CC BY
35
'SeetHimc, август, 2013 г., № 8
*
УДК 550.4: 552.5 (470.13)
ХРОМШПИНЕЛИД ИЗ НИЖНЕПАЛЕОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ НА КОНТАКТЕ ДОУРАЛИД И УРАЛИД (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)
А. А. Пескова
Сыктывкарский государственный университет [email protected]
Приведены результаты изучения хромшпинелидов из нижнепалеозойских терригенных пород в зоне межформаци-онного контакта уралид/доуралид в междуречье Малой Усы и Малой Кары. Хромшпинелид способен длительное время сохранять свои типоморфные особенности, которые позволяют предположить источник его образования, а также дают информацию о постдиагенетических преобразованиях. Хромшпинелид из терригенной толщи имеет специфичный состав, обусловленный гипергенными изменениями, что позволяет использовать его в качестве маркера при корелляции обнажений.
Ключевые слова: межформационныйконтакт, составхромшпинелида, фуксит.
CHROMOSPINELIDE OF TERRIGENEOUS LOWER PALEOZOIC DEPOSITS IN THE URALIDE/PREURALIDE CONTACT (POLAR URALS]
А. A. Peskova Syktyvkar State University
The results of the study of chromospinelide from the Lower Paleozoic clastic rocks in the interformational uralide/preuralide contact in the interfluve area of rivers of Small Usa and Small Cara. Chromospinelide can continuously preserve its typomorphic features. The compositional features of chromites suggest the source and information on postdiagenetic transformation. Chromospinelide from clastic strata has a specific structure due to supergene changes, which allows its using as a marker for correlations of outcrops.
Keywords: interformational contact, composition chromospinelide, fuchsite.
Изученные разрезы зоны меж-формационного контакта доуралид и уралид находятся на западном склоне Полярного Урала в междуречье Малой Кары и Малой Усы на южном и западном склонах вершины с абс. отметкой 882 м (рис. 1). Допалеозойские отложения представлены основными вулканитами бедамельской (Я3 —У2 Ъё) серии, постепенно переходящими в апобази-товые сланцы. Разрез нижнепалеозойских отложений начинается слоем оливково-серых крупнозернистых, с редким мелким гравием песчаников. Вверх по разрезу песчаники становятся более крупнозернистыми, переходя в мелкогравийные гравелиты, цвет пород постепенно меняется на светло-серый и розовато-серый.
Позднекембрийско-раннеордо-викский этап является важным рубежом в геологической истории региона, ознаменовавшимся его структурно-тектонической перестройкой. Глобальные события и их механизмы нашли отражение во всех иерархических
Рис. 1. Схема расположения участка работ
уровнях организации и эволюции вещества, в том числе в составе минеральных парагенезов и типоморфных особенностях отдельных минералов.
В тяжелых фракциях протолоч-ных проб метабазальтов и апобазито-вых сланцев постоянно присутствуют гематит, магнетит, титанит и апатит.
Реже встречается амфибол, в знаковых количествах присутствует рутил, пирит и халькопирит. Минеральный состав терригенных пород более разнообразный. В них постоянно присутствуют магнетит, гематит, ильменит, эпидот, циркон, титанит, апатит, лейко-ксен. Циркон, апатит и титанит слагают устойчивую минеральную ассоциацию и отмечаются практически во всех изученных пробах. Реже встречаются турмалин, рутил, хромшпинелид и фуксит. В нескольких пробах в знаковых количествах обнаружены амфибол, пирит, халькопирит. Из этого набора минералов устойчивый к различного рода физико-химическим воздействиям хромшпинелид является наиболее информативным индикатором источников поступления материала и постдиагенетических преобразований осадочных пород.
Хромшпинелид, часто в сростках с ярко-зеленой слюдой, обнаружен в обоих разрезах в метапесчаниках и ме-тагравелитах в нескольких (3—4) мет-
с
SectHimc, август, 2013 г., № 8
pax от зоны межформационного контакта.
Хромшпинелиды представлены в различной степени окатанными окта-эдрическими кристаллами и зернами со скульптурами растворения на поверхности (рис. 2, а, б, в), а также их обломками (рис. 2, г). Формы срастания хромита и слюды разнообразные: слюда служит матриксом, содержащим мелкие зерна хромшпинелида, или относительно крупные зерна хромшпинелида «обрастают» фукситом.
Изучение состава поверхности хромитов показало, что они содержат: Cr2O3 37.97-44.77, FeO 26.19-46.90, Al2O3 3.78-15.83, ZnO 7.19-13.69, MnO 3.48-3.98, MgO 5.16-5.63 (табл. 1). В трех зернах хромшпинелида содержащих до 13.69 мас. % ZnO и до 3.98 мас. % MnO, не обнаружено MgO. В обломке зерна (обр. СШ 14) не содержится ZnO и MnO, однако присутствует MgO (5.16-5.63 мас. %), содержание Cr2O3 при этом немного выше.
Вероятно, исходному составу хромшпинелида соответствует центральная часть зерна, а образование каймы произошло в результате гипергенных и метаморфических преобразований. Можно предположить, что состав таких зерен формировался в два этапа. На первом этапе в зернах,
Рис. 2. Формы срастания хромшпинелида и слюды: а - зерно хромшпинелида в слюде (обр. СШ 11); б - изометричное зерно хромшпинелида со следами выщелачивания в хромсодержащей слюде (обр. СШ 12); в - «остатки» зерна хромшпинелида, окруженные слюдой (обр. СШ 13); г - обломок зерна хромшпинелида в сростке
со слюдой (обр. СШ 14)
Т а б л и ц а 1
Химический состав хромшпинелидов, мас. %
№ зерна № образца № точки Содержание, мас. % Сумма Минерал Формула
Сг,03 FeO* ZnO А1,0, MnO MgO
1 СШ 11 1 2 42.17 42.13 46.27 46.90 7.69 7.19 3.87 3.78 — — 100 100 САФХр САФХр (Feo.79Zn02i)( Cr, 22Fe062Al0,7)204 (Fe,|S|Znn,,)( Сг, 2| Fen(i,Aln ,й)204
2 СШ 12 1 2 38.57 37.97 31.59 32.87 11.87 11.20 14.48 14.60 3.48 3.37 — 100 100 СФСАХр СФСАХр (Fe0.5,Zn0,1Mn0.1)(Cr1.(l7Al0.6Fe0.33)2O4 (Fe^Zn^Mno.XCr, 0,Al„ftFe„„),O4
3 СШ 13 1 3 4 42.59 42.54 40.69 26.19 26.79 28.56 13.69 12.83 13.52 13.54 14.14 13.38 3.98 3.70 3.85 — 100 100 100 СФАХр СФАХр СФАХр (Fe0.52Zn036Mn0,2)(Cr, i, Al0 56Fe024)2O4 (Fe056Zn0 33 Мп01)(СГ[ 18 Al0 59Fe„ 23)204 (Fe„ „Zn„ „Mn„ „)(Cr, nAln %Fe„ ,,),04
4 СШ 14 1 3 4 44.77 43.72 42.13 33.30 34.63 36.88 — 16.30 16.15 15.83 — 5.63 5.50 5.16 100 100 100 СФАХр СФАХр СФАХр (Fe0 72Mg(l 28)(Cr] ,7 Al0 63Fe0 0 2)204 (Fe0 73Zn0 27)(СГ| 22A10 63Fe0 23)204 (Ре0.75^П0.25)(СГ1.10 Ala62Fe0128)204
уже высвобожденных из магматических пород, за время их пребывания в гипергенных условиях был вынесен марганец, обладающий большим электрохимическим потенциалом, и образовалась обогащенная цинком и хромом кайма, из которой в результате взаимодействия с окружающим слюдистым матриксом произошел вынос в слюду части хрома.
На диаграмме Павлова [5] составы изученных зёрен хромшпинелидов попадают в три разные области (рис. 3). Образец СШ 11 с наименьшими содержаниями Al2O3 и ZnO попал в состав ферросубалюмоферрихромита. Наи-
меньшие содержания Cr2O3 отмечаются в зерне СШ 12, отвечающем железистому субферрисубалюмохромиту, а образцы СШ 13 и 14 соответствуют железистым субферриалюмохромитам.
В составе слюды установлены (мас. %): SiO2 50.15-51.05, Al2O3 29.01-29.32, K2O 11.78-11.96, FeO 4.56-5.35, Cr2O3 2.02-2.35, MgO 2.15 (табл. 2), что соответствует теоретической формуле хромсодержащей разновидности мусковита, которую мы согласно сложившейся терминологии будем называть фукситом.
В большинстве случаев хромовые слюды образуются при гидротермаль-
ной переработке гипербазитов. Образование фуксита может также происходить и в результате выветривания и последующего метаморфизма как основных, так и кислых пород. Проявление фуксита в вендских апориоли-тах и апобазитовых сланцах Малдин-ского комплекса (месторождение Чудное) связано с поступлением мантийных рудоносных растворов во время очередной активизации Малдинс-кого разлома [9].
В нашем случае терригенные нижнепалеозойские породы содержат кластогенные хромшпинелиды, и появление хромсодержащей слюды свя-
'ёее&Мис, август, 2013 г., № 8
*
Рис. 3. Диаграмма Н. В. Павлова [5] с точками состава из терригенных нижнепалеозойских пород Поля разновидностей на треугольнике: 1 — хромит, 2 — субферрихромит, 3 — алюмохромит, 4 — субферриалюмохромит, 5 — субферрисубалюмохромит, 6 — субалюмоферрихромит, 7 — фер-рохромит, 8 — хромпикотит, 9 — субферрихромпикотит, 10 — субалюмохроммагнетит, 11 — хром-магнетит, 12 — пикотит, 13 — магнетит. Разновидности хромшпинелидов по формульным коэффициентам ионов Бе2+: магно (0—2); магнезиальные (2—4); железистые (4—6); ферро (6—8)
Химический состав фуксита, мае. %
ла» УрО и № 12-С-5-1020 «Общие и локальные критерии различия высокодисперсных экзогенных и низкотемпературных гидротермальных рудоформиру-ющих систем».
Литература
1. Макеев А. Б., Ефанова Л. И., Филиппов В. Н. Манганоцинкохромит и ман-ганоцинкоалюмохромит Приполярного Урала // Сыктывкарский минералогический сборник № 28. Сыктывкар, 1999. С. 165—170. 2. НикуловаН. Ю., Филиппов В. Н., Швецова И. В. Хромиты из нижнепалеозойских псефитов в верховье р. Малая Кара // Современные проблемы теоретической, экспериментальной и прикладной минералогии (Юшкинские чте-ния—2013): Материалы минер. семинара. Сыктывкар, 2013. С. 239—241. 3. Онищен-ко С. А. Минералы хрома в отложениях алькесвожской свиты на хребте Малды-нырд // Минеральные индикаторы лито -
Т а б л и ц а 2
№ № № Содержание, мас. % Сумма Формула
¡ерна образца точки БЮ, А1,0, К,О РеО* Сг,о, МдО N3,0
1 СШ 12 2 50.15 29.01 11.78 4.56 2.35 2.15 — 100 К0.97(А1,45М8о.21Ре "о.15ре о.о9^го. 12)2.02[Si3.24Alo.7e] 0,„(0Н),
2 СШ 14 2 51.05 29.32 11.96 5.35 2.02 — 0.29 100 Ко.99^а004(А1] 58Ре 0.27^6 0.02^0.1 )].97[81З.ЗЗА1067] 0,„(ОН)2
Примечание. Сумма приведена к 100%. БеО* — общий состав в мас. % для Бе2+ и Бе3+.
зано с процессами диффузионно-ме-тасоматического замещения при взаимодействии зерен хромита с окружающей их слюдой, в результате чего вокруг них образовались фукситовые «оторочки».
Известно, что хромшпинелид — минерал, связанный главным образом с ультраосновными и основными горными породами. По высокому содержанию цинка и марганца изученные хромшпинелиды резко отличаются от высокохромистых акцессорных и рудных хромшпинелидов-ультрабазитов. Хромшпинелиды подобного, весьма специфичного, состава известны в нижнепалеозойских толщах Приполярного и Полярного Урала [1—4, 7, 8], где они также встречаются в ассоциации с фукситом. С. А. Онищенко, изучив состав хромитов из отложений аль-кесвожской толщи на хр. Малдынырд, связывает присутствие цинксодержа-щих хромшпинелидов с обогащенными хромом риолитами. Аналогичный состав может иметь поверхность зерен хромшпинелидов из ультраосновных пород, а продукты реакции метаморфических преобразований хромшпи-нелидов из гипербазитов часто приобретают зональное строение в результа-
те последовательного замещения первичного минерала хромшпинелидом иного состава, в первую очередь с отсутствием магния [3]. Аналогичное строение имеют зерна цинксодержа-щих хромшпинелидов из золотоносных алькесвожских конглобрекчий в верховье р. Малая Кара [2].
Источником класто генных хромитов могли быть метасоматически измененные основные интрузивные породы кызыгейского комплекса, расположенные в поле основных вулканитов бедамельской серии. В изученных разрезах хромшпинелиды отмечаются не по всей мощности, а находятся на одном стратиграфическом уровне , соответствуют одному временному интервалу и имеют, вероятно, одинаковое происхождение. Перечисленные особенности хромшпинелидов позволяют использовать их в качестве маркера при корреляции, стратиграфическом расчленении нижнепалеозойских терригенных отложений.
Работа выполнена при финансовой поддержке Программ фундаментальных исследований УрО РАН № 12-У-5-1008 «Редко- и благороднометалльная минерализация осадочного генезиса в нижнепалеозойских толщах севера Ура-
генеза: Материалы российского совещания с международным участием. Сыктывкар, 2011. С. 114—117. 4. Онищенко С. А. Хром в золоторудных проявлениях хребта Малдынырд (Полярный Урал) // Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: новые результаты и новые перспективы: Материалы XIII съезда Респ. Коми. Сыктывкар, 1999. Т. IV. С. 96—97. 5. Павлов Н. В. Химический состав хромшпинелидов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Труды института геологических наук. Вып. 103. Серия рудных месторождений. № 13. 1949. 88 с. 6. Силаев В. И., ШабалинВ. Н., Голу-бева И. И. и др. О цинксодержащих и цин-кистых хромшпинелидах Тимано -Ураль -ского региона // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН, 2008. № 8. С. 6—16. 7. Юдович Я. Э, Кетрис М. П, Иванова Т. П., Швецова И. В. Геохимия и минералогия хрома в осадочных толщах севера Урала. Сыктывкар: Пролог, 1997. 75 с. 8. Юдович Я. Э, Кетрис М. П. Минеральные индикаторы литогенеза. Сыктывкар: Геопринт, 2008. 564 с. 9. Япаскурт О. В. Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного по-родо- и рудообразования: Учеб. пособие. М.: ЭСЛАН, 2008. 356 с.
Рецензент д. г.-м. н. Н. Ю. Никулова
