Неоднозначность названий пород группы нефелиновых сиенитов

и возможные пути ее преодоления

Краснова Н.И., Королев Н.М., Петров Т.Г.

Санкт-Петербургский государственный университет, Санкт-Петербург

nataly_krasnova@rambler.ru, nl-5183@narod.ru, tomas_petrov@rambler.ru

Между, химическими, а также минеральными составами ╚разных╩ горных пород естественных границ не существует. Поэтому в одном семействе пределы колебаний и породообразующих оксидов и содержаний минералов обычно перекрываются, в связи с чем определение отдельных видов вызывает затруднения. Помимо этого, однозначному выделению разновидностей препятствует и то обстоятельство, что приводимые в справочниках [1, 6] классификации базируются на разных принципах (минеральном и/или химическом составах, текстуре и структуре, коэффициенте агпаитности и др.). Противоречия, связанные с определением названия породы, всегда остро проявлялись среди щелочной серии, и в частности среди представителей группы нефелиновых (фельдшпатоидных) сиенитов.

Цель работы: проиллюстрировать неопределенность названий пород по отношению к их минеральному составу, а также предложить способ описания, который может быть положен в основу при разработке более четкой номенклатуры.

Практическое отсутствие параллельных химических и минеральных анализов щелочных пород вынудило использовать данные нормативного состава, рассчитанные с помощью применяемой многими геологами мира программы Norm-4. Мы здесь не обсуждаем проблему соответствия минерального состава, полученного методом CIPW, реальным составам горных пород. Достаточно того, что использование сходных химических анализов приводит к получению сходных нормативных составов, независимо от метода, которым они были рассчитаны.

C использованием программы Norm-4 были рассчитаны нормативные составы 418 химических анализов многих разновидностей щелочных сиенитов, взятых из 6 литературных и 2 собственных источников. Результаты приведены в объемных % (Vol. %), что наиболее соответствует визуальному определению породы. В полном виде данные представлены в файле RHA-Min comp_alkaline rocks.rar на сайте http://geology.pu.ru/index.php?mod=mod1_6_2_4&nam=Метод%20RHA&menu=6&smenu=46.

Классификации химического и минерального составов были созданы на основе использования рангово-энтропийного метода RHA [2]. Здесь R √ ранговая формула √ последовательность компонентов системы, упорядоченных по уменьшению их содержаний в анализе. Два других параметра √ Н и А √ интегральные характеристики ранжированного распределения компонентов. Более подробно метод описан в работах [3, 5, 7]. В результате получены ранговые формулы минерального состава (сокращенно R-Min) типа AbNeOrt┘, что соответствует уменьшению объемных долей (процентов) минералов в породе Ab>Ne>Ort>┘.

Ранговые формулы, как своеобразных ╚слова╩, упорядочиваются по определенному ╚алфавиту╩. ╚Алфавитом╩ служит последовательность минералов, полученная в их химической R√классификации (файл R-Min-Catalogue-2007.rar по тому же адресу в Интернете).

Полученные данные приведены в виде сокращенных до 3ей позиции ранговых формул объемных % содержаний минералов (см. таблицу). Результаты иллюстрируют известное доминирование в составе главных представителей нефелиновых сиенитов нефелина (Ne), ортоклаза или микроклина (Ort) и кислого плагиоклаза (Ab). Для целей работы принципиально важен факт одинаковости многих ранговых формул для всего семейства сиенитов. Так, формулы AbNeOrt и AbOrtNe имеются в группе фойяитов, хибинитов, мариуполитов, миаскитов и луявритов; формула OrtNeAb есть в группах фойяитов, хибинитов, рисчорритов и ювитов (сведения о двух последних приведены лишь в полной таблице в Интернете); формула OrtAbNe √ в группах фойяитов, хибинитов, миаскитов и луявритов. Таким образом, полученные данные свидетельствуют о несостоятельности классификаций, приведенных в [6], а также о том, что в семействе нефелиновых сиенитов за разновидностями пород не закреплены жесткие критерии, позволяющие однозначно их определять и именовать.

Для решения второй задачи авторы работы предлагают при идентификации видов в группе нефелиновых сиенитов ДО установления четких критериев подразделения пород на виды использовать следующий прием. К термину ╚нефелиновый сиенит╩ можно добавлять сокращенную до трех (возможно, четырех) позиций ранговую формулу минерального состава, получая название породы типа ╚нефелиновый сиенит OrtAbNe╩. Такие названия лучше всего формировать на основании количественных подсчетов их реального минерального состава. Во-первых, это позволит учитывать реально присутствующие минералы, а не получаемые иногда при расчете норм виртуальные компоненты, типа K₂SiO₃, Na₂CO₃, корунд и т.п. Во-вторых, это обеспечит учет минералов, включающих летучие компоненты, среди которых обычно встречающиеся в рассматриваемых породах слюды, амфиболы, канкринит и др. Как известно, наличие этих минералов с помощью программы Norm не выявляется.

После критического пересмотра таких коллекций RHAmin для разных групп пород этого семейства из разных регионов можно будет выработать для них рациональную номенклатуру. В качестве уточнения описания состава в виде ранговой формулы могут быть использованы величины сложности (H) и чистоты (A), учитывающие степень мономинеральности.

Таблица. Сокращенные ранговые формулы минерального состава (Rmin) для разных представителей семейства нефелиновых сиенитов (N √ количество составов с данной ранговой формулой).

Сокращения: Ab √ альбит; Aeg √ эгирин; Crn √ корунд; Di √ диопсид; Ne √ нефелин; Ol √ оливин; Ort √ ортоклаз.

Метод RHA позволяет создать единую, однозначную классификацию не только группы нефелиновых сиенитов, но и всего множества горных пород, которая будет открыта для добавления новых, ранее неизвестных типов. Возможность подобной однозначной систематизации пород по их минеральному составу с использованием ранговых формул была ранее показана на примере фоскоритов и карбонатитов [4, 7], пород, которые не имели общепринятой номенклатуры. Кроме того, успешность применения предлагаемого метода продемонстрирована на примере хорошо изученных пород: гранитов (77 анализов), диоритов (59) и габбро (33 анализа). Эти результаты доступны на отдельных страницах файла RHA-Min comp_alkaline rocks.rar. Повышение детальности описания (длины ранговой формулы) позволит фиксировать особенности минерального состава породы, значимые для конкретных случаев. Однозначность алфавитного упорядочения RHA-описаний составов позволяет хранить большие массивы данных и выявлять группировки сходных по составам пород, оценивать полноту анализов по отдельным группам, обнаруживать ошибки разных типов. Наличие достаточно представительной коллекции материалов обеспечит возможность идентификации пород по их реальному минеральному составу.

Литература:

1. Классификация магматических (изверженных) пород и словарь терминов. Рекомендации Подкомиссии по систематике изверженных пород Международного союза геологических наук. / Под ред. С.В. Ефремовой. М.: Недра, 1997. 248 с.
2. Петров Т.Г. Обоснование варианта общей классификации геохимических систем. // Вестник ЛГУ. 1971. No 18. 30-38.
3. Петров Т.Г. Метод RHA как решение проблемы систематизации аналитических данных о вещественном составе геологических объектов. // Отечественная геология. 2008. No 4. С. 98-105.
4. Петров Т.Г., Краснова Н.И. Принцип создания минеральной классификации горных пород с использованием метода RHA (на примере фоскоритов и карбонатитов). // Сб. Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород. Всеросс. совещ. 18-23 сент. 2006. Миасс. С. 191-196.
5. Петров Т.Г., Фарафонова О.И. Информационно-компонентный анализ. Метод RHA. (Учебное пособие). С-Петербург. 2005. 168 с.
6. Петрографический кодекс. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. Изд. 2. Санкт-Петербург. Изд. ВСЕГЕИ. 2008. 200 с.
7. Krasnova N.I., Petrov T.G., Balaganskaya E.G., Garcia D., Moutte J, Zaitsev A.N., Wall F. Introduction to phoscorites: occurrence, composition, nomenclature and petrogenesis. In: Phoscorites and carbonatites from the mantle to mine: the key example of Kola alkaline province. (Eds. F. Wall, A.A. Zaitsev). Publ. Min. Soc. of GB et Irl. L.: 2004. Pp. 45-74.