CC BY
22
УДК 549.6:550.4:552.164 DOI: 10.19110/2221-1381-2018-6-16-24
новые данные о милонитЕ основного состава из ильмЕногоРского мидскитовога массива (южный урал)
Е. В. Медведева1' 3, А. Б. Немов1, В. А. Котляров2
1Ильменский государственный заповедник, Миасс, ya.andrew808@yandex.ru 2Институт минералогии УрО РАН, Миасс 3Геологический факультет Южно-Уральского государственного университета (НИУ), Миасс
Ильменогорский миаскитовый массив, расположенный в южном сегменте региональной сдвиговой зоны, имеет сложное строение и длительную историю формирования. В статье приведены оригинальные сведения о текстурно-структурных и минера-лого-геохимических особенностях милонита основного состава юго-восточного эндоконтакта массива. Совокупность данных свидетельствует о широком развитии тектоно-метаморфических процессов, сопровождающихся метасоматическими изменениями в интервале температур 500—650 °C и ниже. В породе отсутствуют первичные минеральные парагенезисы. Высокие концентрации LREE и LILE сопоставимы с их содержанием в породах сиенит-карбонатитовой ассоциации.
Ключевые слова: милонит основного состава, ильменогорский миаскитовый массив, мафит-ультрамафитовые породы, си-енит-карбонатитовые породы.
NEW DATA ABOUT MAFIC MYLONITE FROM ILMENOGORSKY MIASKITE MASSIVE (SOUTH URALS)
E. V. Medvedeva1' 3, A. B. Nemov1, V. A. Kotlyarov2
1Ilmeny State Reserve, Miass 2Institute of Mineralogy UB RAS, Miass 3Faculty of Geology, National Research South Ural State University, Miass Branch
Ilmenogorsky miaskite massif, located in the southern segment of the regional shear zone, has a complicated structure and a long history of formation. This article presented original data about the structural-textural, mineralogical and geochemical features of mafic mylonite from the South-Eastern endocontact of the massif. A set of data shows a wide development of tectonometamorphic processes accompanied by metasomatic changes in the temperature range 500—650 °C and below. The rocks are void of the primary mineral paragenesis. The high concentrations of LREE and LILE are comparable to their concentrations in the rocks syenite-carbonatite association.
bywords: mafic mylonite, Ilmenogorsky miaskite massif, mafic-ultramafic rocks, syenite-carbonatite rocks.
Введение
Ильменогорский полиметаморфический комплекс (Южный Урал) является южным сегментом региональной сдвиговой зоны, где среди метатерригенных пород расположены ортопороды сиенит-карбонатитовой и мафит-ультрамафитовой ассоциаций. Породы этих ассоциаций образуют тела размером от первых километров до первых метров. Ильменогорский миаскитовый массив (ИММ), сложенный преимущественно породами сиенит-карбонатитовой ассоциации, образует тело каплевидной формы длиной около 18 км и максимальной шириной 4.5 км (рис. 1, а, Ь). Строение массива неоднородно. Выделяют основное — центральное и линейное — восточное миаскитовые тела, зона между этими телами сложена перемежающимися биотитовыми сиенитами и миаскитами [9].
Миаскиты ИММ, как и все породы комплекса, метаморфизованы и тектонизированы на глубинном уровне региональной сдвиговой зоны [11]. Процессы милонитизации развиваются во всех породах комплекса, преобразовывая их в протомилониты, уль-трамилониты и милониты. Формирование тектони-тов сопровождалось активной деятельностью флюида, что привело к широкому развитию метасоматиче-ских процессов.
Существуют различные взгляды на формирование миаскитов-нефелиновых сиенитов вишнево-ильмено-горского полиметаморфического комплекса: «палин-
генно-метасоматическая» [9, 16] «рифтогенная магматическая» [1]; «дезинтегрированная щелочно-ультра-основная интрузия центрального типа» [13, 17].
Изучение пород ИММ позволило выявить степень их тектонической переработки и объяснить неодно -родность строения массива тектонометаморфически-ми преобразованиями и сопровождающими их метасоматическими процессами. Милонит основного состава, обнаруженный в зоне эндоконтакта среди милони-тизированных миаскитов, позволяет на основе новых оригинальных данных привести свидетельства полистадийности формирования ИММ.
Геологическое положение
Центральное миаскитовое тело имеет овальную форму, слегка расщепленную к северу. Его ядерная часть сложена преимущественно милонитизиро-ванными биотитовыми миаскитами, которые по периферии обрамлены полосами амфиболовых разностей, среди которых, нередко встречаются линзовидные тела меланократовых амфиболовых и гранат-амфиболо-вых пород — «сандыитов» [5]. Сандыит — меланокра-товая разновидность нефелинового сиенита (миаски-та), впервые описанная А. Н. Заварицким для щелочных пород ИММ. Порода характеризуется основным составом с суммой щелочей 10—13 мас. % и вариативностью химического состава, соответствующей группе малиньит-ийолит-уртит, и представляет собой продукт
35 f6 S/7 S/8 V10
Рис. 1. Схематическая геологическая карта (a) Ильменогорского миаскито-вого массива (Левин и др., 1974) и спутниковый снимок территории (Google Earth, 2017) (b).
1 — биотитовые миаскиты, 2 — амфи-боловые миаскиты, 3 — фениты, 4 — амфибол-гнейсово-плагиомигматито-вые породы селянкинской серии, 5 — разломы; 6—10 — места отбора проб (6 — милонит основного состава, 7 — миаскиты, 8 — сандыиты, 9 — мета-ультрамафит копи 97, 10 — скаполит-диопсид-амфиболовые сланцы)
Fig. 1. Schematic geological maps (a) of the Ilmenogorsky miaskite massif (Levin et al., 1974) and image of area (Google Earth, 2017) (b).
1 — biotite miaskites, 2 — amphibole miaskite, 3 — fenite, 4 — amphibolite-gneiss-plagiomigmatite rocks ofSelyankino Group, 5 — late faults; 6—10 — the place of samples (6 — mylonite mafic composition, 7 — miaskites, 8 — sandyites, 9 — metaultramafite from outcrop 97, 10 — scapolite-diopside-amphobole shists)
метасоматического изменения миаскитов, преобразованных в поздних линейных тектонических ослабленных зонах [14].
Среди милонитизированных миаскитов центрального тела у восточной границы был обнаружен блок пород основного состава (3 х 5 м) серо-зеленого цвета. Структура породы мелкозернистая, текстура тонкополосчатая. Порода интенсивно деформирована, визуально заметна милонитизация и сигмоидная форма порфирокласт (рис. 2). В крупных ст-порфирокластах плоскостное направление совпадает с направлением системы пластичных сколов С, параллельных сдвигу [6, 23]. Более мелкие порфирокласты имеют чаще эллипсоидальную форму и испытывают дополнительное вращение, сопровождаемое рекристаллизацией. Совокупность особенностей текстурно-структурных и вещественного состава позволяет отнести породу к ми-лонитам основного состава.
Рис. 2. Сигмоидные порфирокласты в милоните основного состава
Fig. 2. Microfotos of a-porphyroclasts from mafic mylonite
Линзообразные тектонизированные тела основного состава присутствуют и в метатерригенном обрамлении ИММ. У его юго-восточной границы среди амфиболит-гнейсовой толщи с кварцитами расположено меридионально вытянутое тело метаультрамафитов (копь 97, размером 40 х 60 м), сложенное породами оливин-фло-гопит-рихтеритового состава, по химическому составу и минералогическим особенностям (тетраферрифлого-пит, форстерит и др.) соответствующее щелочным уль-трамафитам. Севернее тела метаультрамафитов у границы ИММ располагается тело флогопит-амфиболового пегматита (копь 13, размером 4 х 8 м). В районе копи 13 и южнее тела милонита основного состава располагаются меридионально вытянутые пластообразные тела ска-полит-диопсид-амфиболовых сланцев, которые рассматриваются как продукты высокотемпературного метасоматического процесса по основным породам [3].
Возрастные датировки (циркон U/Pb SHRIMP) миаскитов ИММ свидетельствуют о полихронности и полистадийности формирования и метасоматической природе пород [7].
Методы исследования
Текстурно-структурные особенности породы и соотношения минералов в них были исследованы на микроскопе Olimpus BX 51. Состав петрогенных компонентов пород был определен атомно-абсорбционным методом (аналитики Л. Б. Лапшина, Н. В. Шаршуева), редкоземельные и редкие элементы — ICP-MS (аналитики К. А. Филиппова, М. С. Свиренко). Химические анализы составов 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 съемки: разрешение детектора 160 эВ, ускоряющее напряжение 20—30 кВ, сила тока 3 х 10-3 А, диаметр пучка 1—2 мкм. Коррекция данных производилась с использованием программы «Magellanes».
Петрография и минералогия
Милонит основного состава имеет порфирокла-стовую структуру, полосчатую текстуру. Минеральный состав: плагиоклаз 35—40 %, слюда группы биотита 25— 40 %, ортоклаз-микроклин 15—20 %, пироксен 5—10 %, 3—5 % акцессорных минералов (титанит, апатит, циркон, алланит-(Се), канкринит, пирит) и менее 1 % вторичных минералов (каолинит). Порфирокласты овальной или ст-идной формы, составляющие до 25—30 % от объема породы, представлены зернами пироксена, калиевого полевого шпата, титанита, реже циркона, расположены среди мелкозернистого матрикса, состоящего из слюды, калиевого полевого шпата и плагиоклаза (рис. 2) и имеющего гранолепидобластовую структуру.
Полевые шпаты в породе представлены как в пор-фирокластах (0.1—1мм), так и в матриксе, где образуют мелкие ксеноморфные зерна (0.001—0.02 мм).
Калиевый полевой шпат порфирокласт — микроклин с незначительной примесью Ва (табл. 1) замещается альбитом (АЬ 91—97) с образованием структуры «ядро-оболочка» (рис. 3, а).
Порфирокласты, сложенные плагиоклазом часто имеют овальную форму, иногда в них хорошо заметны фрагменты полисинтетических двойников или сростки зерен, в которых присутствуют включения зерен биотита (до 0.03 мм) и игольчатых кристаллов апатита (менее 0.01 мм), содержащие двухфазные газово-жидкие включения (рис. 3, с, ё).
Флогопит образует две генерации: первая (РЫ:) представлена гипидиоморфными индивидами (0.01— 0.3 мм), образующими вместе с пироксеном порфирокласты (рис. 3, Ь) или мелкими чешуйками — включениями в плагиоклазе (рис. 3, с), эгирин-диопсиде или титаните; вторая (РЫ2), наряду с другими минералами, слагает матрикс, представлена ксеноморфными чешуйчатыми зернами, часто деформированными расположенными вдоль милонитовой полосчатости, а также развивается по ламелям и трещинам в пироксене. Для флогопита характерны невысокая железистость Г 38 % (РЫ2) — 42 % (РЫ:), незначительные концентрации Мп. Флогопит первой генерации (РЫ:) характеризуется повышенными концентрациями титана (до 0.15 к.ф.), присутствием кальция (до 0.08 к.ф.). Флогопит второй генерации (РЫ2) фиксирует низкие концентрации титана (0.07—0.05 к.ф.) и отсутствие кальция.
Пироксен представлен в виде порфирокласт (0.2— 2 мм), состоящих из сростков или отдельных раздробленных зерен с округлыми краями. По периферии индивидов пироксена, по плоскостям спайности и трещинам развивается флогопит, реже в порфирокластах встречаются срастания зерен пироксена и гипидиоморфных зерен флогопита (рис. 3, Ь). Состав пироксена соответствует эгирин—диопсиду 1а^_9Ае§14_27В1б7_77 (Г 32 — 40 %), характеризуется вариациями концентраций Ка от 0.22 до 0.31 к.ф. в позиции М (2) и повышенным содержанием А1 до 3—4.3 мас. % (А1(М1)/А1(Т) = 0.7-1.5).
Таблица 1. Химический состав минералов из милонита основного состава (мае. % и к. а. ф.) Table 1. Chemical composition of minerals from mafic mylonite (wt. %, f. u.)
Мин. Aeg-Di Phlj Phl2 Kfs Ab Ttn Aln Zrn
Элементы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
Si02 51.74 51.84 52.09 40.05 38.27 40.05 40.57 61.44 63.11 66.24 67.48 30.34 30.60 37.84 32.70
TiO2 0.11 0.26 0.21 1.49 2.74 0.84 0.99 — — — — 37.49 38.43 — —
AA2O3 3.40 4.22 3.11 12.74 14.35 14.13 14.11 19.42 18.90 20.87 20.07 1.94 1.59 17.79 —
FeO 11.55 9.18 11.49 18.20 18.22 17.84 17.21 0.83 0.10 0.11 0.22 1.21 1.09 12.63 —
MnO 0.05 0.05 0.10 0.20 0.26 0.17 0.12 — — — — — — — —
MgO 9.62 10.74 9.71 14.03 13.84 13.64 14.76 0.31 0.16 — — — — 1.17 —
CaO 18.22 19.74 18.32 2.14 0.00 0.00 0.00 0.00 0.10 1.43 0.72 27.28 27.35 10.94 —
Na2O 4.35 3.07 4.02 — — — — 1.57 1.73 10.47 11.13 — — — —
K2O - — — 7.92 9.53 9.30 8.75 12.76 13.34 0.44 0.12 — — — —
Сумма 99.05 99.10 99.05 96.77 97.21 95.97 96.51 99.86 99.21 99.56 99.74 99.14 99.05 98.49 99.34
Si 1.92 1.92 1.94 3.03 2.87 2.92 2.58 2.89 2.95 2.92 2.97 0.99 1.00 3.39 1.00
Ti 0.00 0.01 0.00 0.08 0.15 0.07 0.05 — — — — 0.93 0.95 — —
Al 0.15 0.18 0.14 1.14 1.27 1.27 1.06 1.08 1.04 1.08 1.03 0.08 0.06 1.87 —
Fe3+ 0.32 0.18 0.27 1.15 1.14 1.13 0.91 — — — — — — — —
Fe2+ 0.04 0.11 0.09 0.00 0.00 0.00 0.00 0.03 0.00 0.00 0.01 0.03 0.03 0.94 —
Mn 0.00 0.00 0.00 0.01 0.02 0.01 0.01 — — — — — — — —
Mg 0.53 0.59 0.54 1.58 1.55 1.59 1.40 0.02 0.01 — — — — 0.16 —
Ca 0.72 0.78 0.73 0.17 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.08 0.03 0.96 0.96 1.05 —
Na 0.31 0.22 0.29 — — — — 0.14 0.16 0.89 0.95 — — — —
K — — — 0.76 0.91 0.94 0.71 0.77 0.80 0.03 0.01 — — — —
Примечание. Ab — альбит; Aeg-Di — эгирин-диопсид; Aln — алланит; Ap — апатит; Kfs — калиевый полевой шпат;РЫ1 2 — флогопит (I и II генерации); Py — пирит; Tnt — титанит; Zrn — циркон. « — » — не обнаружено. Примеси, мас. % и к.ф.: ВаО 3.53 — 0.07 (ан. 8), 1.78 — 0.03 (ан. 9); Nb2O5 0.88 — 0.01 (ан. 12); в ан. 14 — La2O3 7.59 — 0.25, Ce2O3 9.23 — 0.30, Pr2O3 0.29 — 0.01, Nd2O3 1.00 — 0.03; в ан. 15 -ZrO2 66.23 — 0.99, HfO2 0.41 — 0.00. РЭММА-202, аналитик Котляров В. А. Note. Ab — albite; Aeg-Di — aegirine-diopside; Aln — allanite; Ap — apatite; Kfs — K-feldspar; Phl1 2 — phlogopite (I and II generations); Py — pyrite; Tnt — titanite; Zrn — zircon. « — » - not determined. Trace elements, wt. % and' f.u.: ВаO 3.53 — 0.07 (sam. 8), 1.78 — 0.03 (sam. 9); Nb2O5 0.88 — 0.01 (sam. 12); to sam. 14 — La2O3 7.59 — 0.25, Ce2O3 9.23 — 0.30, Pr2O3 0.29 — 0.01, Nd2O3 1.00— 0.03; to sam. 15 — ZrO2 66.23 — 0.99, HfO2 0.41 — 0.00. REMMA-202, analyst V. A. Kotlyarov.
Рис. 3. Микрофотографии милонита основного состава. Изображения: а — микроструктура порфирокласта «ядро-оболочка»: калиевый полевой шпат (Kfs), замещаемый альбитом (Ab). Матрикс: ориентированные чешуйки флогопита (Phl2) и рекри-сталлизованные зёрна полевых шпатов. (BSE-фото); b — порфирокласт эгирин-диопсида (Aeg-Di) в срастании с гипидиомор-фными зернами флогопита (Phl1). По спайности эгирин-диопсида (Aeg-Di) и периферии порфирокласта развивается флогопит (Phl2). c — порфирокласт альбита с газово-жидкими включениями (GL) в апатите, флогопитом (Phl1); d — то же с включением игольчатых кристаллов апатита (Ар1). b—d — шлифы без анализатора. Обозначения минералов см. Примечание к табл. 1. Fig 3. Microfotos of mafic mylonite. Images: а — porphyroclasts microstructure «core — mantle»: K-feldspar (Kfs) with albites of the rims. The matrix: oriented flakes of phlogopite (Phl2) and recrystallised grains of feldspars (BSE- image); b — porphyroclast of aegirine-diopside (Aeg-Di) in intergrowth with anhedral grains of phlogopite (Phl1). Replacement of the aegirine-diopside (Aeg-Di) by phlogopite (Phl2) from the cleavage and rims of porphyroclast. Thin section without the analyzer; с — albite porphyroclasts with inclusions of the gas-liquid (GL) in apatite, phlogopite (Phl1) and with (d) inclusions of needle crystals of аpatite (Ар1). Thin sections without the analyzer. The mineral abbreviations see please the note to table1
Титанит, наряду с апатитом, является одним из самых распространенных акцессорных минералов. Представлен овальными порфирокластами (0.08—0.1 мм) с включениями округлых индивидов альбита, апатита и флогопита (РИ11). Характеризуется однородным составом А1 (0.06—0.07 к. ф.) и следами № (от 0.0—0.1 к. ф.). Апатит образует две генерации: первая (Ар1) — в виде удлиненных и игольчатых (0.002—0.015 мм) кристаллов с включениями газово-жидкой фазы, встречающаяся только во включениях в альбите; вторая (Ар2) представлена округлыми или эллипсовидными зернами, а также их обломками (0.01—0.06 мм), часто расположенных в мат-риксе, реже в качестве включения в титаните. Состав апатита не был изучен. Циркон представлен корродированными и раздробленными удлиненными зернами (0.01—0.1 мм), расположенными в матриксе породы. В крупных индивидах циркона встречаются округлые включения флогопита (РИ11) величиной 0.005—0.01 мм. В центральной части зерен циркона содержатся примеси и02 (0.41 мас. %) и ТИ02 (0.64 мас. %), а в краевой части отсутствуют. Концентрации ИГ в нем постоянны — 0.01 к.ф. алланит-(Се) образует идиоморфные удлиненно-призматические кристаллы (0.02—0.03 мм) среди матрикса, содержащие высокие концентрации Ьа (0.25 к. ф.), Се (0.30 к. ф.). В альбите обнаружены включения кристаллов пирита (0.015 мм) со следами
N1 (0.32 мас. %) и канкринита (0.008 мм) с высоким содержанием Б (9.88 мас. %).
Милонитизированные биотитовые миаскиты, вмещающие тело основного состава, характеризуются линзовидно-полосчатой текстурой и порфирокла-стовой, гранолепидобластовой (матрикс) структурой. Минеральный состав: калиевый полевой шпат — 30— 35 %; нефелин 20—30 %; биотит 20—30 %; альбита 10— 15 %; акцессорные минералы (апатит, титанит, ильменит, магнетит, циркон, кальцит, алланит-(Се), пи-рохлор-(Се)) 2—3 %. Содержание матрикса в породе > 30—40 %, что соответствует протомилониту [24]. Порфирокласты сложены индивидами или сростками калиевого полевого шпата и нефелина размером от 0.4 до 1.5 мм. Они имеют угловатую, ромбовидную форму, отчетливо маркируются окружающим его биотитом. Порфирокласты осложнены деформационными трещинами и микросдвигами. Хрупко-пластические деформации в них проявляются в волнистом угасании, деформационных двойниках, полосах перегиба, блоко-вании. Часто порфирокласты калиевого полевого шпата замещаются альбитом с образованием «пламеневид-ных» агрегатов. В некоторых индивидах калиевого шпата обнаруживается структура «ядро-оболочка» и формируются «тени давления» параллельно плоскостям сдвига (С-плоскостям). Биотит в матриксе представ-
лен гипидиоморфными, часто деформированными и изогнутыми зернами, расположенных преимущественно в тенях давления, или в виде тонкозернистых ксено-морфных чешуек, расположенных в С-плоскостях ми-лонита.
Петрогеохимические особенности
Милонит основного состава (табл. 2) формально соответствует полевошпатовому ийолиту [15] — щелочной основной породе (рис. 4).
Для сравнительной характеристики породы были использованы данные химического состава тел ме-тамафитов и метаультрамафитов, расположенных в непосредственной близости от тела милонита основного состава, и меланократовые разновидности (сандыит) пород из ИММ (см. рис. 1, а, табл. 2). По сравнению с вмещающими миаскитами в милоните основного состава фиксируются повышенные содержания TiO2, СаО, Ееобщ и MgO, и пониженные — SiO2 и Al2O3 (рис. 5). Максимально высокие концентрации TiO2 отмечены в сандыитах ИММ, а максимально высокие концентрации СаO и МgO в метаультрамафитах к. 97.
Диопсид-скаполитовые породы, являющиеся продуктами высокотемпературного метасоматоза [3], имеют более высокие концентрации CaO, MgO, Реобщ и
Al2O3.
Суммарная концентрация REE в милоните основно -го состава (560 г/т) выше, чем в миаскитах (100—300 г/т), но ниже чем в сандыитах (500—1000 г/т). Концентрации LREE в милоните основного состава сопоставимы с их содержаниями в сандыите. Концентрации HREE ниже, чем в милоните (в 1.6—3.6 раз), сандыите (ряд от Gd до Lu), метаультрамафите к. 97 (от Tm до Lu в 1.5—2.3 раза), но сопоставимы с содержаниями этих элементов в скаполит-пироксен-амфиболовых сланцах (рис. 6, а).
Рис. 4. Расположение составов (мас. %) пород основного отряда на диаграмме TAS. Условные обозначения: 1 — милонит основного состава; 2 — миаскиты; 3 — сандыиты; 4 — мета-ультрамафит копи 97; 5 — скаполит-диопсид-амфиболовые сланцы
Fig. 4. Located of composition (wt. %) of the mafic rocks order on TAS plot. Legend: 1 — mafic mylonite; 2 — miaskites; 3 — sandy-ites; 4 — metaultramafite from outcrop 97; 5 — scapolite-diopside-amphobole shists
Таблица 2. Представительные анализы химического состава милонита основного состава (1), миаскита (2), сандыита (3), метаультрамафита (4) и скаполит-диоп-
сид-амфиболовых сланцев (5) (мас. %, г/т) Table 2. Representative analyses of chemical composition of mafic mylonite (1), miaskite (2), sandyite (3), metaultramafite (4) and scapolite-diopside-amphobole shists (5) (wt. %, ppm)
1 2 3 4 5
Siü2 47.86 55.66 47.48 41.36 50.46
TiO2 1.72 0.51 2.75 4.65 0.88
A12O3 15.82 21.67 17.09 8.07 18.85
FeO 2.93 1.98 4.92 9.43 4.41
Fe2O3 6.48 1.02 3.92 7.42 4.00
MnO 0.18 0.12 0.54 0.60 0.18
MgO 7.20 0.35 2.48 4.65 2.22
CaO 4.49 2.07 6.45 15.64 13.00
Na2O 3.32 6.54 5.86 3.62 3.95
K2O 5.92 7.18 5.86 2.06 1.17
P2O5 1.16 0.14 0.49 1.15 0.24
П.п.п 2.82 1.90 1.64 0.56 0.78
Sum. 99.9 99.14 99.48 99.21 100.14
La 112 17.3 215 123 6.28
Ce 274 32.1 457 172 16.4
Pr 27.2 2.90 48.1 13.4 2.21
Nd 106 9.24 162 38.7 10.4
Sm 14.9 1.08 24.4 4.61 2.51
Eu 4.17 0.45 7.02 1.01 0.90
Gd 11.9 0.88 21.6 2.98 2.76
Tb 1.08 0.14 2.21 0.51 0.41
Dy 5.16 0.70 11.7 3.29 2.71
Ho 0.87 0.12 2.51 0.70 0.54
Er 2.41 0.36 12.6 2.16 1.55
Tm 0.29 0.05 0.90 0.34 0.22
Yb 1.77 0.31 5.60 2.54 1.46
Lu 0.25 0.04 0.81 0.41 0.23
Be 3.99 2.36 10.7 4.65 -
V 159 48.7 158 35.5 154
Cr 96.0 4.74 36.5 1740 9.57
Co 32.9 1.52 11.5 109 19.6
Ni 97.5 2.46 7.24 2290 27.9
Cu 17.3 1.12 14.8 31.3 544
Zn 92.1 307 212 216 107
Rb 227 176 100 73.4 26.2
Ba 2895 599 5272 50.1 107
Sr 1658 1289 1800 64.1 316
Y 21.9 3.33 64.6 21.1 13.0
Zr 219 20.5 425 4.65 18.6
Nb 78.7 163 322 19.2 5.94
Mo 0.87 <0.03 1.77 1.56 1.66
Cd 0.32 0.58 0.80 0.21 0.09
Sn 1.40 0.75 3.77 0.33 1.68
Sb 0.38 0.23 54.0 0.02 0.73
Hf 5.94 0.48 12.7 0.14 0.82
Ta 2.58 5.47 12.9 0.03 3.45
W 1.00 <0.02 0.29 - 1.63
Pb 6.81 11.7 4.06 1.90 28.2
Th 8.43 14.0 36.1 12.0 0.99
U 1.91 8.14 2.09 0.21 2.30
Примечание. Условные обозначения см. рис. 4. Note. legend to Fig. 4.
Рис. 5. Бинарные диаграммы для пород используемых в работе (см. текст). Условные обозначения см. рис. 4 Fig. 5. Binary diagrams for analyzed rocks in article (see text). Note: legend to Fig. 4
Порода также характеризуется отсутствием европиевой аномалии Eu/Eu* = 0.97.
Среди элементов-примесей фиксируются высокие концентрации литофильных элементов — Ва, Sr, Rb, Li и Cs и высокозарядных — Nb, Ta, Th, U, Zr, Hf и Y (рис. 6, b). Заметны повышенные концентрации сиде-рофильных транзитных элементов: Cr — в 40 раз выше, чем в хондрите, а Co и Ni — в 2 раза. Распределение и концентрации в милоните основного состава крупноионных литофильных (LILE) компонентов сопоставимы с миаскитами и сандыитами, а высокозарядных (HFSE) и транзитных компонентов сидерофильной группы — со скаполит-диопсид амфиболовыми сланцами и мета-ультрамафитами.
Обсуждение результатов
Текстурно-структурные особенности милонита основного состава — сигмоидная форма порфирокла-стов, присутствие порфирокластов полевых шпатов со структурой «ядро-оболочка» — свидетельствуют о формировании этой породы в условиях средней степени [24, р 75] метаморфизма (Т 500—650 °С) и высокой скорости рекристаллизации материала порфирокласт [5, с. 189—190] по отношению к матриксу, что свидетельствует о неравновесности процессов в породе. Наличие в порфирокластах альбита включений игольчатых кристаллов апатита, часто содержащих двухфазные газо-во-жидкие включения, характерно для плагиоклазов из метасоматизированных основных пород [8]. В порфирокластах альбита наряду с гексагональными включениями апатита и изометричными пирита содержатся гипидиоморфные образования канкринита. В милони-тизированных миаскитах, вмещающих тело милонита основного состава, канкринит развивается по периферии индивидов нефелина или полностью замещает их. Экпериментальные данные и наблюдения за при-
Рис. 6. Диаграммы распределения редкоземельных (a) и редких (b) элементов. Условные обозначения: 1 — милонит основного состава; 2 — миаскиты; 3 — сандыиты; 4 — метаультра-мафит копи 97; 5 — скаполит-диопсид-амфиболовые сланцы Fig. 6. Plots ofdistibution of REE (а) and trace (b) elements. Legend: 1 — mafic mylonite; 2 — miaskites; 3 — sandyites; 4 — metaultra-mafite from outcrop 97; 5 — scapolite-diopside-amphobole shists
родными минеральными ассоциациями указывают на устойчивость нефелина при температурах выше 700 °С, а канкринита ниже 500 °С [18, 21]. Присутствие кан-кринита в альбите свидетельствует о развитии метасо-матических процессов, связанных с милонитизацией и весьма схожих по геохимическим особенностям с процессами фенитизации [4]. Не исключено, что этот факт может свидетельствовать о смешивании материала ма-фит-ультрамафитовой и сиенит-карбонатитовой ассоциаций в твердо-пластичном состоянии на глубинном уровне сдвиговой зоны [2].
Пироксен представлен эгирин-диопсидом, является типичным минералом щелочных и щелочно-уль-траосновных комплексов и фенитовых ореолов этих комплексов. Его химический состав в милоните основного состава отличается от эгирин-авгитов из санды-итов (рис. 7, а) более низким содержанием №20 (3.07— 4.35 мас. %) и повышенным значением кальциевости Са/(Са+Mg+Fe)*100 (45—47). Метасоматиты основного состава, расположенные среди серпентинитов Няшевского массива [12], содержат диопсид схожего состава и образованы под влиянием флюида, сопровождающего сдвиговые деформации и обеспечивающего мобильность таких компонентов как А1, Т1, К, Ва и ЬЯЕЕ.
Флогопит из милонита основного состава изменяет состав от РЬ11 к РЫ2, что отражает изменения условий образования, выраженные в снижении температуры в условиях средней степени метаморфизма. В мило-нитизированных миаскитах развивается аннит, в слюде из сандыитов отмечено увеличение флогопитового ми-нала (рис. 7, Ь), а в метаультрамафитах копи 97 определен тетраферрифлогопит.
Рис. 7. Диаграммы составов пироксенов (а) и биотитов (b). Условные обозначения см. рис. 4
Fig. 7. Diagrams ofthe compositions pyroxenes (а) and biotites (б). Note', legend to Fig. 4
Титанит в породе является минералом-концентратором Nb. Содержание Nb205 в породе колеблется от 0.30 до 0.88 мас. %, что сопоставимо с его содержаниями в титанитах сандыитов (Nb205 = 0.36—0.53). Характерной особенностью титанитов из милонита основного состава является относительно невысокое содержание Al2O3 (1.59— 1.96 мас. %), по сравнению с титанитами из сандыитов (2.49—6.03 мас. %), миаски-тов (1.51—5.48 мас. %), где вариативность концентраций глинозема свидетельствует о влиянии флюида [19] на формирование минерала.
Основным минералом-концентратором LREE в милоните основного состава является алланит-Се, который отличается относительно невысокими концентрациями Се (Се203 = 9.23 мас. %), La (La2O3 = 7.59 мас. %) и суммой REE (18.11 мас. %) по сравнению с алланита-ми-(Се) сандыитов (Се203 = 11.57—15.51 мас. %; La203= = 6.65—14.03; Z REE =2 22.07—30.19 мас. %) и милони-тизированных миаскитов (Се203 = 10.09—13.65 мас. %; La203 = 7.08—8.10; Z REE = 21.2(3—24.36 мас. %), но близок по составу к алланиту-(Се) из метаультрамафитов копи № 97 (Се203 = 9.69 мас. %; La203 = 7.20; Z REE= = 19.99 мас. %).
Пироксен может являться одним из породообразующих минералов-концентраторов REE, т. к. в метаморфических и магматических породах, при отсутствии ассоциации с гранатом, пироксен почти в равных количествах может содержать как LREE, так и HREE [17].
Предполагая условно, что протолитом для милонита основного состава мог быть полевошпатовый ийолит (содержащий до 50 % нефелина [15]), отмечаем, что минеральный состав изученной породы не сохранил в порфирокластах «реликтовых минералов». Особенности минерального состава милонита основного состава из ИММ позволяют предполагать, что он является милонитизированным метасоматитом, образованным по породе основного состава. Тела пород метасоматитов основного состава со схожим минеральным составом были обнаружены в серпентинитах ультраосновных массивов ильменогорского комплекса [12]. Однако в них при общих субщелочных характеристиках породы не были обнаружены канкринит или нефелин. Природа протолита милонита основного состава скрыта широким развитием метасоматиче-ских процессов.
Милонит основного состава содержит высокие концентрации РЗЭ (560 г/т). Такие концентрации характерны для пород сиенит-карбонатитовой ассоциации ильменогорского комплекса и связанных с ними метасоматитов [14]. Максимально высокие концентрации LREE в породах комплекса связаны с метасомати-чески измененными породами, что свидетельствует о мобильности LREE [10]. Высокое содержание и характер распределения LREE в милоните основного состава сопоставимо с сандыитами, что объясняется присутствием в этих породах в большом количестве минералов концентраторов La, Ce, Pr и Nd — алланита, титанита и апатита. Концентрация и распределение LILE также сопоставимы с породами сиенит-карбонатитовой ассоциации ильменогорского комплекса. Обогащение породы LREE обеспечивается активностью флюида в щелочной среде, а LILE обладают наибольшей подвижностью при различных геологических процессах. Содержание HREE и HFSE сравнимо с их содержанием в скаполит-диопсид-амфиболовых сланцах и ме-таультрамафитах копи 97, что обусловлено их относительной инертностью при развитии наложенных процессов и позволяет предполагать природу исходной породы.
Выводы
Текстурно-структурные особенности милони-та основного состава, образующего глыбообразное тело среди миаскитов Ильменогорского миаскитово-го массива (ИММ), свидетельствуют о его образовании в условиях простого сдвига при средней степени метаморфизма (Т 500-650 °С), происходившей при активном влиянии флюида. Эти процессы протекали в условиях сдвиговых деформаций на этапе 240—260 млн лет в ходе многоэтапной постколлизионной перестройки Вишнево-Ильменогорской сдвиговой зоны [6]. Минералы порфирокласт милонита основного состава являются продуктом метасоматических преобразований. Протолитом для этих пород могли быть как основные породы из метатерригенного обрамления ИММ, так и блоки основных или ультраосновных пород, слагающих гипотетическую щелочно-ультрао-сновную интрузию центрального типа. Под воздействием щелочного флюида в процессе хрупко-пластичных деформаций порода приобрела минералого-геохи-мические характеристики свойственные породам щелочного комплекса Ильменских гор.
Авторы благодарны анонимному рецензенту за критические замечания, позволившие существенно улучшить статью. Работа выполнена в рамках государственного задания (проект № АААА-А17-117080110048-9).
Литература
1. Баженов А. Г. К вопросу о генезисе миаскитов. Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород // Сборн. тез. всеросс. совещ. Миасс: УрО РАН, 2006. С. 21-25.
2. Гинтов О. Б. Исай В. М. Тектонофизические исследование разломов консолидированной земной коры. Киев: Наук. Думка, 1988. 228 с.
3. Дубинина Е. В., Вализер П. М. Минералогия скаполит-содержащих пород Ильменогорского комплекса на Южном Урале // Уральский минералогический сборник, 2009. № 16. С. 86-95.
4. Евдокимов М. Д. Фениты Турьинского щелочного комплекса Кольского полуострова (минеральные ассоциации и геохимические особенности) / Под ред. А. А. Кухаренко. Л.: ЛГУ, 1982. 248 с.
5. Заварицкий А Н. Геологический и петрографический очерк Ильменского минералогического заповедника и его копей. М.: Главн. Упр. по заповедн, 1939. 196 с.
6. Кирмасов А Б. Основы структурного анализа. М.: Научный мир, 2011. 368 с.
7. Краснобаев А. А., Вализер П. М., Бушарина С. В., Медведева Е. В. Цирконология миаскитов Ильменских гор (Южный Урал) // Геохимия. 2015. № 9. С. 797-813.
8. Кулешевич Л. В., Анитонина В. Д., Руф А. Х. Ва-8г-Р-Т1-ТЯ-полевошпатовое сырье элисенваарского щелочного комплекса (Карелия): геохимия и минералогия редкоземельных элементов // Ученые записки Петрозаводского государственного университета, 2014. № 4. С. 67—70.
9. Левин В. Я., Роненсон Б. М., Самков В. С и др. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 244 с.
10. Левицкий В. И. Петрология и геохимия метасоматоза при формировании континентальной коры. Новосибирск: Гео, 2005. 340 с.
11. 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.
12. Медведева Е. В., Немов А Б., Котляров А В. Мета-соматиты основного и среднего состава из Няшевского сер-пентинитового массива (Ильменские горы, Южный Урал) // Литосфера. 2015. № 6. С. 53-68.
13. Недосекова И. Л., Владыкин Н. В., Прибавкин С. В., Баянова Т. Б. Ильмено-Вишневогорский миаскит-карбона-титовый комплекс: происхождение, рудоносность, источники вещества (Урал, Россия). // Геология рудных месторождений. 2009. Т. 51. № 2. С. 157—181.
14. Немов А Б., Медведева Е. В., Котляров В. А.. Сандыиты и породы монцонитового состава Ильменогорского миаскиово-го массива (Южный Урал) // Литосфера. 2017. № 3. С. 87-101.
15. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. С.-Пб.: ВСЕГЕИ, 2008. 200 с.
16. Роненсон Б. М. Происхождение миаскитов и связь с ними редкометального оруденения. М.; Недра, 1966. 173 с.
17. Русин А. И., Краснобаев А. А., Русин И. А., Вализер П. М., Медведева Е. В. Щелочно-ультраосновная ассоциация Ильменских-Вишневых гор // Матер. Всерос. совещ. Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 222—227.
18. Скублов С. Г. Геохимия редкоземельных элементов в породообразующих метаморфических минералах. СПб.: Наука, 2005. 147 с.
19. Тарарин И. А, Бадрединов З. Г., Чубаров В. М, Шарова О. И. Гротит гранат-слюдистых кристаллических сланцев шихтинской свиты Срединно камчатского массива // ДАН. 2011. № 6. С. 1—4.
20. Fall A., Bodnar R. J., Szaby C, & Pal-Molnar, E. Fluid evolution in the nepheline syenites of the Ditrau Alkaline Massif, Transylvania, Romania // Lithos, 2007. Vol. 95. No. 3. P. 331— 345.
21. HetzelR., 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. Vol. 91. No. 2. P. 231—254.
22. Millhollen G. L. Melting of nepheline syenite with H2O and H2O+CO2, and the effect of dilution of the aqueous phase on the beginning of melting // American Journal of Science. 1971. Vol. 270. No. 3. P. 244—254.
23. Passchier C. W, Simpson C. Porphyroclast systems as kinematic indicators // Journal of Structural Geology. 1986. V. 8. № 8. P. 831—843
24. Trouw R. A. J., Passchier C. W., Wiersma D. J. Atlas my-lonites and related icrostructures. Springer, 2010. 322 р.
References
1. Bazhenov A. G. Kvoprosu o genezise miaskitov. Geokhimiya, petrologiya, mineralogiya i genezis shchelochnykh porod. (The question of the Genesis of miaskites. Geochemistry, Petrology, Mineralogy and Genesis of alkaline rocks). Geochemistry, petrology, mineralogy and genesis of alkaline rocks. Collection ofAbstracts of the All-Russian Meeting. Miass: UB RAS, 2006, pp. 21—25.
2. Gintov O. B. Isay V. M. Tektonofizicheskie issledovanie ra-zlomov konsolidirovannoy zemnoy kory (Tectonophysical study of faults of the consolidated earth's crust) Kiev: Nauk. Dumka, 1988, 228 pp.
3. Dubinina E. V., Valizer P. M. Mineralogiya skapolitsoder-zhashchih porod Il'menogorskogo kompleksa na Yuzhnom Urale (Mineralogy of scapolite-beering rocks from Ilmenogorsky complex in the southern Urals). Uralskij mineralogicheskij sbornik, 2009, No. 16, pp. 86—95.
4. Evdokimov M. D. Fenity Tur'inskogo shchelochnogo kompleksa Kol'skogo poluostrova (mineral'nye associacii i geohimi-cheskie osobennosti) (Fenites Turinsky alkaline complex, Kola Peninsula (mineral associations and geochemical features)). Ed. A.Kuharenko. Leningrad: LSU, 1982, 248 pp.
5. Zavaritskiy A. N. Geologicheskiy i petrograficheskiy 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.
6. Kirmasov, A. B. Osnovy strukturnogo analiza (Basis of structural analisys). Moscow: World of Science, 2011, 346 pp.
7. Krasnobaev A. A., Valizer P.M., Busharina S. V., Medvedeva E. V. Tsirkonologiya miaskitov Il'menskih gor (Yuzhnyj Ural) (Zirconology of miaskites of the Ilmensky mountains (South Ural)). Geohimiya, 2015, No.9, pp. 797—813.
8. Kuleshevich L. V., Anitonina V. D., Ruf A. Kh. Ba-Sr-P-Ti-TR-polevoshpatovoe syr'e elisenvaarskogo shchelochnogo kompleksa (Kareliya): geokhimiya i mineralogiya redkozemel'nykh el-ementov (Ba-Sr-P-Ti-TR-feldspar raw material of the Elisenvaar alkaline complex (Karelia): geochemistry and mineralogy of rare earth elements). Uchenye zapiski Petrozavodskogo Gosudarstvennogo Universiteta, 2014, No. 4, pp. 67—70.
9. Levin V. Ya., Ronenson B. M., Samkov V. S, Levina I. A., Sergeev N. S., Kiselev I. P. Shchelochno-karbonatitovye kompleksy Urala (Alkaline-caibonatite complexes of the Urals). Ekateiinbuig: Uialgeolkom, 1997, 244 pp.
10. Levitskiy V. I. Petrologiya i geokhimiya metasomato-za pri formirovanii kontinental'noy kory (Petrology and geochemistry of metasomatism in the formation of the continental crust). Novosibirsk: Geo, 2005, 340 pp.
11. 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 IGKomi SC UBRAS, Syktyvkar, 2013, No. 11, pp. 7-10.
12. Medvedeva E. V., Nemov A. B., Kotlyarov A. V. Metasomatity osnovnogo i srednego sostava iz Nyashevskogo serpenti-nitovogo massiva (Il'menskie gory, Yuzhnyy Ural) (Metasomatites of mafic and dioritic composition from Nyashevsky serpentinite massif (Ilmen Mountains, South Ural)). Litosfera, 2015, No. 6, pp. 53-68.
13. Nedosekova I. L., Vladykin N. V., Pribavkin S. V., Bayanova T. B. Il'meno-Vishnevogorskiy miaskit-karbonatitovyy kompleks: proiskhozhdenie, rudonosnost', istochniki veshchestva (Ural, Rossiya) (Ilmeno-Vishnevogorsk miaskite-carbonatite complex: origin, ore content, sources of matter (Ural, Russia)). Geologiya rudnykh mes-torozhdeniy, 2009, V. 51, No. 2, pp. 157-181.
14. Nemov A. B., Medvedeva E. V., Kotlyarov V. A. Sandyity i porody montsonitovogo sostava Il'menogorskogo miaskiovogo massiva (Yuzhnyy Ural) (Sandyites and rocks of monzonite composition of the Ilmenogorsky miaskite massif (Southern Urals)). Litosfera, 2017, No. 3, pp. 87-101.
15. Petrograficheskiy kodeks Rossii. Magmaticheskie, metamor-ficheskie, metasomaticheskie, impaktnye obrazovaniya (Petrografic codex of Russian. Magmatic, metamorphic, metasomatic, impact formation). Saint Petersburg: 2008, VSEGEI, 200 pp.
16. Ronenson B. M. Proiskhozhdenie miaskitov i svyaz s nimi redkometal'nogo orudeneniya (The origin of miaskites and the con-
nection with them of rare metal mineralization). Moscow: Nedra, 1966, 173 pp.
17. Rusin A. I., Krasnobaev A. A., Rusin I. A., Valizer P. M., Medvedeva E. V. Shchelochno—ul'traosnovnaya assotsiatsi-ya 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.
18. Skublov S. G. Geokhimiya redkozemel'nykh elementov vpo-rodoobrazuyushchikh metamorficheskikh mineralakh (Geochemistry of rare-earth elements in rock-forming metamorphic minerals). St. Petersburg: Science, 2005, 147 pp.
19. Tararin I. A., Badredinov Z. G., Chubarov V. M., Sharova O. I. Grotit granat-slyudistykh kristallicheskikh slantsev shikhtins-koy svity Sredinnokamchatskogo massiva (Grotite garnet-micaceous crystalline schists schitinsky suite of the Sredinokamchatsky massif). Doklady Academii Nauk, 2011, No. 6, pp. 1—4.
20. Fall A., Bodnar R. J., Szaby C., Pal-Molnar E. Fluid evolution in the nepheline syenites of the Ditrau Alkaline Massif, Transylvania, Romania. Lithos, 2007, V. 95, No. 3, pp. 331-345.
21. 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.
22. Millhollen, G. L. Melting of nepheline syenite with H2O and H2O+CO2, and the effect of dilution of the aqueous phase on the beginning of melting. American Journal of Science, 1971, V. 270, No. 3, pp. 244-254.
23. Passchier C. W., Simpson C. Porphyroclast systems as kinematic indicators. Journal of Structural Geology. 1986, V. 8, No.8, pp. 831-843
24. Trouw R. A. J., Passchier C. W., Wiersma D. J. Atlas my-lonites and related microstructures. Springer, 2010, 322 pp.
