Том 23, № 5 (2023)
Статьи
Амфиболовые перидотиты и горнблендиты интрузии Шрисгеймитовая горка Ревдинского массива (Платиноносный пояс Урала)
Аннотация
Объект исследования. Интрузия (≈400 × 400 м) амфиболовых ультрабазитов в районе Шрисгеймитовой горки в Ревдинском массиве Платиноносного пояса Урала, сложенная амфиболовыми перидотитами (шрисгеймитами, амфиболовыми верлитами) со шлирами оливинитов в ядре, амфибол-оливиновыми клинопироксенитами в периферии, залегающими в окружении габбро и габбро-амфиболитов с дайками горнблендитов. Задача данной работы – охарактеризовать амфиболовые ультрабазиты, крайне редко встречающиеся в других массивах Платиноносного пояса Урала, в целях расширения представлений о водном ультраосновном магматизме. Материалы и методы. Для определения возраста из двух проб отобраны монофракции высокоглиноземистого амфибола (ряда паргасит–магнезиогастингсит), не подвергавшегося существенным метаморфическим преобразованиям. 40Ar/39Ar датирование осуществляли по методике, описанной в работах (Травин и др., 2009; Yudin et al., 2021). Измерения изотопного состава аргона производились на масс-спектрометре “Micromass 5400” (ИГМ СО РАН). Результаты. Амфиболовые перидотиты имеют гипидиоморфозернистую или пойкилитовую структуру пород, а также типичный для водосодержащих магматических образований минеральный состав (оливин, амфибол, флогопит), что указывает на кристаллизацию данных ультраосновных пород из водонасыщенной магмы. Среди крупнозернистых шрисгеймитов выявлены шлировые обособления мелко- и среднезернистых шрисгеймитов и оливинитов. В амфиболовых перидотитах, амфиболовых оливиновых клинопироксенитах и горнблендитах наблюдается дефицит высокозарядных элементов (HFSE) и обогащение крупноионными литофильными элементами (LILE) (при контрастном поведении Cs и Rb), что в целом характерно для надсубдукционных магматических образований. Также обогащение LILE связывается с присутствием флюидной фазы при кристаллизации магм. По амфиболам получен 40Ar/39Ar возраст образования шрисгеймитов – 536 ± 17 млн лет – и горнблендитов – 437.2 ± 6.7 млн лет. Возраст последних существенно отличается от возрастов горнблендитов, определенных ранее. Выводы. Результаты исследования расширяют современные представления о составе, времени и характере ультраосновного водного магматизма в массивах Платиноносного пояса Урала. Образование даек горнблендитов в разных массивах Платиноносного пояса Урала происходило в достаточно длинном временном интервале – от раннего силура до раннего девона.
Литосфера. 2023;23(5):721-739
721-739
Минеральные ассоциации хромититов Алапаевского дунит-гарцбургитового массива (Средний Урал)
Аннотация
Объект исследования. Минералы и минеральные ассоциации благородных металлов в хромититах Алапаевского массива. Цель. Системное минералогическое изучение высокохромистых и глиноземистых хромититов и разработка схемы последовательности минералоообразования и положения в ней минералов платиновой группы и золота. Материалы и методы. Образцы высокохромистых и глиноземистых хромититов из месторождений в разных частях Алапаевского массива. Использованы методы сканирующей электронной микроскопии (Tescan VEGAII XMU и JSM-6390LV фирмы Jeol с EDX спектрометрами INCA Energy 450) и рентгеноспектрального микроанализа (Cameca SХ 100 с пятью волновыми спектрометрами). Результаты. Составлена схема последовательности минералообразования в хромититах, в которой выделены первичная и вторичные (ранняя и поздняя) ассоциации. Первичные ассоциации высокохромистых (Cr2O3 > 50 мас. %) и глиноземистых (Cr2O3 < 50 мас. %) руд представлены одними и теми же основными минералами – хромшпинелидом, клинопироксеном и оливином с характерными различающимися составами этих минералов в каждом типе руд. Акцессорные минералы первичной ассоциации синхронны с хромшпинелидом и представлены пентландитом, медистым пентландитом, халькопиритом, пирротином, борнитом, а также минералами благородных металлов (лауритом RuS2, эрликманитом OsS2, самородным осмием, медистым золотом). Минералы ранней вторичной ассоциации присутствуют в составе полиминеральных включений в хромшпинелиде. Полиминеральные включения сложены Cr-хлоритом, амфиболом, гранатом, сульфидами (миллерит, хизлевудит) и самородными металлами (Ni, Cr-содержащей медью, никелистой медью, Cu, Fe, Cr-содержащим никелем, аваруитом). Минералы благородных металлов ранней вторичной ассоциации выявлены только в глиноземистых рудах и представлены лауритом, арсенидами и стибнидами Pt и Pd, Ru-пентландитом и высокопробным самородным золотом. К поздней вторичной ассоциации отнесены самородная медь и аваруит, находящиеся в срастании с серпентином в высокохромистом хромшпинелиде. Температурные условия образования вторичных ассоциаций оценены по хлоритовому геотермометру. Температуры образования изученных хлоритов из хромититов укладываются в диапазон 250–284°С. Выводы. Минералы благородных металлов во вторичных ассоциациях формировались при температуре ниже 350°С совместно с гранатом, амфиболом, хлоритом и сульфидами никеля. Зерна первичных Os–Ir–Ru-сплавов при эпигенетических процессах подверглись сульфуризации с образованием тонкозернистой пористой смеси самородных и сульфидных (иногда с As) фаз, а также замещению Ru-пентландитом. Наличие аваруита и самородных Cu и Ni как в первичных, так и во вторичных ассоциациях хромититов свидетельствует о восстановительных условиях образования минералов благородных металлов. Ограниченное развитие высокохромистых руд наряду с проявленными процессами сульфуризации первичных зерен Os–Ir–Ru-сплавов обусловили слабое развитие россыпной платиноидной минерализации на площади Алапаевского массива.
Литосфера. 2023;23(5):740-765
740-765
Роговая обманка в ультрамафит-мафитах худолазовского комплекса Южного Урала: условия кристаллизации и петрологические следствия
Аннотация
Объект исследований. Изучены морфология и химический состав амфиболов из ультрамафит-мафитов худолазовского комплекса Южного Урала. Методы. Морфологические исследования проведены с помощью оптической (Carl Zeiss Axioskop 40A) и электронной (Tescan Vega Compact) микроскопии. Химический состав минералов определен на рентгеновских микроанализаторах CAMECA SX 100 и JEOL JXA-8230. Результаты. Установлено, что в породах преобладает ксеноморфная бурая титанистая роговая обманка, образовавшаяся в основном за счет реакции клинопироксена с остаточным водонасыщенным расплавом при 920–1040°C. В небольшом количестве присутствует идиморфная бурая роговая обманка, кристаллизовавшаяся непосредственно из остаточного водонасыщенного расплава в том же температурном диапазоне. Менее распространена зеленая роговая обманка, главным образом возникшая по краям и трещинам в бурой роговой обманке на поздне- и постмагматическом этапе (670–830°C) при субсолидусных превращениях. На гидротермальной стадии бурая и зеленая роговые обманки частично заместились актинолитом и куммингтонитом при 620–650°C и ниже. Выводы. Характер изменения состава бурой роговой обманки свидетельствует о сходных условиях петрогенеза на позднемагматической стадии во всех интрузиях худолазовского комплекса. Процесс перехода бурой роговой обманки в зеленую происходил при постепенном повышении фугитивности кислорода (ΔNNO от –0.2…+0.4 до +0.9…+2.5) и сопровождался уменьшением количества Ti, Fe2+, Na и увеличением – Si, AlVI, Mg и K в структуре минерала. Низкие концентрации F и Cl в роговых обманках свидетельствуют об их формировании уже после удаления галогенов из расплава.
Литосфера. 2023;23(5):766-784
766-784
Петрографический состав и источники материала верхнепалеозойских грубообломочных пород Западного Таймыра
Аннотация
Объект исследования. Гравелиты и конгломераты верхнего карбона и перми Западного Таймыра. Цель. Дать характеристику петрографического состава грубообломочных пород и на этой основе уточнить представления о составе и положении питающей провинции западной части таймырского осадочного бассейна в позднем палеозое. Материалы и методы. Выполнен анализ материалов, собранных при послойном изучении разрезов и микроскопическом описании 47 больших прозрачных шлифов с подсчетом псефитовых (более 2 мм) обломков кварцитов, кислых и основных магматических, метаморфических и осадочных пород. Выявленные особенности петрографического состава псефитолитов в сочетании с обобщением опубликованных ранее геодинамических и палеогеографических реконструкций использованы для уточнения модели геологического развития Таймырского складчато-надвигового пояса и сопредельных областей в позднем палеозое. Результаты. Установлено, что в разрезах представлены полимиктовые литокластические (83%) и петрокластические (15%) псефитолиты, иногда присутствуют олигомиктовые существенно кварцевые разности (2%). Незначительные изменения во времени состава обломков свидетельствуют о существовании в течение всего позднего палеозоя единого источника обломочного материала, сформировавшего разрезы Западного Таймыра. Показано, что зрелость псефитолитов возрастает с юго-запада на северо-запад и северо-восток. Обнаружены многочисленные обломки фтанитов и лидитов с остатками радиолярий среднего девона – начала раннего карбона, аналоги которых присутствуют в Лемвинской зоне Урала и фундаменте Западной Сибири. Выводы. Материал, образующий грубообломочные породы Западного Таймыра, транспортировался рекой на 600–1000 км с расположенных на юго-западе (в современных координатах) складчатых сооружений “Западно-Сибирской суши”, образовавшихся в визейcком – серпуховском веках раннего карбона при коллизии Восточно-Европейского, Казахстанского и Сибирского континентальных блоков.
Литосфера. 2023;23(5):785-808
785-808
Глеевый катагенез девонских красноцветных пород Среднего Тимана
Аннотация
Объект исследования. В статье приводятся результаты исследования морфологических, минеральных и геохимических зон оглеения в девонских красноцветных отложениях Среднего Тимана. Цель и задачи. Определение времени протекания глеевых процессов в истории становления девонской осадочной толщи, выявление морфологических, минералогических и геохимических особенностей зон оглеения. Методы. Макроскопическое исследование морфологии зон оглеения в последовательных срезах отложений в полевых условиях. Изучение петрографических шлифов проводилось с помощью поляризационного микроскопа Nikon eclipse LV100 ND c фотокамерой Nikon DS Fi2; полированных образцов – на электронном микроскопе TESCAN VEGA3 с энергодисперсионной приставкой Oxford instruments X-Max; химический состав определялся рентгено-флуоресцентным силикатным методом на спектрометре MESA-500W; рентгеноструктурный анализ выполнен с помощью дифрактометра Shimadzu XRD-6000, излучение – CuKα. Результаты. По размерам и морфологическим особенностям зоны оглеения разделены на четыре типа: точечные, прожилковидные, линзообразные и пластообразные. Установлено подобие форм зон оглеения и фрагментов порождающей их органики как в плане, так и по вертикали. Литологическая неоднородность пород (слоистость) не оказывает какого-либо влияния на развитие процессов оглеения. Изменения содержания породообразующих элементов при оглеении сводятся к интенсивному выносу железа, незначительному снижению содержания калия, содержание кремнезема остается почти неизменным. Отмечается увеличение содержания алюминия, титана, магния. Среди содержаний малых элементов заметны тенденции к накоплению Y и Yb, выносу Ga, V, Co, Ni. Выводы. Процесс оглеения протекал длительное время вплоть до полного становления и уплотнения осадочной толщи; основным механизмом миграции химических элементов была диффузия.
Литосфера. 2023;23(5):809-819
809-819
Геологическое строение и мезозойско-кайнозойская тектоническая эволюция Неня-Чумышского прогиба (Южный Салаир, юг Западной Сибири)
Аннотация
Объект исследования. Неня-Чумышский прогиб – длительно развивавшийся внутриконтинентальный мезозойский осадочный бассейн, приуроченный к зоне регионального разрывного нарушения, отделяющего Салаир от структур Горного Алтая, Горной Шории и Кузнецкого прогиба. Цель. Геологическая и структурно-кинематическая характеристика импульсов внутриконтинентального орогенеза, имевших место в течение мезозоя и кайнозоя на территории СЗ части Алтае-Саянской складчатой области. Материалы и методы. Использовались геологические карты района, геофизические данные о положении подошвы палеозойского фундамента, спутниковые снимки и цифровые модели рельефа. Осадочное выполнение бассейна рассмотрено как летопись тектонических движений СЗ части Алтае-Саянской складчатой области на внутриконтинентальном этапе развития. Результаты. Выделяются раннеюрский, раннемеловой, позднемеловой-палеогеновый и неоген-четвертичный тектонические этапы развития Неня-Чумышского прогиба. В раннеюрское время Неня-Чумышский прогиб представлял собой бассейн пулл-апарт в зоне левого сдвига. С данным этапом связано накопление грубообломочных терригенных отложений глушинской свиты, мощность которых в Неня-Чумышском прогибе достигает около 1900 м. В раннемеловое время в результате изменения поля напряжений Неня-Чумышский прогиб был преобразован в принадвиговый бассейн, сложенный терригенными отложениями илекской свиты, образующими осадочный бассейн клиновидной формы, характерной для форландовых прогибов, например, кайнозойских межгорных принадвиговых впадин Тянь-Шаня. Неотектоническая структура Неня-Чумышского прогиба, сформированная в поле напряжений Индо-Евроазиатской коллизии, наследует более древний структурный план в общих чертах, но отличается от него деталями. Новообразованной структурой является поперечное неотектоническое поднятие Сары-Чумышского вала. Выводы. Раннеюрский этап обусловлен закрытием Палеотетиса и коллизией серии киммерийских террейнов с южной окраиной Евразии, раннемеловой этап – закрытием Монголо-Охотского океана и коллизией Евразии с Северо-Китайским континентом, кайнозойский этап происходил на фоне продолжающейся Индо-Евроазиатской коллизии. Геологическая эволюция континентальных осадочных бассейнов, контролируемых региональными разломами, может использоваться как источник информации об интенсивности и кинематической картине импульсов внутриконтинентального орогенеза в геологическом прошлом.
Литосфера. 2023;23(5):820-843
820-843
Комплексная характеристика зювитов р. Б. Вануйта (Карская астроблема, Россия)
Аннотация
Объектом исследований являются зювиты восточного сектора Карской астроблемы, расположенные в бассейне р. Большая Вануйта. Цель исследования. Определение типовой принадлежности и установление фациальных особенностей зювитов на р. Б. Вануйта. Материал для исследований представлен штуфными образцами зювитов, отобранными в бассейнах рек Б. Вануйта, Анарога, Кара и Сопчаю, а также образцами алевролитов, отобранными за пределами Карского кратера (рр. Халмеръю, Саяха, Путъю, Анарога и руч. Лавовый). Пробы использованы для изготовления полированных шлифов и порошковых препаратов для химического и других видов анализа. Методы исследования включают в себя полевое изучение, оптическую и электронную сканирующую микроскопию и силикатный анализ методом “мокрой химии”. Результаты и выводы. Впервые детально охарактеризованы структурно-текстурные и петрохимические особенности зювитов р. Б. Вануйта. Выявлено, что матрикс зювитов имеет интенсивно спекшийся характер и состоит из полевых шпатов, кварца, кальцита, хлорита, мусковита, глауконита, титанита. Литокласты включают в себя алевролиты, песчаники, известняки, аргиллиты и сланцы. Витрокласты отличаются угловатой и неправильной морфологией с различным характером границ, пятнистыми, флюидальными и пористыми текстурами. Выявленное сходство вещественного состава кластов алевролитов и аналогичных исходных пород подтверждает генетическую взаимосвязь и ведущую роль этого типа пород мишени в образовании изученных зювитов. Установлено, что зювиты р. Б. Вануйта являются породами аэродинамической фации, сформированными в относительно высокотемпературных условиях, в структурном плане залегают в нижней части разреза толщи обломочных импактитов аэродинамической фации.
Литосфера. 2023;23(5):844-867
844-867
Редкоэлементный состав циркона из гранитоидов неоархейской щелочной провинции Кольского полуострова
Аннотация
Объект исследования. Циркон из гранитоидов А- и I-типов неоархейской Кольской щелочной провинции Балтийского (Фенноскандинавского) щита. Цель. Определение редкоэлементного состава циркона для характеристики условий его образования в разных типах гранитоидов. Использование этих данных совместно с имеющимися результатами U-Pb датирования и Lu-Hf изотопного состава изученных кристаллов циркона в целях оценки количества мантийного и корового вещества в составе протолитов и влияния условий кристаллизации на редкоэлементный состав циркона. Материалы и методы. Изучены 50 кристаллов циркона из 5 образцов главных разновидностей гранитоидов провинции. Концентрации редких элементов определены на ионном микрозонде Cameca IMS-4f (ЯФ ФТИАН, г. Ярославль). Точки для анализов выбирались при помощи оптических и катодолюминесцентных снимков. Размер кратера не превышал 20 мкм, относительная ошибка измерений для преобладающей части элементов установлена в 10–15%, порог обнаружения элементов – 10 мг/т. Результаты. Установлены два главных типа циркона неоархейского возраста – циркон-1 и циркон-2, образованных соответственно на магматической и автометасоматической стадиях кристаллизации, циркон-4 во включениях в цирконе-1 и палеопротерозойский циркон-3 метаморфического генезиса. Средний изотопный состав Hf в цирконе-1 и цирконе-2 различных массивов изменяется незначительно, количество мантийного компонента (Xm) – в пределах от 23 до 30%, что может свидетельствовать об относительно постоянном и существенно коровом составе их протолитов. Выводы. Изменение редкоэлементного состава неоархейских цирконов контролировалось главным образом составом протолитов и окислительно-восстановительными условиями кристаллизации. В восстановительных условиях наибольшую химическую активность приобретали легкие (La–Nd) лантаноиды, для которых установлена прямая зависимость от величины Ce/Ce*. Для тяжелых лантаноидов с близкими размерами ионов относительно Zr+4 кристаллохимические факторы имели более важное значение и определяли уменьшение зависимости концентраций тяжелых лантаноидов в цирконе от Ce/Ce*.
Литосфера. 2023;23(5):868-886
868-886
Условия образования и преобразования, особенности флюидного режима рудно-магматической системы Южно-Сарышаганской гранитной интрузии (Западное Прибалхашье)
Аннотация
Объект исследований. Впервые изучены минеральный состав, петро- и геохимические особенности, условия генерации и постмагматических изменений, флюидный режим (на основе анализа поведения F, Cl, S в апатитах), рудогенерирующий потенциал гранитоидов Южно-Сарышаганской интрузии (Западное Прибалхашье). Методы и материалы. Для получения результатов использованы рентгенофлуоресцентный, атомно-эмиссионный методы анализа пород (керн скважины) и микрозондовые (полированные шлифы) исследования состава минералов. Результаты. Установлено, что по составу породы отвечают умереннощелочным гранитам, формирование которых шло при давлении не более 2 кбар, Т = 670°С. Последующие метасоматические преобразования были среднетемпературными (313–350°С) полистадийными: филлитизация + хлоритизация. Железистый состав хлорита, приуроченность ореолов его развития к зонам трещиноватости указывают на локальный масштаб процесса. Рудная минерализация представлена большей частью халькопиритом, иногда содержащим золото. По облику и составу апатиты из гранитов можно разделить на две группы – магматогенные разности и продукты их преобразований. На диаграмме соотношений F–Cl–S бóльшая часть точек их составов лежит в полях пород, продуктивных на Cu-порфировое оруденение. Выводы. Минеральные парагенезисы, анализ поведения F, Cl, SO3 в апатитах указывают на изменение состава флюидной фазы во времени в условиях открытой системы. Сера накапливается до максимального в апатитах (0.012 мас. % S) уровня синхронно с ростом количества хлора и падением содержания фтора. После достижения этого уровня (по сере) содержание Cl в апатитах снижается, а концентрация F – сильно растет; в результате поздние порции флюида обедняются F, обогащаются Cl, S; но в целом уровень содержания двух последних компонентов невысок по сравнению с таковым для богатых Cu- порфировых систем. Поскольку количество мобилизуемой меди зависит от содержаний во флюиде Cl и S и объема флюида (определяемого величиной самой интрузии, в нашем случае это малое тело), то прогнозируемые запасы меди на верхних горизонтах Южно-Сарышаганской интрузии невелики.
Литосфера. 2023;23(5):887-909
887-909
Первые данные о редкоземельной минерализации в кислых разновидностях пород шатакского комплекса (Южный Урал)
Аннотация
Объектом исследования послужили кислые разновидности пород шатакского комплекса. Материалом исследования явилась неизвестная ранее обильная минерализация, представленная редкоземельными минералами. Методы. Определение концентраций петрогенных оксидов, выполненное рентгенофлуоресцентным методом в ИГ УФИЦ РАН (г. Уфа) на спектрометре VRA-30 (“Карл Цейсс”, Германия) с использованием рентгеновской трубки с W-анодом (30 кВ, 40 мА). Количество редкоземельных элементов в породах комплекса определялось методом ICP-MS в ЦИИ ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). Изучение минералогии проводилось на сканирующем электронном микроскопе Tescan Vega Compact c энергодисперсионным анализатором Xplorer Oxford Instruments (ИГ УФИЦ РАН, г. Уфа). Результаты. Показано, что изученные породы разнообразны по химическому составу, изменяясь от щелочных разновидностей (трахидациты) до низкощелочных риолитов. Установлено, что они относятся к высокоглиноземистому типу, характеризуясь калиевой специализацией и низким коэффициентом агпаитности. Предполагается, что в целом кислые разновидности являются субвулканическими образованиями и термин “риолиты” в данном случае характеризует химический состав пород, но не генезис. Количество редкоземельных элементов в породах комплекса подвержено существенным колебаниям, изменяясь от 60.81 до 1625.39 г/т, а их распределение отличается значительной дифференцированностью. В целом породы принадлежат к контрастной базальт-риолитовой серии, а их генезис обусловлен дифференциацией магмы в промежуточном очаге. В породах были обнаружены многочисленные редкоземельные минералы: алланит- (Ce), монацит-(Се), монацит-(La), ниобоэшинит-(Y), эшинит-(Y), таленит-(Dy), таленит-(Nd), синхизит-(Се) и Ce–La–Fe-оксид. Заключение. Наличие парагенетических ассоциаций редкоземельных минералов (алланит- (Се) + эшинит-(Y) + ниобоэшинит-(Y) и алланит-(Се) + таленит-(Dy) + таленит-(Nd)) свидетельствует о формировании редкоземельной минерализации в ходе единого процесса. Описанный тип минерализации не имеет аналогов на западном склоне Южного Урала, и его исследование должно быть продолжено.
Литосфера. 2023;23(5):910-929
910-929