Блог
Тимофеева Е.А.
МИНЕРАЛЫ-ИНДИКАТОРЫ ГРАНАТОВЫХ АМФИБОЛИТОВ БЕЛОРЕЦКОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА
РЕФЕРАТ
Белорецкий метаморфический комплекс (БМК), сформированный на рифейском преимущественно осадочном субстрате в поздневендское время, объединяет метаморфические породы, слагающие Маярдакский антиклинорий расположенный в восточной части Башкирского мегантиклинория. В сложении БМК принимают участие толеитовые метабазиты (эклогиты, амфиболиты), метатерригенные (кристаллические сланцы, кварциты) и метакарбонатные (мрамора) породы в соотношении примерно 1:6:3 [Алексеев и др., 2002]. Комплекс относиться к высокобарической части кианит-силлиманитовой фациальной серии метаморфизма. А.А. Алексеевым было предложено рассматривать БМК в качестве генотипа цоизит-омфацитовой фациальной серии метаморфизма, промежуточной по термобарическим условиям формирования между известными кианит-силлиманитовой и жадеит-глаукофановой фациальными сериями [Алексеев и др., 2002; 2008].
Амфиболиты по основным магматическим породам в составе БМК были описаны в яндыкском амфиболитовом комплексе [Алексеев, 1984]. Залегают они в виде относительно редких силловых залежей в отложениях нижнего рифея, а также в виде межпластовых тел, реже даек и небольших интрузий в среднерифейских отложениях, распространенных в западной части белорецкого метаморфического комплекса на хребтах Белятур и Маярдак. Среди амфиболитов обеих возрастных групп по минералогическому составу выделяются гранатовые, плагиоклазовые и аподиабазовые амфиболиты. В гранатовых и плагиоклазовых разновидностях микроструктура исходных магматических пород не реставрируется, так как породы протолитов полностью перекристаллизованы с образованием порфиронематобластовой или гранонематобластовой структур и слабо выраженной сланцеватой текстуры.
Гранатовые амфиболиты – темнозеленые среднезернистые (2-5 мм) породы, сложенные альмандиновым гранатом, буро-зеленоватой и зеленой роговой обманкой, плагиоклазом № 20-22 и биотитом; из рудных обычно встречается ильменит, реже рутил. Более мелкозернистые гранатовые амфиболиты, иногда сохраняющие реликты исходных пород, наблюдаются на хребте Маярдак в западной части площади распространения БМК. Часто гранатовые и плагиоклазовые разности амфиболитов наблюдаются в составе одного метабазитового тела, примером чего является крупная амфиболитовая залежь по логу-ручейку юго-западнее пос. Нура. Здесь гранатсодержащие амфиболиты наблюдаются в узкой краевой эндоконтактовой зоне массива, в то время как основная его часть сложена биотитсодержащими плагиоклазовыми амфиболитами.
В таблице 1 представлены химические анализы гранатовых амфиболитов, а в табл. 2 – анализы гранатовых амфиболитов некоторых типовых залежей и минералов из них, а также данные по их средним составам. Амфиболиты, сформировавшиеся по нижнерифейскому субстрату, характеризуются пониженными титанистостью и железистостью, что сближает их по химизму с нижнерифейской габбро-диабазовой формацией западного склона Южного Урала, представленной в этом регионе Юшинским комплексом меланократовых габбродиабазов [Алексеев, 1984]. Амфиболиты, образованные по среднерифейскому субстрату имеют отчетливо более высокие содержания TiO2 и железа, что сближает их со среднерифейскими магматическими породами машакского уровня.
Таблица 1
Химический состав (мас. %) гранатовых амфиболитов БМК
Компоненты | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
SiO2 | 49.34 | 45.00 | 46.98 | 46.04 | 45.92 | 46.30 | 54.08 |
TiO2 | 1.54 | 2.25 | 2.58 | 1.48 | 1.75 | 1.73 | 2.61 |
Al2O3 | 13.42 | 15.20 | 12.00 | 11.55 | 13.11 | 16.00 | 10.00 |
Fe2O3 | 1.97 | 2.50 | 5.60 | 19.00* | 1.68 | 3.30 | 3.06 |
FeO | 11.23 | 14.66 | 10.00 | – | 14.11 | 9.34 | 14.74 |
MnO | 0.11 | 0.23 | 0.22 | 0.27 | 0.27 | 0.25 | 0.29 |
MgO | 7.34 | 5.91 | 5.00 | 6.00 | 6.50 | 3.10 | 4.04 |
CaO | 9.21 | 8.85 | 6.00 | 9.10 | 10.00 | 8.90 | 8.98 |
Na2O | 3.30 | 2.57 | 2.68 | 1.64 | 1.75 | 3.30 | 1.81 |
K2O | сл. | сл. | 2.00 | 0.74 | 0.68 | 0.20 | 0.21 |
P2O5 | 0.09 | 0.27 | 0.21 | 0.18 | 0.20 | – | 0.15 |
П.п.п. | 2.19 | 2.17 | 7.05 | 3.56 | 3.63 | 1.60 | 0.20 |
Сумма | 99.74 | 99.61 | 100.32 | 99.56 | 99.60 | 94.02 | 100.17 |
Примечания. 1, 2 – хр. Маярдак; 3 – севернее д. Азналкино 1,5 км, скв. 7709, гл. 91 м; 4, 5 – р. Яндык выше д. Сатра; 6 – севернее д. Азналкино 1,5 км; 7 – истоки р. Сухой Бугодас. Анализы выполнены М.А. Костиной (ан. 1, 2) и С.А. Ягудиной (ан. 3-7). * Общее железо в виде Fe2O3.
Таблица 2
Химический состав (мас. %) амфиболитов БМК и минералов из них
Ком-ты | 1(27) | 2(66) | 3 | 4 | 5 | ||||||
Порода | Гранат | Рог. обм. | Порода | Гранат | Рог. обм. | Порода | Гранат | Рог. обм. | |||
SiO2 | 50.27 | 47.81 | 49.05 | 36.36 | 39.07 | 46.00 | 37.15 | 41.85 | 40.50 | 37.44 | 45.11 |
TiO2 | 1.11 | 1.84 | 1.94 | 0.12 | 0.33 | 2.11 | 0.12 | 0.40 | 2.46 | 0.17 | 0.28 |
Al2O3 | 14.13 | 13.51 | 15.02 | 20.91 | 17.76 | 12.33 | 21.13 | 15.71 | 13.00 | 20.31 | 12.68 |
Fe2O3 | 2.55 | 3.40 | 14.55* | – | – | 17.57* | – | – | 19.00* | – | – |
FeO | 9.12 | 11.28 | – | 33.68* | 21.30* | – | 28.59* | 17.30* | – | 25.33* | 18.10* |
MnO | 0.18 | 0.18 | 0.26 | 0.88 | 0.74 | 0.27 | 0.65 | 0.15 | 0.17 | 3.81 | 0.19 |
MgO | 7.14 | 6.78 | 6.43 | 1.53 | 5.05 | 6.25 | 0.85 | 8.11 | 6.80 | 0.69 | 8.63 |
CaO | 8.92 | 8.36 | 7.68 | 6.40 | 10.46 | 9.65 | 11.80 | 11.48 | 9.02 | 12.04 | 11.43 |
Na2O | 2.39 | 3.05 | 3.84 | 0.01 | 1.98 | 1.70 | 0.01 | 1.69 | 4.73 | 0.15 | 1.51 |
K2O | 1.13 | 0.24 | 0.65 | – | 0.36 | 0.71 | 0.00 | 0.34 | 0.21 | – | 0.10 |
P2O5 | 0.18 | 0.22 | 0.16 | – | – | 0.18 | – | – | 0.08 | – | – |
П.п.п. | 2.42 | 2.86 | 0.70 | – | – | 3.10 | – | – | 3.58 | – | – |
Сумма | 99.54 | 99.53 | 100.28 | 99.89 | 97.05 | 99.87 | 100.30 | 97.03 | 99.55 | 99.94 | 98.03 |
Примечания. 1 – амфиболиты по предполагаемым нижнерифейским базитам, среднее из 27 анализов [Алексеев, 1984]; 2 – амфиболиты по среднерифейским базитам, среднее из 60 анализов [Алексеев, 1984]; 3 – гранатовый амфиболит, юго-западная окраина пос. Нура; 4 – гранатовый амфиболит, р. Яндык выше пос. Сатра; 5 – гранатовый амфиболит, хр. Маярдак в верховьях р. Бугодас. Хим. ан. пород в проб. 3-5 выполнены С.А. Ягудиной. Микрозондовые анализы минералов в проб. 3 и 4 выполнены в Геологическом институте Рейнско-Вестфальской высшей школы (Аахен, Германия) на микроанализаторе JXA-8900 RWD, в пробе 5 – в ИГиГ УрО РАН В.А. Вилисовым на микроанализаторе JXA-5. * Суммарное железо в виде Fe2O3; в микрозондовых анализах суммарное железо в виде FeO.
Гранат в амфиболитах БМК представлен гроссуляр-альмандиновой разностью с содержанием пироповой молекулы менее 5-6%. При этом в гранате из амфиболита с юго-западной окраины пос. Нура содержание MgO изменяется в пределах от 1.28 до 1.65%, а в гранате из амфиболитов у пос. Сатра и на хр. Маярдак – от 0.52 до 1.44%. Подобные вариации в содержаниях MgO и других окислов можно связывать с проявлением прямой химической зональности, заключающейся в увеличении магнезиальности в краевых зонах кристаллов граната. Кроме того, увеличение железистости и понижение магнезиальности гранатов в западном направлении свидетельствует об направленном изменении термобарических условий регионального метаморфизма, в первую очередь о понижении давления.
Амфиболы в описываемых породах представлены зеленой и буровато-зеленой роговой обманкой в гранатовых и плагиоклазовых амфиболитах и сине-зеленой разновидностью в аподиабазовых амфиболитах. Пространственно их состав изменяется от обыкновенной роговой обманки в ядре и крыльях Буганакской брахиантиклинали до ферроактинолита на хр. Белятур и западнее. Все амфиболы относятся к кальциевым амфиболам ряда тремолит-актинолит-роговая обманка. В гранатовых амфиболитах представлена роговая обманка с плеохроизмом от почти бесцветного до светло-зеленого с сероватым оттенком или буровато-зеленого. Состав амфибола, как и других минералов переменного состава в метаморфических породах, зависит не только от характера метаморфизма, но и от термобарических условий его проявления. Гранатовые амфиболы БМК сформировались в P‑T условиях, соответствующих амфиболитовой фации [Алексеев, 2006]. На диаграмме Дж. Барда [Bard, 1970] выделены поля амфиболов кианит-силлиманитовой и андалузит-силлиманитовой фациальных серий с небольшой областью перекрытия. Анализы амфиболитов БМК располагаются в поле и правее метаморфических пород кианит-силлиманитовой фациальной серии (рис.), что свидетельствует о их образовании при различных P‑T параметрах метаморфизма.
Таким образом, химизм основных породообразующих минералов (граната и амфибола) гранатовых амфиболитов БМК подчеркивает пространственную метаморфическую зональность комплекса.
Литература
- Алексеев А.А. Рифейско-вендский магматизм западного склона Южного Урала. М.: Наука, 1984. 136 с.
- Алексеев А.А. и др. Белорецкий эклогитоносный метаморфический комплекс (Южный Урал) – представитель особой фациальной серии метаморфизма // ДАН. 2002. Т. 383. № 3. С. 366-370.
- Алексеев А.А. и др. Метаморфическая геология западного склона Южного Урала. Уфа: Гилем, 2006. 212 с.
- Алексеев А.А., Тимофеева Е.А. Кианит-тальковые сланцы из белорецкого эклогитоносного метаморфического комплекса (Южный Урала) // ДАН, 2008, т. 419, № 3. С. 363-367.
- Bard J.P. Composition of hornblendes formed during the Hercynian progressive metamorphism of the Arocena Metamorphic belt, SW Spain // Contr. Mineral. Petrol., 1970, vol. 28, № 2. P. 117-134.
Рис. Составы кальциевых амфиболов белорецкого комплекса на диаграмме Дж. Барда [Bard, 1970]. I и II – поля амфиболов кианит-силлиманитовой (I) и андалузит-силлиманитовой (II) фациальных серий метаморфизма