Блог

Е. И. Сорока, А. С. Иванов

КИАНИТ И ДИАСПОР В ПИРОФИЛЛИТ-ХЛОРИТОИДНЫХ ПОРОДАХ НА РУЧЬЕ АЛЬКЕСВОЖ (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)

Е. И. Сорока, А. С. Иванов

КИАНИТ И ДИАСПОР В ПИРОФИЛЛИТ-ХЛОРИТОИДНЫХ 
ПОРОДАХ НА РУЧЬЕ АЛЬКЕСВОЖ (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)

Одно из характерных обнажений пирофиллит-хлоритоидных пород, в которых в ассоциации высокоглиноземистых минералов встречаются одновременно и кианит, и диаспор, находится в среднем течении руч. Алькес-Вож на юго-восточном склоне хребта Малдынырд (Приполярный Урал). Здесь пирофиллит-хлоритоидные породы развиты в зоне тектонического контакта кварц-серицитовых метасоматитов и кварцевых гравелитов и брекчированных конгломератов. Породы в обнажении образуют линейную зону, моноклинально падающую на запад-северо-запад под углом 65º (рис. 1). По текстурным и структурным особенностям зону собственно высокоглиноземистых пород можно подразделить на 3 слоя: 1 слой – кварц-пирофиллит-хлоритоидные сланцы с кианитом, 2 слой – пирофиллит-хлоритоидные породы с диаспором, 3 – кварц-хлоритоидные породы. Подошвой кварц-пирофиллит-хлоритоидных сланцев являются кварц-серицитовые метасоматиты. Кровлей пород разреза являются кварцевые гравелиты и конглобрекчии. На границе слоя 3 породы сильно гематитизированы, окварцованы. Кианит выделяется в породе в виде тонких полупрозрачных кристаллов и пучковидных агрегатов размером до 15 мм. Цвет светло-серый. Содержит многочисленные включения тонкочешуйчатого гематита и пирофиллита. Показатели преломления: ng = 1.727; nm = 1.723; np = 1.712. Химический состав кианита приведен в таблице. Распределение минерала в породе внешне беспорядочное, но при более детальном изучении улавливается приуроченность его к зонам развития пирофиллита, который практически не содержит минеральных включений. Большинство кристаллов кианита ориентировано по сланцеватости породы. Наибольшее количество кианита приурочено к слою 1, граничащему с кварц-серицитовыми метасоматитами. Минеральные ассоциации этого слоя: кварц-серицит-пирофиллит (хлорит), кварц-пирофиллит-хлоритоид-серицит-кианит, кварц-пирофиллит-хлоритоид. Хлорит представлен мелкими чешуйками зеленого цвета. Гематит образует обильную вкрапленность в виде тонких удлиненных идиоморфных и ксеноморфных чешуек черного цвета, вытянутых по направлению сланцеватости породы, размером до 0.25 мм. Возможно, что кианит формировался одновременно с хлоритоидом, наследуя текстуру замещаемой породы. Следующий слой 2 представлен в основном массивной плотной, но, ближе к контакту с кровлей, местами рассланцованной, мелко- и среднезернистой породой, состоящей из кварца, пирофиллита, диаспора и хлоритоида. Нужно отметить, что по сравнению с предыдущим, в этом слое увеличивается количество хлоритоида, а кианита значительно меньше, и, ближе к слою 3, он практически не встречается. В нижней части слоя 2 и в слое 3 по направлению сланцеватости фиксируются линзовидные кварцевые жилы мощностью до 0.5 м с неравномерной убогой вкрапленностью сульфидов меди (борнит, халькозин), часто с оторочкой из хлоритоида. Диаспор приурочен к стяжениям пирофиллита красно-коричневого цвета размером до 10 мм, состоящим преимущественно из пирофиллита, диаспора и гематита. Формы выделения диаспора от тонкодисперсных до таблитчатых кристаллов, удлиненных по оси с. В шлифах бесцветный. Показатели преломления: np = 1.700; nm = 1.718; ng = 1.745. Химический состав диаспора приведен в таблице. Кианит и диаспор – метаморфические минералы, которые образуются при достаточно высоких температурах и давлениях. Диаспор – характерный минерал вторичных кварцитов и некоторых бокситов. Встречается в метаморфических богатых глиноземом породах и высокотемпературных гидротермальных жилах. Кианит – типичный минерал некоторых кристаллических сланцев, эклогитов, амфиболитов, гранулитов. По данным многих исследователей он может образовываться в широком диапазоне температур и давлений, правда, не ниже 2 кбар. Самые низкие РТ-параметры его образования приводятся для филлитов района Нама (Южная Африка): Т = 360 ºС, Р = 2 кбар, и для пирофиллит-хлоритоидных сланцев с кианитом и мусковитом района золоторудного месторождения Витватерсранд (Южная Африка): Т = 365 + -25 ºС, Р = 2.5 + -0.15 кбар [4]. Условия образования кианита и диаспора при метаморфизме приведены на диаграммах равновесий. На диаграмме равновесий Винклера-Бушера (рис. 2) изотерма реакции Prl = Ky+Q (пирофиллит = кианит + кварц) соответствует 370 ºС, давление 2.7 кбар. На диаграмме Al2O3- SiO2- H2O (рис. 3) температура реакции Prl + 6Dsp = 4Ky + 4H2 (пирофиллит + 6диаспор = 4кианит + 4H2O) составляет 350-370 ºС при Р = 2-2.2 кбар [3]. При метасоматозе образование высокоглиноземистых минералов в системе, в частности пирофиллита, требует ультракислой среды. По экспериментальным данным [1], при Т = 300-420 ºС, Р = 1 кбар, рН раствора = 1-3 серицит инконгруэнтно растворяется с образованием пирофиллита и диаспора. Образование кварц-серицитовых метасоматитов предполагает близнейтральную среду минералообразования с рН около 6 [1]. Как отмечено выше, кианит в породах изучаемого разреза на руч. Алькесвож образовался практически одновременно с хлоритоидом, унаследовав текстуру замещаемой породы. Предполагается, что высокотемпературная высокоглиноземистая минеральная ассоциация разреза образовалась в процессе высокотемпературного метасоматоза [2]. При этом наиболее высокие температуры и давления предположительно были в 1 и 2 слоях разреза от подошвы, где и образовались кианит и диаспор при температуре около 370 ºС и давлении не ниже 2.2 кбар, причем диаспор образовался в слое, где раствор был недонасыщен по кремнезему. Вероятно по направлению к кровле и подошве разреза давление и температура снижались соответственно, температура до 320-300 ºС, а давление до 1.5-1 кбар. При этом в кровле разреза, в терригенных породах, при снижении температуры и давления образовывались кварцевые жилы с оторочкой из хлоритоида, а также эпидот, а в подошве – кварц-серицитовые породы.

Литература

1. Зарайский Г. П. Зональность и условия образования метасоматических пород. М.: Наука, 1989. 341 с.

2. Сорока Е. И., Леонова Л. В., Иванов А. С. Пирофиллит-хлоритоидные породы хребта Малдынырд (Приполярный Урал) // Пятые Всеросс. науч. чтения памяти В. О. Полякова. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. С. 22-28.

3. Evans B. W., Guggenheim S. Talc, pyrophillite and related minerals // Reviews in Mineralogy. 1988. V. 19. P. 25-280. 4. Phillips G. N. Metamorphism of the Witwatersrand gold fields: conditions during peak metamorphism // J. Metamorphic Geol. 1987. V. 5. № 3. P. 307-322.