CC BY
32
УДК 552.16:552.4 DOI: 10.19110/2221-1381-2016-6-11-17
ГРАНАТ МЕТАУЛЬТРАМАФИТОВ МАКСЮТОВСКОГО КОМПЛЕКСА [ЮЖНЫЙ УРАЛ]
П. М. Вализер1, А. И. Русин2, А. А. Краснобаев2 1Ильменский государственный заповедник, Миасс; valizer@ilmeny.ac.ru 2Институт геологии и геохимии им. А. Н. Заварицкого УрО РАН, Екатеринбург; rusin@igg.uran.ru, krasnobaev@igg.uran.ru
Гранат в ультрамафитах рассматривается как важный признак глубинных условий их формирования. Изучены гранаты из метаультрамафитов, форстерит-энстатитовых пород и антигоритовых серпентинитов максютовского эклогит-глаукофансланцевого комплекса. Гранат для исследований отбирался из больших (150—200 кг) проб, которые дробились до фракции 0.25 мм. Классическими приемами они доводились до шлиха с последующим отбором под бинокуля-ром. Микрозондовый анализ гранатов выполнен на растровом микроскопе РЭММА-202М с микроанализатором. Гранаты метаультрамафитов образуют гетерогенное сообщество и представлены широким по составу спектром разновидностей пироп-альмандиновых, альмандиновых, гроссуляр-альмандиновых и альмандин-спессартиновых видов. Кристаллы гранатов содержат включения UHP-HP минералов. По особенностям состава аналогичны гранатам эклогитов, гранат-клинопироксеновых и глаукофановых пород, пространственно-генетически связанных с ними. Малокальциевый пироп-альмандиновый гранат в форстерит-энстатитовых породах допускает предположение о возможности проявления раннего метаморфизма в условиях гранулитовой фации.
Ключевые слова: максютовский комплекс, гранат, форстерит-энстатитовая порода, антигоритовый серпентинит, эклогит, гранат-клинопироксеновая порода.
GARNET FROM METAULTRAMAFIC ROCKS OF MAKSUTOVO COMPLEX [SOUTH URAL]
P. М. Valizer1, A. I. Rusin2, A. A. Krasnobaev2 1Ilmensky State Reserve, Miass 2Institute of Geology and Geochemistry UB RAS, Yekaterinburg
The garnet from metaultramafic rocks is considered as an important sign of UHP-HP formation conditions. Garnets were investigated from forsterite-enstatite rock and antigorite serpentinite of the eclogite-glaucophane schists Maksutovo Complex. Garnets was selected from the large samples (150—200 kg.) that were fractioned to 0.25 mm. Further, the fraction was treated to a heavy concentrate with subsequent selection from it the garnets. They have been analyzed by using a scanning electron microscope REMMA-202M with microprobe in the mode of secondary electrons.
The garnets from metaultramac rocks formed a heterogeneous community and they represented different of species pyrope-almandine, almandine, grossular-almandine and almandine-spessartine and are similar to garnets of the eclogites, garnet-clinopyroxenite and glaucophane rocks which spatially and genetically related with them. They contain inclusions of UHP-HP minerals. Low-calcium pyrope-almandine garnet reflects the processes of early metamorphic in conditions of granulite facies of metamorphism for forsterite-enstatite rocks.
Keywords: Maksutovo Complex, garnet, forsterite-enstatite rock, antigorite serpentinite, eclogite, garnet-clinopyroxene rocks.
Введение
Присутствие граната в ультрамафитах рассматривается как важный признак глубинных условий их формирования. Альмандин-пироповый, альмандиновый и грос-суляр-пироповый гранат описан в ультрамафитах массивов: Рай-Из, Войкаро-Сынинский, Алапаевский, Крака, Нурали, Миндяк и др. В длительной истории изучения максютовского комплекса основное внимание было уделено НРМ-иНРМ породным ассоциациям: эклогитам, гранат-глаукофановым сланцам и другим образованиям. Метаультрамафиты в комплексе занимают по представительности такое же место, что и вышеперечисленные породы и пространственно-генетически связаны с ними [2—3, 9, 17]. В метаультрамафитах — форстерит-энста-титовых породах ИНРМ эклогит-перидотитовой и антигоритовых серпентинитах НР-ИНРМ мафит-ультрама-фитовой единиц — были обнаружены гранаты, что позволяет уточнить условия их образования-преобразования и сопоставить с ИНРМ породными ассоциациями мафитового состава.
Краткая геологическая характеристика
комплекса
Максютовский эклогит-глаукофансланцевый комплекс расположен в юго-восточной части западного склона Южного Урала и представляет собой узкий тектонический блок шириной 12—16 км, протяженностью более 180 км, характеризующийся сложной склад-чато-надвигой структурой (рис. 1) и многоэтапной историей метаморфизма. Восточной его границей является серпентинитовый меланж Главного уральского разлома, к востоку от которого развиты девонские из-вестково-щелочные вулканиты Магнитогорской островной дуги, перекрытые в приразломной зоне отложениями зилаирского флиша (Б3-С1). Западным ограничением максютовского комплекса служит Янтышевско-Юлукский надвиг, отделяющий его от кварцито-слан-цевых толщ суванякского комплекса (РЯ2-У1), мета-морфизованных в условиях зеленосланцевой фации, и разрезов осадочных пород пассивной окраины В.-Европейского кратона.
Рис. 1. Структурная схема максютовского комплекса [17]. 1 — мезозойские и кайнозойские отложения, 2 — зилаирский флиш (D3-C1), 3 — силурийские отложения и вулканиты, 4 — кварцито-сланцевые толщи суванякского комплекса (PR2-V1), 5 — бластомилониты, 6 — «офиолитоподобная» единица (ме-тавулканиты, слюдяные и графитистые кварцитосланцы) с зонами HP-UHPM мафит-ультрамафитовой единицы (антигори-товые серпентиниты, гранат-клинопироксеновые, лавсонитсо-держащие и гранат-глаукофановые породы), 7 — метатерриген-ная единица (слюдистые кварциты, слюдянокварцевые и слюдяные сланцы с гранатом, омфацитом, глаукофаном, фенгитом с телами гранат-омфацит-глаукофановых и гранат-глаукофано-вых пород) с зонами UHPM-эклогит-перидотитовой единицы (форстерит-энстатитовые породы, жадеитовые и жадеит-диоп-сидовые эклогиты), 8 — ультрамафиты Халиловского массива, 9 — амфиболиты, 10 — серпентиниты и серпентинитовый меланж, 11 — диабазовые дайки, 12 — Янтышевско-Юлукский надвиг, 13 — тектонические нарушения.
Fig. 1. Geologic map of Maksutov complex [17]. 1 — Mesozoic and Cainozoic sedimentary rocks, 2 — Zilairsky flysch (D3-Cx), 3 — Silurian metavolcanic and metasedimentary rocks, 4 — quarzites and quartzite schist strata of Suvanyaksky complex, 5 — blas-tomylonites, 6 — "ofiolites-like" unite — metavolcanic, mica and graphite quartzite schists with zones HP-UHPM maficт-ultramafic rocks unite (antigorite serpentinite, garnet-clinopyroxene, lawsonite and garnet-glaucophane rocks), 7 metasedimentary unite — micaceous quartzites, mica-quartze and mica schists containing garnet, omphac-ite, glaucophane, phengite including bodies garnete-omphacite-glau-cophane and garnet-glaucophane rocks with zones HP-UHPM-ec-logite-peridotite unite (forsterite-enstatite rocks, jadeite andjadeite-diopside eclogites), 8 — ultramafic rocks of Chalilovsky massif, 9 — amphibolites, 10 — serpentinites and serpentinite melange, 11 — diabase dykes, 12 — Yantyshevsko-Yuluksky thrust, 13 — faults.
Геологические, структурные и изотопно-хронологические данные, полученные нами в последнее время [2— 6, 9] позволяют предполагать, что формирование максютовского комплекса произошло при аккреции структурно-вещественных единиц: 1. UHPM эклогит-перидотито-вая — форстерит-энстатитовые породы и (горячие) жадеитовые и жадеит-диопсидовые эклогиты; 2. HP-UHPM мафит-ультрамафитовая — а) антигоритовые серпентиниты, гранат-клинопироксеновые и лавсонитсодержащие породы; б) антигоритовые серпентиниты, гранат-клино-пироксеновые и гранат-глаукофановые породы; 3. HPM метатерригенная — слюдистые кварциты, слюдяно-квар-цевые и слюдяные сланцы с гранатом, омфацитом, глау-кофаном и фенгитом с телами (холодных) гранат-омфа-цит-глаукофановых эклогитов, гранат-глаукофановых и жадеит-эгириновых пород; 4. винчит-зеленосланцевая «офиолитоподобная» — метавулканиты, слюдяные и графитистые кварцитосланцы; 5. палеозойские образования. Каждая структурно-вещественная единица характеризуется различными обстановками и временем формирования исходного субстрата. Подробная информация по проблемам метаморфизма и возраста породных ассоциаций комплекса изложена в многочисленных работах [1—10, 12—13, 15—18].
Методика исследований
Гранат и сопутствующие минералы для исследований отбирались из больших (150—200 кг) проб, которые дробились до фракции 0.25 мм. Дроблению породы предшествовала «промывка» аппаратуры отобранным материалом с последующим его исключением из обогащения. Подготовленная «тонкая» субстанция отмучивалась от глинистой фракции и классическими приемами обогащалась в лотках. От исходной пробы оставалось 5—10 мг шлиха. Последующий отбор минералов проводился под бинокуляром. Мик-розондовый анализ состава минералов выполнен на растровом микроскопе РЭММА-202М с микроанализатором в лаборатории 1КМИМ Института минералогии (аналитик В. А. Котляров). Ускоряющее напряжение 20 КВт, ток на образце H*10-10A. Стандарты: AstJMEX scientific Limited MJNM 25—53 Mineral Mount serial № 01—044.
Индексы минералов: Atg — антигорит, Chl — хлорит, Di — диопсид, En — энстатит, Ep — эпидот, Fsp — калиевый полевой шпат, Fo — форстерит, Grt — гранат, Mgs — магнезит, Mag — магнетит, Ms — мусковит, Omp — омфа-цит, Chl — хлорит, Cpx — клинопироксен, Cr-Spl — хром-шпинель, Pg — парагонит, Ph — фенгит, Pmp — пумпел-лиит, Rt — рутил, Ti-Chu — титаноклиногумит, Qz — кварц, Zo — цоизит.
Гранат
Изучены гранаты метаультрамафитов известных, типовых и наиболее изученных участков и обнажений максютовского комплекса: из форстерит-энстатитовой породы UHP-эклогит-перидотитовой единицы (К-1870, N 51°59'58'', E 57°47'31.5'', H 339), скальные выходы по левому берегу р. Сакмара, в 2 км ниже д. Караяново [2, 15, 17] ; из антигоритового серпентинита HP-UHP мафит-уль-трамафитовой единицы: а (К 2109, N 51°59'54.5'', E 57°45'38'', H 469.5), правый берег р. Сакмара, район д. Утарбаево [3, 17]; б (К 2232, N 51°48'45.3'', E 57°31'51.6'', H 429) левый берег р. Ташла, пос. Новоташлинский [6, 17].
Гранат в форстерит-энстатитовых породах представлен пироп-альмандином, спессартин-альмандином,
альмандином и гроссуляр-альмандином (табл., рис. 2). Малокальциевый пироп-альмандин (#Mg = 0.21—0.28) образует незональные кристаллы с содержанием от 21 до 27 мол. % Py, при существенном — до 10 мол. % Sps компонентов. Малокальциевый спессартин-альмандин, высокожелезистый (#Mg = 0.04—0.08) образует кристаллы с низким количеством 4—8 мол. % Py и от 17 до 21 мол. % Sps компонентов. Такие гранаты не установлены ни в эклогитах, ни в метатерригенной единице [1]. От гранатов ультраосновных пород и серпентинитов они отличаются низким содержанием Py и повышенным
содержанием Sps компонентов и наиболее соответствуют гранатам из пород гранулитовой фации [14]. Альмандин представлен зональными кристаллами: с — Grs= = 22—23 мол. %, Sps до 5 мол. %, #Mg = 0.17—0.19, r — Grs = 8—14 мол.%, #Mg = 0.21—0.23, содержит включения цоизита, фенгита и кварца (рис. 3.1). Альмандины такого состава характерны для глаукофанизированных низкожелезистых жадеит-диопсидовых эклогитов [1]. Среди альмандинов встречаются кристаллы с существенным содержанием (до 15 мол. %) Sps компонента, которые соответствуют альмандину гранат-глаукофано-
Химический состав и кристаллохимические формулы гранатов и UHP-HP минералов включений метаультрамафитов (мае. %) Mineral and stoichometric composition of garnets and inclusions of UHP-HP minerals of the from metaultramafic rocks (vol. %)
№ п.п 1 2 3 4 5 6
Компонент Grt Grt Grt Grt Grt Grt Ph
с r с r с r с r с r с r
Si02 37.7 38.1 36.8 36.8 37.9 38.2 37.3 37.8 38.1 37.9 37.9 37.8 51.5
Ti02 0.00 0.07 0.03 0.03 0.06 0.00 0.05 0.00 0.00 0.00 0.12 0.06 0.79
А120з 21.5 21.3 20.4 20.5 20.8 21.2 20.4 21.1 21.3 21.5 21.3 21.0 25.4
FeO 29.8 27.6 32.3 30.8 27.6 27.2 28.9 30.6 28.3 31.8 26.7 29.3 2.49
MnO 4.49 4.57 7.43 9.10 3.94 3.96 6.63 2.83 0.62 0.72 2.37 2.61 0.00
MgO 5.13 6.97 1.89 0.99 4.67 5.83 3.06 4.56 3.44 5.02 3.70 4.75 4.32
CaO 1.05 1.24 1.01 1.87 4.75 3.67 3.57 3.04 8.17 2.93 7.71 4.23 1.81
Na20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
K20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9.68
2 99.67 99.85 99.86 100.09 99.72 100.06 99.91 99.93 99.93 99.87 99.80 99.75 95.99
Коэффициенты кристаллохимической формулы
Si 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.41
Ti 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.00 0.04
Al 2.02 1.97 1.96 1.98 1.95 1.97 1.93 1.98 1.96 1.96 1.98 1.96 1.98
Fe 1.98 1.81 2.20 2.10 1.83 1.78 1.94 2.03 1.87 1.42 1.76 1.94 0.14
Mn 0.30 0.30 0.52 0.63 0.27 0.26 0.45 0.19 0.04 0.39 0.16 0.18 0.00
Mg 0.61 0.82 0.23 0.12 0.55 0.68 0.37 0.54 0.41 0.17 0.44 0.56 0.43
Ca 0.09 0.10 0.09 0.17 0.40 0.31 0.31 0.26 0.69 1.06 0.65 0.36 0.13
Na 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
К 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.82
#Mg 0.21 0.28 0.08 0.04 0.21 0.25 0.13 0.20 0.18 0.22 0.18 0.21 0.76
#Ca 0.03 0.03 0.03 0.06 0.13 0.10 0.10 0.9 0.23 0.08 0.22 0.12
Continue of table Таблица (продолжение)
№ п.п 7 8 9 10 11 12
Компо- Grt Zo Grt Grt Grt Grt Pg Grt
нент с r с r с r с r с r
Si02 37.4 37.3 38.2 37.8 37.8 38.0 37.9 38.2 38.2 38.3 48.0 37.3 38.0
Ti02 0.12 0.00 0.65 0.02 0.00 0.00 0.04 10.29 0.10 0.06 0.58 0.00 0.05
AI2O3 20.0 20.2 32.9 20.3 20.7 20.8 20.8 20.7 21.4 21.8 34.7 20.1 20.9
FeO 21.8 23.3 0.72 28.4 25.7 20.3 21.4 20.5 27.5 27.6 4.70 13.5 23.9
MnO 8.60 8.40 0.00 1.73 1.70 5.11 5.80 1.59 0.18 0.31 0.00 18.0 0.49
MgO 0.71 0.67 0.38 3.35 1.97 1.37 1.41 0.87 4.54 5.09 0.00 0.31 0.96
CaO 11.2 10.0 23.6 8.48 12.0 14.4 12.5 17.9 8.00 6.57 0.00 10.8 15.5
Na20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 6.17 0.00 0.00
K20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.57 0.00 0.00
2 99.83 99.87 97.00 100.08 99.87 99.92 99.85 100.05 99.92 99.73 94.72 100.01 99.80
Коэфс шциенты кристаллохимической формулы
Si 3.00 3.00 2.97 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.00 3.09 3.00 3.00
Ti 0.01 0.00 0.04 0.00 0.00 0.00 0.00 0.02 0.01 0.01 0.03 0.00 0.01
Al 1.90 1.91 2.97 1.89 1.93 1.94 1.96 1.92 1.98 2.01 2.63 1.90 1.95
Fe 1.46 1.57 0.04 1.88 1.70 1.34 1.42 1.35 1.80 1.81 0.25 0.91 1.58
Mn 0.59 0.57 0.00 0.12 0.12 0.34 0.39 0.11 0.01 0.02 0.00 1.22 0.04
Mg 0.08 0.08 0.04 0.39 0.23 0.16 0.17 0.10 0.53 0.60 0.00 0.04 0.11
Ca 0.96 0.87 1.94 0.72 1.02 1.22 1.06 1.50 0.67 0.55 0.00 0.93 1.31
Na 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.77 0.00 0.00
К 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00
#Mg 0.04 0.04 0.00 0.16 0.11 0.08 0.09 0.07 0.23 0.25 0.02 0.06
#Ca 0.32 0.29 0.00 0.24 0.34 0.41 0.36 0.50 0.22 0.18 0.31 0.44
вых сланцев метатерригенной единицы [15—17]. Грос-суляр-альмандины образуют кристаллы с обратной (с — Py13Grs22, r — Py8Grs34) зональностью, маломарганцевые и с высоким содержанием (до 19 мол. %) Sps и (до 41 мол. %) Grs компонентов. Альмандин-гроссуляры (Py3-4Grs50-52) аналогичны гранату хлоритовой оторочки тел UHPM-эклогита, гранат-клинопироксеновых и лавсонитсодержащих пород [3, 5].
Гранат в антигоритовых серпентинитах HP-UHPM мафит-ультрамафитовой единицы (а) по составу соответствует альмандину, гроссуляр-альмандину — альмандин-гроссуляру и альмандин-гроссуляр-спессартину (табл., рис. 2). Альмандин образует неоднородные по составу кристаллы (с — Py18Grs22, г — Py20Grs19), которые содержат включения парагонита (Si = 3.09, Na = 0.77 к.ф.), эпидота (Fe/Fe+Al = 0.23), кварца, рутила и апатита (рис. 3.2). По
Continue of table
Таблица (продолжение)
№ п.п 12 13 14 15
Компонент Omp Ph Grt Di Grt Di Ph Chi Pmp Grt Omp Kfs*
с r (4)
Si02 54.5 49.0 38.2 38.7 53.7 37.9 52.0 49.4 28.7 38.2 37.4 52.8 62.5
Ti02 0.11 0.39 0.17 0.10 0.00 0.17 0.00 0.34 0.00 0.10 0.00 0.00 0.00
AI2O3 10.8 25.4 20.8 20.7 2.41 20.5 3.35 24.4 17.0 25.0 20.2 10.2 18.7
FeO 11.0 6.63 19.1 17.2 8.92 20.1 9.93 6.43 27.1 4.04 28.9 14.2 0.00
MnO 0.09 0.36 1.30 1.19 0.00 1.72 0.17 0.01 0.52 0.53 0.65 0.03 0.00
MgO 4.66 4.40 0.98 2.79 11.5 0.94 10.8 3.93 15.3 3.34 0.81 4.35 0.00
CaO 10.2 0.00 19.4 19.2 22.2 18.4 22.0 0.00 0.84 21.6 12.0 10.9 0.30
Na20 7.83 0.00 0.00 0.00 1.12 0.00 1.49 0.23 0.17 0.00 0.00 6.93 0.30
K20 0.06 10.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 9.41 0.00 0.00 0.00 0.07 14.1
2 99.25 96.18 99.95 99.88 99.85 99.73 99.74 94.15 89.63 92.81 99.96 99.48 99.36
Коэффициенты
зисталлохимической формулы
Si 1.99 3.24 2.99 3.00 2.00 2.99 1.94 3.31 3.00 6.13 2.99 1.95 2.99
Ti 0.01 0.02 0.01 0.01 0.00 0.01 0.10 0.02 0.00 0.01 0.00 0.00 0.00
AI 0.46 1.94 1.92 1.89 0.11 1.90 0.15 1.92 2.09 4.73 1.91 0.44 1.05
Fe 0.34 0.36 1.25 1.11 0.28 1.32 0.31 0.36 2.36 0.54 1.93 0.44 0.00
Mn 0.00 0.02 0.09 0.08 0.00 0.12 0.01 0.00 0.05 0.07 0.04 0.00 0.00
Mg 0.25 0.42 0.11 0.32 0.64 0.11 0.60 0.39 2.37 0.80 0.10 0.24 0.00
Ca 0.40 0.00 1.63 1.59 0.89 1.55 0.88 0.00 0.09 3.72 1.03 0.43 0.01
Na 0.55 0.00 0.00 0.00 0.08 0.00 0.11 0.03 0.04 0.00 0.00 0.50 0.03
К 0.00 0.83 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.80 0.00 0.00 0.00 0.00 0.86
#Mg 0.42 0.52 0.08 0.21 0.70 0.07 0.65 0.52 0.50 0.57 0.05 0.35
#Ca 0.54 0.53 0.52 0.34
End of table
Таблица (окончание)
№ п.п 16 17 18 19
Компонент Grt Di Omp Grt Omp Pmp Grt Omp Grt Omp Ttn
с r
Si02 38.0 52.7 53.6 37.9 55.5 39.0 38.1 51.7 54.8 37.9 38.1 55.2 31.8
Ti02 0.17 0.00 0.06 0.23 0.04 0.05 0.11 0.00 0.00 0.32 0.08 0.00 32.7
AI203 20.5 1.99 7.40 21.3 10.3 26.8 21.2 10.9 10.6 20.3 20.7 10.2 5.35
FeO 20.8 10.0 9.05 18.0 7.47 3.20 19.4 10.3 7.80 10.9 17.4 7.62 1.95
MnO 1.15 0.03 0.11 6.0 0.30 2.01 3.68 0.58 0.21 14.1 1.78 0.19 0.00
MgO 1.01 12.0 9.11 0.88 7.57 3.57 1.10 7.02 7.24 0.53 0.94 7.67 0.00
CaO 18.2 21.8 15.6 15.2 12.6 20.4 16.2 12.9 12.3 15.9 20.2 12.8 28.2
Na20 0.00 1.32 4.65 0.00 5.98 0.00 0.00 5.84 6.57 0.00 0.00 6.35 0.00
K20 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
2 99.83 99.84 99.58 99.51 99.76 95.03 99.79 99.24 99.52 99.95 99.20 100.03 100.0
Коэффициенты кристаллохимической формулы
Si 2.99 1.96 1.96 3.00 2.01 6.11 3.00 1.89 1.98 3.00 3.00 1.99 1.01
Ti 0.01 0.00 0.00 0.01 0.00 0.01 0.01 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.78
AI 1.90 0.09 0.32 2.00 0.44 4.94 1.97 0.47 0.45 1.90 1.92 0.43 0.20
Fe 1.37 0.31 0.28 1.19 0.23 0.42 1.28 0.31 0.24 0.72 1.15 0.23 0.05
Mn 0.07 0.00 0.00 0.40 0.00 0.27 0.24 0.02 0.00 0.95 0.12 0.01
Mg 0.12 0.67 0.50 0.11 0.41 0.83 0.13 0.38 0.39 0.06 0.11 0.41
Ca 1.54 0.87 0.61 1.29 0.49 3.42 1.37 0.51 0.48 1.35 1.70 0.49 0.96
Na 0.00 0.10 0.33 0.00 0.42 0.00 0.00 0.42 0.46 0.00 0.00 0.44
К 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00
#Mg 0.08 0.68 0.64 0.06 0.64 0.55 0.08 0.54 0.62 0.04 0.08 0.62
#Ca 0.51 0.43 0.46 0.45 0.57
Примечание. 1—10 — форстерит-энстатитовая порода (Fo + En + Mgs + Ti-Chu ± Ang ± Chl), проба K-1870, район д. Караяново; 11—16 — антигоритовый серпентинит (Ang + Chl + Amp + Mgs + Сг-Spl + Mag), проба K-2109, район д. Утарбаево; 17—19 — антигоритовый серпентинит (Ant + Chl + Mgs + Mag), проба К-2232, район п. Новоташлинский.
c — центр, г — край зерна. # Mg = Mg/(Mg + Fe + Mn). # Ca = Ca/( Mg + Fe + Mn + Ca). * содержит BaO — 3.46 мас. %.
PHC. 2. BapHauHH cocTaBOB rpaHaTOB b MeTayëbTpaMaÔHTax. 1—2 — UHPM-3KëorHT-nepHflOTHTOBaH eflHHHua: 1 — H3 ôopcTepHT-SHCTaTHTO-
BOH nOpOflM, 2 — H3 UHPM SKëOrHTa [4—5], 3—6 — HP-UHPM MaÔHT-yëbT-paMaÔHTOBaa eflHHHna: 3 — H3 aHTHropH-TOBOrO cepneHTHHHTa (a), 4 — H3 rpaHaT-KëHHOnHpOKceHOBOH nOpOflM [3], 5 — H3 aHTHrOpHTOBOrO cepneHTHHHTa (6), 6 — H3 rpaHaT-raayKOÔaHOB^ix cnaHneB [6]. Fig. 2. Composition variations in the garnets of ultramafites from:
1—2 — UHPM-eclogite-peridotite unite of Maksutov complex: 1 — forsterite-enstatite rocks, 2 — UHPM eclogite [4—5], 3—6 — HP-UHPM association of mafic-ultramafic rocks: 3 — antigorite serpentinites (a), 4 — garnet-clinopyroxene rocks [3], 5 — antigorite serpentinites (6), 6 — garnet-glaucophane schists [6].
50 [Jm Рис. 3. Микрофотографии кристаллов граната с включениями UHP-HP минералов.
1 — из форстерит-энстатитовых пород, 2—3 — из антигоритовых серпентинитов: 2-а (район д. Утарбаево), 3-6 (рай-\ они. Новоташлинский). / Fig. 3. Microphotographs of garnet crystals with including of UHP-HP minerals from: 1 — forsterite-enstatite rocks, 2—3 — antigorite serpentinites; 2-a (area nearofv. Utar-j,J m baevo), 3 -b (area near of v. Novotaschlinsky)
составу и типу зональности он сравним с гранатом глау-кофанизированных низкожелезистых жадеит-диопсидо-вых эклогитов [1]. Гроссуляр-альмандин (Py до 4 мол. %, Sps до 2 мол. %) образует неоднородные кристаллы с включениями омфацита (Jd42, #Mg = 0.35) и калиевого полевого шпата (Ba = 3.5 мас. %). Альмандин-гроссуляр (Grs от 51 до 54 мол. %) содержит включения омфацита (Jd30, #Mg = 0.26), диопсида (Jd9-11, #Mg = 0.66—0.70), фенгита (Si = 3.31, Na = 0.03 к.ф., #Mg = 0.52), пумпеллиита (А1общ = 4.3—5.0 к.ф., #Mg = 0.43—0.58), хлорита (Si = = 3.0 к.ф., #Mg = 0.50) и кварца (рис. 3.2). Гранат такого состава типичен для гранат-клинопироксеновых пород [3]. Зональный альмандин-гроссуляр-спессартин (с— Py1A1m16-27Sps55-41Grs28-31) — гроссуляр-альмандин (r — Py4-5A1m51-60Sps1Grs34-44) содержит включения омфацита (Jd47, #Mg = 0.43) и фенгита (Si = 3.28 к.ф., #Mg = 0.54). Аналогичный гранат, но с более низким содержанием Sps компонента, присутствует в гранат-лавсонитсодержащих породах и мраморах [3, 11, 17].
Гранат антигоритовых серпентинитов HP-UHPM ма-фит-ультрамафитовой единицы (б) представлен альмандин-гроссуляром и альмандин-спессартин-гроссуляром (табл., рис. 2). Альмандин-гроссуляр (Py3-5A1m40-42Sps8-13 Grs43-46) неоднороден. Включения в нем сложены омфацитом (Jd47, #Mg = 0.64) и пумпеллиитом (А1общ = 4.94 к.ф, #Mg = 0.55) (рис. 3.3). Он сопоставим по составу с гранатом такой же разновидности из форстерит-энстатитовой породы, только более кальциевой. Альмандин-спессартин-гроссуляр образует зональные кристаллы (с — Py2A1m21Sps32Grs45, r — Py4A1m36 Sps4Grs56), содержит включения омфацита (Jd40-47, #Mg = = 0.54—0.64) и титанита (A12O3 = 3.5 мас. %). Он отличается от альмандин-гроссуляр-спессартина серпентинитов HP-UHPM мафит-ультрамафитовой единицы (а) более высоким содержанием Grs и низким Sps компонентов.
Подчеркнем, что отдельные зерна альмандин-спес-сартин-гроссуляра из антигоритового серпентинита HP-UHPM мафит-ультрамафитовой единицы (а) (район д. Утарбаево) имеют прерывистую оторочку из антигори-та (#Mg = 0.92, Cr = 0.03 к.ф.), содержат включения диопсида и пумпеллиита (рис. 3.2), а зерна альмандин-гроссу-ляра из антигоритового серпентинита (б) (район п. Ново-ташлинский) — антигоритовую (#Mg = 0.98, Cr = 0.02 к.ф.) и хлоритовую (#Mg = 0.60, Si4+ = 2.74 к.ф. и Аобщ = 2.52 к.ф.) оторочку (рис. 3.3), содержат включения ортопироксена (#Mg = 0.87, Si4+ = 1.86 к.ф. и Al^ = 0.19 к.ф.).
P-T условия формирования граната
Оценка термодинамических параметров образования граната в метаультрамафитах выполнена по сосуществующим гранату и включениям в нем, с использованием гео-термобарометров Grt-Cpx-Ph, Grt-Cpx, Grt-Ph [19].
В UHPM эклогит-перидотитовой единице малокальциевые пироп-альмандины с повышенным содержанием марганца (№ 1 — 4) по особенностям состава могут быть сопоставлены с гранатами гранулитовой фации [11, 14]. Образование высококальциевого альмандина и фенгита (№ 5—6) определяется областью Т = = 617—693° С при Р = 24—34 кбар, что согласуется с оценкой образования аналогичного граната и фенгита из ассоциации Grt+Omp+Ph+Czo UHPM эклогита [4]. Гроссуляр-альмандин — альмандин-гроссуляр (№ 7— 10) образован при T = 450—550° С и P = 11—22 кбар, т. е. отражает поздние регрессивные преобразования ме-таультрамафита.
В НР-иНРМ мафит-ультрамафитовой единице (а) высококальциевый альмандин (№ 11) образован при НР-Т условиях на ранней стадии метаморфизма метаультра-мафитов, если принять во внимание присутствие включений парагонита, устойчивого при водном флюиде до Р = 25 кбар, при Т = 595 °С. По альмандин-гроссуляр-спес-сартину, фенгиту и омфациту (№ 12) получены максимально высокие Т = 717.5 ± 15 °С при Р = 35.3 ± 0.9 кбар. Формирование альмандин-гроссуляра (№ 13—16) происходило на поздних стадиях преобразования ультрамафи-тов при Т = 548—678 °С, Р = 12—22 кбар. РТ-параметры образования зонального альмандин-спессартин-гроссуля-ра — альмандин-гроссуляра (№ 17—19) в антигоритовых серпентинитах (б) соответствуют Т = 527—680 °С при Р = 12.5—15 кбар.
Вывод
Гранаты метаультрамафитов максютовского комплекса образуют гетерогенное сообщество и представлены широким по составу спектром разновидностей пироп-аль-мандиновых, альмандиновых, гроссуляр-альмандиновых и альмандин-спессартиновых видов. Кристаллы гранатов содержат включения ИНР-НР минералов. По особенностям состава они аналогичны гранатам эклогитов, гранат-клинопироксеновых и гранат-глаукофановых пород, пространственно-генетически связанных с ними. Малокальциевый пироп-альмандиновый гранат в форстерит-энста-титовых породах допускает предположение о возможности проявления раннего метаморфизма в условиях гранули-товой фации. Особенности состава гранатов, минералов включений и Р-Т условия их образования позволяют высказать предположение об аналогичных условиях образования-преобразования форстерит-энстатитовых пород («горячих» эклогитов), антигоритовых серпентинитов (гранат-клинопироксеновых и лавсонитсодержащих пород), анти-горитовых серпентинитов (гранат-глаукофановых пород).
Литература
1. Вализер П. М. Гранат эклогитов высокобарических комплексов Урала // Литосфера. 2011. № 5. С. 55—72.
2. Вализер П. М., Краснобаев А. А., Русин А. И. Уль-травысокобарическая ассоциация в ультрамафитах максютовского комплекса (Южный Урал) // ДАН. 2011. Т. 441 № 4. С. 510—513.
3. Вализер П. М., Русин А. И., Краснобаев А. А., Ли-ханов И. И. Гранат-пироксеновые и лавсонитсодержащие породы максютовского комплекса // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 11. С. 1754—1777.
4. Вализер П. М., Краснобаев А. А., Русин А. И. Жа-деит-гроссуляровый эклогит максютовского комплекса (Южный Урал) // Литосфера. 2013. № 4. С. 50—61.
5. Вализер П. М., Краснобаев А. А., Русин А. И. иНРМ-эклогит максютовского комплекса (Южный Урал) // ДАН. 2015. Т. 461. № 3. С. 316—321.
6. Вализер П. М., Краснобаев А. А., Русин А. И., Зво-рыгина А. А. Гранат-глаукофановые сланцы Ташлинско-го блока максютовского комплекса (Южный Урал) // Литосфера. 2015. № 5. С. 51—70.
7. Добрецов Н. Л. Глаукофансланцевые и эклогит-глаукофансланцевые комплексы СССР. Новосибирск: Наука, 1974. 429 с.
8. Краснобаев А. А., Давыдов В. А., Ленных В. И. Геохронологическая эволюция максютовского комплекса (Урал) // ДАН. 1998. Т. 362. № 3. С. 397—401.
9. Краснобаев А. А., Вализер П. M., Анфилогов В. Н., Бушарина С. В. Цирконология гранат-глаукофановых сланцев максютовского комплекса (Южный Урал) // ДАН. 2015. Т. 461. № 6. С. 696-700.
10. Ленных В. И. Эклогит-глаукофановый пояс Южного Урала. M: Наука, 1977. 160 с.
11. Ленных В. И. Гранаты Тараташского гранулито-вого комплекса // Гранаты метаморфических комплексов Урала. Свердловск. 1980. С. 3—7.
12. Лепезин Г. Г., Травин А. В., Юдин Д. С., Волкова
H. И., Корсаков А. В. Возраст и термическая история максютовского метаморфического комплекса (по 40Ar/39Ar данным) // Петрология. 2006. Т. 14. № 1. С. 109—125.
13. Русин А. И. Высокобарический метаморфизм Урала // Геодинамика, магматизм, метаморфизм и рудообра-зование. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН. 2007. С. 421—460.
14. Соболев Н. В. Парагенетические типы гранатов. M: Наука. 1964. 218 с.
15. Dobretsov N. L., Shatsky V. S., Coleman R. G., Lennykh V. I., Valizer P. M., Lion J., Zhang R., Beane R. Tectonic seting and petrology of ultrahigh-pressure metamorphic rocks in Maksyutov complex, Ural Mountains. Russia // Jnt. Geol. Rev. 1996. V. 38. P. 136—160.
16. Glodny J., Bingen B., Austrheim H., Molina J. F., Rusin A. Precise eclogitization ages deduced from Rb/Sr mineral systematics: the Maksyutov complex, Southern Urals, Russia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66 (7). P. 1221— 1235.
17. Lennykh V. I., Valizer P. M. High-pressure rocks of the Maksyutov complex (Southern Urals) // Fourth International Eklogite field sumposium. Novosibirsk, OIGGM SB RAS. 1999. P. 64.
18. Matte P., Maluski H., Caby R., Nicolas A., Kepezhinskas P., Sobolev S. Geodynamic model and 40Ar/39Ar dating for the generation and emplacemeut of the High Pressure (HP) metamorphic rocks in SW Urals // C. R. Acad. Sei Ser. 11. 1993. V. 317. P. 1867—1674.
19. Ravna E. J., Paquin J. Thermobarometric methologies applicable to eclogites and garnet ultrabasites. EMU Notes in Mineralogy. 2003. V. 5 (8). P. 229—259.
References
1. Valizer P. M. Granat eclogitov vysokobaricheskikh kompleksov Urala (Garnet of eclogite high baric complexes of the Urals). Litosfera, 2011, No. 5, pp. 55—72.
2. Valizer P. M., Krasnobaev A. A., Rusin A. I. Ultravysoko-baricheskaia assotciatciia v ultramafitakh maksiutovskogo kompleksa (Iuzhny Ural) (Ultra high baric association in ultramafites of maksiyutovsky complex). DAN, 2011, V. 441, No. 4, pp. 510—513.
3. Valizer P. M., Rusin A. I., Krasnobaev A. A., Leehanov
I. I. Granat-piroksenovye i lavsonitsoderzhashchie porody maksiutovskogo kompleksa (garnet-pyroxene and lavsonite-containing rocks of maksiyutovsky complex). Geologiia i geofizika, 2013, V. 54, No. 11, pp. 1754—1777.
4. Valizer P. M., Krasnobaev A. A., Rusin A. I. Zhadeit-grossuliarovyi eclogit maksiutovskogo kompleksa (Yuzhny Ural) (Zhadeite-grossular eclogite of maksiyutovsky complex). Litosfera, 2013, No. 4, pp. 50—61.
5. Valizer P. M., Krasnobaev A. A., Rusin A. I. UHPM-eclogit maksiutovskogo kompleksa (Yuzhny Ural) (UHPM-
eclogite of maksiyutovsky complex). DAN, 2015, V. 461, No. 3, pp. 316-321.
6. Valizer P. M., Krasnobaev A. A., Rusin A. I., Zvorygina A. A. Granat-glaukofanovye slantcy Tashlinskogo bloka maksiutovskogo kompleksa (Yuzhny Ural) (Garnet-glaucofane shales of Tashlinsky block of maksiyutovsky complex (South Urals)). Litosfera, 2015, No. 5, pp. 51-70.
7. Dobretcov N. L. Glaukofanslantcevye i eclogit-glaukofanslantcevye kompleksy ¿¿¿^(Glaucofan shale and eclogite glaucofan shale complexes of the USSR). Novosibirsk: Nauka, 1974, 429 pp.
8. Krasnobaev A. A., Davydov V. A., Lennykh V. I. Geokhronologicheskaia evoliutciia maksiutovskogo kompleksa (Ural) (Geochronological evolution of maksiyutovsky complex (Urals)). DAN, 1998, V. 362, No. 3, pp. 397-401.
9. Krasnobaev A. A., Valizer P. M., Anfilogov V. N., Busharina S. V. Tcirkonologiia granat-glaukofanovykh slantcev maksiutovskogo kompleksa (Yuzhny Ural) (Zirconology of garnet-glaucofane shales of maksiyutovksy complex (South Urals)). DAN, 2015, V. 461, No. 6, pp. 696-700.
10. Lennykh V. I. Eclogit-glaukofanovy poyas Iuzhnogo Urala (Eclogite-glaucofane belt of South Urals). Moscow, Nauka, 1977, 160 pp.
11. Lennykh V. I. Granaty Taratashskogo granulitovogo kompleksa (Garnets of Taratashsky granulite comples). Granaty metamorficheskikh kompleksov Urala. Sverdlovsk. 1980, pp. 3-7.
12. Lepezin G. G., Travin A. V., Iudin D. S., Volkova N. I., Korsakov A. V. Vozrast i termicheskaia istoriia maksiutovskogo metamorficheskogo kompleksa (po 40Ar/39Ar dannym) (Age and thermal history of maksiyutovsky metamorphic complex (40Ar/39Ar data)). Petrologiia. 2006, V. 14, No. 1, pp. 109-125.
13. Rusin A. I. Vysokobaricheskiimetamorfizm Urala (High baric metamorphism of Urals). Geodinamika, magmatizm, metamorfizm i rudoobrazovanie. Ekaterinburg, IGG UrO RAN, 2007, pp. 421-460.
14. Sobolev N. V. Parageneticheskie tipy granatov (Paragenetic types of garnets). Moscow, Nauka, 1964, 218 pp.
15. Dobretsov N. L., Shatsky V. S., Coleman R. G., Lennykh V. I., Valizer P. M., Lion J., Zhang R., Beane R. Tectonic seting and petrology of ultrahigh-pressure metamorphic rocks in Maksyutov complex, Ural Mountains. Russia In: Jnt. Geol. Rev. 1996. V. 38. P. 136-160.
16. Glodny J., Bingen B., Austrheim H., Molina J. F., Rusin A. Precise eclogitization ages deduced from Rb/Sr mineral systematics: the Maksyutov complex, Southern Urals, Russia // Geochim. Cosmochim. Acta. 2002. V. 66 (7). P. 12211235.
17. Lennykh V. I., Valizer P. M. High-pressure rocks of the Maksyutov complex (Southern Urals) // Fourth International Eklogite field sumposium. Novosibirsk, OIGGM SB RAS. 1999. P. 64.
18. Matte P., Maluski H., Caby R., Nicolas A., Kepezhinskas P., Sobolev S. Geodynamic model and 40Ar/39Ar dating for the generation and emplacemeut of the High Pressure (HP) metamorphic rocks in SW Urals // C. R. Acad. Sei Ser. 11. 1993. V. 317. P. 1867-1674.
19. Ravna E. J., Paquin J. Thermobarometric methologies applicable to eclogites and garnet ultrabasites. EMU Notes in Mineralogy. 2003. V. 5 (8). P. 229-259.
