CC BY
6
УДК. 553.81 (234.83) DOI: 10Л9110/§еоу.2020Л0Л
ТИП0М0РФИЗМ ГЛУБИННЫХ АКЦЕССОРНЫХ МИНЕРАЛОВ ВЫМСКПЙ ГОРСТОВОН СТРУКТУРЫ (СРЕДНИЙ ТИМАН). ОЛИВИН, ПИРОПЫ
Ю. В. Глухов, Б. А. Макеев, М. Ю. Сокерин
Институт геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар glukhov@geo.komisc.ru
Приводятся результаты минералогического изучения пиропов и оливина Вымской горст-антиклинорной структуры (Кыввожское золотороссыпное поле, Средний Тиман), обнаруженных при шлиховом опробовании. При проведении исследований использовалась оптическая микроскопия, электронный микрозонд и сканирующий электронный микроскоп. Продемонстрирована высокая сохранность эндогенной поверхности у части пироповых индивидов и оливина, указывающая на близость их магматического источника. Установлена принадлежность изученных пироповых гранатов к лерцолитовому парагенезису. В составе некоторых гранатов обнаруживались микровключения хромшпинелей и ортопироксена (энстатита). В одном пироповом индивиде из верховий р. Белая Кедва были выявлены многочисленные микровключения высокобарного и высокотемпературного титаноциркониевого минерала шриланкита (первая находка на Тимане). Установлено, что изученные пиропы идентичны по составу пироповым гранатам из Умбинского кимберлитового поля (Средний Тиман). Это, очевидно, указывает на то, что магматические породы трубок взрыва Умбинского поля являются аналогами источников пиропов Кыввожского золотоносного района. Не исключено также, что эти трубки сами являются источниками данных пиропов.
Ключевые слова: алмазоносность, минералы алмазной ассоциации, пироп, оливин, Вольско-Вымская гряда, Средний Тиман.
TYPOMORPHISM OF HYPOGENE ACCESSORY MINERALS OF THE VYMSKY HORST STRUCTURE (MIDDLE TIMAN). OLIVINE, PYROPES
Yu. V. Glukhov, B. A. Makeev, M. Yu. Sokerin
Institute of Geology FRC Komi SC UB RAS, Syktyvkar, Russia
The results of mineralogical study of pyropes and olivine from the Vymskaya horst-anticline structure (Kyvvozh goldbearing placer field, Middle Timan), that found during the heavy mineral concentrate sampling, are presented. Optical microscopy, electron microprobe, and scanning electron microscope were used in the research. High preservation of the endogenous surface of some pyrope individuals and olivine is demonstrated, indicating the closeness of their magmatic sources. The studied pyrope garnets belong to the lherzolite paragenesis of mantle minerals. Microinclusions of chrome spinels and orthopyroxene (enstatite) were found in some garnet grains. Abundant microinclusions of the high-pressure and high-temperature titanium-zirconium mineral srilankite (the first find on Timan) were found in one pyrope individual from the headstream of Belaya Kedva river. Investigated pyropes are characterized by compositions, which are identical to the ones for pyrope garnets from Umba kimberlite field (Middle Timan). It seems that magmatic rocks from the Umba pipes field are analogues of parent rock sources of pyropes from Kyvvozh goldbearing area and (or) themselves are sources for these pyropes.
Keywords: diamondferousity, kimberlite indicator minerals, pyrope, olivine, Vol'sko-Vymsky ridge, Middle Timan.
Введение
Вымская структура представляет собой горст-антиклинорий, геоморфологически выраженный в рельефе Среднего Тимана возвышенностями Вольско-Вымской гряды, тянущейся в северо-западном (тиман-ском) направлении и прорезаемой на западе и востоке притоками рек Выми и Белой Кедвы [10]. В ядре Вымского горст-антиклинория находятся метаморфические комплексы пород докембрия (рис. 1). С востока и запада Вымский горст ограничен крупными тектоническими нарушениями, а также рассечён субширотными разломами. В целом данная структура имеет блоковый (блоково-надвиговый) характер. Круто залегающее западное и более пологое восточное крылья Вымской структуры перекрыты фанерозойским платформенным чехлом осадочных отложений.
На северном замыкании докембрийского ядра Вымской структуры размещается среднедевонская (эйфель-живетская) полиминеральная алмаз-золо-то-редкометалльная россыпь Ичетъю. Источник её золота и алмазов всё ещё достоверно не установлен. Расположенные в ядре Вымской горст-антиклинали и охватывающие притоки рек Выми и Кедвы золотоносные россыпи и россыпепроявления Кыввожского россыпного поля помимо самородного золота содержат разнообразные минералы платиноидов. Однако источники всей этой благороднометалльной минерализации также до сих пор не установлены. Общеизвестно, что определённую роль контроля оруденения могут играть проявления магматизма. Подобного рода выходы магматических пород были обнаружены в центральной части Вымской структуры, в их числе секущие дайковые
Для цитирования: Глухов Ю. В., Макеев Б. А., Сокерин М. Ю. Типоморфизм глубинных акцессорных минералов Вымской горстовой структуры (Средний Тиман). Оливин, пиропы // Вестник геонаук. 2020. № 10(310). C. 3—11. DOI: 10.19110/geov.2020.10.1.
For citation: Glukhov Yu. V., Makeev B. A., Sokerin M. Yu. Typomorphism of hypogene accessory minerals of the Vymsky Horst structure (Middle Timan). Olivine, pyropes. Vestnik of Geosciences, 2020, 10(310), pp. 3—11. DOI: 10.19110/geov.2020.10.1.
Рис. 1. Геологическая карта-схема золотоносной Кыввожской площади (Вымский выступ) и сопредельных районов (составлена по материалам Д. Б. Соболева и Н. И. Тимонина) [8].
Условные сокращения: 1—8 — фанерозойские терригенные и морские отложения платформенного чехла; 9 — протерозойские метаморфические комплексы фундамента; 10 — позднедевонские субвулканические интрузии и покровные базальты; 11 — вендские дайки долеритов; 12 — тектонические нарушения; 13 — надвиги (a — установленные, b — предполагаемые); 14 — находки пиропов в аллювии; 15 — находка оливина в аллювии; 16 — трубки взрыва (U — Умбинская, S — Средненская, V — Водораздельная); 17 — россыпные поля: I — Ичетъюское алмаз-золото-редкометалльное палеороссыпное, К — Кыввожское золотороссыпное
Fig. 1. Geological schematic map of Kyvvozhskaya goldbearing area (Vymsky horst) and frontier terrains (based on the map materials of D. B. Sobolev and N. I. Timonin) [8].
Legend: 1-8 — Phanerozoic terrigenous and marine sediments of the platform cover; 9 — Proterozoic metamorphic complexes of the basement; 10 — Late Devonian subvolcanic intrusions and cover basalts; 11 — Vendian dykes of dolerites;12 — discontinuous faults; 13 — overthrust faults (a — established, b-assumed); 14 — finds of pyropes in alluvium; 15 — finding of olivine in alluvium; 16 — Explosion pipes (U — Umbinskaya, S — Srednenskaya, V — Vodorazdelnaya); 17 — placer fields: I — Ichetyu diamond-gold-rare-metal paleoplacer area, К — Kyvvozhskaja gold placer area
тела метадолеритов руч. Лунвож. Примерно в 12-ти километрах на юго-восток от россыпного Ичетъюского поля быши выявлены прорывающие докембрийские породы фундамента трубки взрыва Средненская и Водораздельная и перекрытая девонскими отложениями щелочная альнёитовая диатрема Умбинская [4, 5]. Все эти трубки Умбинского кимберлитового поля оказались неалмазоносными. Несмотря на то, что в вопросе связи магматизма и рудогенеза Тимана ещё многое остаётся неясным, поиск новых магматических тел и изучение связанных с ними акцессорных рудоинди-каторых минералов представляются перспективными исследовательскими направлениями.
В предшествующий период на Среднем Тимане усилиями ухтинских геологов и сотрудников Института геологии Коми НЦ РАН [1, 4, 5, 10] велась систематиче-
ская работа по изучению акцессорных минералов глубинных магматических комплексов пород, относящихся к группе минералов алмазной ассоциации. В данной работе приводятся новые сведения по пиропам и оливину, которые были обнаружены в шлиховых пробах Кыввожской золотоносной площади.
Методы исследования
Исследования проводились на базе ЦКП «Геонаука» Института геологии ФИЦ Коми НЦ УрО РАН. Акцессорные минералы отбирались препаровальной иглой под бинокулярным микроскопом из электромагнитной фракции концентратов шлиховых проб (исходный объём ~ 0.01 м3). Фотоизображения пироповых гранатов получены при помощи оптического микроско-
52 04 52u24'
Рис. 2. Район работ и локализация точек пробоотбора (лиловое — пиропы, жёлтое — оливин)
Fig. 2. The study area and localization of sampling points (lilac — pyropes, yellow — olivine)
па МБС-9 и цифрового фотоаппарата Sony Cyber-shot DSC-W830). Детали микрорельефа поверхности минеральных зёрен и их элементный состав изучались при помощи растрового электронного микроскопа Tescan VEGA 3 LMN с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 450 и приставкой EBSD (рабочее напряжение — 20 kV, напыление углеродом).
Результаты исследования
Оливин. Единственное зерно оливина (проба 505003) было обнаружено в грубообломочном современном аллювии примерно в 6 км выше устья р. Чёрная Кедва (рис. 2).
Оливин был представлен бледно-жёлтым, полупрозрачным, угловатым, без следов окатывания, брусковид-ным индивидом размером 0.2x0.3x0.5 мм. Первичная поверхность оливина (его разделившихся при препарировании фрагментов) под электронным микроскопом имеет специфичный занозистый бугорчато-ямча-тый микрорельеф (рис. 3). На сколотых поверхностях видны многочисленные треугольные устья дислокаций (рис. 3, b).
По химическому составу оливин относится к форстеритам (таблица). Содержание железа находится в интервале 9—10 мас. % FeO, соответствующий коэффициент магнезиальности (Mg# = MgO/(MgO+FeO) составляет 0.83—0.84. Имеются следы марганца (0.2 мас. % MnO) и никеля (0.3-0.4 мас. % NiO).
Пироп. Зёрна хромсодержащих мантийных пиропов в шлиховых пробах из современных аллювиальных псефитов обнаруживались в единичных экземплярах: обр. 504805 и обр. 503501 (среднее течение р. Черная Кедва), обр. 601401 (верховья притока руч. Кыввож);
обр. 604601 (руч. Лунвож) и 605301 (руч. Войвож); обр. 2941а-ПЛК-19, обр. 2941в-ПЛК-19 (приток руч. Левый Кыввож), обр. 207801 (верховья р. Белая Кедва).
Пиропы имеют характерный лиловый цвет различного насыщения и цветовых оттенков — от бледно-розовато-сиреневых до фиолетовых (рис. 4). Зёрна полупрозрачны, у многих видны внутренние трещины. У трёх индивидов присутствует бурый нацвет (все с южной части Кыввожского района). По форме пиропы представляют собой угловато-округлые и округлые уплощённые тела. По максимальному размеру зёрна варьируют от 0.4 до 0.7 мм, и практически все обнаруживаются в гранулометрическом классе крупности +0.25—0.5 мм.
Пиропы обладают различной степенью окатан-ности, под которой мы здесь понимаем механическую изношенность эндогенной (первичной) поверхности, отличая таким образом окатанность и округлость (последняя может возникать и в эндогенных обстановках вследствие растворения или оплавления зерна минерала). Практически неокатанными оказались округло-угловатое зерно пиропа из пробы 504805, отобранной на р. Чёрная Кедва (рис. 4, а1—а6), рис. 5 (а—1) и округлое сильноуплощённое зерно из пробы 601401, взятой в верховьях левого притока руч. Кыввож (рис. 4, Ь1—Ь4)
Рис. 3. Микрорельеф первичной (справа) и сколовой (слева) поверхностей фрагмента индивида оливина: a — общий вид, b — детализация. Электронный микроскоп Tescan VEGA 3 LMN, вторичные электроны
Fig. 3. Microrelief of the primary (right) and shear (left) surfaces of an individual olivine fragment. a — general view, b — detail. Tescan VEGA 3 LMN electron microscope, secondary electrons
Номер спектра Spectrum No Номер образца Sample No Компонент / Component Сумма Total Минерал Mineral
SiO2 TiO2 ZrO2 AI2O3 C2O3 V2O5 FeO MnO MgO CaO NiO ZnO Na2O
1 Ц 605301 41.19 0.12 - 22.46 1.65 - 12.54 0.57 16.30 6.12 - - - 100.94 пироп / pyrope Prp58Alm25Uv5Grs10Sps1Adr1
2 к 605301 41.08 - - 22.47 1.62 - 12.77 0.55 16.18 6.24 - - - 100.91 пироп / pyrope Prp58Alm25Uv5Grs11Sps1
3 вкл 605301 1.72 0.66 - 25.66 32.05 0.47 25.13 - 10.69 0.56 0.51 0.26 - 97.71 хромшпинель / chrome spinel (Mg0.50Fe0.48Ni0.01Zn0.01)(Al0.96Cr0.81Fe0.19Ti0.03V0.01)2O4
4 вкл 605301 - 0.71 - 25.66 34.24 0.53 26.16 - 10.42 0.23 0.37 - - 98.32 хромшпинель / chrome spinel (Fe0.51Mg0.48Ni0.01)(Al0.94Cr0.84Fe0.18Ti0.03V0.01)2O4
5 вкл 605301 2.62 0.85 - 25.98 32.17 0.39 25.80 - 11.37 0.37 0.40 0.64 0.22 100.81 хромшпинель / chrome spinel (Mg0.53Fe0.45Ni0.01Zn0.01)(A]0.95Cr0.79Fe0.21Ti0.04V0.01)2O4
6 вкл 605301 39.43 - 26.37 - - 13.36 0.17 0.51 0.62 - - - 80.46 алюмосиликат (каолинит?) / Alumosilicate (kaolinite?)
7 вкл 605301 - 0.85 - 26.89 33.76 0.45 25.10 0 9.28 - 0.53 - - 96.85 хромшпинель / chrome spinel (Fe0.55Mg0.44Nia01XAlL00Cr0.84Fe0.nTia04V0.01)2O4
8 Ц 604601 41.06 - - 20.93 3.65 - 9.01 0.47 18.41 6.09 - - - 99.62 пироп / pyrope Prp66Alm18Uv10Grs4Sps1Adr1
9 к 604601 41.49 - - 21.30 3.51 - 8.98 0.50 18.52 6.08 - - - 100.39 пироп / pyrope Prp66Alm18Uv10Grs5Sps1
10 вкл 604601 1.06 - - 29.15 44.74 0.40 12.70 0 12.63 - - 0.54 - 101.21 хромшпинель / chrome spinel (Mg0.64Fea35Zna01)(CrL01Ala98Va01)2O4
11 Ц 207801 41.93 0.22 - 22.58 2.46 - 6.45 0.22 20.73 5.53 - - - 100.12 пироп / pyrope Prp73Alm13Uv7Grs6Adr1
12 к 207801 42.19 0.15 - 22.51 2.24 - 6.44 0.29 21.03 5.47 - - - 100.33 пироп / pyrope Prp73Alm12Uv6Grs7Sps1Adr1
13 вкл 207801 5.96 46.54 37.73 3.67 0.29 0.51 1.12 - 3.68 1.06 - - - 100.56 шриланкит / srilankite (Zr0 33^0 67)O2
14 вкл 207801 4.62 46.34 37.72 2.52 0.39 0.72 1.22 - 1.88 1.07 - - - 96.48 шриланкит / srilankite (Zr0 33^0 67)O2
15 вкл 207801 6.98 79.38 3.39 4.46 1.33 - 1.04 - 4.63 1.25 - - - 102.46 рутилоподобный / rutile-likeTiO2
16 вкл 207801 6.79 50.11 31.94 4.84 0.65 - 1.24 - 5.30 0.87 - - - 101.74 шриланкит / srilankite (Zr0 33^0 67)O2
17 вкл 207801 3.52 47.35 32.76 5.07 1.81 0.58 1.17 - 3.28 0.67 - - - 96.20 шриланкит / srilankite (Zr0 33^0 67)O2
18 ц 601401 41.92 - - 21.81 3.12 - 8.89 0.37 20.09 4.60 - - - 100.81 пироп / pyrope Prp70Alm17Uv9Grs2Sps1Adr1
19 к 601401 41.28 - - 21.70 3.05 - 8.70 0.48 19.78 4.40 - - - 99.40 пироп / pyrope Prp70Alm17Uv9Grs3Sps1
20 ц 503501 41.90 - - 22.33 2.64 - 6.60 0.44 21.33 4.92 - - - 100.16 пироп / pyrope Prp74Alm12Uv7Grs5Sps1Adr1
21 к 503501 42.07 - 22.14 2.64 - 6.58 0.27 21.40 4.95 - - - 100.04 пироп / pyrope Prp75Alm12Uv7Grs4Sps1Adr1
22 ц 504805 41.52 - - 21.83 2.90 - 8.31 0.52 19.39 5.75 - - - 100.22 пироп / pyrope Prp68Alm16Uv8Grs6Sps1Adr1
23 к 504805 41.96 - - 21.79 3.05 - 8.46 0.48 19.43 5.64 - - - 100.81 пироп / pyrope Prp68Alm16Uv9Grs5Sps1Adr1
24 ц 505003 40.42 - - - - - 9.71 0.15 49.16 - 0.29 - - 99.73 оливин / olivine Fo90FaM
25 ц 505003 40.37 - - - - - 9.61 0.26 49.26 - 0.38 - - 99.87 оливин / olivine Fo90FaM
26 ц 505003 40.60 - - - - - 9.85 0.48 48.82 - 0.41 - - 99.67 оливин / olivine Fo90FaM
27 ц 2941а/11 42.03 - - 22.38 2.50 - 7.83 0.56 20.20 5.42 - - - 100.92 пироп / pyrope Prp70Alm15Uv7Grs6Sps1Adr1
28 к 2941а/11 41.13 - - 21.65 2.79 - 7.85 0.50 19.80 5.42 - - - 99.14 пироп / pyrope Prp70Alm15Uv8Grs5Sps1Adr1
29 Ц 2941в/21 41.88 - - 21.79 3.17 - 7.58 0.38 20.47 4.96 - - - 100.23 пироп / pyrope Prp72Alm15Uv9Grs3Sps1
30 к 2941в/21 41.90 - - 21.82 3.15 - 7.30 0.40 20.46 4.79 - - - 99.82 пироп / pyrope Prp72Alm15Uv9Grs3Sps1
31 вкл 2941в/21 58.18 - - 1.29 0.5 - 3.62 - 36.98 0.21 - - - 100.78 пироксен / pyroxene (Mg1 90Fe0 10^Si2O6
32 вкл 2941в/21 4.48 0.10 - 23.85 43.42 0.36 12.13 - 17.84 0.17 - - - 102.35 хромшпинель / chrome spinel (Mg0.80Fe0.20)(Crl02Al0.85Fe0.nV0.01Ti0.01)2O4
33 вкл 2941в/21 56.17 - - 2.81 0.75 - 4.2 - 35.37 0.76 - - - 100.06 пироксен / pyroxene (Mgj 88Fe0 12)2Si2O6
Примечание: номера проб и точек микроанализа: 1—7 — пр. 605301 (Войвож); 8—10 — пр. 604601 (руч. Лунвож); 11—17 — пр. 207801 (верховья р. Белая Кедва); 18, 19 — пр. 601401 (левый приток Кыввожа); 20—26 — пр. 503501, 504805, 505003 (Чёрная Кедва); 27—33 — пр. 2941-ПЛК-19 (приток Левого Кышвожа). Используемые сокращения для обозначения места точки микроанализа: ц — центр, к — край (кайма), вкл — включение. Сокращённые названия миналов: Prp — пироп, Alm — альмандин, Uv — уваровит, Grs — гроссуляр, Sps — спессартин, Adr — андрадит, Fo — форстерит, Fa — фаялит.
Note: Numbers of samples and microanalysis points: 1-7 — sp. 605301 (Voivozh); 8-10 — sp. 604601 (Lunvozh); 11-17 — sp. 207801 (upper reaches of the Belaya Kedva river); 18, 19 — sp. 601401 (left tributary of Kyvvozh river); 20-26 — sp. 503501, 504805, 505003 (Chyornaya Kedva); 27-33 — sp. 2941-ПЛК-19 (tributary of Leviy Kyvvozh river). Abbreviations used to indicate the location of the microanalysis point: ц — center, к — edge (rim), вкл — inclusion. Abbreviation of minals: Prp — pyrope, Alm — almandine, Uv — uvarovite, Grs — grossular, Sps — spessartine, Adr — andradite, Fo — forsterite, Fa — fayalite.
Рис. 4. Морфология и поверхность пиропов различных классов механического износа (оптический микроскоп МБС-9, цифровой фотоаппарат Sony Cyber-shot DSC-W830): а1—а6 — I класс, обр. 504805 (р. Чёрная Кедва); b1—b4 — I класс, обр. 601401 (верховья левого притока руч. Кыввож); c1—c4 — II класс, обр. 503501 (р. Чёрная Кедва); d1—e4 — II класс, d1—d4 —обр. 2941а-ПЛК-19, e1—e4 — обр. 2941в-ПЛК-19 (приток Левого Кыввожа); h1—h4 — II класс, обр. 604601 (руч. Лунвож), f1— f2 — III класс, обр. 207801 (верховья р. Белая Кедва); j1—j3 — III класс, обр. 605301 (руч. Войвож). Типоморфные элементы: а1—а3, b1—b4, d1-d4, f1 — бугорчатость (пузырчатость); а4, b4, c2—c4, d1, e2—e4, j1—j2, h1, h3 — зеркальный блеск; а4, а5, e2—e4 — свежий скол; а1, j1—j2, h1—h4 — старый скол; а1, а6 — неизношенное ребро; c1, d2, f1—f2, j 1 —j3, h2 — матировка изношенного ребра; f1, j2 — матировка поверхности; а1—а6, c1, c3, e3, f2 — внутренние трещины; h4 — железомарганцевая оксигидроксидная корка; f1-h4 — бурый нацвет
Fig. 4. Morphology and surface images of pyropes of various classes of mechanical wearing (MBS-9 optical microscope, Sony Cyber-shot DSC-W830 digital camera): а1—а6 — class I, sp. 504805 (Chjornaya Kedva); b1—b4 — I класс, обр. 601401 (headstream of left tributary
stream of Kyvvozh; c1—c4--class II, sp. 503501 (Chjornaya Kedva); d1—e4 — II класс, d1—d4 — sp. 2941а-ПЛК-19, e1—e4 — sp.
2941в-ПЛК-19 (tributary stream of Levyj Kyvvozh); h1-h4 — class II, sp. 604601 (Lunvozh), f1- f2 — III class, sp. 207801 (headstream of Belaya Kedva); j 1 —j3 — III class, sp. 605301 (Vojvozh). Typomorphic elements: а1-а3, b1-b4, d1-d4, f1 — tuberosity (blistering); а4, b4, c2-c4, d1, e2-e4, j1-j2, h1, h3 — mirror brilliance; а4, а5, e2-e4 — fresh cleavage; а1, j1-j2, h1-h4 — old-aged cleavage; а1, а6 — unworn edge; c1, d2, f1-f2, j 1 —j3, h2 — matting of the worn edge; f1, j2 — matting of the surface; а1-а6, c1, c3, e3, f2 — internal cracks; h4 — iron-manganese hydroxide crust; f1-h4 — brown pigmentation
Руководствуясь принципами типизации, предложенной Л. А. Зиминым [11], данные зерна можно отнести по степени механического износа к классу I. Характерные типоморфные особенности этих пиро-повых индивидов — отсутствие износа рёбер и сторон («псевдограней»), являющиеся признаком близости к их магматическим источникам. У этих пиропов также
присутствует специфичный бугорчатый (пузырчатый) микрорельеф (рис. 4, а1—а3, Ъ1—Ъ4) и глянцевый (стеклянный) блеск (рис. 4, а4, Ъ4), обусловленный способностью этих эндогенных поверхностей зеркально отражать свет. У пиропового зерна из аллювия Чёрной Кедвы есть свежие и старые сколы. Поверхность сколов глянцевая и покрыта многочисленными однород-
ными кристаллографически упорядоченными («правильными») ямками растворения (рис. 5, И).
Округлое уплощённое зерно пробы 503501 из аллювия Чёрной Кедвы (рис. 3, Ь1—Ь4), округло-угловатое зерно пробы 2941а-ПЛК-19 и сколотое уплощённое округло-угловатое зерно пробы 2941в-ПЛК-19 из голо-ценовых псефитов притока Левого Кыввожа (соответственно рис. 4, е1—е4 и рис. 4, е1—е4), а также округло-угловатый индивид пробы 604601, отобранной на Лунвоже (рис. 4, е1—е4), являются полуокатанными и относятся к классу II механического износа. Как и у пиропов класса I механического износа, у них есть специфические признаки недавнего пребывания в магматических телах, также имеются сколы. Отличие выражено механическим износом рёбер (рис. 5, 1), которые округлены и выделяются характерной матовостью, обусловленной способностью данных участков поверхности пироповых зёрен эффективно рассеивать свет (диффузное отражение света). Под электронным микроскопом хорошо видно, что данные участки механического воздействия в отличие от реликтовых эндогенных поверхностей покрыты многочисленными хаотически расположенными разнородными ямками механических повреждений (рис. 5, ]-о). Наконец, ещё два округлых, сильно уплощенных пироповых зерна из пробы 207801, отобранной в верховьях Белой Кедвы (рис. 4, 11—12), и пробы 605301 с Войвожа (рис. 4, Д—]3) относятся к классу III механического износа. У данных пиропов механически затёрты не только рёбра, но и бока (рис. 5, о). На поверхности зёрен нет эндогенных бугорков, а изобилуют разнородные механические мелкие ямки и крупные выбоины.
По данным микрозондового анализа, концентрации хрома в лиловых пиропах невысокие и флуктуируют в весьма узком диапазоне значений — от 1.6 до 3.6 мас. % СГ2О3 (см. таблицу). Регистрируются повышенные содержания железа — 6.4—12.7 мас. % FeO. Содержания кальция варьируют в узком диапазоне — от 4.5 до 6.1 мас. % СаО. Во всех точках анализа зарегистрировано присутствие следов марганца до 0.57 мас. % МпО. В одном случае (обр. 605301, Войвож) зафиксированы следовые содержания титана — 0.12 % ТЮ2.
По составу гранатовых миналов хромсодержащие лиловые гранаты можно охарактеризовать как пиропы, включающие небольшое количество альмандиновых, уваровитовых и гроссуляровых компонентов (в сумме не превосходят первые десятки мас. %).
Включения в пиропах. Во внутренних частях зёрен пиропов из проб южной части района работ (Лунвож, Войвож, Левый Кыввож и верховья Белой Кедвы) обнаружены микроминеральные включения. У этих зёрен имеется характерный буроватый нацвет. На срезах пироповых индивидов из Лунвожа и Войвожа локально по периферийной области виднеются ламелевидные и овальные крошечные выделения хромшпинелей размерами в несколько единиц микрометров (максимальные размеры — до 10—12 мкм). В одном примере (обр. 605301) на срезе граната наблюдается вытянутый шестиугольник гетерофазного хромшпинель-силикатно-го включения размером 17 х 22 мкм. Основная (~ 90 %) часть камеры включения выполнена труднодиагности-руемой (возможно, эпигенно-изменённой) алюмоси-ликатной фазой, похожей по составу (низкая сумма) на каолинит. Внутри по центру находится ксеноморф-
ное удлинённое выделение хромшпинели размером 6 х 10 мкм. Включения хромшпинелей войвожского пиропа из пробы 605301 характеризуются близким шпи-нелевым (субферрихромпикотитовым — по номенклатуре Н. В. Павлова [6]) составом и имеют практически один и тот же набор следовых примесей (десятые доли мас. %) титана, никеля, ванадия и цинка (натрия — в единственном микроанализе). Хромшпинелевое включение в другом войвожском пироповом зерне из пробы 604601 имеет хромитовый (алюмохромитовый — по номенклатуре Н. В. Павлова [6]) состав. В числе примесей (десятые доли мас. %) в этом зерне были обнаружены только ванадий и цинк.
В одном из двух зёрен, найденных в грубообло-мочном аллювии притока руч. Левый Кыввож (обр. 2941в-ПЛК-19/21), были обнаружены микровключения хромшпинели и ортопироксена (рис. 6, а, Ь).
Одно из включений размером 6 х 12 мкм, вытянутое, каплевидное, является двухфазным. Большая часть камеры (~ 75 %) заполнена пироксеновой фазой, остальное пространство (~ 25 %) занимает хромшпи-нель. Пироксеновая фаза по составу является энста-титом. Помимо магния (37 мас. % М§О) энстатитовая фаза содержит железо (3—4 мас. % БеО). Остальные следовые элементы (алюминий, кальций, хром), обнаруженные в микрозондовом спектре рентгенофлю-оресценции, по-видимому, обусловлены перекрытием при микрозондовом анализе матрицы окружающего пиропового граната и соседствующей хромшпенели. Хромшпинель имеет хромитовый (алюмохромитовый — по номенклатуре Н. В. Павлова [6]) состав. В числе примесей (десятые доли мас. %), уверенно относящихся к выделению хромшпинели, обнаружен титан, а также ванадий, которых нет в гранатовой матрице и соседствующем пироксене.
На полированном срезе пиропового индивида из верховий Белой Кедвы (обр. 207801) выявлены десятки хаотически расположенных ламелевидных и субизоме-тричных выделений оксидной фазы титан-циркониевого (шриланкитового) состава (рис. 5, с, ё). Из примесей в составе данных включений уверенно определяется ванадий (до 0.7 мас. % V2O5), который отсутствует в пироповой матрице. Размеры данных выделений — от долей микрометров в поперечнике до нескольких единиц микрометров по удлинению. Среди включений были обнаружены также редкие, игольчатого облика выделения рутилоподобного ТЮ2. Размеры одного такого включения составляют 4 х 0.5 мкм.
Обсуждение результатов
Проведённое исследование оливина и пироповых
гранатов из шлиховых проб аллювия Вольско-Вымской гряды указывает на присутствие среди них индивидов с относительно высокой сохранностью «первичных» эндогенных поверхностей (т. е. сформировавшихся непосредственно в коренном теле, из которого они впоследствии были вымыты). Дальность переноса для пиропов, обнаруженных в речном аллювии притока руч. Кыввож и на р. Чёрная Кедва, имеющих механический износ поверхности класса I, может составлять всего лишь первые километры. Такую же субкилометровую близость источника позволяет прогнозировать обнаружение крайне неустойчивого в механических потоках форстерито-
Рис. 5. Микрорельеф пиропов различной степени механического износа. Классы механического износа: a—i — I класс, обр. 504805 (р. Чёрная Кедва); j—l — II класс, обр. 503501 (р. Чёрная Кедва); m—o — III класс, обр. 207801 (верховья Белой Кедвы). Типоморфные элементы морфологии и поверхности: c—g — бугорчатость (пузырчатость); h — упорядоченные ямки растворения; l, o — экзогенные разнородные ямки механических повреждений; i — свежий скол; a—c, e — неизношенные рёбра; j—o — изношенные рёбра, изношенные стороны («псевдограни») пироповых зёрен. Режим сканирования (электронный микроскоп Tescan VEGA 3 LMN): a, j, m — обратнорассеянные электроны; b—i, k, l, n, o — вторичные электроны
Fig. 5. Images of microrelief of pyropes of diverse degrees of mechanical abrasion (electron scanning microscope Tescan VEGA 3 LMN). Mechanical wear classes: a—i — class I, sp. 504805 (Chjornaya Kedva); j—l — class II, sp. 503501 (Chjornaya Kedva); m—o — class III, sp. 207801 (headstream of Belaya Kedva). Typomorphic elements of the morphology and the surface: c—g — blistering, h — ordered dissolution pits; l, o — exogenous heterogeneous pits of mechanical damages; i — fresh cleavage; a—c, e — unworn edges; j—o —worn edges, worn sides («pseudo-faces») of pyrope grains. Scanning mode (Tescan VEGA 3 LMN): a, j, m — backscattered electrons; b—i, k, l, n, o — secondary electrons
вого оливина, подобного тому, что был найден вблизи устья р. Чёрная Кедва. По нашему мнению, эти сведения позволяют прогнозировать существование выходов коренных магматических источников оливинов и пиропов на Вольско-Вымской гряде (по-видимому, где-то в центральной части Вымского выступа), которые в силу плохой обнажённости в регионе всё ещё не обна-
ружены. Для верификации данного прогноза целесообразно проведение в регионе более представительного шлихового опробования.
Положение точек составов изученных среднети-манских пиропов на дискриминационной диаграмме Н. В. Соболева [9] (рис. 7) показывает, что все изученные пиропы относятся к лерцолитовому парагенезису
ÂecmHuê геаНлуа, октябрь, 2020 г., № 10
12 1-
Рис. 6. Внутреннее строение пироповых гранатов (a, c — общий вид) и минеральные микровключения (b, d — детализация). Условные сокращения включений минералов: Chr — хромшпинель, Px — пироксен, Sri — шриланкит, TÍO2 (рутилоподобная фаза). Электронный микроскоп Tescan VEGA 3 LMN; режим сканирования: обратнорассеянные электроны
Fig. 6. Internal structure of pyrope garnets (a, c — general view) and mineral microinclusions (b, d — detail). Abbreviations for mineral inclusions: Chr — chrome-spinel, Px — pyroxene, Sri — srilankite, TiO2 (rutile-like phase). Electron microscope Tescan VEGA 3 LMN; scanning mode: back-scattered electrons
литосферной мантии. Данному парагенезису соответствуют и обнаруженные в пиропах микровключения ортопироксена (энстатита), а также хромшпинелей, уступающих по содержанию хрома хромшпинелям из гарцбургитов и дунитов.
Также хорошо видно, что большая часть фигуративных точек данных пиропов локализована в контурах пироповых составов из трубок взрыва Умбинского кимберлитового поля, располагающегося в нескольких десятках километров к северу и северо-западу от точек находок исследованных пиропов. При этом чаще всего фигуративные точки оказывались внутри контуров Умбинской и Средненской трубок. Этот результат, очевидно, указывает на то, что магматические породы трубок взрыва Умбинского поля являются аналогами пород — источников пиропов, обнаруженных нами в голоценовых аллювиальных псефитах в бассейнах рек Белая и Черная Кедва, а также Выми. Поскольку большая часть исследованных пиропов всё же имеет заметный механический износ эндогенных поверхностей, не исключено, что трубки Умбинского поля могут и сами быть коренными источниками для этих пироповых гранатов.
Любопытно, что шриланкит, который обнаружен нами в виде микровключений в пироповом индивиде в одном из притоков Левого Кыввожа, является достаточно редко встречающимся в земной коре оксидом циркония и титана [7] и ранее был замечен во включениях в гранате из лампрофировой трубки Ягодка на Тубук-Хатыстырском поле Южной Якутии [3]. Судя по неко-
Сгг03, wt. %
Рис. 7. Составы пиропов Вольско-Вымской гряды в полях гранатов различных парагенезисов на диаграмме Н. В. Соболева [9]: W — верлиты, L — лерцолиты, Н — дуниты и гарцбургиты. Контуры пироповых составов из трубок взрыва Среднего Тимана: U — Умбинская (по данным [5]); S — Средненская, V — Водораздельная (по данным [4])
Fig. 7. Compositions of pyropes of the Volsko-Vymskaya ridge in garnet fields of various parageneses on the N. V. Sobolev diagram [9]: W — verlites; L — lherzolites; N — dunites and harzburgites. Contours of pyrope compositions from explosion pipes of the Middle Timan: U — Umbinskaya (according to [5]); S — Srednenskaya, V — Vodorazdel'naya (according to [4])
торым опубликованным работам, шриланкит — минерал глубинный, условия его формирования высокотермические и высокобарические. В работе [2] приводятся сведения о формировании граната и сингенетичного ему шриланкита при температуре 800 °C и давлениях 15—20 кбар. В частности, предполагается [12], что он может образовываться при гранулитовом метаморфизме и является продуктом реакции между бадделеитом и ильменитом в среде, недосыщенной кремнезёмом.
Выводы
На Среднем Тимане в голоценовых аллювиальных псефитах различных водотоков верховий Белой Кедвы и Выми (Кыввожский золотороссыпной район), а также в среднем течении Чёрной Кедвы обнаружены признаки ореолов рассеяния пироповых гранатов. Гранаты принадлежат лерцолитовому парагенезису и по составу идентичны гранатам из Умбинского кимберлитового поля Среднего Тимана. Магматические породы трубок взрыва Умбинского поля, по-видимому, являются аналогами пока ещё не обнаруженных коренных источников пиропов Кыввожского района и (или) сами являются источниками данных пиропов.
В пироповом индивиде верховий р. Белая Кедва обнаружены многочисленные микровключения шриланкита — высокобарного и высокотемпературного оксида циркония и титана (первая находка минерала на Тимане).
Авторы выражают благодарность работникам Сыктывкарского сектора ВСЕГЕИ (В. Н. Иванову,
Н. А. Васильченко, В. Г. Котельникову, В. А. Жаркову, А. А. Пархачёву), любезно предоставившим минералы шлиховых концентратов для исследования. Авторы признательны работникам Института геологии ФИЦКоми НЦ, осуществлявшим различные рутинные исследования: А. С. Шуйскому, Е. М. Тропникову (электроннаямикроскопия сканирующего типа, микрозондовый анализ), Н. Х. Хачатурян (поиск и выделение минералов тяжёлой фракции), а также В. И. Ракину за консультации по вопросам кристалломорфологии граната.
Литература
1. Бакулина Л. П. Типоморфизм минералов мантийных ассоциаций на Среднем Тимане: Автореф. дис. ... канд. г-м. наук. Свердловск, 1986. 18 с.
2. Кориневский В. Г., Блинов И. А. Первая находка минерала шриланкита на Урале // ДАН. 2016. Т. 470. № 2. С. 204-207.
3. Костровицкий С. И., Гаранин В. К., Варламов Д. А. Шриланкит — вторая находка в мире // ДАН. 1993. Т. 328. № 5. С. 601-604.
4. Макеев А. Б., Дудар В. А. Минералогия алмазов Тимана. СПб.: Наука, 2001. 336 с.
5. Мальков Б. А., Холопова Е. Б. Трубки взрыва и алмазоносные россыпи Среднего Тимана. Сыктывкар: Геопринт, 1995. 49 с.
6. Павлов Н. В. Химический состав хромшпинелидов в связи с петрографическим составом пород ультраосновных интрузивов // Труды института геологических наук. Серия рудных месторождений. 1949. Вып. 103 (13). 88 с.
7. Резвухин Д. И. Гранаты с минеральными включениями оксидов и сульфидов из кимберлитовой трубки Интернациональная: минералогия, геохимия и связь с процессами мантийного метасоматоза в литосферной мантии Мирнинского поля, Сибирский кратон: Автореф. канд. дис. Новосибирск, 2016. 17 с.
8. Соболев Д. Б., Тимонин Н. И. Геологическая карта. Атлас Республики Коми. М.: Фория, 2011, с. 44-45.
9. Соболев Н. В. О минералогических критериях алма-зоносности кимберлитов // Геология и геофизика. 1971. № 3. С. 70-79.
10. Тиманский кряж : В 2 т. / Ред.-сост.: Л. П. Шилов, А. М. Плякин, В. И. Алексеев. Т. 1. История, география, жизнь: Монография. Ухта: УГТУ, 2010. 339 с.
11. Хмельков А. М. Основные минералы кимберлитов и их эволюция в процессе ореолообразования (на примере Якутской алмазоносной провинции). Новосибирск: АРТА, 2008. 252 с.
12. Bingen B., Austrheim H., Whitehouse M. J. Ilmenite as a source for zirconium during high-grade metamorphism? Textural evidence from the Caledonides of western Norway and implications for zircon geochronology // Journal of Petrology, 2001. Vol. 42 (2). Pp. 355-375.
References
1. Bakulina L. P. Tipomorfizm mineralov mantijnyh associacij na Srednem Timane (Typomorphism of minerals of mantle associations on the Middle Timan), author's abs. of dissert. of the cand. of geol. and mineral. sci., Sverdlovsk, 1986, 18 p.
2. Korinevsky V. G., Blinov I. A. Pervaia nahodka minerala shrilankita na Urale (First find of srilankite in the Urals). Doklady Earth Sciences, 2016, Moscow, 470, pp. 957-960.
3. Kostrovitsky S. I., Garanin V. K., Varlamov D. A. Shrilankit — vtoraya nahodka v mire (Srilankite — the second find in the world). Doklady Earth Sciences, 1993, V. 328, No. 5, pp. 601-604.
4. Makeyev A. B., Dudar V. A. Mineralogiya almazov Timana (Diamond Mineralogy of the Timan). St. Petersburg: Nauka, 2001, 336 p.
5. Malkov B. A., Kholopova E. B. Trubki vzryva i almazonosnye rossypi Srednego Timana (Explosion pipes and diamond-bearing placers of the Middle Timan). Syktyvkar: Geoprint, 1995, 49 p.
6. Pavlov N. V. Himicheskij sostav hromshpinelidov v svyazi s petrograficheskim sostavomporod ul'traosnovnyh intruzivov (Chemical composition of chrome-spinels in view of the petrographic composition of the rocks of the ultrabasic intrusions). Proceedings of the Institute of Geological Sciences. Ore deposits series, 1949, 103(13), 88 p.
7. Rezvukhin D. I. Granaty s mineralnymi vklyucheniyami oksidov i sulfidov iz kimberlitovoj trubki Internacionalnaya: mineralogiya, geohimiya i svyaz s processami mantijnogo metasomatoza v litosfernoj mantii Mirninskogo polya, Sibirskij kraton (Garnets with mineral inclusions of oxides and sulfides from the Internacionalnaya kimberlite pipe: mineralogy, geochemistry, and relation to mantle metasomatosis processes in the lithospheric mantle of the Mirny field, Siberian craton). Cand. degree thesis, Novosibirsk, 2016, 17 p.
8. Sobolev D. B., Timonin N. I. Geologicheskaya karta (Geological map). Atlas Respubliki Komi (Atlas of Komi Republic). Moscow: Foriya, 2011, pp. 44-45.
9. Sobolev N.V. O mineralogicheskikh kriteriyakh almazonos-nosti kimberlitov (On mineralogical criteria for the diamond content of kimberlites), Geologiya igeofizika, 1971, No 3, pp. 70-79.
10. Timanskiy kryazh (Timan ridge). Compiling editors: L. P. Shilov, A. M. Plyakin, V. I. Alekseev. Vol. 1. Istoriya geografiya, zhizn'Monografiya (History, geography, practice: monography). Ukhta, Ukhta State Techn. Univ., 2010, 339 p.
11. Khmelkov A. M. Osnovnye mineraly kimberlitov i ih evolyuciya vprocesse oreoloobrazovaniya (na primere YAkutskoj almazonosnoj provincii) (Fundamental minerals of kimberlites and their evolution in the process of halo-forming (on the example of the Yakutia diamond-bearing province). Novosibirsk: ARTA, 2008, 252 p.
12. Bingen B., Austrheim H., Whitehouse M. J. Ilmenite as a source for zirconium during high-grade metamorphism? Textural evidence from the Caledonides of western Norway and implications for zircon geochronology. Journal of Petrology, 2001, V. 42 (2), pp. 355-375.
Поступила в редакцию / Received 08.10.2020
