CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА имён и С. М. КИРОВА
Том 166
1969
ИЗМЕНЕНИЕ КОМПЛЕКСОВ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ В КОНТАКТЕ ГРАНИТОВ ТУРОЧАКСКОГО И ДИОРИТОИДОВ УЛЬМЕНСКОГО ИНТРУЗИВОВ (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
А. И. БАЖЕНОВ, Т. И. ПОЛУЭКТОВА
(Представлена профессором А. М. Кузьминым)
Акцессорные минералы отдельных гранитоидных массивов Горного Алтая в последние годы интенсивно изучаются [1, 2, 3, 5].
Цель предлагаемой работы — выяснить минералогические преобразования в диоритоидах под влиянием более молодой интрузии туро-чакских гранитов. Опробование гранитов Турочакского массива производилось через 1 км от контакта к центру тела, диоритоиды Ульмен-ского интрузива изучены в направлении от контакта с гранитами (рис. 1). Вес всех проб 2,5 кг, Количество акцессорных минералов в протолочках подсчитывалось методом «дорожки».
Описываемый район расположен в среднем течении р. Ульменя, правого притока р. Бии. В геологическом строении его принимают участие нижне- и среднекембрийские образования, объединенные в манже-рокскую (Ст]тп), каянчинскую (Ст? кп) и каимскую (Ст] кш) свиты. Из интрузивных образований широко развиты граниты Турочакского плутона (его северо-Еосточная часть) и диоритоиды Ульменского массива, возраст которых соответственно определяется как додевонский и салаирский.
Турочакский гранитный массив представляет крупный батолит. Северо-восточный контакт его имеет пологое падение на СВ, о чем свидетельствует сравнительно большая ширина контактового ореола. По своему химическому составу граниты занимают промежуточное положение между щелочными и щелочноземельными гранитами по Дэли [4], отличаясь от щелочных пересыщенностью А120з, а от щелочноземельных— несколько пониженными числовыми характеристиками а и Ь. Эти граниты сложены плагиоклазом — 31,7%, микроклином — 33,1 %, кварцем — 21,2%, биотитом — 2,9% и акцессорными — 1,1%. Количество плагиоклаза в эндоконтактовой зоне интрузива уменьшается с приближением к контакту с роговиками (рис. 2), состав его изменяется от олигоклаза № 20—25 в центральной части массива до андезина № 40—32 в краевой зоне. Микроклий присутствует в ксеноморфных, реже идиоморфных зернах в двух генерациях. Микроклин 1 наиболее ранний и распространен в центральной части батолита в форме микро-клин-пертита, в котором выделения альбита имеют тонкожилковатую форму. Минерал обычно пелитизирован. Микроклин 2 развит в эндоконтактовой полосе интрузива, где он слагает свежие зерна с ясно вы-
Рис. 1. Схема геологического строения района: 1—современные аллювиальные отложения; 2 — каимская свита — конгломераты, туфы среднего и основного состава, порфириты; 3 — каяичинская свита— известняк; 4 — манжерокская свита — алевролиты, сланцы, туфы, порфириты, известняки; 5 — граниты Турочакского массива; 6 — дноритоиды Ульменского массива; 7 — тектонические разрывы;
8 —точки отбора и номера проб .
раженной решеткой. Содержание биотита закономерно возрастает от периферии к центру (рис. 2). Общая железистость его уменьшается в том же направлении (рис. 2). Присутствует биотит в двух генерациях. Биотит 1 образует чешуйки, обладает обычным для него плеохроизмом и распространен преимущественно в центре массива. Биотит 2 более поздний и встречается главным образом в эндоконтактовой зоне. Он слагает кайму вокруг магнетита, проникает по трещинкам спайности в плагиоклаз в виде жилок—в микроклине, выполняет межзерновые пространства в кварце. Кварц всегда обладает облачным погасанием.
1 2 3 4
Расстояние отконтакта-сроговикам км
Рис. 2. Вариационная диаграмма содержания биотита и плагиоклаза и общей железистости биотита в эндоконтактовой зоне Турочак-ского плутона: 1—плагиоклаз, 2 — общая железистость биотита
Ульменский диоритовый массив представляет шток, вытянутый в субширотном направлении, и срезан на западе Турочакским. По своему химизму диоритоиды близки среднему составу безоливиновых габбро по Дэли [4], отличаясь от последних меньшим содержанием А120з и СаО. Они сложены плагиоклазом — 59,5%, роговой обманкой — 23,1 %, ортоклазом — 3,2%, диопсидом — 11 %, акцессорными — 3,2%. Состав плагиоклаза изменяется от № 27 в контакте с гранитами до № 80—85 с удалением от последних. Количество роговой обманки с удалением от контакта с турочакскими гранитами с 49% до 13% — в самой удаленной точке. В породе различаются две разновидности амфибола. Роговая обманка 1 — бурая, видимо, более ранняя, присутствует в гипидиоморфиых, реже—аллотриоморфных,, зернах; ¡N£=1,65— 1,70- Роговая обманка 2 — зеленая, слагает аллотриоморфные зерна, замещает бурую роговую обманку и диопсид, образуя вокруг последнего своеобразный венчик. Количество диопсида уменьшается с удалением от контакта с гранитами. Микроклин появляется близ, контакта с турочакскими гранитами.
Список акцессорных минералов в гранитах и диоритоидах приведен в табл. 1.
Циркон один из наиболее характерных и распространенных акцеосориев гранитов. Количество его уменьшается с удалением от кон-
»
Таблица 1
Содержание акцессорных минералов в интрузивных породах района
№ пробы Весовое содержание, г/т
Место взятия пробы циркон апатит сфен*) гранат турма- флюорит ильме- магнетит пирит молиб- эпидот
лейкоксен лин нит денит
Среднее содержание в центре интрузива 3,0 1,23 0,17 Т 0,0007 урачакские граниты ед. з. | ед. з. | 0,036 739 0,0009 ед. з.
Эндоконтактовая часть Т-14 155 125 137 0,053 0,045 ед. з. 480 ед. з. 0,0206
массива Т-13 70,0 104 314,8 0,265 0,5 ед. з. 0,003 40 0,087 0,0507
Т-12 64 96 274,8 0,348 ед. з. 39,6 0,076 0,0001 -
Т-15 6,96 1 4,8 0,24 ед. з. ед. з. 28 ед. з.
Т-15а 6 0,52 4,8 0,065 0,003 300
Среднее содержание 60,51 65,13 147,2 0,251 0,109 ед. з. 177,5 0,032 0,0142
Ульменские диоритоиды
Горизонтальный разрез интрузива П-2 28 85,6 10,8 276 ед. з. ед. з. 2972 0,046 0,04
П-3 31,6 95,2 14,8 180 ед. з. ед. з. 2228 0,027 0,09
П-4 6,4 30,8 160,4 20 0,055 ед. з. 0,05
П-5 ед. з. 39,3 14,8 46,0 9230
П-6 ед.-з. ед. з. 15,6 16,9 3792
П-7 5,2 45,2 104 17,2 1212 0,086
Продолжение таблицы 1
№ пробы Весовое содержание, г\т
Место взятия пробы циркон апатит сфен*) гранат турмалин флюорит ильменит магнетит пирит молибде-
лейкоксен нит эпидот
П-17 ед. з. 11,48 8 208 292 0,087 0,534
П-176 ед. з. 14,4 12,4 ед. з. 48 0,965 0,68
П-110 3,64 193,64 144 156 192 0,263
П-18а 4,2 206 194 20 ед. з.
П-20 4,4 204 196 20 ед. з.
Среднее содержание 7,58 115 107 4,1 1820 0,139 0,71
*) Числитель—содержание сфена, знаменатель—содержание лейкоксена.
такта с роговиками к центру интрузива (рис. 3). Диоритоиды Ульмен-ского массива более бедны цирконом, и встречен он не во всех прото-лочках. Намечается увеличение содержания его к контакту с гранитами— 21 г/т и уменьшение до десятых долей г/т с удалением от него, за исключением двух проб (П-18а, П-20), в которых количество циркона возрастает соответственно от 4, 2 до 4,4 г/т.
Расстояние от контакта с роговиками, км
Рис. 3. Вариационная диаграмма содержания акцессорного циркона, апатита и сфена в эндоконтактовой зоне Турочакского интрузива: 1 — циркон, 2 — апатит, 3 — сфен
Типоморфия кристаллов циркона определялась по методике В. А. Ермолаева [5]. Из описанных этим автором 25 кристалломорфо-логических типов в турочакских гранитах установлено четыре: восьмой, девятый, десятый и двенадцатый типы (рис. 4). Кристаллы 8-го типа слабо уплощены по граням (НО), грани {311} выражены слабо. Поверхность кристаллов ямчатая. С удалением от контакта интрузива кристаллы становятся более совершенными. Размеры индивидов этого типа даже в одной и той же протолочке варьируют в широких пределах, но средняя величина их в различных пробах выдержана. В эндоконтактовой зоне массива кристаллы циркона крупнее, чем в центральной. С удалением от контакта удлинение1) кристаллов постепенно умень-
*) Под удлинением (Р)-кристалла понимается отношение длины (/) к его ширине /
{т)Р=-.
т
шается от 2,7 до 2,1 (рис. 5). Цирконы 10-го кристаллографического типа сильно трещиноваты, грани корродированы на (100) многочисленные черные наросты, приуроченные к периферии граней. С удалением от эндоконтакта к центру интрузива они характеризуются большей изо-метричностью индивидов. Кристаллы 9-го типа слабо уплощены по
(100), грани {311} развиты в неполном количестве, на гранях многочисленные черные наросты, поверхность граней неровная. Удлинения кристаллов варьируют от 2,2 до 2,7.
т
ю
т
т
чу
'Двенадцатый кристаллографи-
12
Рис. 4. Типы кристаллов акцессорного циркона в гранитах Турочакского и дио-ритоидах Ульменского массивов. Цифры соответствуют кристалломор-фологическим типам циркона В. А. Ермолаева
ческий тип отличается богат-5 ством граней, которые несут г явные следы угнетенного роста- Поверхность граней гладкая, блестящая. Удлинения индивидов изменяются от 0,8 до 6,5.
В диоритоидах наибольшим распространением пользуются 9 и 8 типы, значительно реже встречается десятый. Сильная трещиноватость и «оплавленность» кристаллов — отличительный признак аналогичных типов из гранитов. На гранях кристаллов присутствуют многочисленные черные наросты, особенно богаты ими индивиды
<ъ
£
/5*
0 12 3 4
Расстояние от контакта с роговиками, км
Рис. 5. Вариационная диаграмма удлинения кристаллов акцессорного циркона 8-го типа и р-радиоактивность циркона: 1 — удлинение кристаллов циркона 8-го типа; 2 — [5-радиоактивность циркона
из эндоконтактовых частей массива. Нередко встречаются параллельные сростки по граням (010) двух кристаллов. Размер сросшихся индивидов различен. Более крупный — подроблен, второй — меньшего размера с ровными, гладкими гранями. Удлинение кристаллов 9-го типа по всему массиву примерно выдержано и изменяется в пределах
от 1,7 до 2,5, в самой удаленной от контакта с гранитами точке оно составляет 1,1. Кристаллы 10-го и 8-го типов сравнительно редки. Их морфология аналогична индивидам соответствующих типов из гранитов.
Окраска кристаллов описываемого минерала в гранитах изменяется от бесцветных до темио-бурых. Для каждого типа специфичен свой цвет (табл. 2). В краевой части интрузивного тела цирконы 8-го типа имеют бурую окраску; с удалением от контакта появляются бесцветные при преимуществе светло-бурых, наконец, в наиболее удаленной преобладают бесцветные и светло-желтые при полном отсутствии бурых. В двух пробах, взятых из контакта с роговиками, встречены зональные цирконы с более темно окрашенным центром. Кристаллы 10-го типу в основной своей массе бурые, лишь в двух пробах зафиксировано 10% бесцветных и 10% серых. 9-й тип характеризуется светло-бурой окраской при подчиненном количестве бурых индивидов. Все встреченные кристаллы 12-го типа бесцветны.
В диоритоидах наибольшим распространением пользуются серые и бурые индивиды (табл. 2). В контакте с гранитами 80% кристаллов 9-го типа темно-бурые, 20%—светло-окрашенные, с удалением от контракта увеличивается содержание светлоокрашенных. Далее по разрезу вновь появляются бурые индивиды, и в самых крайних точках от контакта главная роль принадлежит серым и светло-бурым. Лишь в точках, расположенных на некотором удалении от контакта с гранитами (П-16, П-6, П-7, П-17), преобладают бурые, серые, светло-бурые кристаллы.
В ультрафиолетовых лучах описываемый минерал из контакта с роговиками люминесцирует буроватым светом; в пробах из центральной части Турочакского массива он просвечивает желтым, светло-жел-тым светом. Цирконы из диоритоидов люминесцируют в бурых, оранжевых тонах, реже — в светло-оранжевых и светло-желтых.
Кристаллы циркона содержат разнообразные включения; наиболее богаты ими индивиды 8-го типа. В кристаллах 9-го и 10-го типов ввиду темной окраски включения не просматриваются. Среди включений различаются темные каплевидные, видимо, газово-жидкие, концентрирующиеся в центре кристалла. Включения трубчатой формы бурого, зеленого цвета ориентированы параллельно и субпараллельно оси симметрии четвертого порядка. Часто в двух параллельных сростках кристаллов один индивид содержит как газово-жидкие, так и трубчатые включения, в другом они отсутствуют. В диоритоидах кристаллы 9-го типа богаты включениями преимущественно трубчатой формы, параллельными между собой и ориентированными под небольшим углом к Р.\.
В различных точках Турочакского массива р-радиоактивность циркона неодинакова. В породах эндоконтакта он обладает повышенной активностью (0,88 условных единиц) по сравнению с пробами, удаленными от контакта (0,003 усл. ед.). Эти данные позволяют говорить об общей тенденции уменьшения радиоактивности минерала с удалением от контакта (рис. 5). Цирконы из диоритоидов обладают очень низкой радиоактивностью, причем в контакте с гранитами она меньше, чем в удаленных от последнего точках.
В шлифах гарнитов бесцветные цирконы наблюдаются в виде включений в плагиоклазе и ортоклазе. Темноокрашенные — встречаются в биотите и окружены интенсивными плеохроичными двориками В диоритоидах он концентрируется в бурой роговой обманке, образуя светло-желтый слабоплеохроирующий ореол.
Апатит присутствует во всех протолочках гранитов и диоритоидов. Количество его изменяется от 0,32 г/т в центральной части грани-
2. Заказ 6931
17
Окраска кристаллов акцессорного циркона
Таблица 2
Название породы № пробы Кристаллографический тип
8 тип 9 тип 10 тип
А Б В Г д Е Ж А Б В Г Д Е Ж А Б В Г д Е Ж
Гранита Турочакского интрузива ....... Т-12 Т-13 Т-14 Т-15 Т-15а 30 100 7300 70 10 100 65 — 9Э 25
Диоритоидм Ульменс- п-з _ — — — — — — — — — 88 12
кого массива ..... П-2 — — — — — — — 10 10 — — — — 80 — — — — 100 — —
П-4 __ _ 100 —
П-5 80 20
П-б 20 80 100
П-7
П-16
П-17 15 — 85 — — — — — — 100 — —
ГТ-20 — 100 — — — — — — — — — 20 — — — — 100 — —
А —бесцветные; Б — светложелтые; В — светлосерые; Г— серые; Д —бурые; Е —красновато-бурые; Ж — темнобурые.
тов Турочакского интрузива до 125 г/т — в его краевой зоне (рис. 3).
В эндоконтактовой полосе кристаллы призматические короткостолб-чатые и представляют комбинацию простых форм {1010}, {101 Г}, {0001} (рис. 6). Удлинение обычно составляет 2—1,7. Цвет серый или бурый за счет покрывающей его пленки гидроокислов железа. Поверхность индивидов ямчатая, на гранях часто отмечаются обильные наросты мелких зерен магнетита; характерно наличие газово-жидких включений темно-бурого цвета, концентрирующихся, как правило, в центре кристалла. В ультрафиолетовых лучах апатит светится ярко-голубым светом.
<01
у
у
Рис. 6. Кристаллы акцессорного апатита. Верхний ряд — из гранитов Турочакского интрузива, нижний ряд — из диоритоидов Ульменского массива
В диоритоидах апатит— наиболее распространенный акцессорный минерал; количество его изменяется в широких пределах, достигая минимума (95,2 г/т) в контакте с турочакскими гранитами и максимума (206 г/т)—в центральной части интрузива. Количественно-минералогические подсчеты в шлифах показывают, что содержание его в отдельных точках массива поднимается до 2—2,5%, позволяя относить его к второстепенным породообразующим минералам. Присутствует он в породе в двух разновидностях. Первая широко распространена в контакте с гранитами и представлена молочно-белыми крупными коротко-столбчатыми кристаллами с комбинацией простых форм {Ю10}, {1121}, {0001} (рис. 6), нередки округлые зерна с плохо различимыми кристаллографическими формами. Поверхность граней сильно корродирована с грубой вертикальной штриховкой, кристаллы несут следы растворения, что придает им округлую форму. В контактовой полосе нередки зональные кристаллы с более темной центральной зоной. Среди включений различают стержневидные бурые и желто-бурые и темные, почти черные газово-жидкие. Вторая разновидность описываемого минерала широко развита в удаленных от контакта с гранитами участках и представлена водянопрозрачными длиннопризматическими кристаллами с редкими газово-жидкими включениями.
В шлифах гранитов апатит присутствует в многочисленных вкраплениях в^ биотите, иногда — в ортоклазе. В диоритоидах обе разновидности его наблюдаются во всех породообразующих минералах, но особенно много его в роговой обманке, где они располагаются в виде цепочек кристаллов, ориентированных вдоль трещин спайности.
2* 19'
Сфен, лейкоксен распределены: количество сфена уменьшается от эндоконтактовой зоны Турочакского плутона к его центру. Преобладающая масса Сфена в граните представлена светло-желтыми, розовыми, полупрозрачными кристаллами, обладающими блестящими гранями и острыми гранными углами. В приконтактовой зоне встречаются бурые уплощенные индивиды. Довольно обычны мелкие черные включения, видимо, ильменита. Наиболее распространен титанит в диоритоидах, где он повсеместно фиксируется в количестве от 7 до 196 г/т. Минимальные содержания его наблюдаются в контакте с Ту-рочакским массивом, максимальное — в центре Ульменского интрузива. Облик кристаллов довольно однообразен — конвертообразные уплощенные индивиды, в приконтактовой зоне — в виде неправильных зерен. Иногда он образует оторочки вокруг ильменита, в виде включений наблюдается в ортоклазе.
Лейкоксен — продукт разложения сфена, присутствует во всех протолочках диоритоидов. Содержание его увеличивается к контакту с гранитами, соответственно уменьшается количество сфена. Представлен этот минерал округлыми светло-желтыми зернами. Иногда внутри можно наблюдать реликты бурого сфена.
• Турмалин — шерл — в повышенном количестве фиксируется в пробах гранитов из контакта с роговиками. В диоритоидах он встречен в одной протолочке, пространственно удаленной от контакта с гранитами.
Флюорит присутствует в единичных неправильных, округлых, водянопрозрачных зернах, в пробах гранитов. В диоритоидах встречаются разности, окрашенные в зеленовато-фиолетовые тона различной интенсивности. Несколько своеобразны изумрудно-зеленые флюориты из контакта гранита с роговиками. На отдельных обломках кристаллоз сохранены октаэдрические грани с грубой штриховкой, параллельной ребрам октаэдра.
Магнетит — один из наиболее распространенных акцессорных минералов. Количество его в гранитах краевой части массива значительно меньше, чем в центральной: оно колеблется от 23 до 480 г/т против 228—1172 г/т в центре интрузива. Размеры октаэдрических кристаллов его изменяются от 0,14 до 0,27 мм, причем более крупные тяготеют к центру плутона. В диоритоидах содержание магнетита колеблется в широких пределах, достигая максимума (3792 г/т) в контакте с туро-чакскими гранитами, и минимума (20 г/т) — на значительном удалении от последних. Отличительная особенность описываемого минерала в этих породах — округлая форма зерен. В пробах из контакта с гранитами около 20% кристаллов представлено исключительно сферическими образованиями. С удалением от контакта минерал приобретает характерную для него октаэдрическую огранку. В шлифах гранитов четко различаются две разновидности магнетита. Первая, более ранняя, образует идиоморфные включения в плагиоклазе* ксеноморфные — в калишпате. Вторая разновидность образует мелкую сыпь в биотите. В диоритоидах он также фиксируется в двух разностях. Ранняя — заполняет межзерновые пространства, а поздняя — образует сыпь в зеленой роговой обманке.
Ильменит сравнительно редкий минерал, присутствующий в неправильных зернах, редко — таблитчатых кристаллах, включенных в калишпат и плагиоклаз.
Пирит в кубических, реже октаэдрических и пентагондодекаэдри-ческ^х кристаллах встречен в пробах гранитов из приконтактовой полосы. В диоритоидах он фиксируется почти постоянно. В одной пробе
гранитов из контакта с роговиками обнаружен уплощенный кристалл вольфрамита красно-бурого цвета. Из вторичных акцессорных минералов повсеместно распространен э пи дот, количество которого в диоритоидах увеличивается к контакту с гранитами.,
Изложенный материал позволяет сделать следующие выводы о преобразовании вещественного состава диоритоидов под влиянием Турочакской гранитной интрузии.
1., Крайне ¡неравномерное распределение породообразующих и акцессорных минералов в диоритоидах. 2. Повышенное содержание темноцветных минералов с приближением к контакту с гранитами. 3. Наличие близ контакта с гранитами двух генераций роговых обманок. 4. Акцессорные минералы, как правило, несут следы растворения, особенно усиливающегося в контакте с гранитами. 5. Наличие двух генераций апатита и магнетита, одна из которых сингенетична материнской породе, вторая — эпигенетична. 6. Вещественный состав гранитов эндокон-тактовой зоны с удалением от контакта к центру изменяется вполне закономерно: количество плагиоклаза в гранитах увеличивается, а содержание биотита и его общая железистость уменьшается. 7. Количество акцессорных минералов (циркон, апатит, сфен) в турочакских гранитах снижается от периферии интрузива к центру. В обратной зависимости находится магнетит. 8. В эндоконтактовой полосе гранитного массива акцессорные минералы сильно корродированы, трещиноваты, с удалением от контакта они отличаются хорошей сохранностью, четкой кристаллографической огранкой. 9. В диоритоидах в контакте с гранитами все акцессорные минералы сильно корродированы; с удалением от контакта они приобретают более или менее четкую кристаллографическую огранку. *
ЛИТЕРАТУРА
1. Н. Н., Ам шин с кий, Н. В. Мариич и др. Акцессории гранитоидов Алтая н методика их изучения. Недра, 1964.
2. А. И. Баженов. Изменение радиоактивности акцессорного циркона в вертикальных и горизонтальных сечениях Элекмонарского многофазного гранитоидного массива (Горный Алтай). Сб. Матер, по минер., петрог. и полезн. ископ. Зап. Сибири, Изд. Томск. ТГУ, 1962.
3. А. И., Б а ж е н о в. К вопросу об изменении радиоактивности акцессорного сфе-на на примере пород Элекмонарского многофазного гранитоидного массива (Горный Алтай). Изв. ТПИ, т.. 121, 1963.
4. Р. О. Д э л и. Изверженные породы и глубины Земли. ОНТИ, 1936.
5. В. А. Е р м о л а е в. К методике массового кристаллографического анализа акцессорного циркона. Изв. ТПИ, т. 121, 1963.
6., В. В, Л я х о в и ч, Б. П. 3 о л о т а р е в и др. Акцессорные минералы в грани-тоидах Горного Алтая. Сб. Вопросы минер., геохим., генезиса месторожд. ред. элементов, АН СССР, вып. 2, 1959.
7. Вл. Соболев. Значение железистости фемических минералов и вспомогательные диаграммы для определения составов биотитов. Минер. Сб. Львов, геол. об-ва, №4, 1950.
