Блог

Мурдасова Н.М.

ПОЛИТИПИЯ ТЁМНЫХ СЛЮД ИЗ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ПОРОД ИЛЬМЕНОГОРСКОГО КОМПЛЕКСА

Явление политипии можно рассматривать как частный случай изоморфизма структуры. Различные политипы отличаются друг от друга способом наложения соседних слоёв, что приводит к различиям в пространственной группе и величине элементарной ячейки. Теоретически возможно шесть однородных политипных модификаций слюд [Smith, Jober, 1956]. В настоящее время вопрос о природе политипии слюд остаётся дискуссионным. Существует 2 точки зрения: 1) политипная принадлежность определяется составом слюды [Коваль, Базарова, 1975]; 2) политипная принадлежность определяется термодинамическими условиями образования [Соболева, 1987]. Вероятно, что на природу политипии слюд влияют оба фактора.

Биотиты – широко распространённые породообразующие минералы Ильменогорского комплекса. В пределах комплекса выделяется три структурно-вещественных подразделения: существенно гнейсовая селянкинская, гнейсово-амфиболитовая ильменская и кварцито-сланцевая саитовская серии [Баженов, Белогуб, 1992]. В соответствии с классификацией слюд к биотитам относится группа слюд, не содержащих литий и представляющих ряды аннит-флогопита и сидерофиллит-истонита [Риддер, 1998]. Первые определения политипии биотитов в породах Ильменогорского комплекса были получены Б. А. Юниковым. На материале Г. Г. Доминиковского им было установлено, что все биотиты из гнейсов и гранитных мигматитов относятся к политипной модификации 1Md [Доминиковский, 1971]. Результаты работы предшественников по определению политипов триоктаэдрических слюд из различных пород щелочного комплекса и из метаморфических пород (гнейсов и мигматитов) показали существенное разнообразие политипых модификаций биотита [Баженов, Котляров, 1988]. Ими установлено, что для биотитов из гнейсов и мигматитов характерно присутствие двух и реже – трёх политипных модификаций, чаще всего политип 1М сочетается с политипом 2М1.

Представленная работа посвящена рассмотрению политипной принадлежности аннитов и флогопитов из плагиогранитов, гнейсов и амфиболитов селянкинской серии, флогопитов из слюдитов ильменской серии, флогопитов из кварцито-гнейсов саитовской серии (табл. 1).

Согласно результатам микрозондового исследования состав тёмных слюд из метаморфических пород Ильменогорского комплекса хатактеризуется промежуточными составами ряда аннит-флогопит (см. табл. 1).

Определение политипии проводилось методом электронографии. Иссле¬дуемый образец помещался в пробирку с водой и диспергировался в течение 30 минут (УЗДМ-ЗТ, 44 кГц). Полу¬ченная суспензия отстаивалась в течение часа, а затем с помощью капилляра наносилась на коллодиевую плен¬ку-подложку. После полного высыхания этой капли пре¬парат помещался в объектодержатель гониометрической головки электронографа ЭМР-100. Для устранения электростатического заряда, возникающего на препарате при просвечивании его пучком электронов (ускоряющее нап¬ряжение 75 кВ), применялась микропушка медленных электронов, установленная на гониометрической головке электронографа (Аналитики: Котляров В. А., Батуева Т. В., ИМин УрО РАН).
Слюда из гнейсов селянкинской серии представлена флогопитом c политипной модификацией 1Md с признаками 2М1, слюда из амфиболитов данной серии имеет состав аннита с политипом 1M, аннит из плагиогранитов кристаллизовался в политипной модификации 2М1+1Md.  В породах ильменской серии  исследованный флогопит имеет

Таблица 1
Кристаллохимический состав биотитов из метаморфических пород
Ильменогорского комплекса и их политипная принадлежность
№
пробы,
порода Кристаллохимический состав слюды политип пар-ры
ячейки, Å
 Si AlIV AlVI Ti Fe Mn Mg Ca Na K  
Селянкинская серия
244-1 плагио-гранит 2.68 1.32 0.46 – 1.30 – 1.26 – – 0.82 2М1+1Md 2М1>1Md  а = 5.26
b = 9.11
c = 19.83
β = 95.06
244-4 гнейс 2.67 1.33 0.11 0.24 1.44 – 1.14 0.01 – 0.86 1Md c признаками 2М1 b = 9.1
a sin β = 5.23

244-6 амфиболит 3.03 0.97 0.16 0.08 1.22 – 1.46 0.03 – 0.76 1M>2Md а = 5.33
b = 9.15
c = 10.11
β = 100.17
Ильменская серия
к4 слюдит 2.82 1.18 0.05 0.07 0.60 0.02 2.29 0.09 0.04 0.70 1М или 3Т а = 5.31
b = 9.1
c = 10.14
β = 100.09
кс 30/2 слюдит 2.98 0.87 – 0.04 0.26 0.01 2.90 0.02 0.08 0.88 1М + 1Md а = 5.35
b = 9.14
c = 10.01
β = 100.3
кс 10/2 слюдит 3.04 0.95 – 0.01 0.29 0.01 2.75 0.03 0.06 0.70 1М + 1Md а = 5.35
b = 9.15
c = 10.2
β = 100.2
Саитовская серия
286 кварци¬то-гнейс 2.78 0.22 0.42 0.09 0.96 0.02 1.36 0.02 0.00 0.87 1М+2М1 1М>2М1 а = 5.32
b = 9.12
c = 10.36
β = 101.1
Примечание. * – Пересчёт производился методом зарядов.

преимущественно политипную модификацию 1М. Флогопит из кварцито-гнейсов саитовской серии представлен 1М+2М1.

В изученных образцах наблюдается зависимость политипной модификации слюды от распределения Al и Si в тетраэдрической позиции (рис. 1).

На политипную модификацию слюд также влияют термодинамические условия образования, которые для каждой серии различны (рис. 2).

Для гнейсов селянкинской серии, в которых сохраняются реликтовые ассоциации гранулитовой фации характерен флогопит с политипом 2М1, а в породах претерпевших метаморфизм в условиях амфиболитовой фации аннит имеет политипную модификацию

Рис. 1. Зависимость политипной модификации аннит-флогопитов от заполнения тетраэдрической позиции кремнезёмом и алюминием (1 – аннит-флогопиты из пород селянкинской серии,
2 – флогопиты из пород ильменской серии, 3 – флогопит из пород саитовской серии).

1М. Для пород ильменской серии метаморфизованных при широких колебаниях РТ – условий установлен флогопит политипа 1М. Для флогопитов саитовской серии установлена смена политипа 1М → 2М1, что возможно связано с прогрессивной направленностью процессов метаморфизма пород данной
серии. 

Рис. 2. Расположение политипных модификаций аннит-флогопитов на диаграмме направленносей процессов мераморфизма в пределах Ильменогорского комплекса [Медведева, 2008]. 1 – селянкинская серия, 2 – ильменская серия, 3 – саитовская серия.

Таким образом, политипия слюд определяется, в первую очередь, их составом, а именно заполнением тетраэдрической позиции Si и Al, которое в свою очередь зависит от РТ – условий образования.

Автор работы выражает благодарность Белогуб Е. В., Вализеру П. М., Медведевой Е. В. за помощь в работе и научные консультации.

Работа выполнена при поддержке гранта молодых учёных и аспирантов УрО РАН 2010.

Литература

Баженов А. Г., Белогуб Е. В., Ленных В. И., Рассказова А. Д. Уфимская субширотная структура (путеводитель). Миасс: ИМин УрО РАН, 1992.
Баженов А. Г., Котляров В. А. Рассказова А. Д. О широком распространении политипа 2М1 среди биотитов щелочных пород и гнейсов Ильменских гор // Информационные материалы XI Всесоюз. сов. по рентгенографии мин. сырья. Свердловск, 1989. С. 50.
Баженов А. Г., Котляров В. А., Рассказова А. Д. О политипии триоктаэдрических слюд в ильменогорском комплексе метаморфических, гранитоидных и щелочных пород // Новые данные по минералогии Урала. Академия наук СССР, Уральское отделение. Свердловск, 1988. С. 37–44.
Белогуб Е. В., Котляров В. А. Политипия слюд из амазонитовых пегматитов Ильменских гор // Уральский минералогический сборник № 2. Екатеринбург, 1993. С. 122–129.
Коваль П. В., Базарова С. Б., Кашаев А. А. Зависимость политипии мусковитов, биотитов и литиевых слюд от состава и условий образования // Докл. АН СССР, 1975. Т. 225, № 4. С. 914–917.
Медведева Е. В. Гранаты метаморфических пород Ильменских гор: состав, эволюция. Автореферат дис. … канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург, 2008. 23 с.
Риддер М. Номенклатура слюд: заключительный доклад подкомитета по слюдам комиссии по новым минералам и названиям минералов международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА). 1998. С. 55–65.
Соболева С. В. Политипное разнообразие слюд: теоретический и прикладной аспекты // Минерал. журнал, 1987. Т. 9, № 4. С. 26–41.
Smith J. V., Jober N. S. Experimental and theoretical studies of the mica polymorphism. Mineral. Mag. 1956. P. 209–212.