CC BY
20
УДК 552.113, 552.122-124
Ю. П. Бенедюк1, Т. Б. Колотилина2, А. С. Мехоношин3
Институт геохимии СО РАН, 664033, г. Иркутск, ул. Фоворского, 1а
ХРОМШПИНЕЛИДЫ МЕДЕКСКОГО МАССИВА (ВОСТОЧНЫЙ САЯН)
В породах ультраосновного Медекского массива встречаются хромшпинелиды двух морфогенетических типов. У этих минералов различное внутреннее строение, связанное с особыми условиями их кристаллизации, что позволит уточнить критерии рудо-носности массива. Хромшпинелиды массива имеют широкий спектр составов от хромита до хромпикотита. Процесс кристаллизации минералов проходил в две стадии. Ключевые слова: акцессорные хромшпинелиды, ультраосновные породы. Библиогр. 5 назв. Ил. 5
Y. P. Benedyuk, T. B., A. S. Mekhonoshin
Institute of Geochemistry of Siberian Department of Russian Academy of Sciences, 664033, 1a Favorskii St., Irkutsk. THE CHROME-SPINEL OF THE MEDEKSKIY MASSIF (THE EASTERN SAYAN)
The crome-spinel of two morphogenetic types occur in the rocks of the ultrabasic Medekskiy massif. These minerals have different internal structure that associated with the special conditions of their crystallization. The crome-spinel of the massif has wide range of composition, it is from chromite to pikotite. The mineral crystallization process took place in two stages. Key words: accessory chrome-spinel, ultrabasic rocks. Bibliogr 5 title. Illustr. 5
Хромшпинелиды - общее название группы акцессорных минералов, характерных для основных и ультраосновных пород. Они относятся к минералам переменного состава и благодаря ранней кристаллизации несут информацию об особенностях кристаллизации магматического расплава, его составе, характере и типе оруденения. Это позволит использовать особенности их состава в качестве критерия рудоносности для расслоенных базит-ультрабазито-
вых массивов. Состав хромшпинелидов в массивах Удинско-Бирюсинского междуречья на сегодняшний день изучен недостаточно: ранее проводились исследования состава акцессорных минералов ультрабазитов юго-восточной части Бирюсинского блока [1]. В статье приводятся данные по хромшпинелидам дунит-верлитового Медексого массива, несущего сульфидную медь-никель-платиноидную минерализацию.
:Бенедюк Юрий Петрович, аспирант, е-mail: [email protected] Выпускник НИ ИрГТУ 2008 г. Benedyuk Yuriy Petrovich, a postgraduate, E-mail: [email protected]
2Колотилина Татьяна Борисовна, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник; доцент НИ ИрГТУ, тел.: (3952)429946, е-mail: [email protected]/ru
Kolotilina Tatyana Borisovna, a candidate of geological and mineralogical sciences, a senior research worker. An associate professor of NS ISTU. Phone: (3952)429946. E-mail: [email protected]/ru
3Мехоношин Алексей Сергеевич, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник; профессор НИ ИрГТУ, тел.: (3952)429946
Mekhonoshin Alexey Sergeevich, a candidate of geological and mineralogical sciences, a senior research worker. A professor of NS ISTU. Phone: (3952)429946
Он находится в Удинско-Бирюсинском междуречье (Восточный Саян), в пределах Бирюсинской струк-турно-фациальной зоны, которая характеризуется длительным развитием и сложным складчато-блоковым строением. Залегает массив в гранат-биотит-дистеновых гнейсах алхадырской свиты
[3].
Хромшпинелиды встречаются как в верлитах, так и в дунитах в виде округлых зёрен и кристаллов октаэдри-ческого габитуса. Количество хром-шпинелидов в породах массива достигает 5%.
Среди изучаемых минералов выделяются два типа, отражающих порядок кристаллизации: агрегаты, захваченные оливинами, и выделения, находящиеся в межзерновом пространстве этих минералов (рис. 1а). Хромшпине-лиды, захваченные оливинами, отличаются меньшими размерами (0,05 - 0,25 мм) и округлой формой. Минералы этого типа кристаллизуются до оливина и впоследствии захватываются им (рис. 1а). Хромшпинелиды, выполняющие интерстиции, характеризуются большими размерами (0,25 - 1 мм) и хорошей огранкой кристаллов. Агрегаты данного типа образуются после оливина, но
раньше пироксена и плагиоклаза. Такие хромшпинелиды могут содержать силикатные включения (рис. 1б).
Особый интерес при изучении хромшпинелидов представляет их внутреннее строение. В рассматриваемом массиве присутствуют хромшпинелиды однородные, зональные и со структурами распада твёрдых растворов (рис. 2). Зональное внутреннее строение зёрен объясняется неравномерным распределением компонентов в их пределах в процессе кристаллизации. Наличие структур распада твёрдых растворов является следствием высокотемпературных субсолидусных реакций. Встречаются хромшпинелиды, изменённые вторичными процессами, в результате чего наблюдается зональность типа хром-шпинелид-хроммагнетит-магнетит.
Связь хромшпинелидов, отличных по внутреннему строению, с химическим составом породы не прослеживается: в пределах одного образца могут встречаться все разновидности (см. рис. 2). Это явление можно объяснить как результат разновременной кристаллизации хромшпинелидов и перемещения их в магматическом расплаве в процессе дифференциации.
Рис 1. Морфология кристаллов хромшпинелида: а) генерации хромшпинелида. Фото шлифа, поляризаторы параллельны; б) силикатные включения в хромшпинелиде. Снимок сделан в обратно-рассеянных электронах. 01 - оливин, 81 - силикаты, 8р - хромшпинелид (I - первой генерации, II -второй генерации)
Рис. 2. Внутреннее строение кристаллов хромшпинелида: 1 - структуры распада твёрдых растворов, 2 - зональные, 3 - гомогенные. Снимок сделан в обратно-рассеянных электронах
Таким образом, образование хромшпинелидов, вероятно, происходило в две стадии. В первую стадию - до-камерную, в магматическом канале кристаллизовались хромшпинелиды I генерации, которые впоследствии были захвачены оливином. Во вторую - камерную стадию, образовались хромшпине-лиды II генерации и пироксен. На классификационной диаграмме Павлова (рис. 3) [4] большая часть хром-шпинелидов занимает поле, соответ-
ствующее алюмохромиту, причём в эту область попадают все разности хром-шпинелидов. В меньшем количестве отмечаются скопления гомогенных хромшпинелидов и разностей со структурами распада в областях, соответствующих, субферриалюмохромиту и хромпикотиту, и гомогенных в поле феррихромита. Единичные минеральные индивиды, попадают в поле хромита, субферрихромита и субалюмофер-рихромита.
Рис. 3. Состав акцессорных хромшпинели-дов Медекского массива на классификационной диаграмме Н.В. Павлова: 1 - хром-шпинелиды со структурами распада твёрдых растворов; 2 - зональные хромшпинелиды; 3 - гомогенные хромшпинелиды; 4 - состав хромшпинели-дов из ультрабазитов Барбитайского рудного узла [1]; 5 - состав хромшпинелидов коматиитов Австралии [5]. Поля составов: 1 - хромит; 2 - субфер-рихромит; 3 - алюмохромит; 4 - субферриа-люмохромит; 5 - ферриалюмохромит; 6 - суба-люмоферрихромит; 7 - феррихромит; 8 - хромпико-тит; 9 - субферрихромпикотит; 10 - суба-люмохроммагнетит; 11 - хроммагнетит; 12 - пико-
В качестве сравнения на классификационную диаграмму нанесены поля составов хромшпинелидов из ультраба-зитов Барбитайского рудного узла, являющихся подобными породам рудоносного Медекского массива, а также поле составов хромшпинелидов кома-тиитов Австралии [5]. На диаграмме хромшпинелиды Барбитайского рудного узла образуют 2 тренда, соответствующих алюминиевым (от алюмохромита до пикотита) и железистым (от феррихромита до магнетита) разностям, причём тренд алюминиевых составов является магматическим, железистых - метаморфическим [1]. Однако, на диаграмме отчётливо видно, что хромшпинелиды Медекского массива представлены преимущественно более высокохромистыми разностями в сравнении с хромшпинелидами Барби-тайского рудного узла, что позволяет сделать вывод о незначительном влиянии метаморфических процессов на состав хромшпинелидов Медекского массива.
Незначительное перекрытие трендов хромшпинелидов Медекского массива и хромшпинелидов коматиитов Австралии свидетельствует о некомати-итовой природе расплава, участвовавшего в образовании ультраосновных пород массива.
Отсутствие чётко выраженной корреляции между величиной коэффициента хромистости и содержаниями MgO в породе (рис. 4) подтверждает высказанное выше предположение о неодновременной кристаллизации агрегатов хромшпинелидов и перемешиванием их в магматическом расплаве в процессе дифференциации.
Для зональных и однородных разностей довольно чётко проявлена взаимосвязь роста содержания титана с увеличением концентрации хрома. В то же время, для хромшпинелидов со структурами распада наблюдается два тренда, описывающих прямую и обратную зависимости Cr от Ti (рис. 5). Известно,
что высокое содержание титана характерно для пород, образовавшихся на поздней стадии кристаллизации магма-
Рис. 4. Зависимость величины хро-мистости хромшпинелидов от содержания MgO в породе
Рис. 5. Соотношение концентрации Cr2O3 и TiO2 в хромшпинелидах массива: 1 - гомогенные разности; 2 - зональные хромшпинелиды; 3 - хромшпинелиды со структурами распада твёрдых растворов; 3 a - хромшпинелиды со структурами распада твёрдых растворов, широкий зонд
тического расплава [2].
Учитывая данный факт, а также факт присутствия структур распада твёрдых растворов в хромшпинелидах массива, можно предположить, что в процессе кристаллизации титан и хром не разделились на отдельные фазы в силу скоротечности данного процесса.
Таким образом, приведённые материалы позволяют сделать следующие
выводы.
1. В породах Медекского массива существует два морфогенетических типа акцессорных хромшпинелидов, различающихся по форме и размерам кристаллов.
2. Существует три типа хромшпинели-дов, выделяемых по внутреннему строению (гомогенные, зональные и хромшпинелиды со структурами распада твёрдых растворов).
3. Хромшпинелиды массива характеризуются широким спектром составов от хромита до хромпикотита и являются более высокохромистыми по сравнению с хромшпинелидами Бар-битайского рудного узла.
4. Процесс кристаллизации хромшпи-нелидов имел стадийный характер.
5. По величине коэффициента хроми-стости и уровню содержаний титана хромшпинелиды Медекского массива резко отличаются от таковых ре-ститовых гипербазитов, что позволяет его отнести к потенциально рудоносным.
Библиографический список
1. Колотилина Т.Б., Мехоношин А.С., Павлова Л.А. Генетические особенности состава минералов группы
шпинели и ильменитов ультраосновных пород юго-восточной части Бирюсинского блока // Петрология магматических и метаморфических комплексов. - Томск, 2002, т. 4, - С. 68-77
2. Мехоношин А.С. Геохимические особенности окисно-рудных минералов ультраосновных пород как критерий их формационного расчленения // Формационное расчленение, генезис и металлогения уль-трабазитов. Хром-Тау. - 1985. - С. 5-9.
3. Мехоношин А. С., Колотилина Т. Б. Формационная типизация базит-ультрабазитовых комплексов Ал-хадырского террейна (юг Сибири) в связи с их потенциальной рудонос-ностью // Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. -Екатеринбург, 2009. -С. 51
4. Плаксенко А. Н. Типоморфизм акцессорных хромшпинелидов уль-трамафит-мафитовых магматических формаций. - Воронеж, 1989. -С. 22, 92.
5. Barnes S. J. Chromite in Komatiites, II. Modification during Greenschist to Mid-Amphibolite Facies Metamor-phism // J.Petrol., 2000, v.41, No 3, -Р. 387-409.
Рецензент: кандидат геолого-минералогических наук, младший научный сотрудник Института геохимии СО РАН М.Г.Волкова
