Блог

 

 

Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, erokhin-yu@yandex.ru

 

Геология и минералогия Шабровского месторождения достаточно подробно описана в работах многих исследователей [Коренбаум, 1967; Огородников и др., 2000; Бакшеев и др., 2006 и др.]. Геология месторождения заключаются в том, что небольшие тела гипербазитов залегающие согласно с метаморфитами Сысертского комплекса превращены в тальк-карбонатные породы и пронизаны многочисленными дайками основного и кислого состава. Дайки местами интенсивно будинированы и метасоматически преобразованы. Размеры будин варьируют в широких пределах от первых десятков сантиметров до нескольких десятков метров. Возраст апогранитных метасоматитов нами установлен как нижнепермский по данным K-Ar датирования валовых проб и монофракций слюд [Ерохин и др., 2003]. Формирование тальк-карбонатных пород Шабровского месторождения протекало при участии флюидов магматического происхождения при температуре 285-350^оС и давлении 1,2-3 кбар при высокой фугитивности кислорода, которая к концу процесса, вероятно, несколько снизилась, но при этом произошло увеличение активности серы [Бакшеев и др., 2006].

Ангидритустановлен нами в дайке метасоматически измененных гранитоидов в западном борту карьера «Старая линза». В длину тело составляет около 10 м при ширине до 1 м. От первичного состава дайки не осталось даже реликтов и все тело представляет собой метасоматическую колонку (в поперечном разрезе): талькит, хлоритолит, турмалин-хлоритовая порода, альбит-флогопитовая порода с турмалином, турмалиновая порода, турмалин-хлоритовая, хлоритовая и талькит [Огородников и др., 2000]. Блоки турмалинита приурочены к центральным частям метасоматической колонки и достигают метровой длины. При этом их ширина достигает 30-40 см. Они часто рассечены кварц-турмалиновыми жилами, мощностью в несколько см. Вокруг тел турмалинитов обычно наблюдается карбонатная кайма до 10-15 см отделяющая их от хлоритолитов. Иногда карбонатная порода наблюдается в виде обычных прожилков секущих хлоритолит. Далее идет хлоритовая зона мощностью до нескольких десятков см и вмещающая тальк-карбонатная порода. В карбонатной зоне содержится большое количество акцессорных минералов, таких как турмалин, фторапатит, альбит, рутил, магнетит и монацит. Сам породообразующий карбонат представлен доломитом следующего состава Ca_0.99(Mg_0.83Fe_0.16Mn_0.02)_1.01(CO₃)₂ с миналами доломита – 82%, анкерита – 16% и кутнагорита – 2%. Именно в карбонатной зоне нами и был обнаружен безводный сульфат кальция – ангидрит.

Минерал слагает мелкие изометричные, реже слабовытянутые зерна, размером не более 20-30 мкм, в массе доломита. Ангидрит образует включения в индивидах доломита, в интерстициях и по трещинам карбоната не отмечался. Подобные образования уже описывались в открытой литературе и наблюдались в магнезиальных скарнах Слюдянки, где ангидрит образует сингенетичные микровключения в кальците и апатите из флогопитовых жил [Резницкий, 1976]. Сульфат не имеет окраски, прозрачный, сильно светится под электронным пучком (именно это свойство позволило обнаружить минерал). Контакт сульфата с окружающим карбонатом резкий. Зерна имеют ясный рельеф и не несут следов развития вторичного гипса. По данным изучения на микрозонде (см. таблицу) ангидрит характеризуется близким к теоретическому составом и немного отличается повышенным содержанием стронция (SrO до 1,8 мас.%) и железа (FeO до 0,3 мас.%). Пересчет составов показал некоторое завышение кальция относительно серы, что, скорей всего, является результатом влияния вмещающей карбонатной матрицы.

 

Таблица. Химический состав (в мас.%) ангидрита из метасоматита (обр. Ш-1006).

Примечание: анализы сделаны на Cameca SX-100 (ИГГ УрО РАН, аналитик В.В. Хиллер).

 

Ангидрит может образовываться в различных гипогенных и гипергенных условиях, при этом наиболее значительные его концентрации связаны с обстановками аридного осадконакопления в изолированных соленосных лагунах и водных бассейнах, обогащенных сернокислым кальцием [Еремин, 2004]. На Урале, по данным Н.П. Юшкина с коллегами [Юшкин и др., 1986], сульфат встречался в различных генетических обстановках: в анортитовых и роговообманковых габбро-пегматитах, известковистых скарнах (Гумбейка, Соколово-Сарбайское и т.д.), золоторудных и колчеданных месторождениях (обычно в кварц-сульфидных жилах и собственных скоплениях во вмещающих сланцах), эвапоритах пермского и карбонового возраста. Кроме того, минерал установлен в горелых отвалах Челябинского угольного бассейна [Чесноков, Щербакова, 1991], в эгирин-авгитовых пегматитах Вишневых гор [Макагонов, 1986] и в твердых выбросах Карабашского медеплавильного комбината [Белогуб и др., 2003].

Термодинамические расчеты в системе Ba-Ca-Fe-Na-Cl-S-H₂O в диапазоне 50-550^оС и давлении паров H₂O до 1000 бар показали, что зона ангидрита в ассоциации с магнетитом при 480^оС сменяется зоной ангидрита и пирротина, при 360^оС к ним присоединяется пирит, а ниже 360^оС ангидрит исчезает [Сорокин и др., 1998]. Таким образом, учитывая, что шабровский ангидрит находится в ассоциации с титаномагнетитом, можно предполагать его кристаллизацию в диапазоне 480-550^оС, что немного выше температур образования шабровских тальк-карбонатных пород. Кстати, температура кристаллизации включений ангидрита в кальците флогопитовых зон Слюдянки [Резницкий, 1976] оценивается в интервале от 360-380 до 550^оС. Источником кальция для сульфата, по всей видимости, послужил окружающий доломит, а сера изначально содержалась в виде халькогенидов в матрице серпентинитов, которые позднее преобразовались в тальк-карбонатные породы.

Таким образом, в пределах Шабровского рудного поля установлено развитие сульфатной минерализации, ранее не известной на данном объекте. По всей видимости, изученный ангидрит является самым ранним и высокотемпературным минералом серы в шабровских метасоматитах, при дальнейшем снижении температуры в породах отлагались сульфиды (пирит, халькопирит, блеклые руды, джарлеит, халькозин и т.д.).

 

1. Бакшеев И.А., Сазонов В.Н., Устинов В.И., Ерохин Ю.В., Филимонов С.В., Прокофьев В.Ю., Raimbault L. Генезис Шабровского месторождения талькового камня (Средний Урал), по данным изучения минералогии, флюидных включений и стабильных изотопов // Уральская минералогическая школа – 2006. Сборник статей. Екатеринбург: Изд-во УГГУ, 2006. С. 14-32.

2. Белогуб Е.В., Удачин В.Н., Кораблев Г.Г. Карабашский рудный район (Южный Урал): Материалы к путеводителю геолого-экологической экскурсии. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 40 с.

3. Ерёмин Н. И. Неметаллические полезные ископаемые. М.: Изд-во МГУ, 2004. 207 с.

4. Ерохин Ю.В., Прибавкин С.В., Иванов К.С., Калеганов Б.А.О возрасте метасоматитов Шабровского месторождения тальк-магнезитового камня, Средний Урал // Материалы научной конференции «IX чтения А.Н. Заварицкого». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, 2003. С. 171-172.

5. Коренбаум С.А.Минеральные парагенезисы тальковых месторождений. М.: Наука, 1967. 279 с.

6. Макагонов Е.П. Первая находка ангидрита в эгирин-авгитовых пегматитах Вишневых гор // Новые и малоизученные минералы и минеральные ассоциации Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. С. 104-105.

7.  Огородников В.Н., Сазонов В.П., Поленов Ю.А., Григорьев В.В. Шабровский рудный район (Средний Урал). Геологическая позиция, продуктивные вещественные комплексы, оруденение. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 2000. 80 с.

8.  Резницкий Л.З. Сингенетичные микровключения ангидрита в кальцитах и апатитах флогопитовых жил Слюдянки // Доклады АН СССР, 1976. Т. 226. № 2. С. 433-436.

9. Сорокин В.И., Дадзе Т.П., Каширцева Г.А. Сульфид-сульфатная зональность в гидротермальном рудообразовании: термодинамические расчеты // Экспериментальное и теоретическое моделирование процессов минералообразования. М.: Наука, 1998. С. 341-354.

10. Чесноков Б.В., Щербакова Е.П. Минералогия горелых отвалов Челябинского угольного бассейна: опыт минералогии техногенеза. М.: Наука, 1991. 152 с.

11. Юшкин Н.П., Иванов О.К., Попов В.А.Введение в топоминералогию Урала. М.: Наука, 1986. 294 с.