CC BY
58
С.С. БОНДИНА, С.А. АНАНЬЕВ, Т.А. АНАНЬЕВА. СФЕРОЛИТЫ ЖИЛЬНОГО ТИПА В ИЗВЕСТНЯКАХ ТОРГАШИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ - НОВЫЙ ТИП КАЛЫДИТОВЫХ ОНИКСОВ
СФЕРОЛИТЫ ЖИЛЬНОГО ТИПА
В ИЗВЕСТНЯКАХ ТОРГАШИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ -НОВЫЙ ТИП КАЛЫЦИТОВЫХ ониксов1
VEIN-TYPE SPHEROLITES IN LIMESTONE OF THE
TORGASHINO DEPOSIT - A NEW TYPE OF CALCITE ONYXES
С.С. Бондина, С.А. Ананьев, Т.А. Ананьева
Торгашинская свита, кальцитовыв известняки, ги-дротермалиты, карбонатные ониксы, сферолиты. Статья посвящена кальцитовым ониксам жильного типа, встречающимся в известняках Торгашинского месторождения (южная окраина г. Красноярска), вскрытых карьерами на глубину до 200 м. Обнаружена новая разновидность ониксов - карбонатные сферолиты жильного типа. Сферолиты размером 6-12 см имеют ониксовый рисунок и зональное строение. В их центре находится обломок кристалла кальцита либо известняка. Он окружен зоной концентрически-полосчатого аргилли-зированного оникса диаметром до 3 см. С внешней стороны сферолиты имеют полосчатый агрегат радиально-шестоватых кристаллов кальцита. Показан единый механизм роста обычного и сферолитового ониксов.
Целью наших исследований является анализ процессов, наложившихся на толщу известняков торгашинской свиты, и изучение новообразованных продуктов. С этими процессами связано формирование флюидолитов - карбонатных псефитов и аргиллизитов, а также гидротемали-тов жильного типа, таких как крупнокристаллические и друзовидные кальциты, кальцитовые ониксы. Среди последних обнаружена новая разновидность - сферолитовые ониксы.
Научная новизна состоит в том, что в данной работе впервые выделяется и описывается новый тип карбонатных ониксов.
Предлагаемая статья является продолжением ранее проведенных исследований, в публикации по которым приводится краткая геологическая характеристика месторождения [Цыкин и др., 2012].
Толща торгашинских известняков при мощности 300-350 м вскрыта карьерами с вертикальным размахом почти в 200 м. Одной из особенностей этих пород является их многоцветность. Они имеют красновато-коричневую, коричневую, бурую окра-
Исследования проведены на средства гранта Минобрнауки РФ № 14.
S.S. Bondina, S.A. Ananyev, T.A. Ananyeva
Torgashino suite, calcite limestone, hydrothermalites, carbonate onyxes, spherolites.
The article describes calcite onyxes of the vein type found in the limestone of the Torgashino deposit (the southern skirt of Krasnoyarsk), intersected by pits down to the depth of 200 m. A new variety of onyx - vein-type carbonate spherolites - is discovered. The spherolites of 6-12 cm in size have an onyx pattern and zonal structure. There is a calcite or limestone crystal fragment in their center. It is surrounded by a zone of concentrically banded argillaceous onyx up to 3 cm in diameter. The spherolites have a banded aggregate of radial-columnar calcite crystals from outside. A single mechanism of growth of regular and spherolite onyxes is shown.
ску с вариациеи цвета от светлого до темного разной интенсивности. Однако изучение обнажений показало, что известняк окрашен ожелезненным аргилли-зитом, заполняющим все проницаемые пути, от тончайших трещин до жильных тел, часть которых может содержать кальцитовые ониксы, и зоны дробления. Сами же известняки скрыто-мелкозернистые серые, с оттенками различных тонов - от обычных светло-серых до более редких темно-серых. Текстура породы массивная, пятнистая, иногда брекчие-видная и довольно редко неотчетливо-слоистая. Такие текстуры характерны для известняков сложного рифогенно-хемогенного генезиса.
Наиболее интересной разновидностью ги-дротермалитов торгашинской карбонатной формации являются кальцитовые ониксы. Данный тип пород представляет собой прекрасный коллекционный материал и может иметь промышленное значение в качестве декоративно-поделочного камня [Задисенский и др., 2012].
Изучение аналогичных месторождений показывает, что обнаружен новый агрегативный тип
B37.21.0602.
Рис. 1. Схематическая зарисовка жилы сферолитового оникса в карьере «Цветущий лог»: 1 - известняк; 2 - аргиллизиты; 3 - сферолиты кальцитового оникса
Значение ювелирно-поделочного камня имеют калыдитовые ониксы, слагающие массивные жильные тела (рис. 4). Изучение их прозрачных шлифов и полировок, а также сравнение со сферо-литовым типом выявляют единый механизм формирования полосчатых агрегатов. Рост ониксового агрегата кальцита в трещине, заполненной пластичной аргиллизитовой массой, осуществляется, начиная от какой-то поверхности, в одном случае от стенки трещины, выполняемой жилой оникса, в другом - от карбонатного обломка, вокруг которого формируется сферолит. Процесс начинается с появления зоны субпараллельных тонкошестова-тых зерен кальцита, а завершается, вследствие геометрического отбора, появлением более крупных поперечно-шестоватых кристаллов. Их рост заканчивается формированием идиоморфных головок,
жильного карбонатного оникса - сферолитовый (рис. 1, 2). Сферолиты образовывались в трещинных пустотах, заполненных глинистыми продуктами (ожелезненными аргиллизитами), на стенках которых иногда находился друзовидный кальцит. Обломки этих кристаллов либо известняка размером до 10-15 мм становились ядрами сфе-ролитов (рис. 3, 4). Первоначально они обрастали концентрически-зональным ожелезненным, сильно аргиллизированным кальцитовым ониксом таким образом, что эти образования становились похожими на конкреции в виде псевдогалек. Размер последних обычно варьирует от 1 до 3 см. По механизму своего образования они аналогичны типичным диагенетическим конкрециям. Однако описываемые минеральные агрегаты имеют гидротермально-метасоматическую природу с температурами образования от 110 до 150°С (данные наших термометрических исследований газово-жидких включений). Этот факт является основанием отнесения их к сферолитовому типу агрегатов.
В дальнейшем, по мере расширения трещинных структур, «псевдогалька» обрастала крупными радиально-шестоватыми неравномерно окрашенными (концентрически полосчатыми) кристаллами кальцита. Сферолиты имеют диаметр от б до 12 см. При извлечении их из жил они обычно легко расчленяются. Полированные срезы данных образований являются прекрасным коллекционным материалом.
Рис. 2. Сферолитовый агрегат жильного карбонатного оникса
В г
Рис. 3. Сферолитовые ониксы: а - вид на сколе; б, в, г-полированные срезы (бив имеют в ядре обломки известняка, г - обломок кристалла кальцита)
С.С. БОНДИНА, С.А. АНАНЬЕВ, Т.А. АНАНЬЕВА. СФЕРОЛИТЫ ЖИЛЬНОГО ТИПА В ИЗВЕСТНЯКАХ ТОРГАШИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ - НОВЫЙ ТИП КАЛЬЦИТОВЫХ ОНИКСОВ
которые деформируют аргиллизитовый субстрат (рис. 5). При сохранении части аргиллизитового субстрата в виде прослоя рост кальцитового прослоя повторяется. В результате мы наблюдаем ритмичный агрегат с четким вектором его развития.
Рис. 4. Кальцитовый оникс из жильных тел Торгаши некого месторождения
а б
Рис. 5. Шлифы кальцитового оникса.
Поляроиды: а (+); б (-)
В данном случае мы наблюдаем карбонатный метасоматоз в виде ритмообразования, являющегося закономерной повторяющейся дискретностью в отложении вещества в пористом теле. Это связано с волнообразным изменением концентрации карбонатного вещества в процессе диффузионного переноса. В соответствии с экспериментальными исследованиями подобных процессов Д.И. Царева [Царев, 2002] нам представляется, что быстрое массовое осаждение кальцита связано с достижением предельного пересыщения участвующих в реакции компонентов на фронте диффузионного потока. Кристаллизация их сопровождается падением химического потенциала данных компонентов в растворе. Образуется зона «оттяжки» этих компонентов в ар-гиллизитовом субстрате перед фронтом диффузионного потока. Следующая полоса кальцитизации начинается за пределами зоны «оттяжки», и процесс повторяется многократно, что приводит к формированию ритмичного метасоматического агрегата.
Изучение сферолитовых ониксов выявляет их полную аналогию с обычными ониксами в механизме роста кальцитового агрегата (рис. 6). В них карбонатные обломки первоначально обраста-
ют типичным сильно аргиллизированым ониксом концентрически зонального строения. В дальнейшем на их поверхности начинается рост мелких кристаллов кальцита, который завершается формированием крупношестоватых радиальных кристаллов длиной 2-3 см. Структура внешней зоны сферолита на макроуровне повторяет микроскопическое строение кальцитовых прослоев в ониксах. Появление этой зоны связано с ускоренным ростом кальцита в процессе приоткрывания трещинных полостей. Отсутствие головок у этих кристаллов объясняется плотным прилеганием сфероли-тов друг к другу.
Рис. 6. Схематическая зарисовка разреза типичного сферолита: 1 - сильно аргиллизированный сферолитовый оникс; 2 - мелкокристаллический кальцит; 3 - призматический кальцит сферолита. Поверхности: А - обломка кристалла кальцита; Б - концентрически зонального сферолита;
В - сферолита
Онтогенез подобных геологических тел рассматривается в работе Е.В. Середы и Е.Е. Середы [2012], где анализируется линейный прогрессивный ряд: зерно > агрегат зерен > протосферолит > сферолит и т. д. При этом ни один член ряда не может появиться, пока не образуется предыдущий член ряда. По данным этих авторов, подобный агрегат может появиться только в матрице, которой в нашем случае является аргиллизит. Центром геологического тела является зерно, в нашем случае карбонатный обломок. Зерно эволюционирует до агрегата путем появления новых зерен с реликтами вещества матрицы. Его авторы называют протосферолитом. В дальнейшем при окончательном формировании сферолита наблюдаются доростание каждого зерна в сторону соседнего зерна и формирование структур взаимных границ. Внутри сферолита развиваются прогрессивные трещины деления, формирующие радиально-призматический агрегат кристаллов.
[2371
При медленном метасоматическом росте, как это было показано выше, головки растущих кристаллов кальцита деформируют аргиллизито-вые массы, однако при быстром росте происходит ритмичное поглощение аргиллизита кристаллами кальцита. Это хорошо видно по ониксовой полосчатости срезов сферолитов (рис. 3, 6), в поперечных сечениях шестоватых кристаллов кальцита (рис. 7), и это же иногда наблюдается в некоторых типичных кальцитовых ониксах (рис. 8).
Рис. 7. Поперечная зональность шестоватых кристаллов сферолитов. Шлиф (+)
j //мм]л иШсхп
'У
Рис. 8. Шлиф кальцитового оникса (+) и его схематическая зарисовка. Наблюдаются продавливание и поглощение полос аргиллизита кристаллами кальцита. 1 - аргиллизит; 2 - кристаллы кальцита
В заключение можно констатировать, что в известняках Торгашинского месторождения обнаружен новый тип кальцитового оникса - сферо-литовый. Генетическая общность обычного оникса и сферолитового подтверждается подобием их образования. Единый механизм роста у них и повторяемость морфологии минеральных агрегатов на микро- и макроуровнях свидетельствуют об элементах фрактальности минерального мира.
Библиографический список
1. Задисенский Ю.А., Ананьев С.А., Ананьева Т.А., Бондина С.С., Камнесамоцветное сырье как источник коллекционных минералов и горных пород Красноярского края // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 4 (22). С. 423-434.
2. Середа Е.В., Середа Е.Е. Онтогенез форм геологических тел в ряду зерно > кристалл // Кристаллическое и твердое некристаллическое состояние минерального вещества: проблемы структурирования, упорядочения и эволюции структуры: материалы минералогического семинара с международным участием. Сыктывкар: Геопринт, 2012. С. 53-58.
3. Царев Д.И. Метасоматизм. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2002.315 с.
4. Цыкин P.A., Бондина С.С., Ананьев С.А. Флюи-долиты и другие гидротермалиты Торгашинской карбонатной формации нижнего кембрия (Восточный Саян) // Вестник КГПУ им. В.П. Астафьева. 2012. № 3 (21). С. 332-339.
[2381
