержащая марганцевое оруденение, состоит из фенгит-альбит-кварцевых сланцев и чередования пьемонтитовых, пьемонтит-кварцевых, фенгитовых, альбит-кварцевых слойков и кальцитовых линзочек. Она приурочена к восточному эндоконтакту небольшого, вытянутого в северо-восточном направлении, тела гранитов, относящегося, как и Харбейский массив, к полярноуральскому комплексу, который, по современным представлениям, является коллизионным образованием и имеет верхнепалеозойский возраст. Гранитами прорываются бластомилониты и сланцы, являющиеся продуктами дислокационного метаморфизма, наложенного на кварцевые диориты ханмей-собского комплекса. Кварцевые диориты и вмещающие их вулканогенно-осадочные образования няровейской свиты метаморфизованы в условиях зеленосланцевой фации. Марганцовистые сланцы имеют розовую окраску и ориентированную сланцеватую, тонкоплойчатую текстуру. Они в большом количестве содержат вкрапленность рудных минералов марганца: рансьеита, браунита и нелтнерита. Ранее [1] в этих сланцах в качестве рудных минералов упоминались браунит, барит, галенит и магнетит. Кроме первого, остальные минералы нами не были обнаружены.

Рансьеит характеризуется более крупными индивидами, чем остальные рудные минералы марганца, и иногда достигает размеров до 0.5 мм. Форма зерен у минерала всегда неправильная, комковатая и округлая. Расньеит встречается только в кварцевом агрегате, где он выполняет интерстиции в новообразованной матрице кварца. Химический состав минерала вполне устойчивый (табл. 1, ан. 1–3), только отмечаются незначительные вариации окисного железа в пределах 1–2 мас. %. Рансьеит можно назвать марганцовистым, так как минальное содержание таканелита (Mn-аналог рансьеита) достигает 40 мол. %. Расчетное содержание воды в марганцовистом рансьеите достигает 2 единиц, что хорошо коррелируется с теоретическими данными. Так, в формуле таканелита содержится 1 молекула воды, в рансьеите – около 3 молекул воды, а харбейский рансьеит соответственно имеет промежуточный состав между крайними членами минеральных видов. Возможно, до деформации кварца минерал принадлежал ряду браунит–нелтнерит, и при рекристаллизации весь кремнезем ушел из структуры, и появилась свободная вода за счет высвободившихся из кварца флюидных включений.

Браунит встречается в виде включений практически во всех нерудных минералах сланцев, за исключением альбита. Размер включений достигает 0.05 мм. Облик минерала обычно короткопризматический с хорошо выраженным идиоморфизмом. Иногда встречаются неправильные сростки. Химический состав браунита довольно переменчив по кальцию: наблюдаются от достаточно чистого и среднекальциевого в силикатах (см. табл. 1, ан. 4, 5) до высококальциевого в карбонате (см. табл. 1, ан. 6). Здесь же в карбонатных агрегатах отмечается марганцовистый нелтнерит, который является крайним кальциевым членом в изоморфном ряду браунит–нелтнерит. В целом минальное содержание нелтнерита в брауните варьирует в пределах 4–42 %. Харбейский браунит отличается пониженными содержаниями кремнезема, который компенсируется трехвалентным марганцем, за счет чего минерал является еще более марганцовистым (Mn₂O₃ до 81 мас. %). К примеру, браунит из Кусимовского марганцевого месторождения обладает классическим составом и содержит окисного марганца не более 77 мас. % [2].

Нелтнерит как кальциевый аналог браунита был впервые обнаружен в 1982 г. в месторождении Тачгагалт в пределах марокканского Анти-Атласа [4]. Еще он упоминался в некоторых марганцевых месторождениях США [3] и марганцеворудных полях Калахари [5]. На Урале среди многочисленных марганецсодержащих пород (родонитовых, гондитовых и оксидных руд) нелтнерит не был обнаружен. Таким образом, это его первая находка на Урале. Минералслагает вкрапленность в марганцовистом кальците. Он образует округлые или овальные зерна до 0.1 мм. По составу нелтнерит является марганцовистым, так как минальное содержание браунита достигает 46–47 %. В отличие от браунита, нелтнерит отличается постоянством химического состава (см. табл. 1, ан. 7, 8). Содержание кремнезема в нем чуть более высокое, чем в брауните, но также не соответствует теоретическому составу. Недостаток кремния в тетраэдрической позиции восполняется не только марганцем, но и окисным железом. Вообще присутствие железа в Харбейских минералах ряда браунит–нелтнерит характерно только для индивидов, содержащихся в карбонатных агрегатах. Такой же характер распределения относится и к магнию, так как включения браунита из силикатов его не содержат.

Метаморфические сланцы, подобные описанным в обрамлении Харбейского гранитного массива, встречаются в разных местах земного шара. Они отмечены в метаморфическом поясе Санбагава (Японии) [6], северо-западном Пакистане [7], западном Отаго, Новая Зеландия [8] и некоторых других местах. В отличие от опубликованных ранее анализов аналогичных пород, харбейские пьемонтит-фенгит-альбит-кварцевые сланцы содержат наименьшие концентрации MgO, что, в свою очередь, сказалось на минеральном составе (полное отсутствие флогопита и талька, часто присутствующих в подобных породах).

Пьемонтитсодержащие сланцы в обрамлении Харбейского гранитного массива не образуют промышленных концентраций марганца, но они, видимо, являются одним из рудопоисковых признаков на марганецсодержащие объекты в пределах распространения вулканогенно-осадочных образований няровейской свиты. В последнее время в этой свите несколько восточнее обнаруженных нами метаморфитов найдено еще несколько рудопроявлений марганца.

Таким образом, нами впервые на Урале обнаружены и исследованы пьемотитсодержащие сланцы, в которых описана уникальная марганцевая рудная минерализация, а также впервые для Уральского региона установлен нелтнерит.

Исследования проводятся в рамках программы “Ведущие научные школы”.

Литература

1. Литошко Д. Н., Никитина В. Д.Высокомарганцовистый пьемонтит из метасоматитов Полярного Урала // Сыктывкар: Тр. ИГ Коми ФАН СССР, 1984. Вып. 46. С. 110–112.
2. Папчинская М. А., Брусницын А. И.Черный родонит Кусимовского месторождения (Средний Урал) // Урал. летняя минерал. школа-2000. Екатеринбург: УГГГА, 2000. С. 166–169.
3. Anthony J. W., Williams S. A., Bideaux R. A., Grant R. W.Mineralogy of Arizona, 3 Ed., Tucson, 1995. 508 p.
4. Baudracco-Gritti C., Caye R., Permingeat F., Protas J.La neltnerite CaMn₆SiO₁₂, une nouvelle espece minerale du groupe de la braunite // Bull. Mineral. 1982. N 105. P. 161–165.
5. Cairncross B., Dixon R.Minerals of South Africa // Geol. Soc. of South Africa. Johannesburg, 1995. 289 p.
6. Izadyar J., Tomita K., Shinjoe H.Geochemistry and origin of piemontite-quartz schists in the Sanbagawa Metamorphic Belt, central Shikoku, Japan // J. of Asian Earth Sciences, 2003. Vol. 21. Is. 7. P. 711–730.
7. Jan M. Q., Symes F. F.Piemontite schists from Upper Swat, northwest Pakistan // Min. Mag., 1977. V. 41. Р. 537–540.
8. Kawachi Y., Grapes R. H., Coombs D. S., Dowse M.Mineralogy and petrology of a piemontite-bearing schist, western Otago, New Zealand // J. Metamorphic Geol., 1981. N 1. P. 353–371.

Таблица 1

Состав рудных минералов марганца из пьемонтитсодержащих сланцев, мас. %

Примечания: 1–3 – рудные включения в кварце, 4–5 – рудные включения в силикатах (пьемонтите и спессартине), 6–8 – рудные включения в карбонате. MnO₂, Mn₂O₃ и MnO – расчетные. Прочерк – не выявлено. Микроанализатор JXA-5, аналитик Е. С. Шагалов.