CC BY
13
УДК 549+552.22 (470.13)
СОСТАВ И СТРОЕНИЕ КСЕНОКРИСТАЛЛОВ И ГЛУБИННЫХ ВКЛЮЧЕНИЙ В ПИКРИТАХ ЧЕТЛАССКОГО КАМНЯ
Е.Г. ДОВЖИКОВА, Л.П. БАКУЛИНА
Ухтинский государственный технический университет, г. Ухта [email protected], [email protected]
В работе приводится характеристика глубинных минералов и включений из пикритов дайкового комплекса Четласского камня Среднего Тимана. Детально рассмотрены особенности химического состава оливина, хромистых кли-нопироксенов, диопсида, титаномагнетита, гранатов пироп-альмандинового ряда, хромшпинелидов и цирконов из ксенокристаллов и глубинных включений ультраосновного состава различной генетической природы. Рассчитаны термодинамические параметры условий образования пикритов и дана отрицательная оценка их в отношении алмазоносности.
Ключевые слова: пикриты, кимберлиты, мантийные минералы, ксенокри-сталлы, ксенолиты, нодули, фации глубинности
E.G. DOVZHIKOVA, L.P. BAKULINA. THE COMPOSITION AND STRUCTURE OF XENOCRYSTALS AND DEPTH INCLUSIONS IN PICRITES OF CHETLASS STONE
The characteristics of deep minerals and inclusions from picrite rocks of Chet-lass Stone of the Middle Timan is given. The features of the chemical composition of olivine, chromium clinopyroxenes, diopside, magnetite, garnet pyrope-almandine series, chrome spinel and zircon from xenocrystals and deep inclusions of ultramafic composition of different genetic origin are considered in detail. The conditions for crystallization of the olivine+chrome spinel+chro-mopentienic association of clinopyroxene were estimated, which made it possible to classify Chetlass dyke complex as the spinel-pyroxene facies of the upper mantle, which pressure and temperature differ significantly from the conditions of diamond stabilization.
Keywords: picrites, kimberlites, mantle minerals, xenocrystals, xenoliths, nodule, facies
Средний Тиман - регион со сложным геологическим строением, в котором отражены особенности и стадийность исторического процесса. История развития Тимана, его тектоническое строение и этапы магматической деятельности освещены в ряде работ [1-8]. В настоящее время ведется разработка бокситовых месторождений и уже добыто свыше 38 млн. т руды. Однако есть проблемы, требующие решения, и одна из них - связь четласского дайкового комплекса с редкометалль-но-редкоземельным оруденением или c алмазо-носностью. Решение проблемы кроется в детальном изучении глубинных минералов и включений, заключенных в дайках, чему и посвящена данная работа.
Породы дайкового комплекса развиты в юго-восточной части Четласского камня и представлены дифференциатами щелочно-ультраосновной магмы пикритового состава. Данные определения абсолютного возраста датируются K-Ar и Ar-Ar методами в 590±30 млн. лет [1, 8, 9]. Дайки локализуются в зонах разломов северо-восточного прости-
рания. С этими же разломами пространственно совмещены поля редкоземельно-редкометалльного оруденения. Для выявления особенностей химического состава мантийного материала пикритов был детально изучен керн скважин 159, 161 (аномалия Ч-9), 120, 125, М-1, М-11 и образцы из горных выработок, вскрывших дайки 3, 15, 114, Ч-1.
Изученные тела сложены черными, темно-серыми, зеленовато-серыми массивными или брек-чиевыми породами, в зоне гипергенеза превращенными в бурую или голубовато-зеленую слюдисто-глинистую массу. По соотношению породообразующих минералов подразделяются на пикриты, обогащенные оливином, пироксенами, и плагиоклаз содержащие.
Подавляющая часть даек имеет зональное строение. Эндоконтактовые зоны сложены закалочной фацией, характеризуются порфировой структурой с микролитовой основной массой и обогащены ксенолитами вмещающих пород, представленных сланцами, кварцитами, кварцитопесчаниками, песчаниками и алевролитами.
Центральная часть даек обогащена вкрапленниками и ксенокристаллами оливина и клинопи-роксена. Структура породы - сериально-порфировая и гломеропорфировая. Для периферийных зон наиболее типичными структурами являются гипи-диоморфнозернистая, порфировая, пойкилобласто-вая.
Вкрапленники представлены оливином (1030%) и титанавгитом (5-15%) двух генераций. Оливин I - ксеноморфные выделения размером 1,5-3,0 мм и более, частично или полностью замещенные серпентином, тальком, иддингситом, кальцит-хлоритовым или кальцит-тремолитовым агрегатом. Характеризуется повышенным содержанием железа, фаялитовый компонент составляет 12-16% (табл.1, ан. 1-3). Ассоциирует с плеонастом и ранним титанавгитом. Оливин II - идиоморфные кристаллы размером до 1,5 мм. Ассоциирует с титанавгитом, магнетитом.
Титанавгит I слагает крупные (до 3 см) ксеноморфные эллипсоидальные мегакристаллы желто-коричневого и серовато-желтого цвета. Характеризуется повышенным содержанием титана, алюминия и относительно невысокой железистостью (табл. 1 ан. 4-6). Ассоциирует с оливином I и плеонастом. Титанавгит II образует небольшие (до 1,5 мм) идиоморфные или гипидиоморфные кристаллы короткопризматического габитуса. От титанавгита I отличается повышенным содержанием ТЮ2, FeO, меньшей щелочностью и глиноземистостью (табл.1, ан. 7,8). Ассоциирует с поздним оливином, магне-
титом, основным плагиоклазом, который, вероятно, и поглощает избыток в нем алюминия.
Основная масса пикритов сложена первично-магматическими оливином (5-10%), титанавгитом (15-50%), плагиоклазом Ап 55-60 (0-8%), паргаситом (0-3%) и флогопитом (0,5-1%). Из постмагматических минералов установлены флогопит II (5-60%) и гастингсит (5-75%). В различных количествах присутствуют амфиболы (роговая обманка, тремолит, рихтерит), серпентин, хлорит, кальцит, доломит, эпидот, сапонит, тальк, щелочные полевые шпаты.
Структура основной массы пойкилобласто-вая и гипидиоморфнозернистая. Пойкилобластовая структура обусловлена развитием крупных пойки-локристаллов флогопита и (или) гастингсита, имеющих автометаморфическое происхождение. Гипи-диоморфнозернистая структура обусловлена развитием мелких округлых зерен измененного оливина, короткопризматических кристаллов титанавгита и второстепенных минералов - паргасита, флогопита, основных плагиоклазов.
Обломочный материал в пикритах распространен неравномерно и представлен ксенокри-сталлами различных минералов, нодулями пород ультраосновного состава и ксенолитами вмещающих пород (преимущественно, сланцев). Размеры ксенолитов варьируют от нескольких миллиметров до первых десятков сантиметров. Ксенокристаллы представлены оливином, хромистым клинопирок-сеном, диопсидом, титаномагнетитом, хромшпине-лидами, гранатом, цирконом.
Таблица 1
Химический состав оливина и титанавгита в пикритах дайкового комплекса
Table 1
Chemical composition of olivine and titanavgite in picrites of the dyke complex
Состав, % Оливин I Титанавгит I Титанавгит II Ксенокристаллы оливина
SiO2 40,26 40,09 39,94 49,71 49,50 49,32 48,37 49,04 40,77 41,01 40,62 39,85
TiO2 - 0,05 0,17 1,16 0,84 0,87 1,77 1,57 0,03 - - -
AI2O3 - 0,42 - 7,31 8,45 9,39 5,42 5,86 0,09 - 0,11 -
СГ2О3 - 0,08 0,18 - 0,25 - - 0,16 0,08 0,08 0,08 0,10
FeO 11,83 11,87 13,72 3,43 3,92 6,03 7,62 6,61 8,07 9,23 9,28 10,05
MnO 0,19 0,17 0,17 0,12 0,10 0,07 0,20 0,31 0,15 0,20 0,12 0,18
MgO 47,24 47,04 45,53 13,32 15,42 14,05 12,91 13,36 49,99 48,82 47,73 48,30
CaO 0,13 0,30 0,18 22,43 21,01 20,58 22,37 22,66 0,17 0,29 0,19 0,28
Na2O - - - 0,80 1,02 1,16 0,59 0,44
Сумма 99,64 100,02 99,83 100,28 100,51 101,47 99,25 101,32 99,35 99,63 100,13 98,75
Si 1,001 0,992 1,001 1,819 1,783 1,773 1,803 1,814 1,000 1,000 0,993 0,992
Ti - 0,002 0,003 0,032 0,023 0,024 0,050 0,043 - - - -
Al - 0,008 - 0,003 - 0,003 -
AlIV 0,181 0,217 0,227 0,197 0,186
AlVI 0,134 0,142 0,170 0,041 0,069
Cr - 0,002 0,04 - 0,007 - - 0,006 0,002 0,002 0,002 0,002
Fe3+ - - - 0,040 0,025 0,090 0,099 0,048 - - 0,009 -
Fe2+ 0,245 0,246 0,287 0,126 0,093 0,091 0,138 0,094 0,165 0,189 0,180 0,208
Mn 0,004 0,003 0,004 0,04 0,003 0,002 0,006 0,002 0,003 0,004 0,002 0,004
Mg 1,747 1,693 1,697 0,727 0,826 0,751 0,716 0,778 1,823 1,788 1,806 1,787
Ca 0,880 0,810 0,791 0,907 0,939 0,004 0,008 0,006 0,007
Na 0,067 0,071 0,081 0,043 0,0022
Фаялит, мол. % 12,3 12,3 14,3 8,3 9,4 9,5 10,4
Ng 1,698 1,705 1,710 1,713 1,715 1,716 1,718 1,720 1,698 1,964 1,692 1,694
Nm 1,682 1,690 1,696 1,693 1,698 1,699 1,702 1,704 1,682 1,688 1,676 1,678
Np 1,669 1,676 1,680 1,688 1,686 0,689 0,692 1,698 1,667 1,662 1,660 1,662
Примечание: Микрозондовые анализы выполнены С.А. Смысловым в лаборатории ВСЕГЕИ на рентгено-спектральном микроанализаторе SEMQ фирмы ARL (США).
Note: Microprobe analyses are performed by S.A.Smyslov in the laboratory of the Ail-Union Sci. Research Geological Institute on the x-ray spectral microanalyzer SEMO of ARL company (USA).
Оливин образует ксеноморфные метакри-сталлы размером до 3,0 см. Химический состав приведен в табл. 1 (ан. 9-12). Оливин из ксенокристал-лов менее железистый по сравнению с оливином I, содержание фаялитового компонента - 8,3-10,4 %.
Хромистый клинопироксен встречается в виде отдельных ксенокристаллов с каймой из фас-саита (табл. 2, ан. 1-8), биминеральных сростков, сростков с оливином (ан. 9), паргаситом (ан. 10), хромшпинелидом (ан. 11). Ксенокристаллы клино-пироксена ксеноморфны, овоидальны, размер - до
15 мм. Окраска изумрудно-зеленая, обусловленная значительной примесью Сг203 (табл. 2), заметен слабый плеохроизм по схеме
Особенности состава хромистых клинопирок-сенов иллюстрирует рис. 1, где показано соотношение содержаний А1203 и №20 в сравнении с пирок-сенами из включений шпинелевых перидотитов в базальтах и кимберлитах, из включений гранатовых и шпинель-гранатовых перидотитов в кимберлитах и из включений в алмазах. Фигуративные точки кли-нопироксенов из пикритов концентрируются в поле составов пироксенов из включений шпинелевых перидотитов в базальтах и кимберлитах Приазовья [10, 11]. От пироксенов гранатовых перидотитов и включений в алмазах они отличаются пониженным содержанием натрия и повышенным алюминия, т.е. преобладанием в твердом растворе чермакитового компонента над жадеитовым. По этим же признакам хромистые клинопироксены из пикритов отличаются от клинопироксенов из кимберлитов Вольско-Вым-ской гряды Среднего Тимана [4].
Диопсид образует ксенокристаллы грязно-зеленого цвета эллипсоидальной формы размером до 2,0 см, окруженные реакционной каймой из фас-
саита. Макроскопически фассаит окрашен в коричневый цвет, который под микроскопом изменяется от коричневато-желтого по Ng, розовато-желтого по Nm до желтого по Np. Толщина каймы - 1,0 мм. Химический состав диопсида и реакционного фассаи-та представлен в табл. 3.
В химическом составе диопсида отмечаются значительные вариации содержаний Mg, Ca, Fe, №. Cr2O3 отсутствует, либо содержится в незначительных (до 0,5%) количествах и только в маложелезистых образцах. Фассаит характеризуется по-
Таблица 2 Table 2
вышенными содержаниями окиси кальция, титана и полуторных окислов и низкими - кремнезема и окиси натрия.
Сравнение анализов фассаита из кайм, произведенных в точках, различно удаленных от кли-нопироксена ксенокристалла, показывает снижение А1203 и ТЮ2 и рост SiO2, МдО и Сг203 к краю каймы, что подчеркивает их реакционное происхождение кайм. С железистым диопсидом ассоциирует тита-номагнетит (ан. 12, 13), который иногда образует самостоятельные округлые выделения до 3,0 см в поперечнике.
Средние содержания Мд, Са, Fe, № и температуры кристаллизации клинопироксенов из ксе-нокристаллов и вкрапленников различных генераций, определенные по отношению Са/ Са+ Мд, показаны на рис. 2.
Самым высокотемпературным образованием в рассмотренном ряду пироксенов является хромистый клинопироксен.
Хромшпинелиды образуют отдельные ксенокристаллы ксеноморфной или правильной окта-эдрической формы, встречаются в сростках с оливином и хромистым клинопироксеном и входят в
Состав хромистых клинопироксенов в породах даикового комплекса
The chromium composition of clinopyroxenes in rocks of the dyke complex
Состав, % Ксенокристаллы в пикритах Сросток с оливином Сросток с паргаситом Сросток с хромшпинелидом
SiO2 53,08 52,86 51,48 50,87 53,30 51,07 53,76 54,68 53,07 53,61 53,67
TiO2 0,18 0,37 0,28 0,40 0,34 0,29 - 0,25 0,20 0,08 0,11
AI2O3 3,78 5,78 6,03 4,59 3,83 4,80 1,69 3,36 2,56 2,14 1,85
СГ2О3 1,01 1,29 1,31 1,50 1,57 1,63 1,74 1,84 2,14 1,35 1,13
FeO 2,57 3,58 4,13 2,48 2,12 2,90 1,95 1,98 2,02 2,80 2,46
MnO 0,09 0,14 0,18 0,08 0,14 0,12 0,11 0,07 0,11 0,07 0,12
MgO 17,88 19,82 19,33 16,86 19,01 17,29 16,32 15,69 16,75 16,72 16,94
CaO 20,85 14,96 16,53 21,75 18,48 20,42 21,22 19,64 20,89 21,55 21,32
Na2O 0,87 1,15 0,73 0,52 1,01 0,73 1,38 1,50 1,03 0,32 1,51
Сумма 100,31 99,95 100,00 99,16 99,80 99,24 98,17 99,02 98,77 97,79 98,17
Si 1,907 1,891 1,850 1,863 1,915 1,862 1,982 2,000 1,948 1,994 1,979
AlIV 0,093 0,109 0,150 0,137 0,085 0,138 0,018 - 0,052 0,006 0,021
Ti 0,005 0,010 0,008 0,011 0,009 0,008 - 0,007 0,005 0,001 0,003
AlVI 0,067 0,135 0,105 0,061 0,077 0,068 0,055 0,145 0,059 0,066 0,059
Cr 0,029 0,037 0,037 0,043 0,045 0,047 0,051 0,053 0,062 0,040 0,035
Fe3+ 0,049 - 0,043 0,048 0,020 0,058 0,010 - - - 0,029
Fe2+ 0,028 0,107 0,081 0,026 0,043 0,030 0,050 0,061 0,062 0,062 0,047
Mn 0,003 0,004 0,005 0,002 0,004 0,004 0,004 0,002 0,003 0,002 0,004
Mg 0,955 1,054 0,721 0,919 1,016 0,937 0,895 0,914 0,915 0,886 0,874
Ca 0,802 0,573 0,637 0,853 0,711 0,797 0,837 0,769 0,821 0,858 0,841
Na 0,060 0,079 0,051 0,037 0,070 0,051 0,098 0,106 0,073 0,029 0,108
Ng 1,701 1,705 1,702 1,703 1,705 1,706 1,703 1,703 1,704 1,702 1,704
Nm 1,685 1,690 1,686 1,687 1,688 1,689 1,686 1,688 1,690 1,687 1,688
Np 1,675 1,676 1,680 1,678 1,676 1,679 1,680 1,679 1,680 1,677 1,679
A1A,
вес.% 8 1 IA
7-
6 /о О
5 О о Wo
4 / ° 0 h
3 1 С о rJ7
2- у/ \ Vй
жадеит: чермакит=1
"Na:Al=l:l (ат.кол-ва)
П>
Ну
1 2 J 4 э Na20, вес.%
о - хромистые клинопироксены из пикритов; • - хромистые клинопироксены
из кимберлитов Среднего Тимана [5].
Рис. 1. Соотношение Al2O3 и Na2O в хромистых клинопироксенах :
I - из включений шпинелевых перидотитов в базальтах (А) и кимберлитах (Б) [10-12]; II - из включений гранатовых и шпинель-гранатовых перидотитов в кимберлитах (Б) [10-12]; III - включения в алмазах [11].
Pic. 1. The Ratio of Al2O3 and Na2O in chrome CPX: I - from spinel peridotite inclusions in basalts (A) and kimberlites (B) [10-12]; II - inclusions of garnet and spinel-garnet peridotite in kimberlites (B) [10-12]; III -inclusions in diamonds [11].
состав мантийных нодулей. По периферии наблюдается кайма из магнетита. Размер зерен - от 0,1 до 5,0 мм. Характеризуются относительно низкими содержаниями Cr, высокими - Mg и Ti и относительно низкой железистостью, что существенно отличает их
705+30 ~ ~ ^ Ca/Ca+Mg " 785+80
0.720
Рис. 2. Вариации содержаний Mg, Ca, Fe и Na (в формульных единицах) в генетическом ряду кли-нопироксенов и температуры их кристаллизации:
I - хромистые клинопироксены (среднее из 17 анализов); 2 - титанавгит I (среднее из 14 анализов); 3 - титанавгит II (среднее из 4 анализов); 4 - фас-саит (среднее из 9 анализов); 5 - диопсид (среднее из 9 анализов).
Pic. 2. Variations in the contents of Mg, Ca, Fe and Na (in formula units) in the genetic series of clinopy-roxenes and temperature of their crystallization: 1 -chromium clinopyroxene (average of 17 analyses); 2 -titanavgite I (average of 14 analyses); 3 - titanavgite
II (average of 4 analyses); 4 - passaic (average of 9 analyses); 5 - diopside (average of 9 analyses).
Химический состав диопсида, фассаита и титаномагнетита Chemical composition of the diopside, fassaite and titanomagnetite
Таблица 3 Table 3
Состав, % Ксенокристаллы диопсида в пикритах Фассаит Титаномагнетит
1 2 3 4 5 6 7* 8* 9* 10* 12 13
SiO2 51,17 52,15 51,02 51,58 50,46 54,01 44,48 45,73 46,51 47,47
TiO2 0,68 0,42 0,61 0,61 0,88 0,10 3,21 2,60 2,69 2,20 16,24 4,61
AI2O3 4,62 2,71 3,42 2,97 3,96 3,28 9,84 8,75 8,12 7,14 1,64 0,08
СГ2О3 - - - - 0,09 0,38 0,24 0,12 0,35 0,55 0,14 0,23
FeO 9,17 7,26 7,57 9,94 10,81 8,06 4,68 5,34 5,07 4,48 73,88 86,94
MnO 0,18 0,14 0,20 0,15 0,04 0,29 0,17 - 0,04 - 2,08 1,27
MgO 13,11 14,15 14,06 11,85 11,60 13,68 12,84 12,83 13,22 13,87 0,95 0,16
CaO 20,55 23,28 21,80 21,80 19,80 21,80 23,29 23,97 23,59 23,99
Na2O 0,67 0,58 0,75 1,43 2,16 1,48 0,62 0,15 0,13 0,13
Сумма 100,35 100,49 99,42 100,33 99,33 99,41 99,37 99,49 99,72 99,80 94,73 93,29
Si 1,894 1,919 1,895 1,916 1,882 2,010 1,647 1,698 1,724 1,753
AlIV 0,106 0,081 0,105 0,084 0,118 - 0,353 0,302 0,276 0,247 0,073 0,004
Ti 0,019 0,012 0,017 0,017 0,026 0,003 0,089 0,072 0,075 0,061 0,458 0,134
AlVI 0,095 0,037 0,45 0,046 0,057 0,012 0,076 0,082 0,079 0,064
Cr - - - - 0,003 0,011 0,007 0,003 0,010 0,016 0,004 0,007
Fe3+ 0,035 0.061 0,080 0,107 0,172 0,079 0,137 0,090 0,046 0,062 1,007 1,721
Fe2+ 0,248 0,155 0,155 0,201 0,146 0,171 0,008 0,075 0,112 0,077 1,337 1,084
Mn 0,006 0,004 0,006 0,004 0,001 0,009 0,005 - 0,001 - 0,067 0,041
Mg 0,722 0,774 0,776 0,656 0,644 0,748 0,709 0,709 0,731 0,762 0,054 0,009
Ca 0,813 0,916 0,863 0,867 0,790 0,845 0,924 0,952 0,937 0,949
Na 0,062 0,041 0,054 0,103 0,156 0,101 0,045 0,010 0,009 0,009
Ng 1,714 1,716 1,722 1,773 1,719 1,716 1,720 1,722 1,721 1,724
Nm 1,695 1,699 1,696 1,697 1,688 1,696 1,700 1,702 1,701 1,703
Np 1,685 1,686 1,689 1,686 1,685 1,689 1,695 1,698 1,697 1,699
* - анализы выполнены в точках, удаленных от края пироксена.
* - tests are performed at points far from the edge of the pyroxene.
от тиманских кимберлитов (табл. 4). Пониженная хромистость и присутствие в составе глинозема свидетельствуют о низких равновесных давлениях кристаллизации [14].
Пиропы зафиксированы в протолочных пробах лишь трёх магматических тел. Показатели преломления - 1, 737-1, 756. Это мелкие осколки бледно-розового и бледно-сиреневого цвета размером до 0,3 мм. По составу они являются низкохромистыми, умеренно кальциевыми и относятся к лерцолитовому парагенезису [15], который, как известно, является самым низкотемпературным в области стабильности алмаза [13].
Химический состав хромшпинелидов Chemical composition of chromespinelides
Циркон встречается в местах скопления ме-гакристаллов глубинных минералов - оливина, хромистого клинопироксена, хромшпинели, диопси-да. В породах дайкового комплекса образует крупные трещиноватые зерна овоидальной формы размером до 15 мм по длинной оси. Окраска неравномерная: внешняя зона окрашена в буроватый цвет, изотропна, светопреломление N = 1,82; ядерная часть - прозрачная розовая, светопреломление ND = 1,918, Ne = 1,958; промежуточная зона - розовато-желтая, трещиноватая, показатели преломления ND = 1,912, N = 1,955. Очевидно, внешняя зона минерала претерпела метамиктный распад. В ультрафиолето-
Таблица 4 Table 4
Состав, вес. % Из пикритов дайкового комплекса Из кимберлитов Среднего Тимана
1 2 3 4 5 6 7 8 9
TiO2 0,74 0,69 0,65 0,66 0,62 0,54 0,92 0,53 0,67 0,01-2,16
AI2O3 25,10 28,68 30,67 34,83 37,05 39,44 21,44 37,29 35,34 12,1-22,86
СГ2О3 41,69 38,45 35,36 31,03 29,39 25,14 43,22 29,49 29,93 42,29-62,87
FeO 11,85 13,43 14,34 13,96 13,55 15,48 16,36 14,09 13,89 14,70-24,29
MnO - 0,66 0,33 0,23 0,26 0,17 0,36 0,31 0,37 0,18-0,44
MgO 19,66 17,13 17,90 18,26 18,67 18,10 16,23 18,54 18,53 8,71-17,13
Сумма 99,04 99,04 99,25 98,97 99,54 98,87 97,55 100,25 98,73 97,28-100,83
Ti 0,016 0,016 0,014 0,014 0,013 0,011 0,021 0,011 0,014 - -0,52
Al 0,879 1,004 1,048 1,172 1,228 1,306 0,778 1,227 1,187 0,463-0,808
Cr 0,966 0,900 0,811 0,701 0,654 0,559 1,053 0,651 0,675 0,917-1,780
Fe3+ 0,131 0.064 0,113 0,099 0,092 0,113 0,127 0,092 0,110 0,104-0,265
Fe2+ 0,159 0,265 0,234 0,233 0,226 0,250 0,268 0,236 0,220 0,200-0,435
Mn - 0,016 0,008 0,005 0,006 0,004 0,009 0,007 0,009 0,005-0,013
Mg 0,857 0,735 0,072 0,776 0,781 0,757 0,744 0,770 0,755 0,464-0,794
Таблица 5
Химический состав сосуществующих минералов глубинных включений в породах дайковой серии Среднего Тимана и равновесные температуры и давления их кристаллизации
Table 5
Chemical composition of coexisting minerals of depth inclusions in rocks of dyke series of the Middle Timan and the equilibrium temperature and pressure of their crystallization
Состав Сросток Ол + Клп, дайка 114 Сросток Ол + Клп, дайка 3 Обломок верлита, дайка Ч-1 Сросток Ол + Хшп, дайка Ч-1 Ксенокристалл Ол с включением Хшп, дайка 114 Сросток Ол + Клп, дайка 15
Ол Клп Ол Клп Клп Ол Хшп Ол Хшп Ол Хшп Ол Клп
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13
SiO2 40,43 53,07 40,62 53,08 51,86 40,77 - 40,95 - 40,84 - 40,26 51,50
TiO2 - 0,20 - 0,18 0,27 0,03 0,62 - 0,50 0,03 0,99 - 0,33
AI2O3 0,08 2,56 0,011 3,78 5,69 0,09 37,05 - 36,08 - 36,44 - 5,48
СГ2О3 - 2,14 0,08 1,01 1,33 0,08 29,39 0,11 29,00 0,07 30,08 - 0,63
FeO 11,39 2,02 9,28 2,57 3,93 8,07 13,56 9,56 12,71 7,55 13,83 11,83 3,34
MnO 0,15 0,11 0,12 0,09 0,10 0,15 0,26 0,11 0,30 0,13 0,30 0,19 0,10
MgO 48,38 16,75 49,73 17,88 18,02 49,99 18,67 50,15 19,54 51,01 18,59 47,24 17,41
CaO 0,16 20,59 0,19 20,85 18,22 0,17 - 0,23 - 0,25 - 0,12 20,44
Na2O - 1,03 - 0,87 0,70 - - - - - - - 0,54
Сумма 100,61 98,77 100,13 100,35 100,12 99,35 99,55 101,11 98,13 99,88 100,33 99,41 99,77
Si 0,992 1,948 0,993 1,907 1,872 1,000 - 0,991 - 0,993 - 1,001 1,866
AlIV 0,002 0,052 0,003 0,093 0,128 - - - - - - - 0,134
Ti - 0,005 - 0,005 0,007 - 0,013 - 0,011 - 0,021 - 0,009
AlVI - 0,059 - 0,067 0,114 0,003 1,228 - 1,206 - 1,205 - 0,100
Cr - 0,062 0,002 0,029 0,038 0,002 0,654 0,002 0,651 0,001 0,667 - 0,018
Fe3+ 0,014 - 0,009 0,049 0,011 - 0,092 0,016 0,121 0,013 0,086 - 0,036
Fe2+ 0,209 0,062 0,180 0,028 0,107 0,165 0,226 0,177 0,180 0,140 0,238 0,245 0,065
Mn 0,003 0,003 0,002 0,003 0,003 0,003 0,006 0,002 0,007 0,003 0,007 0,004 0,003
Mg 1,765 0,915 1,806 0,955 0,967 1,823 0,781 1,806 0,824 1,843 0,776 1,747 0,938
Ca 0,005 0,821 0,005 0,802 0,704 0,004 - 0,006 - 0,007 - 0,003 0,793
Na - 0,073 - 0,060 0,049 - - - - - - - 0,038
То С 1050 1100 1000-1200 1200 900 1100
Р (кбар) 6,6 8,1 11,5 15,2
Примечание. Ол - оливин, Клп - клинопироксен, Хшп - хромшпинелид Note: Ол - olivine, Клп - clinopyroxene, Хшп - chromespinelide.
вых лучах цирконы из пикритов не люминесцируют, что отличает их от цирконов из кимберлитов [16].
Источником ксенокристаллов, по всей видимости, являлись обломки пород ультраосновного состава, которые встречаются относительно редко. Исключение - дайка, вскрытая скв. 120, где они образуют скопления в центральной части тела и располагаются в виде шлейфа на некотором удалении от лежачего бока дайки. По составу и происхождению они подразделяются на:
• обломки мантийных дунитов и верлитов реститового происхождения;
• ксенолиты интрузивных ультраосновных пород, генетически не связанных с пикритами;
• нодули ультрамафитов кумулятивного происхождения;
• ультрамафиты «смешанного» состава.
Для мантийных дунитов характерна ассоциация оливина, хромистого клинопироксена и хром-шпинели. Структура пород аллотриоморфнозерни-стая, иногда с элементами пойкилитовой (ойкокри-сталлы клинопироксена включают в себя мелкие зерна оливина). Химический состав сосуществующих клинопироксена, оливина и хромшпинели приведен в табл. 5, анализы 5-7.
Ксенолиты интрузивных ультрамафитов также имеют аллотриоморфнозернистую, реже пойкилито-вую структуру. Оливин представлен форстеритом № 10-15, пироксен - низкожелезистым бесхромовым диопсидом (ан. 12, 13), который на контакте с пикри-том замещается фассаитом. Пироксен в обломках ассоциирует с алюмошпинелью, окрашенной в проходящем свете в изумрудно-зеленый цвет и содержащей повышенную окись хрома (до 6,71%).
Ультрамафиты кумулятивного происхождения - верлиты и оливиниты - характеризуются ал-лотриоморфнозернистой структурой, сложены оливином, титанавгитом и магнезиально-железистым плеонастом, образующим крупные искаженные ок-таэдрические зерна. Оливин из включений по химическому составу отличается от оливина I желе-зистостью - содержание фаялита 15,1-16,1 мол. %.
В ультрамафитах «смешанного» состава обнаружены пироксены, характерные для всех перечисленных типов включений, - хромистый клинопи-роксен, титанавгит, фассаит. Образование подобного рода включений можно объяснить слипанием вкрапленников ранней генерации и кристаллов минералов ранее дезинтегрированных включений.
Для сосуществующих пар минералов (табл. 5) была произведена оценка условий кристаллизации парагенезиса оливин + хромшпинелид + хромистый клинопироксен различными методами [1719]. Расчетные РТ параметры соответствуют 9001200° и 7-15 кбар.
Выводы:
1) Мантийный материал в пикритах встречается в виде отдельных ксенокристаллов, минеральных сростков и обломков ультрамафитов.
2) Ксенокристаллы представлены оливином, хромистым клинопироксеном, диопсидом, титано-магнетитом, хромшпинелидами, гранатом, цирконом.
3) Обломки ультрамафитов представлены преимущественно дунитами и верлитами.
4) Наиболее информативными в отношении глубины зарождения магмы являются хромистые клинопироксены и хромшпинелиды.
5) Полученные РТ параметры соответствуют шпинель-пироксеновой фации верхней мантии и значительно отличаются от условий стабилизации алмаза. Единичные находки пиропов в пикритах не противоречат данному выводу, а лишь свидетельствуют о близости зоны генерации расплава к границе фазового перехода гранат-шпинель.
Литература
1. Андреичев В.Л., Степаненко В.И. Возраст карбонатитового комплекса Средего Тима-на// Рудообразование и магматизм севера Урала и Тимана. Сыктывкар, 1983. С. 83-87.
2. Гецен В.Г. История развития Тимана и полуострова Канин // Труды VIII геологической конференции Коми АССР. Сыктывкар, 1978. С. 56-59.
3. Довжиков НА., Довжикова Е.Г., Смыслов СА Клинопироксены из щелочно-ультраос-новных пород Среднего Тимана // Записки ВМО. 1985. Ч. 114. Вып. 5. С. 599-805.
4. Дудар Л.П., Довжиков НА., Саблуков С.М. Минералы мантийных включений в кимберлитах и их аналоги из аллювиальных отложений Среднего Тимана // Геология магматических образований севера Урала и Тима-на. Вып. 48. Сыктывкар, 1984. С. 67-78.
5. Ивенсен Ю.П. Магматизм Тимана и полуострова Канин. М.-Л.: Наука, 1964. 126 с.
6. Степаненко В.И. Дайковая серия щёлочно-ультраосновной формации Среднего Тима-на// Геология и полезные ископаемые Северо-Востока европейской части СССР. Сыктывкар, 1975. С. 99-105.
7. Степаненко В.И. Особенности геологического строения и состава карбонатитового комплекса Среднего Тимана // Магматические формации европейского Северо-Востока СССР. Сыктывкар, 1979. С. 52-61.
8. Голубева И.И., Бурцев И.Н. Проблема типизации щелочных ультрамафитов дайкового комплекса Среднего Тимана // Петрография магматических и метаморфических горных пород. Петрозаводск, 2015. С. 551-554.
9. Удоратина О.В., Травин А.В. Щелочные пикриты четласского комплекса Среднего Тимана: Ar -Ar данные // Рудный потенциал щелочного, кимберлитового и карбонати-тового магматизма: Материалы ХХХ Международной конференции. Анталия-Моск-ва, 2014. С.82-84.
10. Владимиров Б.М., Волянюк Н.Я., Понома-ренко А.И. Глубинные включения из кимберлитов, базальтов и кимберлитоподобных пород. М.: Наука, 1976. 284 с.
11. Кимберлитовые породы Приазовья. М.: Наука, 1978. 320 с.
12. Костюк В.П. Минералогия и природа глубинных включений в базальтах Минусинской котловины // Материалы по генетиче-
ской минералогии и петрологии. Новосибирск: Наука, 1977. С. 3-28.
13. Соболев Н.В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1974. 264 с.
14. Frish T., Wright J.B. Chemical composition of high-pressure megakrysts Nigeria Cenosoic Lavas // N.Jabrb. Miner. Monatshefte, 1971. №7. Р.289-304.
15. Довжикова Е.Г., Бакулина Л.П. Ультраосновные щелочные породы Среднего Тима-на // Геология и минеральные ресурсы европейского Северо-Востока России. Т.2. Материалы XVI Геологического съезда Республики Коми (Сыктывкар, 15-17 апреля 2014 г.). Сыктывкар, 2014. С. 101-103.
16. Илупин И.П., Козлов И.Г. Циркон в кимберлитах // Геология, петрография и минералогия магматических образований северовосточной части Сибирской платформы. М.: Наука, 1970. С. 254-266.
17. Adams G.E., Bishop F.C. Experimental investigation of Ca-Mg exchange between olivine, or-thopyroxene and clinopyroxene // Earth and Planet. Sci.Lett., Vol.57. №1. Р. 241-250.
18. Boyd F.R., Shairer J.F. The system MgSiO3-CaMgSi2O6. J.Petrol., 1964. Vol. 5. № 2. Р. 275-309.
19. Fabries J. Spinil-olivinegeothermometru in peridotites // Contrib. miner. Petrol., 1979. Vol. 69. № 4. Р. 329-336.
References
1. Andreichev V.L., Stepanenko V.I. Vozrast karbo-natitovogo kompleksa Sredego Ti-mana // Ru-doobrazovanie i magmatizm severa Urala i Timana [Age of the Middle Timan carbonatite complex // Ore formation and magmatism of the North of the Urals and Timan]. Syktyvkar, 1983. P. 83-87.
2. Getsen V.G. Istorija razvitija Timana i poluo-strova Kanin [History of development of Timan and Kanin peninsula] // Proc. of VIII Geol. Conf. of the Komi ASSR. Syktyvkar, 1978. P. 56-59.
3. Dovzhikov NA., Dovzhikova E.G., Smyslov SA. Klinopirokseny iz shhelochno-ul'traosnovnyh porod Srednego Timana [Clinopyroxenes from alkaline-ultrabasic rocks of the Middle Timan] // Notes of the All-Union Mineral. Society. 1985. Part 114. Issue 5. P. 599-805.
4. Dudar L.P., Dovzhikov NA., Sablukov S.M. Mi-neraly mantijnyh vkljuchenij v kim-berlitah i ih analogi iz alljuvial'nyh otlozhenij Srednego Timana // Geologija magmaticheskih obrazo-vanij severa Urala i Timana [Minerals of mantle inclusions in кimberlites and their analogues from alluvial deposits of the Middle Timan // Geology of magmatic formations of the North of the Urals and Timan]. Issue 48. Syktyvkar, 1984. P. 67-78.
5. Ivensen Yu.P. Magmatizm Timana i poluo-strova Kanin [Magmatism of Timan and Kanin peninsula]. Moscow-Leningrad: Nauka, 1964.126 p.
6. Stepanenko V.I. Dajkovaja serija shhjolochno-ul'traosnovnoj formacii Srednego Timana // Geologija i poleznye iskopaemye severo-vos-toka evropejskoj chaste SSSR [Dyke series of alkaline-ultrabasic formations of the Middle Timan // Geology and minerals of the northeast of the USSR European part]. Syktyvkar, 1975. P. 99-105.
7. Stepanenko V.I. Osobennosti geologicheskogo stroenija i sostava karbonatitovogo kompleksa Srednego Timana // Magmaticheskie formacii Evropejskogo Severo-Vostoka SSSR [Features of geological structure and composition of carbonatite complex of the Middle Timan // Magmatic formations of the European northeast of the USSR]. Syktyvkar, 1979. P. 5261.
8. Golubeva I.I., Burtsev I.N. Problema tipizacii shchelochnyh ul'tramafitov dajkovogo kom-pleksa Srednego Timana // Petrografiya mag-maticheskih i metamorficheskih gornyh porod [The problem of typization of alkaline ultra-mafites of dyke complex of the Middle Timan // Petrography of magmatic and metamorphic rocks]. Petrozavodsk, 2015. P. 551-554.
9. Udoratina O.V., Travin A.V. Shchelochnye pik-rity chetlasskogo kompleksa Srednego Timana: Ar-Ar dannye // Rudnyj potencial shcheloch-nogoekimberlitovogo i karbonatitovogo mag-matizma [Alkaline picrites of Chetlass complex of the Middle Timan: Ar-Ar data // Ore potential of alkaline, kimberlite and carbona-tite magmatism]: Materials of XXX Intern. Conf. Antalya-Moscow, 2014. P.82-84.
10. Vladimirov B.M., Volyanyuk N.Ja, Ponomaren-
ko AI. Glubinnye vkljuchenija iz kimberlitov, bazal'tov i kimberlitopodobnyh porod [Deep inclusions from kimberlites, basalts and kim-berlite-like rocks]. Moscow: Nauka, 1976, 284 p.
11. Kimberlitovye porody Priazov'ja [Kimberlite rocks of the Azov region]. Moscow: Nauka, 1978. 320 p.
12. Kostyuk V.P. Mineralogija i priroda glubinnyh vkljuchenij v bazal'tah Minusinskoj kotloviny // Materialy po geneticheskoj mineralogii i petrologii [Mineralogy and nature of deep ic-lusiona in basalts of Minusinsk basin // Materials on genetic mineralogy and petrology]. Novosibirsk: Nauka, 1977. P. 3-28.
13. Sobolev N.V. Glubinnye vkljuchenija v kimber-litah i problema sostava verhnej mantii [Deep inclusions in kimberlites and the problem of the upper mantle composition]. Novosibirsk: Nauka, 1974. 264 p.
14. Frish T., Wright J.B. Chemical composition of high-pressure megakrysts Nigeria Cenosoic Lavas. // N.Jabrb. Miner. Monatshefte. 1971. №7. P.289-304.
15. Dovzhikova E.G., Bakulina L.P. Ul'traosnovnye shhelochnye porody Srednego Timana // Geo-logija i mineral'nye resursy Evropejskogo se-vero-vostoka Rossii [Ultrabasic alkaline rocks of the Middle Timan // Geology and mineral resources of the European northeast of Rus-
sia]. Vol. 2. Materials of XVI Geol. Congress of the Komi Republic, April 15-17, 2014. Syktyvkar, 2014. P. 101-103.
16. Ilupin I.P., Kozlov I.G. Cirkon v kimberlitah // Geologija, petrografija i mineralogija magma-ticheskih obrazovanij Severo-vostochnoj chaste Sibirskoj platformy [Zircon in kimberlites// Geology, petrography and mineralogy of magmatic formations of the northeastern part of the Siberian platform]. Moscow: Nauka. 1970. P. 254-266.
17. Adams G.E., Bishop F.C. Experimental investi-
gation of Ca-Mg exchange between olivine, or-thopyroxene and clinopyroxene // Earth and Planet. Sci.Lett. Vol.57. №1. Р. 241-250.
18. Boyd F.R., Shairer J.F. The system MgSiO3-CaMgSi2O6. J.Petrol., 1964. Vol.5. № 2. Р.275-309.
19. Fabries J. Spinil-olivine geothermometru in peridotites. // Contrib. miner. Petrol., 1979. Vol. 69. № 4. Р. 329-336.
Статья поступила в редакцию 01.02.2018.
