CC BY
43
УДК 552.48:549.643.31(722)
ВАРИАЦИИ СОСТАВА АМФИБОЛОВ В ВЫСОКОБАРНЫХ ПОРОДАХ ФРАНЦИСКАНСКОЙ ФОРМАЦИИ (КАЛИФОРНИЯ, США)
О.В. Парфенова, А.В. Бобров
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова Поступила в редакцию 04.11.17
Изучена зависимость состава амфиболов от состава протолита глаукофановых и глау-кофансодержащих сланцев Францисканской формации (Западная Калифорния, США). Амфиболы только глаукофанового состава с редкими реликтами актинолита присутствуют в апоэклогитовых сланцах вместе с омфацитом, а также в гранат-глаукофан-кварцевых сланцах (метасилицитолитах) в ассоциации с марганцовистым гранатом. В гранатовых амфиболитах установлена последовательная смена амфиболов от паргасита, эденита, актинолита, магнезиальной роговой обманки к глаукофану. В серпентин-глаукофановых сланцах наряду с глаукофаном отмечены ферроглаукофан и рибекит.
Ключевые слова: Францисканская формация, амфибол, глаукофан, минеральные ассоциации, эклогиты, США.
Parfenova O.V., Bobrov A.V. Variation of amphibole composition in high pressure rocks of Franciscan Formation (California, USA). Bulletin of Moscow Society of Naturalists. Geological Series. 2018. Volume 93, part 1. P. 48-59.
Dependence of the composition of amphiboles on the composition of protolith of glaucophane and glaucophane-bearing schists of the Franciscan Formation (West California, USA) is discussed in the paper. Amphiboles of only glaucophane composition with rare relics of actinolite occur in apoeclogite schists in association with omphacite, as well as in metachert schists (metasilicitolite) in association with Mn-rich garnet. Garnet amphibolite is characterized by successive evolution of amphibole from the mineral close to pargasite and edenite to amphibole of the tremolite-actinolite series and glaucophane. Edenite and amphiboles of the actinolite-tremolite series are registered in schists from boudines in serpentinite. Amphiboles from metabasalt (?) are mostly characterized by the high Fe concentration; in addition, amphiboles from these rocks are clearly divided into two groups (ferroglaucophane and riebeckite-arfvedsonite) without gradual transitions.
Key words: Franciscan Formation, amphibole, glaucophane, mineral associations, eclogite, USA.
Амфиболы — одна из наиболее распространенных групп породообразующих минералов в земной коре. Они кристаллизуются в широком диапазоне температур и давлений в разнообразных метаморфических, метасоматических и некоторых магматических породах. Наиболее многочисленная подгруппа натриевых и кальциевых амфиболов отличается большой сложностью составов, и, в первом приближении, минералы этой подгруппы могут быть разделены на три семейства (Leake et al., 1997, 2003; Hawthorne et al., 2012): кальциевые, натрово-каль-циевые и натровые амфиболы.
Среди метаморфических образований натриевые и кальциевые амфиболы наиболее широко распространены в метабазитах и могут быть типоморф-ными минералами, характеризующими P—T условия образования пород для целого ряда фаций низких и умеренных температур. Так, для низкотемпературной фации зеленых сланцев характерны амфиболы тремолит-актинолитового ряда, образующиеся в ассоциации с альбитом, хлоритом и другими минералами. В среднетемпературной амфиболитовой фации возникают глинозем- и натрийсодержащие
кальциевые амфиболы (роговые обманки), ассоциирующие с плагиоклазом основного или среднего состава. Для фации глаукофановых (голубых) сланцев характерна ассоциация глаукофана довольно широкого диапазона состава (с трендами в сторону винчита, барруазита, рибекита и рихте-рита), лавсонита (или эпидота), кварца, граната, хлорита и альбита. Специфику минерального состава глаукофановых сланцев нельзя с уверенностью связать ни с P—T условиями их образования, ни с составом исходных пород. Они могут образовываться как за счет базальтов и диабазов, так и за счет песчаников, пелитовых известковистых и даже железо-кремнистых пород. Тем не менее особенности состава амфиболов глаукофановых сланцев могут нести определенную информацию о составе пород, подвергшихся метаморфизму.
Одним из классических и хорошо изученных метаморфических комплексов с широким развитием глаукофановых сланцев является Францисканская формация, распрострненная в Западной Калифорнии (Blake et al., 1988; Maruyama, Liou, 1988; Krogh et al., 1994; Ernst, 2011; Wakabayashi,
2015 и др.). В ходе полевой экскурсии Международной Гольдшмидтовской конференции, состоявшейся в 2014 г., нами была собрана коллекция пород, содержащих глаукофан в различных минеральных ассоциациях. В настоящей работе была поставлена задача установить типоморфные особенности амфиболов, характерных для различных по типу протолита пород Францисканской формации.
Амфиболы изучались под оптическим микроскопом, а микрозондовое определение составов выполнено в лаборатории локальных методов исследования вещества на кафедре петрологии геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова на сканирующем электронном микроскопе Jeol JSM-6480LV с энергодисперсионным спектрометром «Inca Energy-350».
Краткая геологическая характеристика
Францисканская формация в Западной Калифорнии имеет меловой возраст и с континентальной стороны обрамлена гранитными батолитами Сьерра-Невада и гор Кламат. В центральной области Береговых хребтов (рис. 1) метаморфизован-ные песчаники, граувакки и сланцы этой формации могут быть разделены на две крупные группы: 1) субкристаллические осадочные и магматические породы, которые макроскопически кажутся неизмененными, а под микроскопом в шлифах видно, что они перекристаллизованы и содержат метаморфические минералы; 2) кристаллические метаморфические сланцы с бластическими структурами, пространственно обычно совмещенные с зонами смятия и дробления. Две указанные группы пород распределены по площади неравномерно, и только в некоторых местах отдельные блоки и пластины могут быть показаны на картах в виде относительно крупных элементов. По этой причине большинством исследователей Францисканский комплекс интерпретируется как зона тектонического меланжа (Wakabayashi, 2004, 2015).
В целом неметаморфизованные и слабометамор-физованные породы соответствуют образованиям типичных офиолитовых разрезов и представлены шаровыми базальтами, глинистыми сланцами, кремнистыми радиоляриевыми породами, известняками, а также обломочными осадочными образованиями (граувакками), характерными для океанических глубоководных впадин. В пределах комплекса устанавливаются участки, где эти породы преобразованы в цеолитовой, пренит-пумпеллиитовой, глаукофан-сланцевой и эклогитовой фациях (рис. 1).
Породы, относящиеся к цеолитовой и пренит-пумпеллиитовой фациям, обладают сходными структурными особенностями, в которых легко устанавливаются признаки осадочных кластических структур (метаграувакки) и первичные магматические взаимоотношения минералов (метабазальты). В минеральном составе пород присутствуют кварц, альбит, ломонтит, пренит, пумпеллиит, эпидот и
хлорит. В отличие от этих образований, глаукофа-новые сланцы редко сохраняют структурно-текстурные особенности первичных пород и в основном имеют сланцеватую текстуру. Для этих пород характерно развитие в виде узких зон, полос и линз, а в зоне интенсивного меланжа они образуют блоки и будины различного размера. Щелочной амфибол в голубых сланцах ассоциирует с кварцем, лавсонитом, мусковитом, хлоритом, альбитом, эпи-дотом и гранатом. Породы эклогитовой фации встречаются исключительно в виде небольших (до нескольких метров) тектонических блоков в глау-кофановых сланцах и серпентинитах. Для эклоги-тов характерна омфацит-гранатовая ассоциация; в подчиненных количествах встречаются рутил и сфен. Во всех блоках устанавливается щелочной амфибол, имеющий крайне неоднородное развитие. Исходными породами для эклогитов служили метабазальты.
Петрография амфиболсодержащих пород
По составу протолита, структурно-текстурным особенностям и минеральным ассоциациям изученные амфиболсодержащие породы можно разделить на несколько групп (табл. 1): 1) эклогиты и апоэклогитовые глаукофановые сланцы (обр. 14-4а, 14-4б, 14-11а, 14-11б, 14-12, 14-13); 2) гранатовые амфиболиты глаукофанизированные (обр. 14-3);
3) гранат-глукофан-кварцевые сланцы (обр. 14-14);
4) серпентин-глаукофановые сланцы с тремолитом и хлоритом (обр. 14-6, 14-7, 14-15); 5) кварц-альбит-рибекитовые сланцы с глаукофаном (обр. 14-17).
Минеральный состав эклогитов довольно однообразен: омфацит, глаукофан, амфиболы тремо-лит-актинолитового ряда, а также амфиболы с составами, близкими к эдениту и барруазиту. Гранат присутствует во всех породах; обычны мусковит, эпидот, хлорит, титанит, рутил, карбонат. В различных образцах заметно варьируют количественные соотношения этих минералов. Особенно хорошо выражено неравномерное развитие глаукофана в породах в виде полос, линз и неправильных участков. Так, образцы, отобранные на расстоянии нескольких сантиметров друг от друга, могут варьировать от эклогитов с единичными зернами глаукофана (обр. 14-4а, 14-11а) до апоэклогитовых глаукофа-новых сланцев (обр. 14-4б, 14-11б).
Глаукофан хорошо определяется в шлифах по плеохроизму от почти бесцветного до сиреневого разной степени интенсивности. Форма зерен идио-морфная, шестоватая, в некоторых случаях ксено-морфная. В структуре породы глаукофан образует зоны срастания с омфацитом, нередко окружает зерна граната. Размер зерен от очень мелких, иногда до 0,5—1 мм. Количество глаукофана в шлифах различно, особенно трудно его оценить в случае общих микрозернистых срастаний с омфацитом (рис. 2, а). В отдельных шлифах (обр. 14-12) его количество достигает 40%.
Таблица 1
Минеральный состав изученных амфиболсодержащих пород Францисканской формации
Образец Порода Минеральный состав
14-4а,14-4б, 14-11а, 14-11б, 14-12, 14-13 Эклогиты и апоэклогитовые глаукофановые сланцы Глаукофан, гранат омфацит, мусковит, эпидот, хлорит, рутил, карбонат
14-3 Гранатовые амфиболиты глаукофанизиро-ванные Бесцветные амфиболы (тремолит-актинолит), натро-во-кальциевые амфмболы (винчит-барроузит), глауко-фан, гранат, кварц, мусковит, хлорит
14-14 Гранат-глаукофан-кварцевый сланец Глаукофан, гранат, кварц
14-6, 14-7,14-15 Серпентин-глаукофановые сланцы с тремолитом и хлоритом Тремолит, глаукофан, мусковит, хлорит, эпидот, минералы группы серпентина
14-17 Кварц-альбит-рибекитовый сланец с глауко-фаном Глаукофан, рибекит, кварц, плагиоклаз
Омфацит присутствует во всех породах, он заметен по светло-зеленой окраске и большим углам погасания. Минерал часто приурочен к зернам глаукофана, образуя с ним общие «области» зеленовато (омфацит)-сиреневого (глаукофан) цвета. Иногда омфацит включен в крупные зерна граната.
Гранат отмечен во всех эклогитах независимо от степени их глаукофанизации. Количество его различно — от нескольких зерен до 35—40% по площади шлифа; форма разнообразная: встречаются идиоморфные зерна без включений, а также сильнотрещиноватые зерна, в которых трещины часто заполняются другими минералами, в том числе мельчайшими иголочками глаукофана. Часто наблюдается огибание порфиробластов граната мелкими зернами глаукофана, иногда такие мелкие зерна образуют микроскладки. В некоторых зернах граната отмечается концентрическое расположение микровключений. Максимальный размер зерен граната превышает 2 мм.
Титанит постоянно присутствует в породах этого ряда, иногда достигая размера 1,5—2 мм. Остальные перечисленные минералы, как правило, являются второстепенными.
Минеральный состав гранатовых амфиболитов следующий: бесцветные амфиболы, резко преобладающие в породе, амфиболы, плеохроирующие в бледно- сиреневых тонах разных оттенков, а также ярко-сиреневые. В несколько меньших количествах присутствуют гранат и плагиоклаз, а остальные минералы (мусковит, хлорит, титанит, кварц, эпи-дот) являются второстепенными. Текстура пород сланцеватая с элементами полосчатости. Амфибо-
лы во многих случаях неоднородны, в некоторых из них отчетливо видны зоны разного состава: одна из них сложена глаукофаном, другая амфиболом винчит-барраузитового состава (рис. 2, б), при этом в последней зоне обнаруживаются мелкие пятна актинолита. Сиреневые глаукофаны часто приурочены к краевым частям зерен других амфиболов или образуют тонкие межзерновые прослои (рис. 2, в). В краевых частях зерен глаукофана иногда наблюдаются реликты бесцветного амфибола тремолит-актинолитового ряда. Судя по пространственным взаимоотношениям минералов, глаукофан в этих породах является самым поздним среди амфиболов.
Мелкие зерна граната имеют максимальный размер до 0,6 мм. Обычно они приурочены к обособлениям зерен кварца и окружаются со всех сторон сиреневатым амфиболом, мусковитом и хлоритом.
Минеральный состав гранат-глаукофан-кварце-вых сланцев представлен кварцем (80%), а также гранатом и глаукофаном примерно в одинаковых количествах. В породах намечается неясная полосчатость (рис. 2, г) с выделением широких кварцевых полос, а также относительно узких полос и линз, сложенных агрегатом граната и глаукофана.
Глаукофаны образуют удлиненные идиоморфные кристаллы, плеохроирующие от бесцветного до сиреневого. Гранат представлен мелкими идиоморф-ными зернами (максимальный размер не более 0,5 мм), имеющими округлые, квадратные, ромбические или шестиугольные сечения.
Серпентин-глаукофановые сланцы отличаются большим разнообразием как по минеральному со-
Рис. 1. Схема геологического строения Францисканской формации в районе Береговых хребтов Западной Калифорнии (США), по (Bailey et al., 1964): 1 — постфранцисканские породы; 2—4 — минеральные зоны францисканского комплекса: 2 — ломонтито-вая, 3 — пумпеллиитовая, 4 — лавсонитовая; 5 — толща Большой Долины; 6 — дофранцисканские породы и меловые граниты; 7 — разломы и крупный надвиг. Цифры на схеме обозначают места отбора образцов: 1 — 14-3, 14-4а, 14-4б; 2 — 14-6, 14-7; 3 — 14-11а,
14-11б, 14-12, 14-13, 14-14, 14-15; 4 - 14-17
Рис. 2. Минеральные ассоциации и структурно-текстурные особенности глаукофансодержащих пород Францисканской формации: а — тонкие срастания омфацита и глаукофана в апоэклогитовом глаукофановом сланце (обр. 14-4а); б — многофазное выделение амфибола с зонами разного состава в глаукофанизированном гранатовом амфиболите (обр. 14-3); в — тонкие каймы глаукофана вокруг амфиболов барруазитового состава в глаукофанизированном гранатовом амфиболите (обр. 14-3); г — гранат-глаукофано-вые полосы и разобщенные ориентированные кристаллы глаукофана в гранат-глаукофан-кварцевом сланце (обр. 14-14); д — плойчатая текстура мономинерального глаукофанового сланца из будины в серпентините (обр. 14-15); е — развитие глаукофана в виде пятен в амфиболе актинолит-эденитового состава в серпентин-глаукофановом сланце (обр. 14-7). Omph — омфацит; Ms — мусковит; Gl — глаукофан; Ed — эденит; Tr — тремолит; Chl — хлорит; Bar — барруазит; Qtz — кварц; Git — гранат. Изображения в отраженных электронах
ставу, так и по количественным соотношениям отдельных фаз. Минеральный состав пород следующий: бесцветный амфибол, а также амфиболы, плеохроирующие в сиреневых тонах, мусковит, хлорит, эпидот, минералы группы серпентина.
Количество глаукофана в сланцах этой группы изменяется от 15 до 100% в мономинеральных глау-кофановых сланцах (обр. 14-15). Зерна глаукофана обычно мелкие (до 0,5 мм), идиоморфные, удлиненные. В мономинеральной глаукофановой породе зерна глаукофана образуют четко выраженную сланцеватую, местами плойчатую текстуру (рис. 2, д). В образцах эти породы имеют светлую, голубовато-серую окраску.
В отличие от них, в макроскопически темно-серых породах (обр. 14-7) амфиболы под микроскопом имеют бледно-зеленый цвет, по составу они близки к актинолиту или железистым или магнезиальным роговым обманкам; в этом образце их количество составляет 80-85%, они образует крупные (до 2 мм) идиоморфные кристаллы. Присутствие глаукофана также постоянно фиксируется в этих породах в виде мелких «пятен» округлой и неправильной формы в крупных зернах эденитового амфибола (рис. 2, е), что позволяет предполагать более позднее образование глаукофана.
Гранат в породах этой группы не обнаружен.
Кварц-альбит-рибекитовые сланцы с глауко-фаном (обр. 14-17) имеют полосчатую текстуру, обусловленную чередованием участков разного состава и структуры. Более крупнозернистые полосы сложены преимущественно кварцем, другие полосы - микрозернистые и их минеральный состав может быть установлен только с помощью электронного микрозонда. На фотографии (рис. 3) видны спутано-волокнистые образования, сложенные игольчатыми минералами, у которых отмечается слабый плеохроизм от почти бесцветного до голубовато-синего. Встречаются также редкие обособления неправильной формы, достигающие по размеру 1 мм и слабоплеохроирующие в сиреневых тонах. Судя по результатам определения состава минералов, в этой породе кроме глаукофана присутствуют также ферроглаукофан и рибекит.
Минералогия амфиболсодержащих пород
Изученные нами амфиболы (всего было выполнено более 100 микрозондовых анализов) показывают значительный разброс составов. Составы амфиболов представлены на диаграмме в координатах Si (ф.е.) -Mg/(Mg+Fe2+) (Leake, Wolley, 2003). Различия отмечаются как по содержанию Si (колебания 6,5-8,5), так и более заметные по Mg/(Mg + Fe2+) (рис. 4). Для уточнения названий амфиболов использованы дополнительные диаграммы (Na + K; Al6 — Fe3) этих авторов.
В амфиболах, отнесенных к глаукофану, содержания главных оксидов варьируют в следующих пределах (мас.%): Na2O 6-7, CaO 0,3-1,8, Al2O3 10—11, MgO 7-13, FeO 7-17. Глаукофаны обычно
Рис. 3. Гнезда и прожилки щелочного железистого амфибола, близкого по составу к рибекиту (Rb) в кварц-альбит-рибе-китовом сланце (обр. 14-17). Qtz + Ab - кварц-альбитовый агрегат. Изображение в отраженных электронах
незональны, лишь в некоторых зернах отмечена слабая, но стабильная зональность: краевые части по сравнению с центральными незначительно обогащены Na2O. Представительные анализы амфиболов приведены в табл. 2.
Амфиболы только глаукофанового состава проанализированы в обр. 14-11б, 14-12, 14-13 (апо-эклогитовые глаукофановые сланцы), 14-14 (гра-нат-глаукофан-кварцевый сланец), 14-6 и 14-15 (серпентин-глаукофановые сланцы).
В остальных породах кроме глаукофанов содержатся также амфиболы другого состава; при этом в одной и той же породе могут отмечаться сразу несколько разновидностей амфиболов. Так, например, в обр. 14-7 (серпентин-глаукофановые сланцы) зафиксированы еще кальциевые амфиболы, акти-нолит и магнезиальная роговая обманка; в обр.14-3 обнаружены паргасит, актинолит, магнезиальная роговая обманка. В обр.14-11а глаукофан не найден, присутствует натрово-кальциевый амфибол барроу-зит. В обр. 14-17 (кварц-альбит-рибекитовый сланец с глаукофаном) амфиболы, согласно классификации (Leake, Wolley, 2003), являются ферроглаукофанами.
Гранат присутствует только в обр. 14-3, 14-4а, 14-4б, 14-11а, 14-11б, 14-12, 14-13 и 14-14. Представительные анализы (более 50 зерен) и расчеты на кристаллохимические формулы приведены в табл. 3.
На диаграмме в координатах Ca-Mg-(Fe+Mn) (рис. 5, а) гранаты в основном альмандинового состава расположились достаточно компактно, однако есть и заметные отклонения: выделяются Mn-гранаты гранат-глаукофан-кварцевого сланца (обр. 14-14), а также богатые кальцием гранаты апоэклогитовых глаукофановых сланцев (обр. 14-12). В мелких идиоморфных зернах граната из обр. 14-14 (рис. 2, г) установлена хорошо выраженная зональность: ядра двух проанализированных зерен содержат 18 и 13 мас.% MnO (41 и 29 мол.% Sps), а краевые зоны - 1,7 мас.% MnO (5 и 4 мол.% Sps).
Рис. 4. Диаграммы состава амфиболов из глаукофансодержащих пород в координатах Mg/(Mg+Fe2+) - Si, ф.е. ( а)
и Ca/(Ca+Na) - Al/(Al+Si+Fe+Mg+Ti) (б)
В целом такие высокие концентрации марганца явно указывают на осадочную природу протолита и такой тип зональности весьма характерен для метаосадочных пород (Vance, Holland, 1993). В апо-эклогитовых глаукофановых сланцах (обр. 14-12) установлена аналогичная зональность, но выраженная менее резко.
Наиболее магнезиальным является гранат из глаукофанизированного эклогита (обр. 14-4а). Зональность по содержанию пиропа проявлена заметно лишь в гранатах из обр. 14-4б и 14-11а: края зерен по сравнению с центральными частями обогащены магнием.
На диаграмме MgO/(MgO+FeO)-MnO (рис. 5, б) наглядно видна четкая зависимость, свойственная
гранатам всех изученных пород: с уменьшением содержания марганца магнезиальность минерала возрастает. Точки анализа с самым высоким содержанием марганца из обр. 14-14 относятся к центральным частям зональных зерен.
Пироксены встречены только в обр. 14-12, 14-13, 14-4а, 14-4б и 14-116, которые представлены апо-эклогитовыми глаукофановыми сланцами. Пироксе-ны имеют высокие содержания №20, колеблющиеся в интервале 5—8 мас.%. Соответственно, содержание жадеитового компонента в них варьирует от 26 до 38 мол.% и все изученные минералы могут быть отнесены к омфациту. Представительные анализы пироксена (более 30) приведены в табл. 4.
Таблица 2
Представительные анализы натровых и натрово-кальциевых амфиболов (мас. %)
Образец 14-12 14-12 14-13 14-13 14-3 14-4а 14-4а 14-4б 14-15
бЮ2 55,15 55,42 57,09 56,87 56,33 56,16 58,15 57,86 58,66
тю2 0,00 0,00 0,00 0,00 0,27 0,00 0,00 0,00 0,12
А120з 9,42 10,87 11,05 10,96 8,95 8,57 11,04 11,17 11,09
Бе0 16,32 13,38 11,83 15,14 17,20 16,39 9,93 11,02 10,65
МпО 0,14 0,00 0,00 0,00 0,20 0,29 0,11 0,09 0,12
МяО 7,48 9,06 10,09 7,36 7,48 8,60 11,08 10,41 10,39
СаО 2,03 1,96 1,39 0,57 1,57 1,51 1,04 1,20 0,45
Ка20 6,18 6,39 6,77 7,04 6,55 6,62 7,03 6,84 7,35
Сумма 96,72 97,13 98,23 97,94 98,55 98,18 98,38 98,60 98,91
Формульные единицы, рассчитанные на 13 катионов
81 7,86 7,75 7,80 7,91 7,89 7,84 7,86 7,84 7,91
Т1 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03 0,00 0,00 0,00 0,01
А11¥ 0,14 0,25 0,20 0,09 0,11 0,09 0,09 0,16 0,09
А1У1 1,44 1,54 1,58 1,71 1,37 1,49 1,49 1,62 1,67
Бе3+ 0,37 0,39 0,42 0,32 0,44 0,65 0,37 0,39 0,34
Бе2+ 1,57 1,18 0,94 1,44 1,57 1,26 0,75 0,86 0,86
Мп 0,02 0,00 0,00 0,00 0,02 0,03 0,01 0,01 0,01
Мя 1,60 1,90 2,07 1,53 1,57 1,80 2,24 2,11 2,10
Са 0,31 0,29 0,20 0,08 0,24 0,23 0,15 0,17 0,07
Ка 1,71 1,73 1,79 1,90 1,78 1,79 1,84 1,80 1,92
Образец 14-14 14-11а 14-11а* 14-11б 14-11б 14-7 14-6 14-6 14-17
ЗЮ2 56,85 50,87 50,90 55,47 57,71 58,48 56,45 57,44 54,79
Т102 0,00 0,20 0,14 0,10 0,00 0,00 0,00 0,00 0,30
А120з 11,50 8,23 8,92 8,38 10,56 10,35 6,93 9,86 6,42
Бе0 11,65 14,70 13,90 17,15 14,41 7,71 14,79 12,33 22,44
Мп0 0,18 0,19 0,16 0,26 0,14 0,11 0,27 0,22 0,08
Мя0 9,53 11,55 12,14 8,04 8,24 12,58 10,11 10,05 5,71
Са0 1,20 8,56 8,01 2,47 0,47 1,45 1,51 0,52 0,72
Ка20 6,84 3,42 3,60 6,04 7,24 6,67 6,40 7,18 6,58
Сумма 98,42 97,96 98,15 98,01 98,76 97,46 96,45 97,60 97,04
Формульные единицы, рассчитанные на 13 катионов
7,81 7,31 7,23 7,84 7,92 7,91 7,95 7,89 7,92
Т1 0,00 0,02 0,01 0,01 0,00 0,00 0,00 0,00 0,03
А11¥ 0,09 0,16 0,16 0,16 0,08 0,16 0,16 0,16 0,14
А1У1 1,77 1,24 1,24 1,24 1,55 1,24 1,24 1,24 1,44
Бе3+ 0,33 0,31 0,53 0,51 0,38 0,35 0,76 0,55 0,94
Бе2+ 1,01 1,45 1,13 1,51 1,28 0,52 0,98 0,86 1,77
Мп 0,02 0,02 0,02 0,03 0,02 0,01 0,03 0,03 0,01
Мя 1,96 2,49 2,59 1,70 1,70 2,55 2,13 2,07 1,24
Са 0,18 1,32 1,22 0,37 0,07 0,21 0,23 0,08 0,11
Ка 1,82 0,95 0,99 1,65 1,93 1,75 1,75 1,91 1,84
* В обр.14-11а содержание ^0 0,28 мас. %.
Таблица 3
Представительные анализы граната (мас. %)
Образец 14-12 14-12 14-13 14-4a 14-4б 14-11а 14-11б 14-3 14-14 14-14
SiO2 37,35 37,42 37,03 38,18 37,67 37,97 37,74 37,26 36,77 37,3
TiO2 0,29 0,09 0,23 0,09 0,31 0,00 0,08 0,00 0,34 0,00
Al2O3 20,75 20,96 20,62 21,48 20,81 21,72 21,00 20,81 19,95 20,86
FeO 27,78 28,61 29,57 25,89 25,89 27,96 29,79 25,73 16,03 33,04
MnO 1,26 0,54 1,51 0,29 3,78 0,24 0,11 3,03 18,01 1,64
MgO 0,73 1,68 1,41 3,56 1,68 3,67 2,09 2,23 0,22 1,97
CaO 12,02 10,71 9,27 10,58 10,22 8,99 9,80 10,11 7,63 5,09
Сумма 100,18 100,01 99,64 100,07 100,36 100,55 100,61 99,17 98,95 99,90
Формульные единицы, рассчитанные на 12 атомов O
Si 2,99 2,99 2,98 2,99 3,00 2,98 2,99 2,99 3,01 3,01
Ti 0,02 0,01 0,01 0,01 0,02 0,00 0,00 0,00 0,02 0,00
Al 1,96 1,97 1,96 1,99 1,95 2,01 1,96 1,97 1,93 1,98
Fe 1,86 1,91 1,99 1,70 1,72 1,83 1,97 1,73 1,10 2,23
Mn 0,09 0,04 0,10 0,02 0,25 0,02 0,01 0,21 1,25 0,11
Mg 0,09 0,20 0,17 0,42 0,20 0,43 0,25 0,27 0,03 0,24
Ca 1,03 0,92 0,80 0,89 0,87 0,76 0,83 0,87 0,67 0,44
Миналы, мол.%
А1т 61 62,00 65,00 65,00 57,00 55,00 56,00 55,00 36,00 73,00
Sps 3 1,00 3,00 0,00 8,00 14,00 1,00 12,00 41,00 4,00
Ргр 3 7,00 6,00 8,00 7,00 7,00 14,00 7,00 1,00 8,00
Grs 34,00 30,00 26,00 27,00 28,00 24,00 29,00 26,00 22,00 15,00
Alm — альмандин, Sps — спессартин, Prp — пироп, Grs — гроссуляр.
Таблица 4 Представительные анализы пироксена (мас. %)
Окончание табл. 4
Образец 14-12 14-13 14-4а 14-4б 14-11а 14-11б
SiO2 53,57 55,57 55,91 54,92 55,53 54,71
TiO2 0,11 0,09 0,09 0,07 0,09 0
А12°з 7,23 8,55 9,98 8,23 8,57 5,85
FeO 11,58 8,01 7,06 10,71 8,01 9,78
MnO 0,32 0 0,17 0,2 0 0
MgO 6,09 8,18 7,77 6,54 8,13 8,8
CaO 12,27 14,06 13,23 12,74 14,09 16,02
Na2O 7,05 6,54 7 7,02 7,02 5,14
Сумма 98,22 101 101,21 100,43 101,5 100,3
Формульные единицы, рассчитанные на 6 атомов O
Si 1,98 1,98 1,98 1,98 1,98 1,99
Ti 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Образец 14-12 14-13 14-4а 14-4б 14-11а 14-11б
Al 0,32 0,36 0,42 0,35 0,36 0,25
Fe3+ 0,22 0,13 0,11 0,17 0,13 0,13
Fe2+ 0,14 0,11 0,10 0,15 0,11 0,16
Mn 0,01 0,00 0,01 0,01 0,00 0,00
Mg 0,34 0,43 0,41 0,35 0,43 0,48
Ca 0,49 0,54 0,50 0,49 0,54 0,62
Na 0,51 0,45 0,48 0,49 0,45 0,36
Миналы, мол.%
Aeg 21,87 13,26 10,71 17,51 13,26 13,58
Jd 29,10 32,44 38,20 32,41 32,44 23,16
Di 49,03 54,30 51,09 50,07 54,30 63,27
Aeg — эгирин, Jd — жадеит, Di — диопсид.
Рис. 5. Диаграммы состава граната из глаукофансодержащих пород в координатах Ca - Mg - (Fe + Mn) (а) и MgO/(MgO + FeO) - MnO (б)
Обсуждение результатов
Проведенные нами исследования показали определенную зависимость состава амфиболов от состава протолита глаукофановых и глаукофансодер-жащих сланцев. Амфиболы только глаукофанового состава с редкими реликтами актинолита присутствуют в апоэклогитовых сланцах вместе с омфаци-том. Кроме того, только глаукофан был установлен в гранат-глаукофан-кварцевом сланце. Для остальных пород наблюдается наличие в пределах одного образца амфиболов разного состава. В гранатовых амфиболитах (обр. 14-3) по результатам микрозондового анализа выявлено наличие глау-кофана, паргасита, актинолита и магнезиальной роговой обманки. В двух апоэклогитовых сланцах, глаукофанизированных в разной степени, амфиболы различаются по составу: в обр. 14-11б отмечен только глаукофан, а в обр. 14-11а — барроузит. В серпентин-глаукофановых сланцах (обр.14-6) из будины в серпентините наряду с глаукофанами отмечены актинолиты и магнезиальные и железистые роговые обманки. В кварц-альбит-рибекитовых сланцах (обр. 14-17) для амфиболов характерна высокая железистость. Эти натровые амфиболы можно отнести к ферроглаукофанам (Кориковский, Карамата, 2011), а более железистые — к рибекитам.
Вопрос о временном соотношении амфиболов в изученных нами породах является довольно сложным, поскольку рассуждения о последовательности образования минералов группы амфибола должны базироваться на установлении их зональности, как, например, в работе (Кориковский, Карамата, 2011), где по убедительной зональности была реконструирована последовательность рибекит — глаукофан — винчит, или на выделении различных генераций глаукофана, как это было сделано П.М. Вализером с соавторами (1998).
Из всех изученных нами амфиболсодержащих пород только в гранатовых амфиболитах (обр. 14-3) наблюдаются многофазные зональные образования (рис. 2, б), в которых одна зона сложена глаукофа-
ном, вторая — амфиболом, состав которого лежит между барруазитом и паргаситом; в этой же зоне проанализирован реликт актинолита. В этой породе по краям зерен амфиболов эденитового и ак-тинолитового рядов развиваются тонкие полоски глаукофана (рис. 2, в), что может служить наглядным свидетельством его наиболее позднего образования. На основании структурных особенностей пород и взаимоотношения минералов можно предположить, что в апоэклогитовых глаукофановых сланцах глаукофан и омфацит, вероятно, являются равновесными.
Заключение
Для пород Францисканской формации характерно широкое разнообразие амфиболов, состав которых имеет типоморфное значение и может характеризовать различные типы протолита. Наиболее распространенный минерал — глаукофан, который содержится почти во всех породах комплекса, испытавших метаморфические преобразования. Этот минерал является единственным амфиболом в экло-гитах, глаукофанизированных в различной степени, а также в метасилицитолитах (гранат-глаукофан-кварцевых сланцах). В гранатовых амфиболитах наряду с глаукофаном появляются различные амфиболы (актинолит, паргасит, эденит, магнезиальная роговая обманка). В серпентин-глаукофановых сланцах из будин в серпентинитах кроме глауко-фана и актинолита могут присутствовать амфиболы с составами, близкими к эдениту, барруазиту и пар-гаситу. Метабазальты содержат две разности железистых амфиболов: ферроглаукофан и рибекит. Анализ структурных взаимоотношений минералов в породах показывает, что формирование амфиболов происходило в последовательности: паргасит (эденит) — актинолит — роговые обманки — глау-кофан.
Авторы выражают благодарность С.Т. Подгор-новой за помощь в обработке аналитических данных и подготовке иллюстраций к статье.
ЛИТЕРАТУРА
Вализер П.М., Ленных В.И., Котляров В.А. О двух генерациях глаукофана в породах Максютовского эклогит-глакофансланцевого комплекса (Южный Урал) // Изв. Челябинск. науч. центра УрО РАН. 1998. № 2. С. 111-120.
Кориковский С.П., Карамата С. Метаморфизм глауко-фансланцевых пород комплекса Фрушка Гора, северная часть Вардарской зоны, Сербия: глаукофан-рибекит-пумпеллиит-актинолит-эпидот-хлоритовые сланцы с зональными Na-амфиболами // Петрология. 2011. Т. 19, № 1. С. 3-13.
Bailey E.H., Irwin W.P., Jones D.L. The Franciscan and related rocks and their significance in the geology of Western California // California Division of Mines and Geology Bulletin. 1964. Vol. 183. 177 p.
Blake M.C., Jr., Jayko A.S., McLaughlin R.J., Underwood M.B. Metamorphic and tectonic evolution of the Franciscan
Complex, northern California // Metamorphism and crustal evolution of the Western United States. Rubey Volume VII / Ed. WG. Ernst. Englewood Cliffs, New Jersey: Prentice-Hall, 1988. P. 1035-1060.
Ernst W.G. Accretion of the Franciscan Complex attending Jurassic-Cretaceous geotectonic development of northern and central California // Geol. Soc. Amer. Bull. 2011. Vol. 123. P. 1667-1678.
Hawthorne F.C., Oberti R., G.E. Harlow et al. Nomenclature of the amphibole supergroup // Amer. Mineral. 2012. Vol. 97. P. 2031-2048.
Krogh E.J., Oh C.W., Liou J.C. Polyphase and anticlockwise P-T evolution for Franciscan eclogites and blueschists from Jenner, California, USA // J. Metamorph. Geol. 1994. Vol. 12. P. 121-134.
Leake B.E., Woolley A.R., Arps C.E.S. et al. Nomenclature of amphiboles. Report of the Subcommittee on Amphi-
boles of the International Mineralogical Association on New Minerals and Mineral Names // Eur. J. Mineral. 1997. Vol. 9, N 3. P. 623-651.
Leake B.E., Woolley A.R., Birch W.D. et al. Nomenclature of amphiboles: additions and revisions to the International Mineralogical Association's 1997 recommendations // Canad. Mineral. 2003. Vol. 41, N 6. P. 1355-1362.
Maruyama S., Liou J.G. Petrology of Franciscan metaba-sites along the jadeite-glaucophane type facies series, Cazadero, California // J. Petrol. 1988. Vol. 29. P. 1-37.
Vance D., Holland T. A detailed isotopic and penological study of a single garnet from the Gastts schist, Vermont // Contrib. Mineral. Petrol. 1993. Vol. 114. P. 101-118.
Wakabayashi J. Tectonic mechanisms associated with P-T paths of regional metamorphism: Alternatives to single-cycle thrusting and heating // Tectonophysics. 2004. Vol. 392. P. 193-218.
Wakabayashi J. Anatomy of a subduction complex: architecture of the Franciscan Complex, California, at multiple length and time scales // Intern. Geol. Rev. 2015. Vol. 57, N 5-8. P. 669-746.
Сведения об авторах: Парфенова Ольга Владимировна - канд. геол.-минерал. наук, доцент каф. петрологии геологического ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: ovp@geol. msu.ru; Бобров Андрей Викторович - докт. геол.-минерал. наук, профессор каф. петрологии геологического ф-та МГУ имени М.В. Ломоносова, e-mail: archi@geol.msu.ru
