CC BY
35
УДК 548,552 DOI: 10.19110/2221-1381-2017-4-3-11
особенности состава основных породообразующих минералов амфиболитов ильменской серии ильменогоршго комплекса (южный урал)
А. С. Никандров, С. Н. Никандров
Ильменский государственный заповедник, Миасс [email protected]
В работе приведены результаты изучения различных типов амфиболитов, пространственно совмещенных в пределах ильменской серии ильменогорского комплекса (Южный Урал). В состав серии входят различные амфиболиты (до 80 % от общего объёма), плагиогнейсы биотитовые, гранат-биотитовые, диопсид-скаполитовые породы, различной мощности гранитные дайки и пегматитовые тела. Ильменская серия является одной из важных структурно-вещественных частей ильменогорского комплекса. Исследован минеральный состав амфиболитов, изучены особенности основных породообразующих и второстепенных минералов (амфиболы, пироксены, плагиоклазы, слюды и т. д.). Амфиболиты разделены на две группы: с пироксеном и беспироксеновые.
Ключевые слова: ильменогорский комплекс, ильменская серия, амфиболиты, состав породообразующих минералов.
compositional features major rock-forming minerals of the amphibohtes of ilmenskaya series of ilmenogorsky complex (the south urals)
A. S. Nikandrov, S. N. Nikandrov
Ilmen State Reserv, Miass [email protected]
The paper were shows the results of the study of various types of amphibolites joint within "ilmenskaya series" of the ilmenogorsky complex (South Urals). This "series" is build up of amphibolites (up to 80 % of the total), biotite plagiogneiss, garnet-biotite rocks, diopside-scapolite rocks, granites dike and pegmatite of varying thickness. "Ilmenskaya series" is the important structural parts of the ilmenogorsky complex. The mineral composition of amphibolites were studied, features of composition of the major and minor rock-forming minerals (amphibole, pyroxene, plagioclase, mica and etc.) were analyzed. Amphibolites were separated for several groups: with and without piroxenes.
Keywords: ilmenogorsky complex, ilmenskaya series, amphibolites, composition of the major rock-forming minerals.
Введение
Ильменогорский комплекс представляет собой субмеридиональную структуру, сложенную различными магматическими (щелочными, кислыми, основными и ультраосновными) и метаморфическими породами (амфиболиты, гнейсы, кристаллосланцы). Последние в виде резко асимметричных (дайкоподоб-ных или пластообразных) тел слагают толщу, которая является вмещающей для тел магматических пород. Такое строение метаморфической толщи длительное время объяснялось с позиций моноцикличного формирования комплекса за счет палеозойских осадочных толщ и сопровождалось попытками стратификации разреза. Вместе с тем в ходе продолжающегося изучения комплекса появлялась новая информация, в корне противоречащая данной трактовке: разрозненность разрезов, тектонические границы подразделений, геохимические данные, сведения по абсолютному возрасту и другие. В соответствии с вышеперечисленным в последние десятилетия сформировалась концепция, что ильменогорский комплекс представляет собой региональную постколлизионную сдвиговую зону, которая сформировалась в возрастном диапазоне от перми до ранней юры. Большой объем пород под влиянием хрупкопластичных деформаций был переработан в бластомилониты: апогранитные, апосиенитовые, апогнейсовые. Между ними располагаются фрагменты реликтовых пород [3, 4, 13, 14].
Среди слагающих ильменогорский комплекс пород широко распространены амфиболиты, которые
по ряду признаков контрастно выделяются на фоне других типов пород, что делает их удобным модельным объектом. В соответствии с концепцией пространственного совмещения различных типов пород амфиболиты разных участков ильменогорского комплекса могут иметь несхожий генезис или эволюцию. При этом некоторые из них могли образоваться непосредственно в период формирования серий и принадлежать конкретным сериям, а другие вошли в состав серий позже, т. е. являются инородными. Это определило объект исследования — разновидности амфиболитов, пространственно совмещенных в ильменогор-ском комплексе.
Краткая геологическая характеристика
комплекса
В настоящее время в составе метаморфических толщ ильменогорского комплекса (рис. 1) выделяют три главных структурно-вещественных подразделения [4, 13].
Селянкинская серия. Имеет амфиболит-мигматит-гнейсовый состав. Располагается в «осевой» зоне ильменогорского комплекса. Считается, что она представляет собой часть древнего кристаллического фундамента платформы, так как именно для нее характерны высокометаморфизованные породы, а также известны наиболее древние значения абсолютного возраста (по результатам изотопно-хронологических исследований цирконов) — 1.85—2.3 млрд лет [13].
Ильменская серия. Сложена породами гнейсово-амфиболитового состава с преобладанием амфиболитов (до 80 %). Датировки возраста пород в ней варьируют в широком диапазоне — от раннего протерозоя до мезозоя. Считается, что она представлена фрагментами доуральской (вендской или более древней) океанической литосферы [3].
Саитовская серия. Состоит из пород кварцито-сланцевого состава, располагающихся к востоку от осевой зоны. Сведения об абсолютном возрасте пород этой серии отсутствуют, но на основе определения возрастных датировок цирконов допускается предположение, что она представляет собой фрагмент утоненного чехла континентальной окраины, сформированный в раннем палеозое [14].
В настоящей статье обсуждаются результаты изучения амфиболитов именно ильменской серии. С целью их типизации решались следующие задачи: определение минеральных ассоциаций, выявление особенностей вещественного состава минералов, петро-химическая характеристика амфиболитов.
В составе рассматриваемой ильменской серии объединены выделявшиеся ранее, в период «стратификации разреза», кыштымская, ильменогорская и еланчиковская толщи [4]. Данная серия характеризуется широким диапазоном радиологических возрастов: наряду с древними породами — 2.03—1.88 млрд лет — имеются более молодые, с несколькими хро-нокластерами — 643, 470, 410, 330—360, 249 млн лет [3, 13]. Считается, что гетерогенность серии связана с объединением под воздействием тектонических процессов в единую структуру комплексов пород, формировавшихся в разное время и в разных геодинамических обстановках (пространственное совмещение).
Методы исследований
Для характеристики означенных амфиболитов из различных проявлений на территории Ильменского заповедника для сравнения был отобран ряд проб: 8 из ильменской серии и 1 из саитовской (рис. 1).
Комплекс исследований базировался на стандартных методиках: 1) первичные исследования минерального состава (полевые определения минералов); 2) стандартные исследования на поляризационном микроскопе (шлифы); 3) определение составов минералов на сканирующем электронном микроскопе (микрозонд), аналитик В. А. Котляров. Кристаллохимический пересчет полученных данных осуществлялся по стандартным методикам.
Аналитические исследования проводились в Институте минералогии УрО РАН г. Миасса. Анализировались главным образом породообразующие минералы (пироксены, амфиболы, полевые шпаты), выборочно — акцессорные и единичные минералы.
Для лучшей визуализации различий в составах пироксенов и амфиболов данные по ним вынесены на диаграммы определенного типа. Для каждой пробы, характеризующей конкретный тип амфиболита, получены серии анализов разных минералов. Фигуративные точки, соответствующие этим анализам, на диаграммах группируются в «кластеры». На диаграмме составов пироксенов (рис. 2) представлены все анализы, поэтому четко виден характер кластеров,
D3Q 1
2
о о о
а t
гтъ
i 7 Y |б
ш»
СП] ю
I 111
Рис. 1. Геологическая схема ильменогорского комплекса (по [4], упрощ.). Условные обозначения: 1 — осадочно-вул-каногенные, преимущественно слабометаморфизованные толщи, 2 — саитовская серия, 3 — ильменская серия, 4 — селянкинская серия, 5 — метагипербазиты, 6 — нефелиновые сиениты, 7 — фениты, 8 — гранитоиды, 9 — бластоми-лониты, 10 — разломы и другие тектонические контакты, 11 — точки отбора проб амфиболитов
Fig. 1. Simplified shematic geological map of the ilmensky complex after [4]. Legend: 1 — sedimentary-volcanogenic strata, 2 — saitovo group, 3 — ilmensky group, 4 — selyankino group, 5 — metaultramafic rocks, 6 — nepheline syenite, 7 — fenites, 8 — granitoids, 9 — blastomylonites, 10 — tectonic and other borders, 11 — sampling point of the amfibolites
их конфигурация, плотность, размещение в поле диаграммы. Для амфиболов же количество анализов значительно больше, больше и кластеров, к тому же у них высока степень совмещения, и если их все вынести на сводные диаграммы, то их «чтение» будет существенно затруднено. Поэтому на сводных диаграммах кластеры амфиболов «стянуты» в точки (рис. 3 и 4).
Пироксены (48 анализов, все пироксены моноклинные) пересчитаны по стандартной методике катионным способом (на 16 катионов) с расчетным балансом Fe2+ и Fe3+. Ранее нами показано, что балансы, полученные как на основании расчетов микрозондовых анализов, так и по данным месс-
Рис. 2. Составы пироксенов Fig. 2. Compositions of the pyroxenes
10.0 31.0Г
10.5
11.0
11.5
30.5
1 1 1
1 # 1
1 'о
1 ° В
- — — — - -------^ _ _ 1 о 1 1 1
А ЛАТ • н-з О К-235 А К-411 О 395-411 □ □ ЛП-4 ■ ШТ-4 X К-395 6 Л БЛ-2/2иБЛ-2/1
30.0- — — —
Рис. 3. Сводная диаграмма распределения суммарных зарядов по катионным позициям структуры нормальных амфиболов [9]
Fig. 3. The diagram of distribution of the total charge for the cat-ionic structural positions of the normal amphiboles [9]
o.ojï:
F.3-
0.5
1.0
0.5
1.0
•0 А о
■ □ X Ж С <2> □ ) А ЛАТ • н-з О К-235 А К-411 О 395-411 □ □ ЛП-4 ■ ШТ-4 X К-395 <> Л БЛ-2/2 и
Рис. 4. Сводная диаграмма баланса катионов октаэдриче-ской позиции структуры амфиболов [9]
Fig. 4. The diagram of the cations balance for the octahedral structural position of the amphiboles [9]
бауэровской спектроскопии, близки и сопоставимы [11]. Преобладающими катионами октаэдрической позиции М(1) для них являются М§, Ре2+ и Ре3+. Это позволяет рассмотреть их в тройной системе диоп-сид—геденбергит—эгирин (Ди—Гед—Эг) и представить на трехкомпонентной (треугольной) диаграмме с соответствующими параметрами (рис. 2). Такая же диаграмма приведена в справочнике «Минералы» [6], но границы конечных членов для нее приведены в соответствии с рекомендациями ММА [12] в представлении [8].
Амфиболы (124 анализа, все амфиболы моноклинные) пересчитаны на 13 катионов с приведением суммарного катионного заряда к +46 путем перевода части Бе2+ в Бе3+ для сохранения электронейтральности, как это рекомендовано ММА [5]. Высокая сходимость такого расчетного баланса Бе2+ и Бе3+ для амфиболов с данными мёссбауэроской спектроскопии показана нами ранее [10]. Анализ полученных данных проведен на основе принципов матричной модели номенклатуры амфиболов [7]. Для визуализации составов минералов этой группы использованы диаграммы двух типов (рис. 3 и 4). Первая — диаграмма распределения суммарных зарядов по катионным позициям структуры нормальных амфиболов [9], сокращенно диаграмма зарядов. Она представляет положение конкретного амфибола в общей системе амфиболов (поле диаграммы) и принадлежность амфибола к конкретной серии в целом. Вторая — диаграмма баланса катионов октаэдрической позиции С структуры амфиболов, на ее основе определяется конечный член серии [9], сокращенно С-диаграмма. Линии со значением 0.5 делят С-диаграмму на четыре квадранта, соответствующих четырем конечным членам большинства серий амфиболов, за исключением двухчленных серий: тремолита, рихтерита и эденита. Эта диаграмма универсальна для всех серий. В некоторых случаях, как показано нами ранее [10], баланс разновалентных катионов для разных серий на зарядовой диаграмме может смещаться в сторону смежных серий на величину, превышающую некоторое критическое значение. Это приводит к тому, что в области пограничных составов фигуративные точки смежных серий могут сближаться или даже перемешиваться, образуя единый кластер. В этом случае серия определяется по балансу непосредственно катионов.
После кристаллохимических пересчетов в соответствии с общепринятой практикой, на основе баланса альбитовой (№) и анортитовой (Са) составляющих плагиоклазам присвоен номер, указывающий долю анортитового компонента.
Минеральные ассоциации амфиболитов
Амфиболиты преимущественно мелкозернистые, размеры зерен варьируют от 0.1 до 1.5 мм, в отдельных участках отмечены более крупнозернистые разности (до 2—3 мм, редко более). Породообразующие минералы представлены амфиболом, плагиоклазом, в ряде случаев пироксеном, в качестве акцессориев отмечены титанит, апатит и циркон (размер зерен, как правило, не более 0.5 мм). Рудным минералом является ильменит, а вторичными образованиями — слюды и скаполит. Большинство зерен во всех амфибо-
литах ксеноморфны, реже гипидиоморфны (исключение составляют акцессории, которые сохраняют собственную форму). Во всех амфиболитах имеются вторичные изменения, в основном в виде деформации зерен, трещинок, заполненных кварцем, явлений серицитизации.
В таблице 1 сведены полученные данные по минеральному составу исследованных амфиболитов. Таблица 2 содержит типичные составы основных минералов.
Характеристика амфиболитов
и основных минералов
БЛ (группа проб), ильменская серия. Амфиболит из обнажения в борту выемки дороги Миасс — Чебаркуль (примерно в 150 м к востоку от копи № 50). Выемкой вскрыта вкрест простирания пачка темных гнейсовид-ных амфиболитов мощностью не менее 20 м. В отдельных участках шириной 1—2 м на амфиболит наложена более поздняя пироксен-скаполитовая минерализация в двух видах. Секущие прожилки с небольшими полостями, содержащими мелкие кристаллы скаполита и пироксена (фация заполнения), и отдельные прослои, согласные с гнейсоватостью мощностью от долей мм до 3 см (фация замещения). Из-за этого порода на данных участках имеет выраженную полосчатую структуру, соотношение темных и светлых полос примерно 1:1. Состав светлых полос: пироксен ~ 55 %, амфибол ~ 5 %, плагиоклаз и скаполит ~ 30 % и ~ 5 % — рудная и акцессорная минерализация (титанит). По существу, каждый такой прослой не амфиболит, а пироксен-скаполитовая порода. Состав темных полос (собственно амфиболит): амфибол ~ 70 %, плагиоклаз ~ 25 %, рудная и акцессорная минерализация ~ 5 %. Пироксен — диопсид (рис. 2). Амфибол образует кроме мелких крупные зерна (до 2 мм). И в светлой, и в темной частях соответствует серии паргасита-гастинг-сита (рис. 3, 4). На обеих диаграммах амфиболы образуют по одному компактному кластеру. На зарядовой диаграмме оба кластера находятся в поле паргасита-га-стингсита. На С-диаграмме есть различия. Кластер амфибола из темных полос находится в поле паргасита, один анализ находится в поле магнезиогастингсита, но близ границы с полем паргасита. Кластер амфибола из светлых полос располагается на границе двух конечных членов: часть соответствует магнезиогастингси-ту, часть — гастингситу, один анализ находится в поле ферропаргасита, но близ границы с полем гастингсита. Плагиоклаз имеет № от 67—70 до 100. Доля мейонито-вого компонента в скаполите составляет 65—70 %.
К-235, ильменская серия. Копь № 235 расположена ~ в 2—2.5 км к северо-западу от оз. Б. Таткуль. Амфиболит копи № 235 является вмещающим для жилы амазонитового пегматита и по текстурно-структурным особенностям сходен с амфиболитом пробы БЛ, только полосчатость в нем существенно менее контрастная. Состав светлых полос: амфибол — 15 %, пироксен — 55 %, скаполит ~ 25 % и 2—3 % рудная и акцессорная минерализация. В темных полосах соотношение амфибол—пироксен обратное. Пироксен, относится к геденбергиту (рис. 2), образует крупные зерна размером до 2.0 мм. Скаполит, видимо, замещает плагиоклаз (плагиоклаз не обнаружен; все зер-
на, первично диагностированные как плагиоклаз, оказались скаполитом). По составу мейонит № 65. Амфиболы соответствуют серии паргасита-гастингси-та (рис. 3, 4), но все они являются калийдоминантны-ми аналогами нормативных конечных членов: ферро-паргасита и гастингсита (К преобладает над Ка в позиции А). На обеих диаграммах образуют по одному компактному кластеру.
Н-3, ильменская серия. Мезократовый амфиболит коренных обнажений восточного склона Няшевского гипербазитового массива (курья Штанная, оз. Б. Миассово), имеет слабовыраженную полосчатость. Состав: 30 % — амфибол, 25 % — пироксен, 40 % — плагиоклаз, ~ 5 % — акцессорная минерализация (в основном титанит, отмечены также апатит, эпидот, циркон, рудные минералы). Пироксен — диопсид (рис. 2), представлен зернами крупного размера (до 3 мм). Амфибол образует кроме мелких крупные зерна (до 3.5 мм). Соответствует сериям эденита и паргасита-гастингсита (рис. 3, 4), один анализ отнесен к серии чермакита (по балансу катионов — ферри-чермакит). На зарядовой диаграмме образуют единый кластер (за исключением ферричермакита), при этом точки, соответствующие разным сериям, группируются в разных частях кластера, т. е. их можно рассматривать как два смыкающихся кластера. На С-диаграмме формируют единый, несколько удлиненный кластер, в котором точки, соответствующие разным сериям, также группируются в разных его частях. При этом точки серии эденита целиком располагаются в поле эденита, а точки серии паргасита-гастингсита — частью в поле паргасита, частью в поле магнезио-гастингсита. В этой же части кластера располагается ферричермакит. Основность плагиоклаза № 64—75.
ЛАТ, ильменская серия. Южный берег курьи Латочка, оз. Б. Миассово. Меланократовый амфиболит с выраженной полосчатостью. Состав: 70 % — амфибол, 25 % — плагиоклаз, 5 % — рудная и акцессорная минерализация. Пироксен отсутствует. Амфиболы соответствуют сериям чермакита и паргасита-га-стингсита (рис. 3, 4). Разделены по степени заселенности позиции А. На зарядовой диаграмме образуют компактный кластер, располагающийся в поле, соответствующем названым сериям (в области их пересечения). Точки конкретных серий тяготеют к участкам кластера, расположенным ближе к соответствующим сериям поля диаграммы. На С-диаграмме все точки перемешаны и образуют компактный кластер, целиком расположенный в одном квадранте для серии чермакита, — это квадрант ферричермакита, для серии паргасита-гастингсита — магнезиогастингсит. Основность плагиоклаза № 36—40.
ШТ-4, ильменская серия. Северный берег курьи Штанная, оз. Б. Миассово. Амфиболит, сходный с амфиболитом ЛАТ как по текстурно-структурным особенностям, так и по минеральному составу: 70 % — амфибол, 26 % — плагиоклаз, 4—5 % — рудная и акцессорная минерализация. Пироксен отсутствует. Амфибол соответствует серии чермакита (рис. 3, 4) и один анализ — серии паргасита-гастингсита (по балансу катионов магнезиогастингсит). Разделены по степени заселенности позиции А. На диаграммах кластеры расположены аналогично амфиболитам серии ЛАТ. Основность плагиоклаза от № 34.
Таблица 1
Минеральный состав амфиболитов
Table 1
The minerai composition of amphibolites
Минералы Обнажение в районе копи № 50 (БЛ) Копь № 235 (К-235) Обнажение на южном берегу курьи Липовая (ЛП-4) Восточный склон Няшевского массива (Н-3) Обнажение на берегу курьи Латочка (ЛАТ) Южный берег курьи Штанная (ШТ-4) Район копи № 395 (К-395) Обнажение между копями № 395 и 411 (395-411) Ксенолит в гранитном пегматите копи № 411 (К-411)
Пироксен диопсид геденбергит диопсид, близ границы с геденбергитом диопсид
Амфибол паргасит гастингсит магнезиогас- тингсит ферропаргасит калийферро- паргасит калийгастинг-сит магнезиогас-тингсит гастингсит ферриферро- чермакит ферропаргасит феррогорнблен-дит эденит паргасит магнезиогас-тингсит ферричермакит ферричермакит магнезиогас-тингсит ферричермакит магнезиогас-тингсит ферримагнезио - горнблендит ферричермакит тремолит гастингсит магнезиогас-тингсит ферричермакит ферриферро- чермакит ферриферро-горнблендит эденит ферримагнезио-горнблендит
Слюда Аннит Флогопит
КПШ + +
Плагиоклаз основной (от № 67 до 100) основной (№ 85-86) основной (№ 64-75) средний (№ 36-40) средний (№ 34) средний (№ 36) средний (№ 32), кислый (№ 25) средний (№ 46), кислый (№ 23)
Титанит + + + + +
Гранат альмандин-гроссуляр
Кальцит +
Скаполит + +
Хлорит + (клинохлор)
Ильменит + + +
Эпидот + (редкоземельный)
Таблица 2
Микрозондовые анализы типичных минералов (выборка, мае. % )
Table 2
Microprobe analyses of typical minerals (selection, mas. %)
Номер SiO2 Al2O3 Na2O MgO K2O CaO TiO2 MnO FeO
1 48.96 1.81 0.18 4.35 0.20 22.31 0.02 1.15 20.96
2 48.78 26.39 4.64 - 0.71 15.45 - - 0.34
3 28.98 2.59 - - - 29.94 37.70 - 0.72
4 37.16 13.08 1.36 2.75 2.66 11.95 1.45 0.76 26.72
5 51.14 2.39 0.49 13.75 0.40 23.92 - 0.74 7.11
6 46.88 34.13 1.25 - 0.30 17.21 - - 0.12
7 28.77 2.92 - - 0.41 29.68 36.96 - 0.38
8 44.17 12.73 2.46 14.16 0.60 12.37 0.83 0.09 10.94
9 39.66 12.95 1.68 7.70 0.77 12.61 1.05 0.91 21.07
10 49.69 2.49 0.68 8.73 0.30 21.94 0.09 1.10 14.88
11 46.62 34.85 0.98 - - 17.33 - - 0.08
12 37.81 21.15 - 1.12 - 16.22 0.10 2.45 21.13
13 27.97 1.90 - - - 29.72 39.76 - 0.52
14 39.83 12.54 1.93 4.77 1.04 11.71 0.72 0.24 25.75
15 40.29 13.09 1.43 5.09 0.86 11.33 0.70 0.55 25.12
16 51.32 3.71 0.68 14.79 0.55 23.14 0.18 0.44 5.01
17 49.20 34.02 0.97 - 0.64 15.03 - - 0.04
18 45.44 10.92 2.52 15.56 0.37 12.28 0.85 0.45 9.87
19 44.86 12.32 2.48 14.74 0.31 12.47 0.77 0.54 10.01
20 42.66 11.78 1.77 9.90 0.27 11.67 1.33 0.91 18.24
21 60.98 25.08 6.33 - 0.17 7.13 - - 0.23
22 41.88 11.83 1.64 8.96 0.72 11.36 1.22 0.07 20.00
23 42.06 10.95 2.02 9.18 0.66 11.59 1.08 0.21 20.10
24 58.67 25.65 7.29 0.14 0.11 7.36 - - 0.60
25 64.05 18.02 0.11 0.15 15.95 0.15 - - 0.42
26 35.37 16.17 - 10.64 7.11 0.38 2.42 - 24.79
27 - - - - - - 52.87 2.26 44.66
28 44.40 9.96 1.59 10.31 0.26 11.26 1.22 0.20 18.55
29 43.72 10.62 1.40 9.97 0.39 11.54 1.45 0.12 18.65
30 56.30 27.35 6.04 - 0.16 9.60 - - 0.08
31 - - - - - - 53.81 1.88 44.16
32 42.33 10.07 1.75 8.61 0.55 11.44 1.62 0.24 21.08
33 42.34 9.58 2.34 8.46 0.42 11.28 1.52 0.07 21.50
34 59.58 25.15 7.57 - 0.27 6.60 - - 0.08
35 29.32 0.97 - - - 27.76 40.69 - 0.44
36 29.62 0.99 - - - 27.94 40.41 - 0.66
37 46.16 9.49 1.99 13.02 0.95 12.17 0.51 0.28 13.72
38 56.53 27.10 6.26 - 0.22 9.46 - - 0.22
39 41.27 12.90 0.00 17.62 9.39 0.15 0.28 0.23 14.54
Примечание. Учитываются наиболее часто встречающиеся минералы.
К-235:1 — геденбергит , 2 — скаполит (* — содержит хлор 0,99 масс. %), 3 — титанит, 4 — калийферропаргасит; БЛ: 5 — диопсид, 6 — плагиоклаз, 7 — титанит, 8 — паргасит, 9 — гастингсит; ЛП-4: 10 — диопсид, 11 — плагиоклаз, 12 — гранат (отнесен к серии альмандин-гроссуляр), 13 — титанит, 14 — гастингсит, 15 — ферриферрочермакит; Н-3: 16 — диопсид, 17 — плагиоклаз, 18 — эденит, 19 — паргасит; ШТ: 20 — ферричермакит, 21 — плагиоклаз; ЛАТ: 22 — ферричермакит, 23 — магнезио-гастингсит, 24 — плагиоклаз, 25 — КПШ, 26 — аннит, 27 — ильменит; К-395: 28 — ферримагнезиогорнблендит, 29 — ферричермакит, 30 — плагиоклаз, 31 — ильменит; 395—411: 32 — ферричермакит, 33 — гастингсит, 34 — плагиоклаз, 35 — титанит, 36 — ильменит; К-411: 37 — эденит, 38 — плагиоклаз, 39 — флогопит.
Note (the most common minerals are considered).
K-235: 1 — hedenbergite, 2 — scapolite (* — contains 0.99 % by weight of chlorine), 3 — titanite, 4 — potassium ferropargasite; BL: 5 — diopside, 6 — plagioclase, 7 — titanite, 8 — parasite, 9 — hastingsite; LP-4: 10 — diopside, 11 — plagioclase, 12 — garnet (referred to the almandine-grossular series), 13 — titanite, 14 — hastingsite, 15 — ferriferrochermacite; H-3: 16 — diopside, 17 — plagioclase, 18 — edenite, 19 — parasite; ShT: 20 — ferrichermacite, 21 — plagioclase; LAT: 22 — ferrichermacite, 23 — magnesiogastingsite, 24 — plagioclase, 25 — KPSH, 26 — annite, 27 — ilmenite; K-395: 28 — ferrimagnesiohorbendite, 29 — ferrichermacite, 30 — plagioclase, 31 — ilmenite; 395-411: 32 — ferrichermacite, 33 — hastingsite, 34 — plagioclase, 35 — titanite, 36 — ilmenite; K-411: 37 — edenite, 38 — plagioclase, 39 — phlogopite.
К-395, ильменская серия. Меланократовый амфиболит со слабо выраженной полосчатостью. Является вмещающей породой для жилы гранитного пегматита копи № 395 (примерно 1 км южнее копи № 235 и 1.5 км на северо-запад от оз. Б. Таткуль). Состав: 65 % — амфибол, ~ 35 % — плагиоклаз, около 1 % акцессориев (в основном титанит). Пироксен отсутствует. Амфибол соответствует серии горнблендита (рис. 3, 4), несколько анализов серии чермакита, один анализ серии тремолита (по балансу катионов тремолит). На зарядовой диаграмме образуют единый кластер (за исключением тремолита). На С-диаграмме точки образуют единый компактный кластер, целиком расположенный в квадранте: для серии горнблендита это квадрант ферри-магнезиогорнблендита, для чермакита — ферричерма-кит. Здесь же расположена и фигуративная точка, соответствующая тремолиту. Плагиоклаз кроме мелких образует крупные зерна (до 2.4 мм), основность № 36.
395—411 (группа проб), ильменская серия. Меланократовый полосчатый амфиболит из обнажения, располагающегося между копями № 395 и 411 (примерно 100 м на запад от копи № 395). Состав: ~ 60 % — амфибол, 35 % — плагиоклаз и 5 % —акцессорная и рудная минерализация. Пироксен отсутствует. Амфибол соответствует сериям чермакита и пар-гасита-гастингсита (рис. 3, 4). Разделены по степени заселенности позиции А. Один анализ соответствует серии горнблендита, по балансу катионов — фер-риферрогорнблендит. На зарядовой диаграмме точки образуют компактный кластер, располагающийся в поле, соответствующем названым сериям (в области их пересечения). Фигуративная точка ферриферро-горнблендита отдалена от кластера, но незначительно. На С-диаграмме точки образуют единый компактный кластер, который расположен в пограничной области. Для серии паргасита-гастингсита часть анализов соответствует магнезиогастингситу, а часть — гастинг-ситу. Для серии чермакита часть анализов — ферри-чермакит, а часть — ферриферрочермакит. Точка фер-риферрогорнблендита расположена вне кластера. Основность плагиоклаза № 46 и 23.
К-411 (группа проб), ильменская серия. Мелано-кратовый амфиболит из крупного ксенолита внутри жилы гранитного пегматита копи № 411. Копь расположена примерно в 150 м. на запад от копи № 395. Состав амфиболита: ~ 65—70 % — амфибол и 30— 35 % — плагиоклаз, также рудная и акцессорная минерализация (среди акцессориев преобладает апатит, менее 1 %). Пироксен отсутствует. Амфибол соответствует серии эденита (рис. 3, 4), один анализ — серии горнблендита (по балансу катионов ферримаг-незиогорнблендит). Разделены по степени заселен -ности позиции А. На зарядовой диаграмме точки эденитов образуют компактный кластер, располагающийся в соответствующем поле, но близ границы с полем горнблендитов. Точка ферримагнезиогорн-блендита расположена вне кластера. На С-диаграмме точки эденитов также образуют единый кластер, расположенный в поле эденита. Точка ферримагнезио-горнблендита находится вне кластера и расположена в соответствующем поле. Основность плагиоклаза № 25 и 32.
ЛП (группа проб), саитовская серия. Мезократовый амфиболит с выраженной полосчатостью из обнаже-
ний южного берега курьи Липовая (оз. Б. Миассово). Состав: 60 % — амфибол, 20 % — пироксен, ~ 35 % — плагиоклаз, 5 % — титанит. Пироксен — диопсид, но на диаграмме образует кластер на границе с полем ге-денбергита (рис. 2). Амфибол соответствует серии паргасита-гастингсита (рис. 3, 4), несколько анализов к серии чермакита, один анализ к серии горнблендита (по балансу катионов феррогорнблендит). На зарядовой диаграмме точки (кроме феррогорнблендита) образуют единый кластер вблизи границы серий парга-сита-гастингсита и чермакита. Анализы, соответствующие серии чермакита, группируются в одной части кластера, поэтому в принципе его можно рассматривать как отдельный кластер, но смыкающийся с кластером серии паргасита-гастингсита. Баланс катионов в других позициях у анализов этих серий близок. Отнесение одного анализа к серии горнблендита обусловлено повышенным количеством 81 (позиция Т). На С-диаграмме фигуративные точки образуют два компактных, но четко обособленных друг от друга кластера. В одном кластере находятся только магне-зиогастингситы, и расположен он близ границы с полем гастингсита. Во втором кластере присутствуют и точки, отвечающие гастингситу, и точки, отвечающие ферриферрочермакиту (такое возможно в силу универсальности С-диаграммы). Основность плагиоклаза № 85—86.
Обсуждение результатов исследований
Основными породообразующими минералами всех изученных амфиболитов является амфибол и плагиоклаз, пироксен установлен только в четырех образцах, в качестве акцессорных или вторичных минералов отмечены титанит, слюды, гранат и др. (табл. 1). В одном амфиболите плагиоклаз отсутствует, его замещает скаполит.
Все проанализированные амфиболы относятся к высококальциевым разновидностям и группируются в области четырех смежных серий: эденита — горн-блендита (6.5 < к. ф. 81 < 7.5); паргасита-гастингси-та — чермакита (5.5 < к. ф. 81 < 6.5). Отличаются между собой степенью заселения позиции А: в эденитах и паргасит-гастингситах к. ф. А > 0.5, в горнблендитах и чермакитах к. ф. А < 0.5. При этом они характеризуются заселением позиции А, близким к критическому значению 0.5 к. ф. Поэтому в большинстве амфиболитов амфиболы, точки составов которых на диаграммах относятся к одному кластеру, формально относятся к разным сериям, хотя баланс катионов в других позициях у них близкий или даже одинаковый. Например, в паре смежных серий паргасит-гастигсита и чермакита, если к. ф. Ка в А чуть больше 0.5 (в реальных анализах 0.52—0.65), то это серия паргасит-гастингсита, а чуть меньше (в реальных анализах 0.35—0.49) — серия чермакита, но на диаграммах это один вполне компактный кластер.
По составу плагиоклаза амфиболиты разделяются на две группы. В первой плагиоклаз имеет повышенную основность: № от 65 до 98—100. Во второй — среднюю: № от 32 до 46. В двух амфиболитах наряду с плагиоклазом средней основности в незначительном количестве присутствует плагиоклаз с низкой с основностью, № менее 25 (табл. 1).
Пироксен обнаружен в пробах четырех амфиболитов (К-235, БЛ, ЛП и Н-3). Он существенно кальциевый, относится к ряду диопсид — геденбергит. На тройной диаграмме составов точки образуют ряд кластеров и характеризуются постепенным нарастанием железистости от почти чистого диопсида (магнезиальный пироксен) с переходом в диопсид-геден-бергит (магнезиально-железистый пироксен) до ге-денбергита (железистый пироксен). Эгириновая составляющая в них не более 15—20 %. Это отличает данный пироксен от пироксенов других пород (в пи-роксенах из щелочных пород и пегматитов эгириновая составляющая очень высока, вплоть до нормального эгирина, т. е. в них высокие содержания Ка и Бе [11]). Сравнение железистости амфиболов из этой группы амфиболитов обнаруживает ту же тенденцию: в амфиболитах, где железистость пироксена ниже, же-лезистость амфибола тоже ниже; там же, где железистость пироксена выше, и железистость амфибола выше. Плагиоклазы именно этой группы амфиболитов характеризуются повышенной основностью, по сравнению с плагиоклазами из других исследованных амфиболитов: от 64 до 98—100, т. е. почти чистого анортита. В амфиболите К-235 плагиоклаз не установлен, но присутствует скаполит, и он тоже имеет повышенную основность — 65 % мейонитовой составляющей, скаполит с такой же основностью присутствует и в амфиболите БЛ (65—70 %). Повышенная железистость (до 40 % для пироксенов), повышенное содержание кальция (амфиболы и пироксен являются существенно кальциевыми), низкое количество натрия, высокий номер плагиоклаза указывают на низкотемпературные условия метаморфизма [2].
Остальные амфиболиты, в которых пироксен не установлен, представлены в пробах ЛАТ, ШТ-4, К-395 и 395—411. Фигуративные точки, отражающие составы амфиболов, на зарядовых диаграммах образуют компактные кластеры, располагающиеся вблизи критической границы +30.5, т. е. все кластеры амфиболов данной группы амфиболитов можно рассматривать как единый. На С-диаграммах всех амфиболитов данной группы они также образуют компактные кластеры, фактически смыкающиеся друг с другом, а частично и пересекающиеся, что также позволяет трактовать их как единый. Плагиоклазы данных амфиболитов характеризуются средней/нижесредней основностью (№ 32—40), в амфиболите 395—411 вместе с плагиоклазом средней основности установлен плагиоклаз с низкой основностью (№ 25).
Амфибол из амфиболита К-235, в отличие от нормальных амфиболов из других амфиболитов, является калийдоминантным аналогом, т. е. в позиции А у него К преобладает над Ка. При этом у него самый низкий к. ф. 81, т. е. он самый низкокремниевый.
Амфиболит К-411 слагает ксенолит в жиле гранитного пегматита, вскрытого выработками копи № 411. Практически весь амфибол здесь относится к эдениту, но заполнение позиции «А» в нем близко к критическому (к. ф. А ~ 0.51—0.65), т. е. близко к границе с серией горнблендита. На обеих диаграммах точки образуют компактные кластеры, существенно обособленные от кластеров амфиболов из других амфиболитов, за исключением амфибола из Н-3 — с его кластерами они сближены.
Заключение
Таким образом, по особенностям состава исследованной группы амфиболитов выделяются две группы: 1) амфиболиты, содержащие пироксен; 2) амфиболиты, не содержащие пироксен (табл. 1).
Для первой группы характерна невысокая степень согласования параметров состава основных минералов — на соответствующих диаграммах фигуративные точки, отражающие их, образуют кластеры, обособленные друг от друга. При этом на диаграммах составов амфиболов для некоторых амфиболитов этой группы имеются два обособленных разобщенных кластера (рис. 3, 4, амфиболиты БЛ и ЛП). Это свидетельствует о том, что данные породы подверглись дополнительному преобразованию, вероятно низкотемпературному метаморфизму, на финальной стадии образования — наложению поздней пироксен-скаполитовой или пироксен-плагиоклазовой минерализации. Именно в амфиболитах этой группы плагиоклаз обладает повышенной основностью.
Для второй группы характерна высокая степень совпадения параметров состава основных минералов (на диаграммах составов поля амфиболов из этих амфиболитов сливаются, образуя единые кластеры). Это свидетельствует о единстве генезиса и эволюции этих амфиболитов. В амфиболитах этой группы плагиоклаз обладает пониженной основностью.
Эденитовый состав амфибола из амфиболита К-411 (ксенолит внутри жилы гранитного пегматита) отличает его от других амфиболитов (некоторое сходство есть с Н-3, но сильно отличаются плагиоклазы). Влияние пегматита на данный амфиболит выражено в развитии внешней зоны изменения индивидов амфибола с развитием флогопита — основной катионный состав практически тот же (М§, 81, А1), но исчезает кальций и появляется калий как отражение калиевой направленности процесса формирования пегматита.
Наличие в амфиболите К-235 калийдоминантно-го амфибола было бы логичным объяснить влиянием жилы гранитного амазонитового пегматита, для которой этот амфиболит является вмещающим, так как основной породообразующий минерал пегматита — калиевый полевой шпат. Вместе с тем подобного не наблюдается в амфиболите К-411 (см. выше). Данный амфиболит по параметрам состава амфибола приближается к описанному амфиболиту [1]. Вероятно, повышенный калий в этих амфиболах отражает не влияние на вмещающие породы расположенного поблизости гранитного пегматита, а какой-то специфический процесс минералообразования.
Литература
1. Вализер П. М., Медведева Е. В., Никандров С. Н., Кобяшев Ю. С. Калийпаргасит из ильменогорского комплекса (Южный Урал) // ЗВМО. 2003. № 3. С. 125-130.
2. Добрецов Н. Л., Кочкин Ю. Н., Кривенко А. П., Кутолин В. А. Породообразующие пироксены. М.: Наука, 1971. 456 с.
3. Краснобаев А. А., Давыдов В. А. Возраст и происхождение Ильменогорской толщи по данным цирконологии // Доклады РАН, 2000. Т. 372. № 1. С. 89—94.
4. 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.
5. Лик Б. Е., Никель Э., Мандарино Д. Номенклатура амфиболов: доклад подкомитета по амфиболам комиссии по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (КНМНМ ММА) // Записки ВМО. 1997. № 6. С. 82-102.
6. Минералы: Справочник / Под ред. акад. Ф. В. Чух-рова. М.: Наука, 1981. Т. III. Вып. 2. С. 241-470. (Пироксены).
7. Никандров С. Н., Кобяшев Ю. С., Вализер П. М. Матричная модель представления амфиболов // Записки ВМО. 2000. № 4. С. 105-112.
8. Никандров С. Н., Кобяшев Ю. С., Вализер П. М. К номенклатуре пироксенов серии эгирин—диопсид—геден-бергит // Кристаллогенезис и минералогия: Матер. между-нар. конф. СПб.: СПбГУ, 2001. С. 266-267.
9. Никандров С. Н. Согласованная система классификаций основных групп породообразующих минералов (амфиболы, пироксены, слюды) в виде матричных моделей // Геология и минералогия ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 131-160.
10. Никандров С. Н., Никандров А. С., Никандрова Н. К. Амфиболы серии нибёита // Записки РМО. 2011. Ч. 140. № 4. С. 106-117.
11. Никандров А. С., Никандров С. Н., Никандрова Н. К. Особенности состава клинопироксенов ильменогор-ского комплекса: новые данные // Записки РМО. 2013. № 4. С. 90-100.
12. Никель Э. Х. Твердые растворы в номенклатуре минералов // Зап. ВМО. 1992. Ч. 121. № 4. С. 89-92.
13. Русин А. И., Краснобаев А. А., Вализер П. М. Геология Ильменских гор: ситуация и проблемы // Геология и минералогия ильменогорского комплекса: ситуация и проблемы. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 2006. С. 3-19.
14. Русин А. И., Вализер П. М., Краснобаев А. А., Банева Н. Н., Медведева Е. В., Дубинина Е. В. Природа гра-нат-анортит-клинопироксен-амфиболовых пород ильме-ногорского комплекса (Южный Урал) // Литосфера. 2012. № 1. С. 91-109.
References
1. Valizer P. M., Medvedeva E. V., Nikandrov S. N., Kobyashev Yu. S. Kaliipargasit iz Ilmenogorskogo kompleksa (Yuzhnyi Ural) (Potassic pargasite from Ilmenogorsky complex (Southern Urals). ZVMO, 2003, No. 3, pp. 125-130.
2. Dobretsov N. L., Kochkin Yu. N., Krivenko A. P., Kutolin V. A. Porodoobrazuyuschie pirokseny (Rock-forming pyroxenes). Moscow: Nauka, 1971, 456 pp.
3. Krasnobaev A. A., Davydov V. A. Vozrast iproishozhde-nie Ilmenogorskoi tolschi po dannym tsirkonologii (age and genesis of Ilmenogorsky formation according to zircons). Doklady RAN, 2000, V. 372, No.1, pp. 89-94.
4. Lennyh V. I., Valizer P. M. K geologicheskoi sheme ilmenogorskogo kompleksa. Geologiya i mineralogiya Ilmenogorskogo kompleksa: situatsiya iproblem (Geological map of Ilmenogorsky massif. Geology and mineralogy of Ilmenogorsky complex: situation and problems). Miass: IGZ UB RAS, 2006, pp. 20-27.
5. Lik B. E., Nikel' E., Mandarino D. Nomenklatura amfi-bolov: dokladpodkomiteta po amflbolam komissii po novym miner-alam i nazvaniyam mineralov Mezhdunarodnoi Mineralogicheskoi Assotsiatsii (KNMNM MMA) Nomenclature of amphiboles: report of subcommittee on amphiboles of commission of new minerals and titles IMA). Zapiski VMO, 1997, No.6, pp. 82-102.
6. Mineraly: Spravochnik(Minerals: Reference book). Editor F. V. Chuhrov. Moscow: Nauka. 1981, V. III, No. 2, 470 pp. (pyroxenes: pp. 241-470).
7. Nikandrov S. N., Kobyashev Yu. S., Valizer P. M. Matrichnaya model predstavleniya amfibolov (Matrix model of amphiboles). Zapiski VMO, 2000, No. 4, pp.105-112.
8. Nikandrov S. N., Kobyashev Yu. S., Valizer P. M. K nomenklature piroksenov serii egirin-diopsid-gedenbergit (Nomenclature of pyroxenes of aegirine-diopside-hedenbergite series). Kristallogenezis i mineralogiya (Crystal genesis and mineralogy) Proceedings of conference. Sankt-Peterburg: SPbGU, 2001, pp. 266-267.
9. Nikandrov S. N. Soglasovannaya sistema klassifikatsii os-novnyh grupp porodoobrazuyuschih mineralov (amfiboly, pirokseny, slyudy) v vide matrichnyh modelei (Confirmed system of classification of basic groups of rock-forming minerals (amphiboles, pyroxene, micas) as matrix models). Geologiya i mineralogiya Ilmenogorskogo kompleksa: situatsiya i problem (Geology and mineralogy of Ilmenogorsky complex: situation and problems). Miass: IGZ UB RAS, 2006, pp. 131-160.
10. Nikandrov S. N., Nikandrov A. S., Nikandrova N. K. Amfiboly serii nibeita (Amphiboles of nibeite series). Zapiski RMO, 2011, Part 140, No. 4, pp. 106-117.
11. Nikandrov A. S., Nikandrov S. N., Nikandrova N. K. Osobennostisostava klinopiroksenov Ilmenogorskogo kompleksa: novye dannye (Features of clinopyroxene composition of Ilmenogorsky complex: new data). Zapiski RMO, 2013, No. 4, pp. 90-100.
12. Nikel E. H. Tverdye rastvory v nomenklature mineralov (Solid solutions in mineral nomenclature). Zap. VMO, 1992. part 121, No.4, pp. 89-92.
13. Rusin A. I., Krasnobaev A. A., Valizer P. M. Geologiya Ilmenskih gor: situatsiya iproblem (Geology of Ilmen mountains: situation and problems). Geologiya i mineralogiya Ilmenogorskogo kompleksa: situatsiya i problem (Geology and mineralogy of Ilmenogorsky complex: situation and problems). Miass: IGZ UB RAS, 2006, pp. 3-19.
14. Rusin A. I., Valizer P. M., Krasnobaev A. A., Baneva N. N., Medvedeva E. V., Dubinina E. V. Priroda granat-anor-tit-klinopiroksen-amfibolovyh porod Ilmenogorskogo kompleksa (Yuzhnyi Ural) (Nature of garnet-anorthite-clinopyroxene-am-phibole rocks of Ilmenogorsky complex (South Urals)). Litosfera, 2012, No. 1, pp. 91-109.
