CC BY
5
УДК 552.164; 552.21; 553.086 DOI: 10.19110/2221-1381-2018-11-3-11
МЕТАПСЕВДОТАХИЯИТ ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЩЕЛОЧНОЙ ПОЛОСЫ ИЛЬМЕНО-ВИШИЕВОГОРСКОГО ПОЛИМЕТАМОРШИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (ЮЖНЫЙ УРАЛ)
А. Б. Немов1, Е. В. Медведева1'3, В. А. Котляров2
1Ильменский государственный заповедник, Миасс, ya.andrew808@yandex.ru 2Институт минералогии УрО РАН, Миасс 3Южно-Уральский государственный университет (НИУ), Миасс
Среди милонитизированных пород Центральной щелочной полосы (ЦЩП) ильмено-вишневогорского полиметаморфического комплекса (ИВПК) впервые было обнаружено линзовидное тело (2 х 3 м) метапсевдотахилита, сложенного сетью тонких прожилок псевдотахилитового материала, секущих породу кварц-биотит-полевошпатового состава. Микроскопическое изучение текстурно-структурных особенностей показало наличие двух типов метапсевдотахилитовых жилок: ранние мило-нитизированные метапсевдотахилиты и поздние метапсевдотахилиты. В метапсевдотахилитовом агрегате обнаружена Th-U-Y-REE-минерализация, представленная редкими минералами ряда торогуммит-коффинити фергусонит-(У) (REMMA-202 c LZ Link Sistems с Si-Li-детектором). Состав метапсевдотахилита соответствует граниту нормальной щелочности и фиксирует высокие концентрации легких REE и Th, U,Y (ААС и ICP-MS). Наличие разновозрастных метапсевдотахилитов указывает на полистадийное преобразование вмещающих пород ЦЩП и фиксирует процесс частичного фрикционного плавления породы в условиях стресса на заключительных этапах становления комплекса.
Ключевые слова: метапсевдотахилит, ильмено-вишневогорский полиметаморфический комплекс.
METAPSEUDOTACHYLYTE FROM CENTRAL ALCALINE BAND OF ILMENY-VISNEVOGORSKY PDLYMETAMDRPHIC COMPLEX (SOUTH URALS)
A. B. Nemov1, E. V. Medvedeva1, V. A. Kotlyarov2
1Ilmeny State Reserve, Miass 2Institute of Mineralogy UB RAS, Miass 3National Research South Ural State University, Miass Branch
For the first time, among Centeral Alkaline Band (CAB) mylonitic rocks of the Ilmeny-Vishnevogorsky polymetamorphic complex (IVPC) we foundа lenticular body of quarz-biotite- feldspar composition (2 х 3 m) with complicated network of thin intersecting recrystallizing veins of metapseudotachylytes. Microscopic research of textural and structural features revealed the presence of two types of metapseudotachylyte veins: early mylonitized metapseudotachylytes and late metapseudotachylytes. In the metapseudo-tachylyte body discovered Th-U-Y-REE-mineralisation are represented by rare minerals of solid-solution series thorogummite-cof-finite and fergusonite-(Y) (REMMA-202 LZ Link systems with Si-Li detector). The composition of the metapseudotachylyte corresponds to normal alkaline granite and has high concentrations of LREE and Th, U, Y (AAS and ICP-MS). The presence of heteroch-ronous metapseudotachylytes indicates a multistage transformation of CAB host rocks, and records the process of partial frictional melting of the rock under stress, in the final stages of formation of the complex.
Keywords: metapseudotachylyte, Ilmeny-Vishnevogorsky polymetamorphic complex.
Введение
Псевдотахилиты — это продукты экстремальных хрупких деформаций, мгновенно формирующиеся в результате дробления и частичного плавления горных пород [22]. Они представляют собой секущие жилы в горных породах, состоящие из стекловидного или тонкозернистого матрикса с включениями обломков минералов вмещающей породы. Преобразованные и перекристаллизованные разности псевдотахилита названы метапсевдотахилитами, а милонитизирован-ные — милонитовыми метапсевдотахилитами.
Ранее псевдотахилиты как разновидность тек-тонитов на территории ИВПК не были описаны. Множество исследователей [2, 4—6, 8] отмечают широкое развитие процессов брекчирования, катаклази-рования и милонитизации щелочных, карбонатно-си-ликатных и метаморфических пород комплекса, которые осложнены син- и посттектоническими процессами метасоматических преобразований (альбитизация, карбонатизация, биотитизация и т. д.). Термины «ка-таклазирование» и «милонитизация» нередко применялись к породам ИВПК ошибочно, без рассмо-
трения фактических текстурно-структурных особенностей пород. Изучение особенностей тектонитов ИВПК за последние 20 лет [1, 15, 20] позволило выявить в породах комплекса развитие меридиональных зон милонитизации, которые фиксируют региональную сдвиговую зону в пределах ИВПК. Современная классификация тектонитов [23] позволяет выделить среди пород ИВПК милониты, протомилониты, уль-трамилониты [9, 11]. Обнаружение среди пород ЦЩП метапсевдотахилитов расширяет количество разновидностей тектонитов и свидетельствует о развитии стресс-деформаций на заключительном этапе формирования комплекса.
Методы исследования
Текстурно-структурные особенности породы и соотношения минералов в них были исследованы на микроскопе ОИшрш ВХ 51. Состав петроген-ных компонентов пород был определен атомно-абсорбционным методом (аналитики Л. Б. Лапшина, Н. В. Шаршуева; «ЮУЦКП», Миасс), редкоземель-
ные, редкие и рассеянные элементы — ICP-MS (аналитики К. А. Филиппова, М. С. Свиренко; «ЮУЦКП», Миасс). Химические анализы состава минералов выполнены на растровом электронном микроскопе «РЭММА-202 М» с энергодисперсионной приставкой LZ Link Sistems с Si-Li детектором. Стандарты: AstJMEX scientifie Limited MJNM 25-53 Mineral Mount serial № 01-44. Режим съёмки: при разрешении детектора 160 эВ, ускоряющем напряжении 20—30 кВ, силе тока 3 х 10-3 А, диаметрем пучка 1—2 мкм. Коррекция данных производилась с использованием программы Magellanes.
Геологическое положение
Комплекс щелочных пород ИВПК представлен Ильменогорским (на юге) и Вишневогорским (на севере) миаскитовыми массивами, соединенными Центральной щелочной полосой (ЦЩП) интенсивно дислоцированных щелочных пород сиенитового состава, включающую в себя тела карбонатитов, мета-соматитов, а также глыбообразные (будинированные) тела метаморфических и магматических пород. В районе исследования (впадения р. Миасс в вдхр. Аргази; рис. 1) ЦЩП имеет мощность 100—150 м, ограничи-
Рис. 1. Схема геологического строения: а — ильмено-вишневогорского полиметаморфического комплекса (Русин и др., 2006);
b — Центральной щелочной полосы (Юрецкий и др., 1982). 1 — фенитовая оторочка; 2 — массивы миаскитов (О2); 3 — нерасчлененные щелочные породы (О2); 4 — массивы сиенитов (О2); 5 — селянкинская серия амфибол-гнейсово-плагиомигматитовая (AR-PR1); 6 — бластомилониты гранитоидного и сиенитового состава (Р2-Т1(?)); 7 — милониты Кыштымского сдвига-надвига; 8 — еланчиковская толща плагиосланцев и мигматитов инъекционного типа; 9 — саитовская серия, метатерригенная; 10 — зеленосланцевые осадочно-вулканогенные комплексы Западно-Mагнитогорской и Арамильско-Сухтелинской зон; 11 — увильдинский монцонит-гранитный комплекс (PZ3); 12 — гнейсовидные граниты кисегач-ского комплекса, 13 — метагипербазиты; 14 — поздние тектонические разломы; 15 — точка опробования
Fig. 1. Schematic geological maps: a — of the Ilmeny-Vishnevogorsky polymetamorphic complex, after (Rusin et al., 2006); b — Central
alkaline band, after (Yuretskiy et al., 1982). 1 — fenite; 2 — Middle Ordovician miaskite massifs; 3 — Middle Ordovician indefinite alkaline rocks (О2); 4 — Middle Ordovician syenite massifs (О2); 5 — Selyankino Group: Archean to Early Proterozoic amphibolite-gneiss-plagiomigmatite rocks; 6 — Middle Permian-Lower Triassic (?) granitic and syenitic blastomylonites; 7 — mylonites of Kyshtym shear-thrust; 8 — Elanchik Sequence: plagioshales and injection migma-tites; 9 — Saitovo Sequence: metaterrigenous rocks; 10 — greenschist volcanosedimentary complexes of West Magnitogorsk and Aramil-Sukhteli zones; 11 — Upper Precambrian Uvildy monzogranitic complex; 12 — gneissic granites Kisegach complex; 13 — metaultramafic rocks; 14 — late
faults; 15 — the place of sample
ваясь с запада цепью тел миаскитов, а с востока — фе-нитов, вмещающими для которых служат породы се-лянкинской толщи [6]. Все породы интенсивно мило-нитизированы [1, 4].
Объект исследования
Линзовидное тело меланократовых пород (3 х 2 м) кварц-биотит-полевошпатового состава, осложненного сетью трещинок, по которым развивается ме-тапсевдотахилит, расположено среди пород сиенитового состава, представленных перемежающимися линзовидными телами милонитизированных миаскитов, сиенитов и фенитов неясного генезиса. Граница с вмещающими породами четко выражена. Структурно-текстурные особенности вмещающих пород свидетельствуют о развитии в них хрупко-пластичных деформаций, соответствующих условиям формирования от амфиболитовой до зеленосланце-вой фации метаморфизма на этапе 270—240 млн лет [20, 9, 11].
Порода кварц-биотит-полевошпатового состава, вмещающая метапсевдотахилиты, имеет мелкозернистую структуру, тонкопрожилковую текстуру. Мета-псевдотахилиты имеют тонкозернистую структуру.
Минеральный состав: альбит — 65—80 %, К-№-полевой шпат — 10—15 %, кварц — 5—7 %, слюда ряда аннит-флогопит — 5—8 %, акцессорные минералы (ильменит, апатит, кальцит, циркон, титаномагнетит, коффинит-торогуммит, фергусонит-(У)) — 3—5 %.
Метапсевдотахилитовые жилки состоят из тонкозернистого материала матрикса кварц-биотит-аль-битового состава и тонкодисперсных частиц рудных минералов, характеризуются скрытокристалличе-ской структурой с элементами порфирокластовой, текстура преимущественно флюидальная, местами милонитовая. Эти породы являются продуктом частичного фрикционного плавления вмещающей их
Рис. 2. Метапсевдотахилит кварц-биотит-полевошпатового состава
Fig. 2. Metapseudotachylyte of quartz-biotite-feldspar composition
породы в условиях стресса [14, 16, 23] и содержат фрагменты ранее образованных катаклазированных зерен.
Текстурно-структурные особенности
породы
Матрикс породы представлен катаклазированны-ми зернами полевых шпатов размером 0.001—2 мм, часто обнаруживаются крупные катакласты (до 2 мм) сложенные мелкими зернами альбита (рис. 3, а), реже они сложены ильменитом, титаномагнетитом (0.02—0.5 мм), биотитом (до 0.5 мм) и цирконом (до 0.02 мм). Крупные катакласты полевых шпатов погружены в тонкозернистый перекристаллизованный агрегат альбита, биотита, кальцита и рудных минералов (0.05 мм и менее). Ориентировка минералов плохо различима, но фрагментарно проявляется линейность.
Метапсевдотахилитовые жилки мощностью от 0.02 до 0.3—10 мм имеют сложную форму, образуют затеки, складки, вздутия, реже встречаются более тонкие жилки секущего характера (рис. 3, Ь). Материал более крупных метапсевдотахилитовых жилок представлен тонкозернистым агрегатом, включающим в себя катаклазированные и перекристаллизованные зерна полевых шпатов, биотита, кварца, рудных и акцессорных минералов. В них формируются ми-лонитовые структуры с С8-плоскостями, образованные ориентированными катакластами полевых шпатов (0.05—0.01 мм), и порфирокласты, нередко имеющие структуру «ядро—оболочка» о-типа (рис. 3, с, ё). Здесь же отмечаются асимметричные складки, образованные тонкозернистыми и пластично-деформированными зернами полевых шпатов, кварца и рудных минералов. Псевдотахилитовый материал отчетливо маркируется пылеватыми зернами рудных минералов и биотита.
В тонких метапсевдотахилитовых жилках отмечается только линейная ориентировка зерен минералов (С-плоскость). Вся порода вместе с жилками мета-псевдотахилитов осложнена сетью поздних микротрещин со смещением (зеркала скольжения; рис. 3, е) и трещин, заполненных ксеноморфными агрегатами рудных минералов (рис. 3, 1).
Минеральный состав
метапсевдотахилита
Калиевый полевой шпат (0.5—2 мм) по составу соответствует ортоклаз-микроклину с примесью Ва (до 0.01 к. ф). Плагиоклаз (0.01—0.5 мм) представлен олигоклаз-альбитом (Ап 3—11). Темная слюда группы биотита соответствует флогопиту: в ме-тапсевдотахилитовых жилках образует мелкие зерна (0.01—0.03 мм), а в матриксе с катакластами встречаются индивиды до 0.2 мм. Слюда ряда аннит—фло-гопит (1 44—50 %) содержит И (до 0.11 к. ф.), характеризуется полным отсутствием примесей Мп, Са и Бе3+. Акцессорные минералы — ильменит и титано-магнетит, которые образуют тонкодисперсную вкрапленность в метапсевдотахилитовом жильном агрегате. Ильменит представлен двумя генерациями: I — гипидиоморфными зернами с низким содержанием МпО (0.54—3.62 мас. %) и примесью №2О5 (0.60—
Рис. 3. Микрофотографии текстурно-структурных особенностей породы: а) порфирокласт K-Na-полевого шпата, замещаемого альбитом в матриксе (с анализатором); b) пересечение ранней метапсевдотахилитовой жилки (1) с фрагментом матрикса (2) с поздней жилкой метапсевдотахилита (3) (без анализатора); c) СБ-плоскости полосчатости (хрупко-пластичного течения), асимметричные микроскладки (1) и о-порфирокласты (2) (без анализатора); d) то же (с анализатором); e) серия микросдвигов (1) в метапсевдотахилитовой жилке (без анализатора); f) метапсевдотахилитовая жилка (1), пересеченная поздней трещиной
(2) с рудным веществом (без анализатора)
Fig. 3. Micrographs of textural and structural features of мetapseudotachylyte's: а) porphyroclast K-Na feldspar is replaced by albite in the matrix (with analyzer);b) intersection early of the мetapseudotachylyte's vein (1) with a fragment of the matrix (2) and with late vein of the мetapseudotachylyte (3) (without analyzer);c) CS-planes of foliation (brittle-plastic flow), asymmetric folds (1) and o-porphyroclasts(2) (without analyzer); d) too (with analyzer); e) a series of microfaults (1) in the мetapseudotachylyte's vein (without analyzer); f) metapseu-dotachylyte's vein (1) crossed late fracture (2) with ore minerals (without analyzer)
1.10 мас. %); II — ксеноморфными агрегатами с концентрацией МпО до 5.23 мас. %. Кальцит образует ксеноморфные агрегаты (0.05—2 мм), расположенные в межзерновом пространстве рудных минералов, а также тонкие жилки в метапсевдотахилите. Для кальцита характерно повышенное содержание МпО (1.53—1.57 мас.%) и незначительная примесь БеО (0.79—0.88 мас. %), 8гО (0.66—0.82 мас. %). Апатит представлен отдельными редкими фрагментами зерен размером 0.01—0.02 мм. Циркон — призматическими трещиноватыми зернами и обломками индивидов (0.05—1 мм), образующими иногда срастания с олигоклазом и ортоклаз-микроклином. В его составе присутствует примесь ИГ до 0.02 к. ф. Титанит обнаружен в виде единичных обломков зерен (0.05— 1 мм).
Фергусонит-(У) (Y0.46Gd0.15Sm0.06Er0.04Dy0.04Ca0.04
^0.04Т10.04и0.04^0.03Бе+20.02ТЬ0.01ТЬ0.01Ио0.01)0.99^1. 01О4 00 приурочен к скоплениям ксеноморфных зерен ильменита в метапсевдотахилитовых жилках, где наряду с ильменитом присутствует тонкозернистый ре-кристаллизованный агрегат кварца и полевых шпатов. Сумма РЗЭ в этом минерале достигает 25 мас. %. Минералы ряда торогуммит—коффинит образуют ксеноморфные катаклазированные зерна размером 1—30 мкм, которые наряду с рекристаллизованными зернами полевых шпатов, новообразованного альбита и катаклазированных зерен рудных минералов (ильменит, титаномагнетит) формируют хаотично расположенные жилки. Формулы минералов отражают вариативность составов: (ТИ0 84и0 06РЬ0 02)0 08О4 00-4п (ОИ) —торогуммит, (ТИ0.53и0.37РЬ0.09ре+20.04Са0.04)1.07
Sio.93O4.oo*4n(OH) — коффинит. Содержание воды в них колеблется от 4.34 до 7.12 мае. %. Максимальные концентрации UO2 — 27.9—29.0 мае. % — соответствуют 36.1 mol % коффинита в торите.
Представительные анализы химических составов основных породообразующих и акцессорных минералов представлены в табл. 1, 2.
Петрогеохимическая характеристика породы
Химический состав породы (табл. 3) соответствует граниту нормальной щелочности [13]. Вмещающие милонитизированные сиениты соответствуют ряду монцонит—сиенит—нефелиновый сиенит (миаскит)
Таблица 1. Химический состав породообразующих минералов из метапсевдотахилита (мае. % и к. а. ф.)
Table 1. Chemical composition of rocksforming minerals from the metapseudotachylyte (wt. %, f. u.)
Ab Kfs Bt Cal
№ п/п 1 2 3 4 5 6 7 8
SiO2 66.95 65.19 65.23 65.09 39.78 41.20 — —
TiO2 — — — — 1.86 1.76 — —
Al2O3 19.91 21.28 18.80 18.81 14.58 15.79 — —
FeO 0.14 0.14 0.06 0.14 18.21 19.01 0.79 0.88
MnO — — — — 1.57 1.53
MgO — — — 0.11 12.83 10.59 — —
CaO 0.59 2.28 — 0.42 — — 53.11 53.15
Na2O 11.51 10.23 3.05 2.93 — — — —
K2O 0.14 0.18 12.54 11.70 9.01 8.63 — —
BaO 0.39 0.15 — — — — — —
SrO — — — — — — 0.66 0.82
CO2 — — — — — — 43.50 43.40
e 99.24 99.30 100.07 99.35 96.27 96.98 99.64 99.77
Si 2.95 2.89 2.98 3.00 3.01 3.11 — —
Ti — — — — 0.11 0.10 — —
Al 1.03 1.11 1.01 1.02 1.30 1.40 — —
Fe3+ 0.01 0.01 0.00 0.01 1.15 1.20 — —
Fe2+ — — — — — — 0.01 0.01
Mn — — — — — — 0.01 0.01
Mg — — — 0.01 1.44 1.19 — —
Ca 0.03 0.11 0.02 — — 0.58 0.58
Na 0.98 0.88 0.27 0.26 — — — —
K 0.01 0.01 0.73 0.69 0.87 0.83 — —
BaO 0.01 0.00 — — — — 0.00 0.00
SrO — — — — — — — —
CO2 — — — — — — 0.40 0.39
- — — — 0.44 0.50 — —
Zrn Ilm Frg-(Y) Cof-Thrh Thrh
№ п/п 9 10 11 12 13 (') 14 15 (a) 16 (b) 17 (c)
SiO2 31.90 — — — — 16.37 16.52 20.35
TiO2 — 52.18 49.90 1.00 1.18 1.00 — — —
FeO — — — 0.28 0.63 0.50 0.86 0.27 —
MnO — 0.54 5.32 — — — — — —
CaO — — — 0.83 0.82 0.84 0.73 0.17 —
ZrO2 64.54 — — — — — — — —
HfO2 2.61 — — — — — — — —
Nb2O5 1.07 48.23 48.10 48.59 — — —
Y9O3 — — — 18.53 18.68 1865 — — —
Nd2O3 — — — 2.57 2.36 2.21 — — —
Sm2O3 — — — 3.63 3.54 3.99 — — —
Gd2O3 — — — 9.65 9.11 10.06 — — —
Tb2O3 — — — 0.75 0.36 0.51 — — —
Dy2O3 — — — 3.02 2.73 2.83 — — —
Таблица 2. Химический состав акцессорных минералов из метапсевдотахилита (мае. % и к. а. ф.) Table 2. Chemical composition of accessory minerals from the metapseudotachylyte (wt. %, f. u.)
Zrn Ilm Frg-(Y) Cof-Thrh Thrh
Ho2O3 — — — 0.52 0.52 0.49 — — —
Er2O3 — — — 2.77 3.03 2.89 — — —
Yb2O3 — — — 2.08 2.80 1.86 — — —
PbO — — — — — — 6.10 6.01 1.39
ThO2 — — — 0.56 0.00 0.80 40.82 42.04 69.10
UO2 — — — 3.25 3.57 3.76 28.98 27.87 4.82
е 99.05 99.79 99.44 97.34 97.45 98.97 93.87 92.88 95.66
Si 0.99 — — — — — 0.93 0.96 1.09
Ti — 1.01 0.95 0.04 0.04 0.04 — — —
Fe3+ — — — 0.01 0.02 0.02 0.04 0.01 —
Fe2+ — 0.98 0.93 — — — — — —
Mn — 0.01 0.11 — — — — — —
Mg — — — — — — — — —
Ca — — — 0.04 0.04 0.04 0.04 0.01 —
ZrO2 0.98 — — — — — — — —
HfO2 0.02 — — — — — — — —
Nb2O5 — — — 1.03 1.02 1.02 — — —
Y2O3 — — — 0.45 0.46 0.46 — — —
Nd2O3 — — — 0.04 0.04 0.04 — — —
Sm2O3 — — — 0.06 0.06 0.06 — — —
Gd2O3 — — — 0.15 0.14 0.15 — — —
Tb2O3 — — — 0.01 0.01 0.01 — — —
Dy2O3 — — — 0.05 0.04 0.04 — — —
Ho2O3 — — — 0.01 0.01 0.01 — — —
Er2O3 — — — 0.04 0.04 0.04 — — —
Yb2O3 — — — 0.03 0.04 0.03 — — —
PbO — — — — — — 0.09 0.09 0.02
ThO2 — — — 0.01 — 0.01 0.53 0.56 0.84
UO2 - — — 0.03 0.04 0.04 0.37 0.36 0.06
Примечание. Ab — альбит; Bt — биотит; Cal — кальцит; Cof — коффинит; Frg-(Y) — фергусонит иттревый; Ilm — ильменит; Kfs — K — Na — полевой шпат; Thrh — торогуммит; Zrn — циркон. « — » — не обнаружено. Примеси, мас. % — к. ф. (РЭММА-202, аналитик В. А. Котляров).
Note. Ab — albite; Bt—biotite; Cal — calcite; Cof — coffinite; Frg-(Y) — yttrium fergusonite; Ilm — ilmenite; Kfs — K-Na — fieldspar; Thrh — thorogummite; Zrn — zircon. « - » — not determined. Trace elements, wt. % — f. u. (REMMA-202, analyst V. A. Kotlyarov).
Таблица 3. Представительные анализы химического состава метапсевдотахилита (1) и вмещающих апомиаскитовых милонитов (2—5; мас. %, г/т) Table 3. Representative analyses of chemical composition of metapseudotachylyte (1) and the host rock of mylonitic miaskites (2—5; wt. %, ppm).
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
SiO2 70.34 57.02 55.87 54.43 59.06 Eu 1.51 0.99 0.92 0.87 1.06
TiO2 0.35 0.72 0.6 0.65 0.82 Gd 8.34 2.32 2.41 2.27 2.77
Al2O3 13.47 22.05 20.88 22.38 19.7 Tb 1.33 0.34 0.38 0.35 0.34
FeO 1.73 1.92 1.92 1.74 1.94 Dy 6.80 1.70 1.81 1.64 1.51
Fe2O3 1.54 0.72 1.43 1 1.21 Ho 1.18 0.29 0.30 0.30 0.31
MnO 0.06 0.13 0.1 0.09 0.11 Er 3.15 0.85 0.92 0.94 0.94
MgO 0.33 0.56 0.56 0.42 0.36 Tm 0.45 0.13 0.13 0.12 0.12
CaO 2.48 2 2.69 2.08 1.36 Yb 2.53 0.73 0.82 0.81 0.77
Na2O 6.35 6.68 6.16 6.94 4.96 Lu 0.36 0.10 0.11 0.123 0.10
K2O 0.66 5.18 7.64 7.3 8.85 Be 3.13 0.13 0.79 1.31 1.00
P9O5 0.14 0.21 0.21 0.14 0.05 V 25.1 58.2 55.5 55.0 59.5
П.п.п 2.24 2.56 2.16 2.3 1.54 Cr 61.1 11.2 7.80 16.8 6.58
Sum. 99.69 99.75 100.22 99.47 99.96 Co 2.26 2.31 2.17 1.66 6.39
La 88.2 22.6 44.1 38.3 38.2 Ni 55.2 3.97 26.0 5.52 65.0
Ce 166 47.8 89.6 78.9 77.1 Cu 35.7 8.57 18.1 7.84 42.4
Pr 17.5 5.37 8.77 7.96 7.53 Zn 6.20 29.0 54.6 41.2 261
Nd 59.9 20.5 27.5 25.6 21.9 Rb 13.6 70.7 101 85.7 82.9
Sm 9.79 2.96 3.30 2.92 2.78 Ba 167 3180 981 660 832
1 2 3 4 5 1 2 3 4 5
Sb 1.57 G.33 1.22 G.59 2.68 Sr 655 231G 1442 1189 124G
Hf 2.27 G.45 G.8G G.29 G.22 Y 33.2 8.96 9.56 9.33 8.23
Ta 1.53 7.81 5.92 4.55 3.21 Zr 71.9 14.8 3G.9 11.9 1G.5
W <G.G2 <G.G2 <G.G2 <G.G2 <G.G2 Nb 55.1 2G5 13G 11G 92.7
Pb 12.4 2.G2 6.14 4.94 16.6 Mo 8.G7 <G.G3 <G.G3 G.46 2.57
Th 29.3 G.18 2.35 1.92 2.57 Cd G.43 G.G9 G.24 G.G8 G.11
U 6.71 2.23 2.11 1.69 1.4G Sn G.98 G.97 1.38 G.83 4.1G
субщелочной и щелочной серий, с вариациями содержаний ZNa2Ü+K2Ü 9—14 мас. % и соотношением Na2Ü/K2Ü 0.27—1.29. Для состава метапсевдотахили-тов характерны более высокие содержания кремнезема и меньшие глинозема, чем во вмещающих милони-тизированных сиенитах.
Суммарное содержание REE в метапсевдотахи-лите (374 г/т) превышает их концентрацию во вмещающих милонитизированных сиенитах (106—181 г/т) в среднем в два раза. Характер распределения REE в этих породах отражает превалирование концентраций LREE над HREE (рис. 4, а). Фиксируется отрицательная европиевая аномалия (Eu/Eu* = 0.51). Характер распределения мультиэлементов близок к коровому. Однако отмечены повышенные относительно коровых концентрации отдельных высокозарядных элементов (HFSE) — Pb, U, Th, Nb, Y и Ho. На фоне вмещающих милонитизированных миаскитов отражены повышенные концентрации HFSE — Sc, U,
1 Li_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_i_
' La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu
1 [^2 —BK KK
Рис.4. Диаграммы распределения редкоземельных (a) и редких (b) элементов. Условные обозначения: 1 — метапсевдота-хилит; 2 — вмещающие апомиаскитовые милониты; ВК — верхняя кора; КК — континентальная кора
Fig. 4. Diagramms of distribution REE (a) and TE (b). Legend: 1 — мetapseudotachylyte; 2 — host-rocks apomiaskite mylonite; ВК — upper crust;КК — ^on^enta! crust
Th, Zr, Hf, Y, Pb и транзитных элементов — Cr, Ni, Cu, фиксируются низкие содержания LILE — Ba, Sr, Rb, а также Ta, Nb (HFSE) и V (рис. 4, b). Соотношение Zr/Hf в метапсевдотахилите — 31, а во вмещающих милонитизированных миаскитах варьирует от 30 до 50. Соотношение Th/U (4.4) выше, чем во вмещающих породах (0.1—1.8).
Обсуждение результатов
Текстурно-структурные особенности исследуемой породы (наличие микроразрывных нарушений в виде метапсевдотахилитовых жилок и их апофизов, имеющих резкую границу с вмещающей породой; «пылеватых» мелкофрагментированных остатков рудных минералов в жилках; тонкокристаллического перекристаллизованного (метаафанитового) материала, образующего разрывные жилки) указывают на тектоническую трансформацию породы при экстремальных хрупких и мгновенных деформациях, в результате ее дробления и фрикционного плавления в зоне разлома [3, 22], что позволяет классифицировать породу как метапсевдотахилит, образованный по породе гранитоидного состава. Петрографическое исследование породы выявило два типа метапсев-дотахилитов: 1) крупные по мощности жилки с CS-плоскостями милонита и о-типом порфирокластов, которые соответствуют милонитизированным мета-псевдотахилитам [19]; 2) небольшие по мощности жилки с линейной полосчатостью (С-плоскость), соответствующие метапсевдотахилитам, которые, в свою очередь, секут милонитизированые метапсев-дотахилиты, что указывает на их более позднее происхождение.
В условиях сдвиговых деформаций под влиянием флюида [20] в метапсевдотахилитах [19], как и в ми-лонитах [10, 21], может происходить перераспределение элементов-примесей, как LILE (Rb, Ba, Sr и др.), так и HFSE (Th, U и др.), влекущее образование ред-кометалльной акцессорной минерализации с высокими содержаниями перераспределенных элементов (фергусонит-^), ильменит, торогуммит-коффинит) и концентрацией их в ослабленных микрозонах — ме-тапсевдотахилитовых жилках, при формировании индуцированного микрорасплава. Близкие параметры коэффициента Zr/Hf во вмещающих милонитизированных миаскитах и метапсевдотахилите свидетельствуют о единстве процесса преобразования пород, протекающего под влиянием флюида, обеспечивающего массоперенос, в том числе и HFSE [17].
Существенное отличие в соотношении Th/U в метапсевдотахилите и вмещающих породах, а также соотношения таких петрогенных компонентов, как SÍO2, AI2O3, Na2Ü, позволяют предположить, что
основным материалом для образования метапсев-дотахилита могло быть тело альбитита. С альбити-тами часто связана U-Th-минерализация (торогум-мит-коффинит). В породах ИВПК формирование тел альбититов происходило под влиянием флюида на постколлизионном этапе становления комплекса в связи с формированием региональной сдвиговой зоны. Синтектоническая альбитизация в изученной породе протекала в условиях хрупко -пластичных деформаций милонитового горизонта [19], а затем, при дальнейшей эксгумации, в зоне хрупких деформаций и катаклазе пород, сопровождающемся образованием псевдотахилитовых жилок. В строении этих метапсев-дотахилитовых тел фиксируются как хрупкие (образование трещин разрыва), так пластичные (милони-товая структура, образованная CS-плоскостями сдвига, ассиметричные складки, с-тип порфирокластов) деформации [19], связанные с мгновенным стрессом в сейсмогенной зоне.
Эпитаксичное срастание фергусонита с ильме-нитом-II, который характеризуется высоким содержанием Mn и отсутствием примесей Nb, что характерно для состава поздних ильменитов, связанных с ме-тасоматически измененными (альбитизированными) апомиаскитовыми и апосиенитовыми милонитами ИВПК [12], также указывает на процесс синтектони-ческой альбитизации.
Выводы
Впервые среди пород ИВПК обнаружена порода метапсевдотахилит, являющаяся продуктом частичного плавления за счет трения в диапазоне температур 1200—1450 °C [14] на различных глубинах в интервале от 1 до 40 км [16].
Текстурно-структурные особенности показали наличие двух типов метапсевдотахилитовых жилок: ранних милонитизированных метапсевдотахилитов и поздних метапсевдотахилитов.
Минералого-геохимические особенности породы свидетельствуют о широком влиянии глубинного флюида, способствующего массопереносу вещества как крупноионных литофильных элементов (LILE), так и высокозарядных (HFSE).
Литература
1. Ворощук Д. В. Полевые шпаты гранитоидных бла-стомилонитов: микроструктурные особенности и вариации химического состава // Ежегодник-2000. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2001. С. 102—110.
2. Заварицкий А. Н. Геологический и петрографический очерк Ильменского минералогического заповедника и его копей. М.: Главн. упр. по заповедн., 1939. 196 с.
3. Кирмасов А. Б. Основы структурного анализа. М.: Научный мир, 2011. 368 с.
4. Кошевой Ю. Н. История формирования и структурная эволюция ильменогорского комплекса: Рукопись. Фонды ИГЗ. 1985. 313 с.
5. Левин В. Я. Щелочная провинция Ильменских-Вишневых гор. М.: Наука, 1974. 221с.
6. Левин В. Я., Роненсон Б. М., Самков В. С, Левина И. А., Сергеев Н. С., Киселёв И. П. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 244 с.
7. Левицкий В. И. Петрология и геохимия метасоматоза при формировании континентальной коры // Новосибирск: Гео, 2005. 340 с.
8. Ленных В. И., Вализер П. М. К геологической схеме ильменогорского комплекса // Геология и минералогия ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 20-27.
9. Медведева Е. В., Немов А. Б., Котляров А. В. Милони-тизированные породы ильменогорского комплекса (Ю. Урал) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2013. № 11. С. 7-10.
10. Медведева Е. В., Немов А. Б., Котляров А. В. Новые данные о милоните основного состава из Ильменогорского миаскитового массива (Южный Урал) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2018. № 6. С. 16-24.
11. Немов А. Б. Структурно-текстурные особенности миаскитовых милонитов Ильменогорского массива (Южный Урал) // геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: Материалы XVI Геолог. съезда Респ. Коми, Сыктывкар, 15—17 апр. 2014 г. Сыктывкар: ИГ КомиНЦ УрО РАН, 2014. Т. 2. С. 116—119.
12. Немов А. Б. Манганоильменит и пирофанит из сиенитов ильмено-вишневогорского щелочного комплекса (Южный Урал) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2017. № 5. С. 14—19.
13. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. 200 с.
14. РодыгинА. И. Динамометаморфические горные породы. Томск: Изд-во Томского унта. 2001. 356 с.
15. Русин А. И., Краснобаев А. А., Русин И. А., Вализер П. М., Медведева Е. В. Щелочно-ультраосновная ассоциация Ильменских-Вишневых гор // Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород: Материалы всерос. совещания. Миасс: ИМин УрО РАН. 2006. С. 222—227.
16. Скляров Е. В., Гладкочуб Д. П., Донская Т. В., Мазукабзов А. М., Сизъх А. И., Буланов В. А. Метаморфизм и тектоника: Учеб. пособие для вузов. М.: Интермет-Инжиниринг, 2001. 216 с.
17. Шикина Н. Д., Тагиров Б. Р., Волченкова В. А., Бычкова Я. В. Zr/Hf-отношение в сверхкритических хло-ридных флюидах: экспериментальное изучение комплек-сообразования циркония и гафния при 450 °С, 0.6—1 кбар // Петрология. 2015. Т. 23. № 1. С. 101—110.
18. Юрецкий В. Н., Петров В. И., Кузнецов Г. П., Левин В. Я., Пунегов Б. Н. и др. Отчет ильменогорского геологосъемочного отряда о результатах геологического доизучения масштаба 1 : 50000 Ильменогорской площади. Челябинск: ПГО «Уралгеология», ЧГРЭ, 1982.
19. Allen J. L., Shaw C. A. Seismogenic structure of a crystalline thrust fault: Fabric anisotropy and coeval pseudotachylyte-mylonitic pseudotachylyte in the Grizzly Creek shear zone, Colorado // Geological Society, London, Special Publications. 2011. V. 359. No. 1. pp. 135—151.
20. Hetzel R.., Glodny J. A crustal-scale, orogen-paral-lel strike-slip fault in the Middle Urals: age, magnitude of displacement, and geodynamic significance // international Jurnal of Earth Sciences. 2002. V. 91, No. 2. pp. 231—254.
21. O'Hara K., Blackburn W. H. Volume-loss model for trace-element enrichments in mylonites // Geology. 1989. V. 17. No. 6. pp. 524—527.
22. Spray J. G. Pseudotachylyte controversy: Fact or friction? //Geology. 1995. Т. 23. № 12. С. 1119—1122.
23. Trouw R.. A. J., Passchier C. W., Wiersma D. J. Atlas mylonites and related microstructures. Springer, 2010. 322 рp.
References
1. Voroschuk D. V. Polevye shpaty granitoidnykh blas-tomilonitov: mikrostrukturnye osobennosti i variatsii khimichesk-ogo sostava (Feldspars of granitoid blastomilonites: microstructural features and variations of chemical composition). Ezhegodnik-2000. Ekaterinburg: IGG UB RAS, 2001, pp. 102— 110.
2. Zavaritskiy A. N. Geologicheskiy ipetrograficheskiy ocherk Il'menskoggo mineralogicheskogo zapovednika i ego kopey (Geological and petrographic sketch of the Ilmensky Mineralogical Reserve and its mines). Moscow: Main Directorate for Reserves, 1939, 196 pp.
3. Kirmasov, A. B. Osnovy strukturnogo analiza (Basis of structural analisys). Moscow: World of Science, 2011, 346 pp.
4. Koshevoy Yu. N. Istoriya formirovaniya i strukturna-ya evolyutsiya il'menogorskogo kompleksa (History of formation and structural evolution of Ilmenogorsky complex). Manuscript. Miass: Ilmenskiy gosudarstvenniy Zapovednic Akademii nauk SSSR, 1985. 313 p.
5. Levin V. Ya. Shelochnaya provintsiya Il'menskikh-Vishnevykh gor (Alkaline province of Ilmen-Vishnevaya mountains). Moscow: Nauka, 1974, 221 p.
6. Levin V. Ya., Ronenson B. M., Samkov V. S, Levina I. A., Sergeev N. S., Kiselev I. P. Shchelochno-karbonatitovye kom-pleksy Urala (Alkaline-carbonatite complexes of the Urals). Ekaterinburg: Uralgeolkom, 1997, 244 pp.
7. Levitskiy V. I. Petrologiya i geokhimiya metasomatoza pri formirovanii kontinental'noy kory (Petrology and geochemistry of metasomatism in the formation of the continental crust). Novosibirsk: Geo, 2005, 340 pp.
8. Lennyh V. I., Valizer P. M. K geologicheskoj skheme Il'menogorskogo kompleksa (To the geological scheme of Ilmenogorsk complex). Geologiya i mineralogiya Il'menogorskogo kompleksa: situaciya i problemy. Miass: IGZ UB RAS, 2006, pp. 20—27.
9. Medvedeva E. V., Nemov A. B., Kotlyarov A. V. Milonitizirovannye porody il'menogorskogo kompleksa (Yu. Ural). (Mylonized rocks of the Ilmenogorsky complex (Yu. Ural)). Vestnik IG Komi SC UB RAS, Syktyvkar, 2013, No. 11, pp. 7—10.
10. Medvedeva E. V., Nemov A. B., Kotlyarov A. V. Novye dannye o milonite osnovnogo sostava izIl'menogorskogo miaskitovo-go massiva (Yuzhnyj Ural) (New data about mafic mylonte from Ilmenogorsky miaskite massive (South Urals)). Vestnik IG Komi SC UB RAS, Syktyvkar, 2018. No. 6. pp. 16—24.
11. Nemov A. B. Strukturno-teksturnye osobennosti mi-askitovykh milonitov Il'menogorskogo massiva (YUzhnyy Ural) (Structural-textural features of mylonites Ilmenogorsky miaskite massif (South Urals)). Geologiya imineral'nye resursy Evropejskogo severo-Vostoka Rossii: materialy XVI. Geolog. s»ezda resp. Komi, Syktyvkar, 15—17 apr. 2014 g. Syktyvkar, IG Komi SC UB RAS, 2014, V. 2, pp. 116—119.
12. Nemov A. B. Manganoil'menit i pirofanit iz sienitov il'meno-vishnevogorskogo schelochnogo kompleksa (Yuzhnyy Ural) (Manganoilminite and Pyrophanite from syenites of Ilmeno-Vischnevogorsky alkaline complex (South Urals)). Vestnik IG Komi SC UB RAS, Syktyvkar, 2017. No. 5. pp. 14—19.
13. Petrograficheskiy kodeks Rossii. Magmaticheskie, metamorficheskie, metasomaticheskie, impaktnye obrazovaniya (Petrografic codex of Russian. Magmatic, metamorphic, meta-somatic, impact formation). Saint Petersburg: 2008, VSEGEI, 200 p.
14. Rodygin A. I. Dinamometamorficheskie gornye poro-dy (Dynamometamorphic rocks) // Tomsk: Tomsk University, 2001, 356 p.
15. Rusin A. I., Krasnobaev A. A., Rusin I. A., Valizer P. M., Medvedeva E. V. Shchelochno-ul'traosnovnaya assot-siatsiya Il'menskikh-Vishnevykh gor (Alkaline-ultrabasic association of the Ilmen-Vishnevsky mountains). Proceedings of conference Geochemistry, petrology, mineralogy and genesis of alkaline rocks. Miass: IM UB RAS, 2006, pp. 222—227.
16. Sklyarov E. V., Gladkochub D. P., Donskaya T. V., Mazukabzov A. M., Sizykh A. I., Bulanov V. A. Metamorfizm i tektonika (Metamorphism and tectonics). Textbook. Moscow: Intermet-Inzhiniring, 2001, 216 p.
17. Shikina N. D., Tagirov B. R., Volchenkova V. A., Bychkova Ya. V. Zr/Hf otnoshenie v sverkhkriticheskikh khlorid-nykh flyuidakh: eksperimental'noe izuchenie kompleksoobrazovani-ya tsirkoniya igafniyapri 450 °C, 0.6—1 kbar (Zr/Hf ratio in supercritical chloride fluids: an experimental study of the com-plexation of zirconium and hafnium at 450 °C, 0.6—1 KBar). Petrology, 2015, V. 23, No. 1, pp.101—110.
18. Yuretskiy V. N., Petrov V. I., Kuznetsov G. P., Levin V. Ya., Punegov B. N. i dr. Otchet il'menogorskogo geologos'emoch-nogo otryada o rezul'tatakh geologicheskogo doizucheniya massh-taba 1:50000 Il'menogorskoj ploshchadi (Report of ilmenogo-rsky geological survey group on the results of geological additional study of the scale of 1:50000 Ilmenogorsk area.). PGO «Uralgeologiya», CHGRE, 1982.
19. Allen J. L., Shaw C. A. Seismogenic structure of a crystalline thrust fault: Fabric anisotropy and coeval pseudotachy-lyte—mylonitic pseudotachylyte in the Grizzly Creek shear zone, Colorado. Geological Society, London, Special Publications, 2011, V. 359, No. 1, pp. 135—151.
20. Hetzel R., Glodny J. A crustal-scale, orogen-parallel strike-slip fault in the Middle Urals: age, magnitude of displacement, and geodynamic significance. International Jurnal of Earth Sciences, 2002, V. 91, No. 2, pp. 231—254.
21. O'Hara K., Blackburn W. H. Volume-loss model for trace-element enrichments in mylonites. Geology. 1989, V. 17, No. 6, pp. 524—527.
22. Spray J. G. Geology, 1995, V. 23, No. 12, pp. 1119—
1122.
23. Trouw R. A. J., Passchier C. W., Wiersma D. J. Atlas mylonites and related microstructures. Springer, 2010, 322 pp.
