Пирит в гидротермальных и магматических образованиях Крыма Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ПИРИТ В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ И МАГМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЯХ КРЫМА

Как известно, пирит может образоваться в результате двух основных процессов — перераспределения вещества и его концентрации в ходе диагенеза, а также кристаллизации из гидротермальный растворов. Кристалломорфология пирита из осадочных пород Юго-Западного Крыма была описана нами ранее [1, 2]. Однако на территории Крыма пирит встречается как в гидротермальных, так и в магматических образованиях: габбро-долеритах, порфиритовых мета-долеритах, плагиогранитах и связанный с ними роговиках контактовых зон массива с таврическим флишем, в гидротермальных кальцитовык и кальцит-квар-цевык жилах в туфолавовой толще вулканогенно-осадочных пород средней юры, поэтому мы попытались вышвиты основные свойства этого минерала, отличающие его от пирита из осадочных пород. Для сравнения использовались следующие параметры: морфология пирита, его химический состав, параметры элементарной ячейки, степень кристалличности.

В магматических породах пирит образует кубические кристаллы размером до 1 см (рис. 1). Пирит гидротермальных прожилков в габбро-долеритах, туфолавовой толще и роговиках встречается чаще всего в виде сростков кристаллов размером от 0.1 до 1 мм. Форма кристаллов преимущественно кубическая, реже кубооктаэдрическая (рис. 2). В то же время на поверхности конкреций пирита из осадочнык пород преоб-

Рис. 1. Кубический кристалл пирита из габ-бро-долеритов

К. С. Пашнина

Студентка кафедры геологии СыжГУ

geol@syktsu.ru

ладают кубооктаэдрические кристаллы, а кубические имеют подчиненное значение, их размеры составляют от 1 до 4 мм [2]. Внутреннее строение конкреций крайне разнообразно (рис. 3).

Рис. 2. Кубооктаэдрические кристаллы пирита из кальцит-кварцевой жилы в порфиритовых метадолеритах

Рис. 3. Конкреция пирита из глинистых известняков берриасского яруса нижнего мела

Согласно теоретической формуле в пирите содержится 46.6 % Бе и 53.4 % Б [3]. Для определения химического состава пирита нами использовался полу-количественныш рентгенофлюоресцентный анализ (аналитик С. Т. Неверов, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН). Каждый образец пирита анализировался как в виде порошка, так и в отдельном зерне. Оказалось, что в образцах пирита из гидротермальных и магматических образований соотношение количества Бе и Б сильно варьируется. По результатам анализа порошковый проб

содержание железа меняется от 42.6 до 50.3, а серы от 42.3 до 50.4 мас. %. В зернах пирита это соотношение немного отличается: содержание железа — от 42.3 до 52.5, а серы — от 37.5 до 51.6 мас. %. При этом содержание серы в пирите из одной и той же пробы по данныш анализа в порошке и отдельном зерне меняется незакономерно как в большую, так и в меньшую сторону относительно теоретического значения. Расчет кристаллохимических формул показал, что формульный коэффициент Б варьируется от 1.54 до 2.06 в пирите из магматических пород и от 1.55 до 2.02 в пирите из осадочных пород при теоретическом значении 2. Анализ показывает, что дефицит серы в большей степени характерен для пирита из гидротермальный и магматических образований. Однако дефицит серы в пирите может быть обусловлен ошибкой рентгенофлюоресцентного метода, поэтому необходимо дальнейшее изучение химического состава минерала.

Кроме Бе и Б в пирите из гидротермальных и магматических образований, а также осадочных пород установлено наличие Б1, Са, А1, К и Ва, концентрация которых колеблется от 0.1 до 7.4 мас. %. Повышенное содержание Б1 и Са объясняется тем, что даже в зернах пирита размером менее 1 мм обнаруживаются микровключения кварца и кальцита. Это свидетельствует о тесной связи пирита с силикатами и карбонатами. Наличие А1 и К может указывать на присутствие микровключений глауконита в пирите из осадочных пород и ортоклаза и биотита в пирите из магматических пород.

По данным полуколичественного спектрального анализа в пирите обнаружено 20 элементов-примесей с содержанием от 1.4-10-4 до 0.25 %. Во всех типах пород этот минерал характеризуется одним и тем же набором элементов-примесей — Ве, УЪ, V, Мо, ва, Бс, Со, Бг, РЪ, Си, Ва, У, Ьа, N1, 2п, 2г, Сг, Т1, Мп, Р. Средние содержания Ве, Бс, РЪ, ва, Мо, V, Си, Бг, Ва, У, Ьа, УЪ в пробах пирита из всех типов пород пример-

но равны и составляют менее 0.01 % для каждого элемента. Вместе с тем содержание Ъп, Ъг, Сг, Т1, Мп и Р значительно выше в минерале из гидротермальных и магматических образований, чем из осадочных пород (рис. 4). Исключением является N1, содержание которого в пирите из осадочных пород выше. В целом среднее содержание всех перечисленных элементов-примесей в пирите из гидротермальных и магматических пород выше, чем в пирите из осадочных пород.

По данным рентгеноструктурного анализа во всех образцах минерал диагностирован как пирит, однако на двух дифрактограммах наряду с линиями пирита были выявлены линии марказита (рис. 5). В одном случае был пирит из кварц-карбонатного прожилка, во втором — конкреция пирита из терриген-ных пород таврической серии. Следует отметить, что образцы пирита с линиями марказита на дифрактограммах отличаются повышенным средним содержанием Си (0.25 %), Р (0.14 %) и Мп (0.095 %) (рис. 5).

Эталонное значение параметра элементарной ячейки пирита а0 составляет 5.417 Е, однако оно может меняться. По опубликованным данным, факторами, влияющими на изменение параметра элементарной ячейки, являются содержание примесей кобальта и никеля, а также габитус кристалла [3].

Параметры элементарной ячейки пирита гидротермальных и магматических образований близки к табличному и составляют 5.4143—5.4179 Е. Параметр элементарной ячейки пирита из осадочных пород меняется в больших пределах: от 5.4108 до 5.4193 Е. Анализ показывает, что вариации параметров элементарной ячейки в нашем случае не связаны с габитусом кристаллов, поскольку у кубооктаэдрических кристаллов параметры элемен-

£ 0Л5

0,14

тарной ячейки отличаются, тогда как у кристаллов разного габитуса — кубического и кубооктаэдрического — эти параметры равны. По образцам пирита, в которых одновременно присутствуют N1 и Со, зависимость параметра элементарной ячейки от их содержания и соотношения тоже не обнаружена. К сожалению, в настоящее время пока невозможно объяснить, от чего зависят вариации параметра элементарной ячейки пирита в проанализированной нами коллекции.

Степень кристалличности пирита определялась фотометодом. Сплошные линии на фотопленке свидетельствуют о монокристалличности пирита, а прерывистые — о поликристалличности. По данным анализа все образцы пирита из гидротермальных и магматических образований являются монокристаллическими, пирит из осадочных пород представлен как моно-, так и поликристаллическими образованиями, а пириту с линиями марказита на дифрактограммах свойственна поликристалличность. Согласно этим результатам можно предположить, что пирит из гидротермальных и магматических образований формировался в сходных, довольно спокойных обстановках, характеризовавшихся, постоянным поступлением раствора и слабым его пересыщением, а также медленным снижением температуры среды, что обеспечивало небольшие скорости роста кристаллов. Пирит в осадочных породах образовал-

0095

шь

025

□ Прит осадочных пород

■ Прит тдротермальшх и магматических об разо с-аний Р Пирит с марказитом_______

Л1

птИ

Мп РЬ Ба Мо V Си

Образец КР-11

Ру

Ру

Маг

Ру Ру

2021222324 25262728293031323334 3536373839404142 4344 45464748495051525354 55565758596061626364656667686970

Рис. 5. Дифрактограмма пирита с линиями марказита

Рис. 4. Диаграмма содержания элементов-примесей

ся в разных условиях: в неравновесных условиях, в которых скорость кристаллизации была очень высокой, формировался поликристаллический пирит (62 %), а в равновесных—монокристаллический (38 %).

Таким образом, пирит из гидротермальных и магматических образований Крыма отличается от пирита из осадочных пород по морфологии, содержанию элементов примесей и степени кристалличности. Остальные их свойства во многом совпадают. В дальнейшем станет возможным выявить факторы, обусловливающие установленные различия в пирите разного происхождения.

Автор выражает благодарность научному руководителю Т. П. Майоровой за помощь в подготовке данной работы и А. Тищенко за любезно предоставленную дополнительную коллекцию пиритов Крыма.

Литература

1. Пашнина К. С. Морфологические разновидности пирита в карбонатных породах Юго-Западного Крыма // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. Сыктывкар: Геопринт, 2007. № 7. С. 10—11. 2. Пашнина К. С. Пирит в карбонатных породах юры и мела Юго-Западного Крыма // Геолого-археологические исследования в Тимано-Североуральском регионе: Докл. 9-й студ. науч конф. Сыктывкар: Геопринт, 2006. С. 44—49. 3. Прохоров В. Г Пирит (к геохимии, минералогии, экономике и промышленному использованию). Красноярск: Красноярское кн. изд-во, 1970.

---------------------------------И

20 Си Ка