CC BY
103
УДК 553.85:549.091.3
СЮ.Кропанце»
НОВО-КАРКОДИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ ДЕМАНТОИДА КАК УНИКАЛЬНЫЙ ИСТОЧНИК ЮВЕЛИРНОГО ТОПАЗОЛИТА
Топазолит - редкая благородная разновидность граната, получившая свое название благо дар* I медово- или золотисто-желтой окраске, схожей с окраской желтого топаза (Бонвуазен, 1806). Пз1 химическому составу близок к теоретическому составу андрадита, вследствие чего может считатьсЛ его прозрачной ювелирной разновидностью. В общей классификации ювелирных и поделочныЛ камней [3] топазолит не упоминаем. В минерало1-ичеии>й личгфа^ре имеются крайне! отрывочные сведения о нем, со ссылкой на топазолит из Италии и Швейцарии, где он встречаете«! только в виде мелких зерен по трещинам в серпентинитах.
В 1991 г. на Урале было открыто Ново-Каркодинское! месторождение, где наряду с демантоидом чистый и крупный I топазолит образует самостоятельную минерализацию. Это! позволило нам получить новые данные о геологии и минера-1 логии топазолита. Месторождение находится на юге Среднего I Урала в районе г. Верхнего Уфалея Челябинской области.
Оно приурочено к южной краевой части Каркодинского I габбро-перидотитового массива. В этом же массиве, чуть более I семи километров к северо-западу от Ново-Каркодинского, I располагается знаменитое Полдневское месторождение де-1 мантоида, открытое в 1874-1877 гт.
Каркодинский массив принадлежит к офиолитовой фор-1 мации и входит в состав Серове*о-Маукского пояса гиперба- I зитовых массивов. Возраст массива средне-позднедевонский I Он имеет в плане неправильную форму, вытянут в меридио- I налыюм направлении на 12 км, при ширине от 0,5 до 5 км, I площадь его 20 км 2.
Массив представляет собой маломо1цную (около 50 м мощности) серпентинитовую пластин) - останец Уфалейского серпентинитового массива, надвинутого на филлиты Центрально-Уральского поднятия (2). Массив слагают антигори-тизированные д у ни ты, магнетит-антигоритовые серпентиниты, антигоритизированные клинопироксениты (диаллагиты), тальк-карбонатные породы. Среди серпентинитов выделяются аподунитовые и апогарцбургитовые. Кроме того, массив прорывается серией небольших тел габбро и, реже, кварцевых диоритов и гранодиоритов.
На площади Ново-Каркодинского месторождения преобладают магнетит-антигоритовые серпентиниты (рис. 1). В 600-700 м к северо-северо-востоку и юго-юго-востоку картируются небольшие тела гранодиоритов и плагиогранитов.
В центральной части участка, среди серпентинитов, в полосе шириной до 80 м, на протяжении 200 м прослеживается серия кули сообразно расположенных жильных тел антигоритизированных клшюгтирсксснитов (диаллагитов). I Простирание дшллагитов северо-восточное 30-60, падение на- юго-восток 70-80 Длина отделыu>ix ' жильных тел кслеблетея ог 10 до 100 м, моп;ность от 0,2 - 0,5 м до 1,5 м.
Контакты диаллагитов с вмещающими серпентинитами нечеткие, обычно устанавливаются зоны перехода клинопироксен-серпентинитового состава мощностью до 0,2 - 0,4 м.
Минерализация топазолита, так же, как и демантоида, приурочена к жильному полю диаллагитов и контролируется непротяженными зонами дробления з серпентинитах и диаллаги-
64
Рис.1. Геологическая карта района Но во-Каркодинского месторождения демантоида и топазолита (по Сырки ну А. Б., 1991):
1- аллювиальные отложения; 2
- кварц-серицитовые сланцы; 3 -гранодмориты; 4 - плагиограниты; 5
- магнетит-антигоритовые серпентиниты; 6 - диаллагиты; 7 - тальк-карбонатные породы; 8 - Ною-Кар-кодинское месторождение демантоида и топазолита; 9 - контуры россыпи
Зоны ориентированы почти под прямым углом к простиранию диаллагитов (западиое-- запади ое 270-300 Падение вертикальное и субвертикальное. Сближенные субпарал-зоны сосредоточены в жильном поле на удалении 15-30 м одна от другой. Протяженность от 1 до 1,5 м, мощность 0,3-0,4 м. Они соответствуют системе сближеннных, ровных 1ых минерализованных трещин, разбивающих породу на блоки. Ширина единичных ьизованных трещин колеблется от 0,6-1 до 20 мм. По простиранию зоны выклиниваются • льтате неравномерного затухания трещин. Андрадитовая минерализация прослежива-на всем протяжении зон, но распределена юмерно. В виде одиночных кристаллов, или сплошных зернистых масс топазолит ю с демантоидом выделяется на стенках а также входит в состав заполняющего [Ы минерального агрегата. Состав минерального агрегата, включающего I топазолита, зависит от вмещающей минера-зону породы. В антигоритизирован-клинопироксените - это пироксен-амфибол-1Нитовый агрегат. Пироксен представлен »ущесгвенно диопсидом, амфибол - тремо-Основная масса серпентина - антигорит и Кроме того, здесь отмечается наличие кита, опалоподобного и чешуйчатого сер-
1ТОВ.
В магнетит-антигоритовом серпентините 1Ы заполнены серпентиновым агрегатом, сложен антигоритом, пикролитом, клинохри-I, чешуйчатым серпентином и аморфным жггериалом серпентинового состава.
В обоих случаях минеральный агрегат разбит серией различно ориентированных трещин, по которым развиваются карбонаты (в основном это
■ГАКО-
Рис.2. Схема минерализованной зоны с топазолитом в антигоритизированном клино-
пироксените (диаллагите):
1 - магнетит-антигоритовый серпентинит; 2 -антигоритизированный верлит; 3 - антигоритизи-рованный клинопмроксенит, зона неизмененного диаллагита; 4 - антигоритизированный клинопи-роксснит с гранатом; 5 зона катаклазированного клинопироксенита с гранатом; 6 - пироксен-амфи-бол-серпентиновый агрегат с топазолитом и демантоидом, заполняющий пространство между блоками; 7 - зона повышенного содержания топазолита; 8 - пироксен-амфибол-серпентиновая жила; 9 -тектонические трещины
и крупнокристаллическии кальцит, а так-колломорфный арагонит и землистый магне-
). В акцессорных количествах входят: магнетит - в виде мелкой вкрапленности и шестоватых »делений и хромит - в виде небольших шлиров и овоидов размером до 1,5 см в поперечнике.
Наиболее крупные и чистые кристаллы топазолита находятся в минерализованных зонах греди диаллагитов. Здесь прослеживается метаморфическая и минералогическая зональность <?ис.2). Центральная часть минерализованной зоны представлена пироксен-амфибол-серпенти-вовой жилой мощностью до 7 см. Жила не выдержана по мощности и местами извилистая к_\едствие раздробленности боковых пород. Длиннопризматический диопсид и игольчатый тремолит совместно с интерстициокным серпентином образуют сноповидные, параллельно-—естоватые агрегаты с преимущественно продольной ориентировкой.
По обе стороны от жилы наблюдается зона с повышенным содержанием топазолита. мощностью до 4 см. Топазолит в виде вытянутых согласно простиранию жилы сростков овальной, троздьевидной, шестоватой форм и, реже, в виде изометричной, округлой формы находится в дсрытокристаллическом серпентине зеленовато-белого цвета. Шестоватые сростки ассоциируют I пироксен-тремолит-серпентиновым агрегатом, повторяя направленность и извилистость последнего. В сростках между отдельными зернами, так же, как и на поверхности, присутствуют чешуйчатый серпентин белого и светло-бежевого цвета.
Топазолит окрашен в желтые с зеленоватым оттенком, золотисто-желтые и светло-коричневые цвета.
Размер отдельных зерен от 0,8 до 15 мм в поперечнике. Здесь присутствуют наиболее крупные и чистые кристаллы топазолита, редкие образцы которого достигают размера более 15 мм. Наиболее крупные сростки имеют размер 32 х 64 мм.
65
Содержание топазолита в зоне в среднем составляет около 100 r/'м5. Зона с повышенным содержанием граната ¿вязана с неизмененной вмещающей породой через катаклазированный. раздробленный на блоки диаллагит. Он образует отдельную зону, мощность которой до 15-20 см. Блоки и обломки диаллагита имеют прямоугольную, пластинчатую, изометричную и неправильную форму, размером от 5 х 20 мм до 150 х 200 мм Центральные участки блоков сложены антигоритизированным клинопироксенитом с гранатом. Его состав: диопсид - 45-68%, антигорит - 20-40%, гранат -1-5 %, магнетит - 2-5%. Периферия блоков соответствует магнетит-гранат-антигоритовому серпентиниту. Его состав: диопсид - 5-30%, антигорит - до 70-80%. ¡ гранат - до 20%, магнетит остается в пределах 2-5%, но образует более густые скопления и укрупняется от 0,1-0,5 до 1,0 мм. Размер зерен диопсида от центра к периферии блоков уменьшается от 3 х4 до 1 х2мм. По периферии зерен появляются каймы зеленого граната, вплоть до полного замещения пироксена гранатом, а также серпентином. Текстура породы изменяется от массивной до пятнистой. Мощность измененного клинопироксенита непостоянная и варьирует от 5-15 до 30-40 мм Интенсивно изменены обломки сильно катакллзированного диаллагита, примыкающие к центральному участку минерализованной зоны.
Пространство между блоками заполнено пироксен-амфибол-серпентиновым агрегатом линейно ориентированной текстуры. Зерна присутствующего в нем граната каплеобразной, чечевицеобразной, овальной формы. Они вытянуты согласно линейности шестоватого агрегата. Средний размер зерен от 0,5 х 1,0 мм до 4 х 6 мм. Наиболее крупные редкие индивиды до 12 х 14 мм. Окраска от светло- до ярко-зеленой с желтоватыми оттенками.
На контакте с зоной повышенного содержания граната пироксен-амфибол-серпентиновый агрегат обволакивает обломки диаллагита с образованием теней давления. Здесь присутствует гранат зеленовато-желтого, медово-желтого и буровато-коричневого цвета, преимущественно изометричной шаровидной формы. Окраска часто зональная. Центральная часть зерна окрашена обычно в зеленый цвет, периферийная - в желтый. У кристаллов, прикрепленных к подложке, основание имеет насыщенную зеленую окраску, тогда как внешняя часть окрашена в зеленовато-желтый или золотисто-желтый цвет.
Гранат нередко раздроблен на блоки, между которыми находятся тонкие (менее 0,1 мм) Пленки белого серпентина.
Среднее содержание топазолита и дема!ггоида в зоне катаклазированного диаллагита около 50-60 г/м-'.
Постепенное уменьшение антигоритизации и содержания граната характеризует переход к следующей зоне, представленной массивным, темно-серым неизменённым диаллагитом леи ид сыгран об ластовой структуры. Его состав: диопсид - 68-73%, антигорит - 25-30%, магнетит - до 2 %, гранат -до 1 %. Размер зерен диопсида увеличивается до 5-7 мм. Какой-либо преимущественной ориентировки их в породе не отмечается. Трещины спайности грубые, по ним развивается антигорит. Характерно наличие совершенной спайности по (100).
Контакты зон маркируются тектоническими трещинами, иногда с зеркалами скольжения. ¡
Кристаллизация топазолита связана с процессом локальной серпентинизации перидотитов в те кто mi чески ос\аб.\енных зонах краевых частей гипербазитовых массивов. Особенностью минерализованных зон Ново-Каркодинского месторождения является сочетание в них как тектонических трещин, так и трещин отдельности. При этом наиболее благоприятными для образования крупного и чистого топазолита являются трещины тектонического происхождения. Размер кристаллов топазолита, а также их количество зависят от ширины минерализованной трещины и от интенсивности локальной антигоритизации блоков и обломков исходной породы. Высококачественный топазолит образуется в минерализованных зонах среди антигоритизирован-ного клинопироксенита (диаллагита), который служит источником кальция, железа, кремния. Наиболее продуктивными являются минерализованные зоны в маломо1цных жилоподобных телах, сложегмых среднезернистым диаллагитом, который интенсизно антигоритизирован в автометаморфическую стадию серпентинизации. Топазолит представляет собой позднюю генерацию андрадита в минерализованной зоне. Ему предшествуют, более ранний - высокохромистый де манто ид и промежуточный - малохромистый и бесхромовый демантоид.
Кристаллохимичсская формула Ново-Каркодинского топазолита представленз в таблице. По сравнению с медово-желтым топазолитом из Италии (Sanero, 1935), Ново-Каркодинский имеет повышенное содержание кальция и кремния, но менее богат алюминием и титаном. Размер зерен
66
г- 0.1 до 6-10 мм. Редкими считаются прозрачные образцы размером более 15 мм. На месторождении был найден уникальный кристалл топаэолита весом 31 грамм.
Крмсталлохимическме формулы топаэолита Ново-Каркодинсхого месторождения
Участок зерна & Т| Сг Л1 Ре»* Мд Мв N8 к а
X Центр 2.981 0.0001 0,031 0,0СЗ 1,983 0,000 0,000 0,009 0,000 0,000 3,017
Край 2,980 0,002 0,028 0,005 1.983 0,002 0,000 0,012 0,000 0,000 2,986
Центр 2,972 0.000 0,013 0,004 2,010 0,000 0,001 0,003 0,007 0,000 3,025
Край 2,970 0.001 0,020 0,002 2,007 0,000 0,000 0,003 0,001 0,000 3,035
Центр 3.064 0.007 0,016 ),006 1.901 0.068 0,002 0,000 С.005 0,000 2,925
Край 3,064 0.008 0,015 0,004 1,901 0,068 0,002 0,000 С,005 0,000 2,925
4 Центр Край 3,014 3,042 0,001 0.000 0,001 0,000 0,004 0,010 1,972 1,954 0,077 0,056 0,003 0,003 0,000 0,000 0.005 0,005 0,000 0,000 2.915 2,906
'замечания. 1 - эеленомто-желтый. 2 - эелемовато-корччмелыч. 3 -эолотисто-желтый; 4 - желтовато-кормчхеаый. Расчет Ре** и Ре** по стехиометрии.
Топазолит встречается в виде шарообразных, чечевицеобразных, бочонковидных или неправильной формы зерен. Часто образует друзовые гроздьевидные, шестоватые сростки. Также гтмечаются сростки кристаллов в виде эллипсоида, наиболее крупные из которых достигают до Х- мм в диаметре.
Образует кристаллы с комбинацией тетрагонтриоктаэдра с ромбододекаэдром. В большин-;т»е* случаев грани кристаллов нечеткие. Поверхность шагреневая, с множеством бороздок, ориентированных по удлинению вытянутых зерен.
Спайность отсутствует. Излом раковистый или неровный. Зерна трещиноваты. Перистые, голиальные серии трещин приурочею>1 к скоплениям тонковолокнистых включений. Зональные зерна с густо-зеленым ядром и коричневой периферией часто имеют систему скорлуповатых -?ещин, связанную с различием химического состава отдельных зон, и вызванными этим структурными напряжениями. Отдельные зерна имеют грубые трещины дробления. По трещинам развиваются гидроокислы железа.
(Твердость 6,5 по шкале Мооса. Микротвердость 927-1054 кг/мм2 при нагрузке 50 г. Хрупкий. Удельный вес 3,80 - 3,83.
Цвет топазолита от бледного зеленовато-желтого, золотисто-желтого, медово-желтого до хелтовато- и буровато-коричневого. При различном освещении у топазолита из Ново-Каркодин-лого месторождения нередко изменяется тональность окраски: для источника, имитирующего дневное освещение, происходит появление зеленоватого оттенка, а для источ1тка искусственного хзещения (лампа накаливания) - усиление желтого цвета. Наиболее ярко этот эффект выражен 5 бледных зеленовато-желтых андрадитах, представляющих собой переходную от демантоида к топазолиту разновидность. При дневном освещении эти гранаты по цвстоватому признаку можно г-нести к демантоиду (желтовато-зеленые), при искусственном - к топазолиту (медово-желтые, коричневатые).
Присутствие примеси хрома (до 0,2 вес% Сг20}) придает топазолиту зеленоватый оттенок, усиливающийся при дневном освещении. Наличие в таких образцах незначительной примеси титана (0,11 - 0,13 вес.% ТЮ2), при сравнительно невысоком содержании суммарного железа (28,62 вес%), вызывает усиление желтого цвета, который наиболее интенсивно проявляется при искусственном освещении. Повышение содержания суммарного железа до 29,57 вес.% и отсутствие примеси хрома (от 0,000 до 0,02 вес% Сг,05) обусловливает появление устойчивой желтой окраски топазолита вне зависимости от освещения.
Оптические спектры топазолита имеют полосы поглощения: 25400 см"1,22500 см'1, 15800 сч"\ 11700 см"1 (рис.3). В спектре светло-желтого топазолита присутствует слабая полоса поглощения 20200 см"1, которая образуется за счет смещения полосы поглощения 19800 см1 в спектре желтовато-зеленого демантоида в коротковолновую область. Увеличение интенсивности
67
полосы поглощения 25400 см-1 и уширение полосы 22500 см"1 связано с усилением коричневой окраски в топазолите. Полоса поглощения ионов Cr5* в демантоиде (16100 см1) с увеличением желтой окраски смещается в длинноволновую часть спектра, образуя полосу поглощения 15800 см'1 у светло-желтого топазолита. По аналогии с оптическими спектрами бледно-зеленых гроссу ля ров [6] полосу поглощения 15800 см"1 можно отнести к действию ионов Fe5*.
Параметр элементарной ячейки ао топазолита 12,059 ± 0,001 А. Он увеличивается с
усилением желтой окраски до коричневатой до 12,061 ± 0,001 Я. У буровато-коричнев разностей андрадита параметр ао равен 12,066 ± 0,001 А.
Для топазолита характерен сильн алмазный блеск, обусловленный высоким показателем преломления 1,891-1,895. Он повышается с увеличением содержания железа и /максимальный у буровато-коричневых разновидностей (рис.4).
Дисперсия показателей преломления в интервале длин волн 486-656 нм составляет 0,036 ± 0,002. В этом интервале спектра она близка к дисперсии, измеряемой для член гроссуляр-андрадитового ряда [5], котор изменяется от 0,032 до 0,034. В интервале 687 - 430,8 нм (B-G) дисперсия показател преломления топазолита составляет 0,064 ± 0,002 (см.рис.4). Полученные данные превышают приводимое в литературе значение дисперсии демантоида - 0,057. В
400 600 600 700 600 900 ™ 400 С00 600 700 800 900
Рис.3. Оптические спектры поглощения демантоида и топазолита. из Ново-Каркодин-ского месторождения:
1 - темно-зеленый демантоид.- 2 - светлый желтовато-зеленый демантоид; 3 - светло-желтый топазолит; 4 - буровато-коричневый топазолит
шлифах Н о р -мальной толщины топазолит бледно-желтый до коричневатого. Изотропный.Включения довольно однотипны и представлены в основном тонкими волокнами амфибола, а также, в некоторых случаях, хризотила. Наиболее густо насыщенные волокнистыми включениями зерна имеют эффект «кошачьего глаза». Несмотря на неоднородность тонковолокнистых включений, они остаются одним из главных диагностических признаков как для демантоида, так и для топазолита из уральских месторождений. В топазолите включения также представлены магнетитом, хромитом и бурым полупрозрачным андради-том. Топазолит гранится в форме бриллиантовой огранки. Превосходно полируется. Ограненные камни имеют сильную световую «игру» и яркий блеск, которые не уступают, а иногда и превосходят аналогичные характеристики лучших сортов уральского демантоида
/*-
195_ 194 _ 1Н 193
190 _
<67^ (86
—г-409
•ч" Ш
Steide $20 тго нм Рис.4. Зависимость показателя
преломления от длины световой во-
Наиболее распространенный размер ограненного топа- лныуразноокрашенныхдемантоидов
~ л п ггг и топаэодитов Ново-Каркоди некого
золита 3-4 мм. Редким считается высококачественный огра-
- , - 0 г месторождения:
ненныи топазолит весом более 1,5-2 карат. ,
г 1 - темно-зеленый делинтоид: £ 1
Помимо ограночного сырья топазолит в виде отдельных светлый желтовато-зеленый демантоид; 3 кристаллов И В штуфах может использоваться В качестве - светло-желтый топазолит; 4 - буровато-коллекуионного материала. коричневый топазолит
Среди известных уральских месторождений демантоида Ново-Каркоди некое является единственным, где встречается крупный, превосходного ювелирного качества, топазолит. До недавнего
считалось, что желтая разновидность андрадита была бы эффектным самоцветом, но она не встречается в виде достаточно крупных и чистых кристаллов. Небольшие красивые топазолита найдены в долине Ала в Италии и в Церматге в Швейцарии, но они очень пригодны для ювелирных изделий [8].
объясняется малая популярность топазолита в ювелирной промышленности, отсутст-ческих требований к сырью. С открытием Ново-Каркодинского месторождения новые перспективы в изучении и использовании ювелирных разновидностей андра-этой точки зрения, месторождение является уникальным не только в России, а в частности ; но и во всем мире.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
. Лир У.А., Хауи P.A., Зусл4ан Дж. Породообразующие минералы. Т.1. - М.:Мир, 1965. С.110-111. 1 Иванов O.K. Динамотер.мальное минералообразование в ультрамафнческих .массивах Урала//
к минералогии Урала. - Свердловск: Изд-во АН СССР ВМОУО, 1990.-С.93-111. 5. Киевленко Е.Я., Сенкевич H.H., Гаврилов А.П. Геология месторождений драгоценных камней. : Недра, 1982.-С. 193-197.
Кропанцев С.Ю. Демантоид Ново-Каркодинского месторождения (Средний Урал)//Уральская минералогическая школа-95. - Екатеринбург УГГГА, УОРМО, 1995.-С.84-88. 5 Минералы: Справочник. Т.Ш, вып.1. - М.: Наука, 1972.-С. 25, 73-82.
i Платонов А.Н., Таран М.Н., Ьалицкий B.C. Природа окраски самоцветов. - М.: Недра, 1984— 107.
" Самсонов Я.П., Туринге А.П. Самоцветы СССР. - М.: Недра, 1985.~C.71. • Смит Г. Драгоценные камни. - М.: Мир, 1984гС. 101-102; 345-346.
552.12:553.878(470.55/58)
Н.М.Дружинина
МИКРОСТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ЮЖНОУРАЛЬСКИХ ЯШМ
Многообразие текстурно-структурных особенностей яшм отражает длительную историю их 1Я. Это «отражение» рассматривается в работах А.Н.Игумнова (1,2], А.П.Смолина I), Ю.Г. Крежевских [3]. При этом авторы опираются на макроскопический анализ 1Я яшм. Однако микроскопические структуры не менее информативны, но данные по ним .ены в основном схематически. Классические южноуральские яшмы - типоморфный компонент в у лка ноге нн о-осад очных й - содержат различные тексг/рно-структурные элементы, отражающие стадии прежде литогенеза, через которые прошло вещество, прежде чем стало яшмой. На стадии седиментогенеза происходило послойное накопление осадка, о чем говорят :о распространенные в яшмах слоистые текстуры, которые фиксируются как на макро-, так микроуровне; наличие реликтов морских организмов свидетельствует о том, что это лние шло в подводных условиях. Для диагенеза характерны явления и деформации в еще не уплотненном осадке, ведущие к
•ванию оползневых текстур. Наиболее ярко выраженными механизмами катагенеза являются уплотнение, растворение под 1ем, хрупкие деформации с последующим залечиванием трещин существенно кварцевым г-*гатом (в зависимости от условий метагенеза мечут появляться пренит, пумпеллиит, хлорит, эпилог.
