CC BY
55
‘Вес&Шс, июль, 2007 г., № 7
МОРФОЛОГИЧЕСКИЕ РАЗНОВИДНОСТИ ПИРИТА В КАРБОНАТНЫХ ПОРОДАХ ЮГО-ЗАПАДНОГО КРЫМА
Студентка СыктГУ К. С. Пашнина
Летом 2006 г. во время первой геологической практики, которая у студентов кафедры геологии Сыктывкарского государственного университета проходит на территории Юго-Западного Крыма, нами была собрана коллекция пирита из разновозрастных карбонатных отложений этого района.
В геологическом строении Юго-Западного Крыма принимают участие породы триасовой, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем. Самыми древними из них являются флишевые отложения таврической серии верхнего триаса—нижней юры, состоящие из ритмично переслаивающихся песчаников, алевролитов и аргиллитов. Среднеюрские отложения байосского яруса представлены вулканогенными и вулканогенно-осадочными образованиями. Такой же возраст имеют интрузивные породы Крыма. К верхнеюрским отложениям относятся терригенная толща конгломератов, гравелитов и песчаников оксфордского и кимериджского ярусов и карбонатные отложения титонского яруса. Преимущественно терригенные породы — глины, известковистые песчаники, песчанистые известняки — слагают разрезы валанжин-готеривского, аптского, верх-неальбского ярусов нижнего мела. Верхний мел подразделяется на сеноманский, туронский, сантонский, кампан-ский и маастрихтский ярусы. Отложения представлены в основном карбонатными породами — мелоподобными, пелитоморфными, песчанистыми известняками, известняками с прослоями киловых глин. К палеогеновым отложениям принадлежат криноидно-мшанково-серпуловые известняки датского яруса, макрослоистые известняки монского яруса, пелитоморфные известняки танетского яруса, глины ипр-ского яруса, нуммулитовые известняки лютетского яруса. Неогеновая система включает обломочно-детритовые известняки сарматского яруса, гравийнопесчано-глинистую толщу таврской свиты, грубообломочную толщу массандровской свиты.
Коллекция образцов пирита была отобрана из верхнеюрских (титонский ярус), нижнемеловых (сеноманский ярус), палеогеновых (лютетский ярус) карбонатных отложений. Изучение кристаллов пирита из этих разновозрастных отложений под бинокуляром [2] показало, что на большинстве из них преобладают грани гексаэдра (куба), часто встречаются грани октаэдра и только на кристаллах пирита из известняков титонского яруса верхней юры обнаружены грани других простых форм.
Пирит широко распространен в мра-моризованных известняках титонского яруса верхней юры, вскрытых карьером Мраморный в основании крупного карбонатного массива Чатырдаг. Чаще всего он встречается на стенках трещин в виде почковидных агрегатов размером до 1—2 см или сростков кристаллов (рис. 1, А), реже в самих известняках в виде отдельных сферолитов радиальнолучистого строения (1.5—3.0 мм) и в кальцитовых жилках (рис. 1, Б).
Определение морфологии кристаллов пирита из мраморизованных известняков титонского яруса проводилось с использованием параболического гониометра. При помещении кристалла в гониометр на экране наблюдается картина световых рефлексов, полученных при отражении пучка света от граней кристалла, которая при правильной кристаллографической установке кристалла отражает гномоническую проекцию его
полярного комплекса [1]. Ровные блестящие грани на экране проявляются как яркие точки, а неровные матовые — в виде расплывчатых пятен. Для определения угла между двумя гранями блики этих граней помещаются на одну вертикаль, и далее по сетке Хилтона, размеченной на экране, подсчитывается угол. Разместив кристалл таким образом, чтобы один из элементов симметрии совпадал с направлением пучка света, мы получим на экране систему световых рефлексов, по положению которых можно определить индексы Миллера граней (рис. 2).
Три или более грани, пересекающиеся так, что их ребра параллельны, образуют зону на кристалле. Такие грани отображаются на гномонической кристаллографической проекции и на экране параболического гониометра в виде системы рефлексов, расположенных на одной прямой. Таким образом, проанализировав полученную на экране картину и сопоставив её с результатами наблюдения кристалла под микроскопом, можно судить о его морфологии.
В минералогической кристаллографии известно, что морфология кристалла отражает условия его образования. Для равновесных условий и наиболее симметричных кристаллов характерны простые формы, индексы которых имеют обычно малые значения (в случае с пиритом это {100} — гексаэдр и {111} —
Рис. 1. Формы выделения пирита в мраморизованных известняках титонского яруса верхней юры: А — сферолит с радиально-лучистым строением, Б — агрегат пирита в каль-
цитовом прожилке
июль, 2007 г., № 7
Рис. 2. Гномонические кристаллографические проекции пирита.
Черные кружки — грани простых форм, обнаруженные на кристаллах (А, Б); пунктирные
линии — зоны кристалла
октаэдр). Чем больше увеличиваются значения индексов граней, тем более неравновесными были условия образования кристалла.
На большинстве образцов кристаллов пирита присутствуют грани куба и октаэдра, но на двух образцах были установлены грани еще нескольких простых форм. На кристаллах, обнаруженных в виде включений в красноцветных мраморизованных известняках, выявлены грани пентагондодекаэдра {210}, а на кристаллах из кальцитового прожилка — грани тетрагонтриокгаэдров {321}, {433}, {211} и пентагондодекаэдра {210} (рис. 3, А). Обобщенная форма кристалла пирита показана на рис. 3, Б.
По результатам наших исследований можно сделать вывод о том, что большинство образцов пирита из известня-
ков титонского яруса находились в условиях, близких к равновесным. Присутствие на двух образцах пирита граней других простых форм (кроме куба и октаэдра) говорит о неравновесно сти процесса минералообразования, причем для второго образца это характерно в большей степени.
Особенности структуры кристаллов пирита, отобранных на небольшом участке, позволяет предположить, что эти кристаллы развивались в неодинаковых условиях, при различном питании. При более ограниченном питании образовались кристаллы с кубической, октаэдрической или кубооктаэдрической гранкой. Этот процесс происходил медленно, что и способствовало образованию граней простых форм с наибольшей ретикулярной плотностью. При обильном
Рис. 3. Формы кристаллов пирита из кальцитовой жилы. А — реальный кристалл, Б — обобщенная форма
питании, а именно в пересыщенной среде скорость кристаллизации резко возрастает. Кристаллы пирита, образовавшиеся в данных условиях, отличаются разнообразием простых форм, на них обнаруживаются грани пентагондоде-каэдров и тетрагонтриокгаэдров, т. е. грани с небольшой плотностью атомов на плоских сетках. Такие кристаллы отражают неравновесные условия, характерные обычно для ранней стадии кристаллизации.
Смену морфологических типов кристаллов пирита в процессе образования можно представить следующей последовательностью комбинаций форм:
{100}+{ 111 }+{210}+{211 }+{321}+{433 } ^ ^ {100}+{ 111}+{210} ^ {100}+{ 111}—> ^ {100}.
Вероятно, сохранение некоторыми кристаллами пирита формы, характерной для ранней стадии роста, может быть обусловлено резким прекращением этого процесса и полным удалением питающего раствора от них. Можно также предположить, что средой кристаллизации пирита была двухфазная система — “раствор-пар”, ниже критической точки воды. Если кристалл оказывался в паровой фазе, его рост прекращался. Таким образом, в пределах одной гидротермальной системы некоторые кристаллы могли сохранить огранку, характерную для более ранней стадии роста.
Автор выражает благодарность д. г,-м. н. В. И. Ракину за помощь в проведении гониометрических исследований.
Литература
1. Глазов А. И. Методы морфометрии кристаллов. Л.: Недра, 1981. 147 с.
2. Пашнина К С. Пирит в карбонатных породах юры и мела Юго-Западного Крыма // Геолого-археологические исследования в Тимано-Североуральском регионе: Докл. 9-й студ. науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2006. С. 44—49.
Квесты в районе г. Бахчисарай. Фото И. Козыревой
