Необычная ультраагпаитовая минеральная ассоциация в габброидах
Северного Урала
Д.А. Варламов *, А.А. Соболева **
* Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, dima@iem.ac.ru
** Институт геологии Коми НЦ Уральского отделения РАН, Сыктывкар, soboleva@geo.komisc.ru
В процессе изучения акцессорных минералов Ельминского габбро-гранитного массива в немагнитной и слабоэлектромагнитной фракциях искусственных шлихов, извлеченных из габброидов, нами были обнаружены совершенно нетипичные для основных пород минералы, свойственные обычно ультраагпаитовым массивам [1,5] ─ минералы группы лампрофиллита (лампрофиллит и баритолампрофиллит), астрофиллит, натролит, высокостронциевый апатит. Их присутствие в такой геологической обстановке весьма необычно, а находка минералов группы лампрофиллита (по доступным авторам данным) является первой для Уральского региона [4].
Минералы семейства лампрофиллита с обобщенной формулой (Sr,Ba)2{Na3Ti[Ti2O2(Si2O7)2](OH,F)2} ─ характерные акцессорные минералы ультраагпаитовых массивов [1, 3]. Собственно лампрофиллит отличается преобладанием стронция в составе и часто становится важнейшим его концентратором. Существенно реже встречается в природе его изоструктурный бариевый аналог баритолампрофиллит, образующий с лампрофиллитом непрерывный ряд при полном изоморфном замещении Sr↔Ba. Эти минералы характеризуются довольно изменчивым составом и могут содержать существенные примеси K, Fe, Mn, Nb, в меньших количествах в них отмечаются Ca, Mg, Al. В прочих геологических обстановках минералы этого семейства очень редки. Астрофиллит, как правило, также встречается только в высокощелочных породах агпаитовых комплексов [1].
Ельминский габбро-гранитный массив расположен на Северном Урале во фронтальной части Выдерьинско-Ниолсовского аллохтона ─ составной части Ляпинско-Кутимского мегантиклинория, входящего в состав Центрально-Уральского поднятия. Массив имеет сложное строение: наиболее ранней фазой являются мелко- и среднезернистые мезо- и меланократовые габбро, преимущественно амфиболовые, небольшим распространением пользуются порфировидные диориты, гранодиориты, а на заключительном этапе сформировались биотитовые граниты и лейкограниты, часто гранатсодержащие, которые прорывают, ╚пропитывают╩ и гранитизируют габброиды. Возраст габброидов на основании датирования цирконов локальным методом (SHRIMP) ранневендский [2], а гранитов предположительно раннекембрийский.
Изученные минералы были извлечены из мелко-среднезернистых мезо-меланократовых габбро, сложенных роговой обманкой (40─60 об. %), и интенсивно соссюритизированным плагиоклазом (60─40 об. %). Акцессорные минералы представлены апатитом, титанитом, цирконом и баритом; рудные ─ ильменитом, гематитом и сульфидами. Габбро, в которых были обнаружены лампрофиллиты, характеризуются повышенной щелочностью (K2O+Na2O ─ 5.19 мас. %, Na2O/K2O ─ 2.04), высоким содержанием титана и умеренной глиноземистостью. В породе отмечено высокое содержание бария (в 2 раза превышающее кларк для основных пород), что, по-видимому, и привело к образованию собственных минералов бария ─ баритолампрофиллита и барита. Нужно отметить, что повышенная щелочность типична для многих тел вендских габброидов севера Центрально-Уральского поднятия.
Как отдельные индивиды были обнаружены только минералы группы лампрофиллита, прочие же минералы были встречены либо в срастании с ними, либо в качестве включений. Bыделенные минеральные зерна лампрофиллитов (сконцентрированные в основном в неэлектромагнитной фракции совместно с титанитом) представлены красно-коричневыми (до светло-коричневых) просвечивающими или прозрачными кристаллами размером 100─200 мкм (редко до 400 мкм), отличающимися от титанита характерным тонкопластинчатым обликом (рис.1), весьма совершенной спайностью по (100), изломом от ступенчатого до листоватого, а также сильным стеклянным блеском. Пластинки лампрофиллита (до 30─40 мкм) иногда встречаются в виде включений в зернах титанита (рис. 2), который, возможно, и концентрирует их в породе (непосредственно в образцах или в шлифах обнаружить изучаемые минералы нам пока не удалось). При больших увеличениях хорошо видно характерное тонкослоистое строение индивидов. В некоторых случаях оно осложнено ╚канальным╩ строение отдельных пластин (рис. 3), по-видимому, связанному с высокой насыщенностью флюидами минералообразующей среды.
В кристаллах встречены включения (до 10─12 мкм) высокостронциевого фторапатита (содержащие до 8 мас. % SrO и до 2.5 мас. % F), обильного мелкого флюорита, натролита и астрофиллита, причем последние ─ иногда в виде сростков с лампрофиллитами или в форме слоев в зернах лампрофиллита. Натролит и астрофиллит диагностированы предположительно, только по данным микрозондового анализа, поскольку индивидуальных зерен нам выделить пока не удалось.
Диагностика минеральных видов была проделана по данным микрозондового анализа, проведенного в ИЭМ РАН, а лампрофиллитов ─ дополнительно по данным ИК-спектроскопии (проведена Н.В.Чукановым в ИПХФ РАН). Полученные ИК-спектрограммы полностью отвечают промежуточным членам ряда лампрофиллит─баритолампрофиллит [3]. Также диагностика была подтверждена по данным рентгенодифракционного анализа (сделан в Институте геологии Коми НЦ РАН). Последний показал высокую сходимость с данными ASTM и базами данных Ферсмановского музея и WWW-Mincryst (основные измеренные d [hkl] ─ 2.758 [221], 2.124 [131 и др.], 3.184 [600], 3.359 [311 и др.]).
По химизму лампрофиллиты представляют собой непрерывный изоморфный ряд (по Ba ─ Sr отношению) от собственно лампрофиллита (с содержаниями BaO не более 7 мас. %) до баритолампрофиллита (содержание BaO до 22 мас. %, а SrO ─ менее 3 мас. %). Корреляция между BaO и SrO практически линейна (R = √0.96, рис. 5, а), кроме того, наблюдаются достаточно устойчивая корреляция между K2O и Na2O (R = √0.70) и (FeO+MgO) ─ MnO (R = √0.79, см. рис. 5,б). Отметим, что составы лампрофиллитов сильно варьируют как между отдельными зернами, так и внутри минеральных индивидов (рис. 4), где нередко образуются зоны, локально сильно обогащенные барием (на фото ─ более светлые зоны), причем в разной степени даже внутри одного зерна. Наиболее информативные (в том числе крайние) составы лампрофиллитов приведены в таблице 1 вместе с составами астрофиллита и натролита. Включения (и срастания) последних с лампрофиллитом нечасты, размер их достигает 30─40 мкм, как правило, оба представлены округлыми выделениями (см. рис. 2). Их сонахождение с лампрофиллитами указывает на высокощелочные обстановки минералогенеза.
Отметим, что в районе Ельминского массива в алювиальных шлиховых пробах был также диагностирован лопарит, который тоже косвенно свидетельствует о наличии в районе зон с высокощелочными минеральными ассоциациями.
Обнаружение минералов ультраагпаитовых ассоциаций, свойственных обычно высокощелочным породам, в умеренно-щелочных габбро Ельминского массива, входящего в состав доуральских образований, может свидетельствовать о существовании на рубеже раннего─позднего венда в данном месте глубинной магматической активности в условиях мощной континентальной коры.
Литература
1. Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М.: Наука, 1990. 196 с.
2. Соболева А.А., Кузенков Н.А., Удоратина О.В., Ларионов А.Н. Возраст габбро Ельминского массива (Северный Урал): результаты U-Pb датирования цирконов локальным методом // Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма, осадконакопления и метаморфизма: Материалы III Российской конференции по изотопной геохронологии. Т. II. М.: ГЕОС, 2006, с.291─295.
3. Чуканов Н.В., Моисеев М.М., Пеков И.В., Лазебник К.А., Расцветаева Р.К., Заякина Н.В., Феррарис Дж., Ивальди Г. Набалампрофиллит Ва(Na,Ba){Na3Ti[Ti2O2Si4O14](OH,F)2} ─ новый слоистый титаносиликат группы лампрофиллита из щелочно-ультраосновных массивов Инагли и Ковдор, Россия // ЗВМО, 2004, ╧ 1. С.59─72.
4. Юшкин Н.П., Иванов О.К., Попов В.А. Введение в топоминералогию Урала. М.: Наука, 1986. 294 с.
5. Яковенчук В.Н., Иванюк Г.Ю., Пахомовский Я.А., Меньшиков Ю.П. Минералы Хибинского массива. М: Земля., 1999. 320 с.
Таблица 1
Химический состав минералов
| SiO2 | TiO2 | Al2O3 | FeO* | MnO | MgO | CaO | Na2O | K2O | BaO | SrO | F | Nb2O5 | Сумма |
1 | 29.77 | 29.04 | 0.25 | 3.38 | 3.11 | 0.56 | 1.03 | 10.23 | 2.00 | 8.70 | 11.05 | 1.63 | 0.02 | 100.77 |
2 | 28.97 | 28.87 | 0.46 | 3.32 | 1.57 | 0.78 | 1.48 | 9.41 | 1.70 | 10.13 | 8.96 | 2.05 | 0.28 | 97.98 |
3 | 29.53 | 28.44 | 0.77 | 2.77 | 2.77 | 0.76 | 0.81 | 8.90 | 2.51 | 14.94 | 6.34 | 1.57 | 0.48 | 100.59 |
4 | 29.64 | 27.32 | 0.07 | 2.79 | 2.47 | 0.26 | 0.93 | 9.04 | 3.11 | 17.46 | 4.99 | 1.37 | 1.24 | 100.69 |
5 | 28.53 | 27.48 | 0.11 | 4.29 | 0.69 | 0.74 | 1.07 | 8.86 | 2.63 | 19.70 | 2.86 | 1.43 | 0.25 | 98.64 |
6 | 28.42 | 27.31 | 0.02 | 2.54 | 2.64 | 0.23 | 0.74 | 8.79 | 2.53 | 21.48 | 2.89 | 2.01 | 0.00 | 99.61 |
7 | 37.77 | 13.19 | 0.45 | 22.60 | 5.34 | 3.58 | 2.22 | 2.45 | 6.51 | 1.07 | 0.53 | 0.31 | 0.16 | 96.18 |
8 | 34.37 | 14.15 | 0.45 | 24.14 | 9.25 | 2.81 | 2.07 | 1.98 | 7.03 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.86 | 97.12 |
9 | 47.57 | 0.82 | 26.32 | 0.03 | 0.19 | 0.00 | 0.28 | 14.86 | 0.39 | 0.06 | 0.00 | 0.30 | 0.00 | 90.81 |
Примечание. 1√6 √ наиболее типичные составы лампрофиллитов, 7√8 √ астрофиллиты, 9 √ натролит. Анализы сделаны в ИЭМ РАН на электронном сканирующем микроскопе CamScan MV2300 с энергодисперсионным рентгеновским микроанализатором Link INCA-300 (железо рассчитано как суммарное FeO), химических измерений OH-групп или воды не проводилось ввиду очень малых количеств минералов.
Подписи к рисункам
Рис.1 Морфология индивидов лампрофиллита с характерным тонкослоистым строением. Изображение - во вторичных электронах.
Рис.2 Включения лампрофиллитов в титаните. Изображение выполнено в обратно-рассеяных электронах.
Рис.3 ╚Канальный╩ характер слоев некоторых индивидов лампрофиллита, темное включение √ натролит. Изображение - во вторичных электронах.
Рис.4 Сложная внутренняя зональность лампрофиллитов по соотношению Sr-Ba, более светлые зоны обогащены барием. Изображение выполнено в обратно-рассеяных электронах.
Рис.5 Основные вариации составов лампрофиллитов: а) в координатах BaO-SrO, б) в координатах FeO+MgO √ MnO
зеркало на сайте "Все о геологии"
зеркало на сайте "Все о геологии"