Минералы бария – барит и хлордоминантный феррокиношиталит bafe2+3[cl2/al2si2o10] в плагиоперидотитах Йоко-Довыренского интрузива (Северное Прибайкалье) – продукты эпигенетичного низкоградного метаморфизма
- Авторы: Спиридонов Э.М.1
-
Учреждения:
- Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
- Выпуск: Том 64, № 11 (2019)
- Страницы: 1196-1205
- Раздел: Краткие сообщения
- URL: https://journals.eco-vector.com/0016-7525/article/view/18432
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016-752564111196-1205
- ID: 18432
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В плагиоперидотитах гипербазит-базитового Йоко-Довыренского интрузива, захваченных низкоградным метаморфизмом (НГМ) в условиях пренит-пумпеллиитовой фации (ППФ), наблюдается мобилизация Ba, Cl и Sr. Фоновые содержания бария в плагиоперидотитах составляют от 36 до 313 (в среднем 130 г/т); стронция – от 25 до 169 (в среднем 86 г/т); величина Ba/Sr варьирует от 0.5 до 4 (в среднем 1.5). Минералы-носители бария – флогопит и плагиоклаз; хлора – хлорферрисаданагаит из включений в алюмохромите, позднемагматические флогопит, хлоркалиевый ферропаргасит и хлорапатит в оторочках сульфидных гнезд. При процессах НГМ эти минералы были замещены хлоритами, тремолитом, диопсидом, в составе которых крайне мало Ва и Cl. В участках развития бариевых минералов плагиоперидотиты содержат 348–518 г/т бария и 4–6 г/т стронция, что свидетельствует о перераспределении Ba и выносе Sr. Метаморфогенные бариевые минералы – безстронциевый барит и Ba-Fe-Cl слюда – хлордоминантный феррокиношиталит. Они сосуществуют с минералами родингитовой ассоциации – гидрогранатами, тремолитом, диопсидом, хлоритами, антигоритом, магнетитом, гидроксилапатитом. Феррокиношиталит замещает флогопит, плагиоклаз, сульфиды, содержит до 21 мас. % ВаО, 31 % FeO, 11 % Cl и имеет железистость f = 75.8 – 90.5. Состав наиболее богатого хлором индивида отвечает (Ba0.83K0.16)0.99(Fe2+2.63Mg0.28Fe3+0.04Al0.02Cr0.01Mn0.01)3[(Cl1.86OH0.12S0.02)2/Al1.86Si2.14O10]. Поскольку Йоко-Довыренский феррокиношиталит – хлордоминантный, это – новый минеральный вид.
Полный текст
ВВЕДЕНИЕ
Минералы-концентраторы бария в магматических горных породах – K-Na полевые шпаты и обогащенные калием плагиоклазы, а при их отсутствии – флогопит, который в некоторых типах щелочных магматических пород содержит более 5 мас.% этого элемента. Флогопит в отложениях пост-вулканических гидротерм содержит до 18 мас.% Ва. Бариевые полевые шпаты, слюды и иные бариевые алюмосиликаты развиты преимущественно в метаморфизованных горных породах и метаморфизованных Fe-Mn, барит-полиметаллических и барит-колчеданных рудах (Segnit, 1946; Fortey, Beddoe-Stephens, 1982; Tracy, 1991; Dunn, 1995; Brűgger, Giere, 2000). Также бариевые слюды характерны для метаморфизованных углеродисто-кремнистых пород (Анкинович и др., 1972, 1997) и манганолитов (Tracy, 1991; Gnos, Armbruster, 2000).
К настоящему времени известны следующие минеральные виды бариевых слюд (Pattiaratchi et al., 1967; Анкинович и др., 1972, 1997; Tracy, 1991; Harlow, 1995; Guggenheim, Frimmel, 1999; Gnos, Armbruster, 2000; Graeser et al., 2003):
эллахерит Ba Al2 [AlSi3O10] (OH)2
гантерит Ba Na Al4 [Al3Si5O20] (OH)4
черныхит Ba V2 [Al2Si2O10] (OH)2
анандит Ba Fe2+3 [Fe3+Si3O10] (OH) S
киношиталит Ba Mg3 [Al2Si2O10] (OH)2
феррокиношиталит Ba Fe2+3 [Al2Si2O10] (OH)2
феррикиношиталит Ba Fe3+3 [Al2Si2O10] O2(OH, F)
оксикиношиталит Ba Mg2 (Ti, Fe3+) [Al2Si2O10] (O, OH, S)2.
Феррокиношиталит установлен нами среди продуктов низкоградного метаморфизма сульфидоносных плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива.
Химический состав минералов, приведенных в статье, выполнен в лаборатории локальных методов исследований кафедры петрологии геологического факультета МГУ с помощью аналитического комплекса с комбинированной системой микроанализа на базе СЭМ Jeol JSM-6480 LV, аналитик-исследователь Н.Н. Коротаева.
ГЕОЛОГИЯ ЙОКО-ДОВЫРЕНСКОГО ИНТРУЗИВА
Позднерифейский Йоко-Довыренский ультрамафит-мафитовый расслоенный интрузив размером 26х3.5х~5 км размещен в байкалидах северного Прибайкалья. Центральная часть интрузива характеризуется наиболее мощным и дифференцированным разрезом (Конников и др., 1994; Кислов и др., 1997; Ярошевский и др., 2006; Орсоев, 2008; Арискин и др., 2009). Его нижняя треть сложена оливин-алюмохромитовыми кумулатами, представленными оливиновыми и пикритовыми габбро-норит – долеритами приконтактовой фации и мощной толщей перидотитов (бронзит-эндиопсид-плагиоклаз-содержащими дунитами и лерцолитами). Средняя часть разреза сложена троктолитами со шлирами и жилами анортозитов (кумулусные оливин и битовнит). Верхняя треть разреза представлена габброидами (кумулусный лабрадор - битовнит). U/Pb возраст магматических пород по циркону и бадделеиту – 728 ± 3 млн лет (Ariskin et al., 2018). Интрузив окружен роговиками по терригенным, известняково-доломитовым, пиритоносным углеродистым породам рифея.
Интрузив сложен продуктами кристаллизационной дифференциации низкощелочного пикритового расплава, контаминированного веществом континентальной земной коры. Для габброидов и перидотитов Йоко-Довыренского интрузива характерно необычно высокое соотношение 87Sr/86Sr = 0.709–0.715, чаще 0.711–0.713 (Кислов и др., 1989; Amelin et al., 1996; Арискин и др., 2009) и повышенные концентрации Ba и Sr. Фоновые содержания Ba в плагиоперидотитах – от 36 до 313 (в среднем 130 г/т, n=41); Sr – от 25 до 169 (в среднем 86 г/т); величина Ba/ Sr – от 0.5 до 4 (в среднем 1.5) (Ariskin et al., 2018).
Интрузив формировался в условиях гипабиссальной фации глубинности. Тем не менее минералы интрузивных пород, роговиков и скарнов, а также продукты кристаллизации локально развитых в интрузиве сульфидных расплавов испытали интенсивные субсолидусные превращения и частично перекристаллизованы.
ПЛАГИОПЕРИДОТИТЫ ЙОКО-ДОВЫРЕНСКОГО ИНТРУЗИВА
Плагиоперидотиты, развитые в нижней части толщи перидотитов, состоят в основном из кристаллов кумулятивного оливина размером от долей до 3–4х1.5–2 мм. Это – магнезиальный хризолит Fo87-84, чаще Fo86-85, типичный состав Fo85.6. Оливин содержит мелкие включения малотитанистого (0.2–0.8 мас. % TiO2) алюмохромита, бедного Fe3+, Mn и Zn. В промежутках между кристаллами оливина расположены небольшие, обычно менее 50 мкм, кристаллы кумулятивного алюмохромита и их агрегаты. По составу они близки алюмохромиту, включенному в оливин, но несколько более глиноземисты и титанисты (0.2–2.8 % TiO2). Содержание алюмохромита в плагиоперидотитах колеблется от долей до 5–7 об. %.
Кристаллы алюмохромита содержат мелкие округлой формы протогенетические включения, которые представлены срастаниями Al-Cr бронзита, Cr-Ti флогопита (до существенно Na флогопита и прайсверкита), Са альбита (до альбит-олигоклаза) и крайне высокоглиноземистого и весьма богатого Ti и Cr амфибола. Амфибол содержит ~5 мас.% Сl (ан. 1, табл. 1), его формула – (Na0.35K0.32)0.67Ca1.50 (Fe3+1.62Mg1.31Mn3+0.05Zn0.02)3 (Cr0.93Ti0.56Fe3+0.49V0.02)2[(Cl1.17OH0.83)2/(Al3.17Fe3+0.75Si0.08)4 Si4O22], и по классификации Б.Е. Лика (Leake, 2003) соответствует Ti-Cr хлорферрисаданагаиту. Возможно, указанная выше ассоциация минералов, богатых натрием и хлором, во включениях в раннемагматическим алюмохромите возникла на глубине при взаимодействии пикритового расплава с веществом эвапоритов. В дальнейшем этот глубинный амфибол мог служить одним из источников хлора для позднемагматических флогопита, амфиболов и апатита.
Таблица 1. Химический состав богатых хлором амфиболов из плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива. 1 – хлорферрисаданагаит включений в алюмохромите. 2–6 – интеркумулусный хлорферропаргасит
Компоненты | № анализов | |||||
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | |
мас.% | ||||||
SiO2 | 25.25 | 33.99 | 35.23 | 35.04 | 37.33 | 35.12 |
TiO2 | 4.61 | 0.36 | нпо | 0.31 | нпо | нпо |
Cr2O3 | 7.29 | 1.09 | нпо | 0.70 | нпо | нпо |
V2O3 | 0.14 | 0.10 | нпо | нпо | нпо | нпо |
Al2O3 | 16.65 | 16.64 | 16.73 | 15.53 | 15.45 | 14.56 |
Fe2O3 | 23.44 | 2.13 | 6.64 | 1.74 | 6.73 | 5.42 |
FeO | - | 17.43 | 14.59 | 18.04 | 13.43 | 24.84 |
MnO | 0.36 | 0.20 | 0.20 | 0.15 | 0.12 | нпо |
ZnO | 0.16 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо |
MgO | 5.40 | 6.06 | 6.01 | 6.56 | 7.74 | 0.65 |
NiO | нпо | нпо | 0.09 | нпо | нпо | нпо |
CaO | 8.67 | 11.87 | 11.54 | 11.81 | 11.63 | 10.89 |
Na2O | 1.13 | 1.26 | 1.50 | 1.39 | 1.52 | 1.20 |
K2O | 1.55 | 2.27 | 1.80 | 1.78 | 2.06 | 2.25 |
SrO | нпо | 1.47 | нпо | 1.87 | нпо | нпо |
BaO | нпо | 0.28 | 0.18 | 0.22 | нпо | 0.14 |
Cl | 4.29 | 5.87 | 5.55 | 5.62 | 5.38 | 6.28 |
Сумма – O = Cl2 | 97.97 | 99.70 | 98.81 | 99.49 | 100.18 | 99.93 |
Число атомов в формуле | ||||||
Si | 4.08 | 5.52 | 5.63 | 5.69 | 5.81 | 5.85 |
Ti | 0.56 | 0.04 | - | 0.04 | - | - |
Cr | 0.93 | 0.13 | - | 0.09 | - | - |
V | 0.02 | 0.01 | - | - | - | - |
Al | 3.17 | 3.19 | 3.15 | 2.97 | 2.84 | 2.86 |
Fe3+ | 2.86 | 0.26 | 0.70 | 0.21 | 0.79 | 0.67 |
Fe2+ | - | 2.37 | 1.95 | 2.41 | 1.75 | 3.46 |
Mn | 0.05 | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | - |
Zn | 0.02 | - | - | - | - | - |
Mg | 1.31 | 1.47 | 1.43 | 1.57 | 1.79 | 0.16 |
Ni | - | - | 0.01 | - | - | - |
Ca | 1.50 | 2.07 | 1.98 | 2.05 | 1.94 | 1.94 |
Na | 0,35 | 0.40 | 0.46 | 0.44 | 0.46 | 0.39 |
K | 0.32 | 0.47 | 0.37 | 0.37 | 0.41 | 0.48 |
Sr | - | 0.14 | - | 0.17 | - | - |
Ba | - | 0.02 | 0.01 | 0.01 | - | 0.01 |
Cl | 1.17 | 1.62 | 1.50 | 1.54 | 1.42 | 1.77 |
OH | 0.83 | 0.38 | 0.50 | 0.46 | 0.58 | 0.23 |
f | 59.8 | 65.4 | 66.1 | 62.7 | 58.9 | 96.3 |
Примечания. P, F, Y не обнаружены. нпо – ниже предела обнаружения. Количества FeO и Fe2O3 рассчитаны по стехиометрии.
Интеркумулусные минералы в плагиоперидотитах представлены ксеноморфными пойкилокристаллами бронзита, эндиопсида и плагиоклаза, с которыми ассоциируют титаномагнетит и ильменит. Cr эндиопсид и эндиопсид-авгит (mg# = 91-86) имеют размер до 25 мм в поперечнике, магнезиальный бронзит (mg# = 88-81) – до 11 мм в поперечнике. Незональный плагиоклаз – битовнит An77-75 (средний состав An76.4), размер его кристаллов редко превышает 3 мм. Отдельные кристаллы битовнита содержат до 0.1 мас.% Ba. Титаномагнетит испытал окислительный отжиг и представлен решетчатыми ильменит-магнетитовыми срастаниями. Ильменит содержит редкие пластинки распада гематита. Акцессорные минералы плагиоперидотитов – фтор-хлорапатит и хлорапатит с заметным содержанием лантанидов, Zn шпинель, бадделеит, циркон, цирконолит, пирохлор, торит, торианит.
Плагиоклазовые лерцолиты содержат сульфидные микрогнезда, сложенные срастаниями троилита и бедного кобальтом пентландита с Fe-пирротином, или кубанитом, или халькопиритом. Это продукты твердофазных превращений сульфидных твердых растворов Mss и реже Iss, которые кристаллизовались в плагиоперидотитах из рассеянных сульфидных расплавов малого объема. Микрогнезда сульфидов включают пластины флогопита и окружены оторочками из его пластин. Кроме того, флогопит слагает массу мелких метасоматических вростков в более ранних минералах плагиоперидотитов вокруг скоплений сульфидов. Флогопит содержит заметное количество хлора (Кислов, Бушляков, 1990; Кислов и др., 1997). По нашим данным, содержание хлора в данном флогопите составляет от 0.03 до 0.43 мас.% (в среднем 0.21% Cl, n=18), что близко к оценкам Е.В. Кислова. Содержание бария в этом флогопите до 0.3 мас.%. В участках пород с большим количеством минигнезд сульфидов относительно широко развиты богатые хлором железистые амфиболы. Они активно замещают интеркумулусные пироксены, а иногда и кумулусный оливин. Это – высокоглиноземистые хлор-калиевый ферропаргасит (ан. 2 и 6, табл. 1 и 2) и хлорферропаргасит (ан. 3, 4, 5, табл. 1 и 2). Эти амфиболы содержат 5.5–6.5 мас.% Cl, до 1.9% Sr, до 0.3% Ba. Размер скоплений хлорферропаргасита до 3 мм.
ПРОЦЕССЫ ЭПИГЕНЕТИЧЕСКОГО РЕГИОНАЛЬНОГО НИЗКОГРАДНОГО МЕТАМОРФИЗМА И ЕГО ПРОДУКТЫ
Интрузив и породы рамы затронуты эпигенетической тектонизацией и залегают практически вертикально – «поставлены на голову». По нашим наблюдениям, Йоко-Довыренский плутон и породы рамы захвачены многостадийным эпигенетическим низкоградным метаморфизмом погружения. Во время первой стадии метаморфизма в условиях цеолитовой фации возникли лизардитовые серпентиниты. Во время второй стадии в условиях пренит-пумпеллиитовой фации образовались антигоритовые и антигорит-хризотиловые серпентиниты с магнетитом по перидотитам, апобазитовые родингиты, апоскарновые брусититы, альбит-клиноцоизитовые, пренит-клиноцоизитовые, пектолитовые породы по троктолитам и анортозитам. Во время третьей стадии метаморфизма в условиях цеолитовой фации были образованы лизардитовые серпентиниты, наложенные на антигоритовые и хризотиловые (Спиридонов и др., 2017а, 2017б). Фации метаморфизма определены по аналогии с данными в работах (Миясиро, 1976; Спиридонов и др., 2000; Philpotts, Ague, 2009). Изохронный Sm/Nd возраст оливиновых габбро Йоко-Довыренского интрузива, затронутых процессами серпентинизации, – 673 ± 22 млн лет (Amelin et al., 1996), что на 55 млн. лет моложе возраста протолита. По нашим данным, эта датировка фиксирует возраст низкоградного метаморфизма в условиях пренит-пумпеллиитовой фации, в процессе которого произошло перераспределение лантанидов. Носитель лантанидов магматических пород Йоко-Довыренского интрузива – фтор-хлорапатит – был замещен гидроксилапатитом без REE, и возникли метаморфогенные минералы REE – монацит, ортит (алланит) и редкоземельный клиноцоизит-эпидот (Спиридонов, 2017).
Таблица 2. Кристаллохимические формулы интеркумулусного хлорферропаргасита из плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива
Кристалло- химическая позиция | Компо- ненты | № анализов | ||||
2 | 3 | 4 | 5 | 6 | ||
A 1 | Na | 0.40 | 0.46 | 0.44 | 0.46 | 0.39 |
K | 0.47 | 0.37 | 0.37 | 0.41 | 0.48 | |
Ba | 0.02 | 0.01 | 0.01 | - | 0.01 | |
Сумма | 0.89 | 0.84 | 0.82 | 0.87 | 0.88 | |
B 2 | Ca | 2.07 | 1.98 | 2.05 | 1.94 | 1.94 |
Sr | 0.14 | - | 0.17 | - | - | |
Сумма | 2.21 | 1.98 | 2.22 | 1.94 | 1.94 | |
Y’ 4 | Mg | 1.47 | 1.43 | 1.57 | 1.79 | 0.16 |
Fe2+ | 2.36 | 1.95 | 2.41 | 1.75 | 3.46 | |
Fe3+ | 0.14 | 0.58 | - | 0.44 | 0.38 | |
Mn | 0.03 | 0.03 | 0.02 | 0.02 | - | |
Zn | - | - | - | - | - | |
Ni | - | 0.01 | - | - | - | |
Сумма | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | |
Y’’ 1 | Al VI | 0.70 | 0.78 | 0.66 | 0.65 | 0.71 |
Fe3+ | 0.12 | 0.22 | 0.21 | 0.35 | 0.29 | |
Ti | 0.04 | - | 0.04 | - | - | |
Cr | 0.13 | - | 0.09 | - | - | |
V | 0.01 | - | - | - | - | |
Сумма | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | |
Z 8 | Si | 5.52 | 5.63 | 5.69 | 5.81 | 5.85 |
Al IV | 2.48 | 2.37 | 2.31 | 2.19 | 2.15 | |
Сумма | 8 | 8 | 8 | 8 | 8 | |
(Cl, OH) 2 | Cl | 1.62 | 1.50 | 1.54 | 1.42 | 1.77 |
OH | 0.38 | 0.50 | 0.46 | 0.58 | 0.23 | |
Сумма | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
В этих процессах на отдельных участках, прежде всего в зонах дробления, заметно изменился состав интрузивных пород. Наблюдается массовое развитие низкотемпературных минералов – серпентинов, хлоритов, клиноцоизита-эпидота, актинолита, альбита, пренита, гидрогранатов (гидрогроссуляр и иные), магнетита, хроммагнетита, брусита, талька, карбонатов, корренсита, пектолита, тоберморита, кварца, пирита, гидроксилапатита. Метаморфизованные медно-никелевые руды содержат обильные пирит и бравоит, а также тиошпинели Fe-Ni-Co и миллерит, шендит и паркерит, заместившие троилит, пирротин и пентландит, борнит и халькозин, заместившие кубанит и халькопирит, арсениды Fe-Ni-Co (Качаровская, 1986; Орсоев, 2008; наши наблюдения). Продукты и процессы низкоградного метаморфизма оруденелых пород Йоко-Довыренского интрузива весьма похожи на таковые в норильских рудах (Спиридонов, Гриценко, 2009; Spiridonov et al., 2016).
ПЛАГИОПЕРИДОТИТЫ ЙОКО-ДОВЫРЕНСКОГО ИНТРУЗИВА, МЕТАМОРФИЗОВАННЫЕ В УСЛОВИЯХ ПРЕНИТ-ПУМПЕЛЛИИТОВОЙ ФАЦИИ
В слабометаморфизованных плагиоперидотитах кристаллы, затронутые тектонизацией, замещаются: оливин – серпентином (лизардит, чаще антигорит с микропрожилками хризотила), алюмохромит – феррихромитом и хроммагнетитом (рис. 1). По плагиоклазу (битовнит) с включениями титаномагнетита и ильменита развиваются железо- и марганецсодержащие гидрогранаты (рис. 2а,б, 3а). Состав гидрогранатов колеблется от гидрогроссуляра (81–85% гроссулярового минала, ан. 8–9, табл. 3) до спессартин-альмандин-гроссуляра (43-45% гроссулярового минала, ан. 10–11). Интеркумулусные бронзит и эндиопсид и часть хлорферропаргасита замещены агрегатами диопсида (ан. 12, табл. 3) и тремолита (ан. 13–14) ± хлорит, антигорит (рис. 2а,б, 3а,б). Наименее устойчивыми при процессах низкоградного метаморфизма оказались флогопит и хлорсодержащие амфиболы, замещаемые хлоритом – рипидолитом (ан. 7, табл. 3; рис. 3в, г). Таким образом, минералы-носители бария – флогопит и плагиоклаз; хлора – хлорферрисаданагаит из включений в алюмохромите, флогопит, хлоркалиевый ферропаргасит и хлорапатит из оторочек сульфидных гнезд в процессах низкоградного метаморфизма были замещены минералами, в составе которых содержания Ва и Cl крайне малы.
Рис. 1. Брекчированный алюмохромит (серое) частью растворен, частью замещен метаморфогенным хроммагнетитом (белое) из метаморфизованных плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива. Изображение в отраженных электронах.
Парагенез гидрограната, диопсида, хлорита и тремолита типичен для родингитов пренит-пумпеллиитовой фации (Миясиро, 1976; Спиридонов и др., 2000). В метаморфизованных плагиоперидотитах Йоко-Довыренского интрузива развиты микрогнезда родингитового состава (рис. 2 и 3), в которых и концентрируются минералы бария. Родингиты формируются при относительно повышенной щелочности метаморфизующих флюидов, чем, вероятно, обусловлено относительно широкое распространение барита, его преобладание среди метаморфогенных минералов бария.
Рис. 2. Барит в метаморфизованных плагиоперидотитах: (а) – включения кристаллов ксеноморфного барита (белое) среди агрегатов метаморфогенных гидрограната (светло-серое, ан. 8, табл. 3), тремолита и диопсида (неровные темно-серое), заместивших интеркумулятивные бронзит, эндиопсид и битовнит; слева и справа – кристаллы кумулусного оливина (ровное серое); (б) – выделения барита неправильной формы (белое) среди агрегатов метаморфогенных гидрограната (светло-серое, ан. 11, табл. 3), тремолита (ан. 13, табл. 3) и диопсида (ан. 12, табл. 3) (неровное темно-серое), заместивших пироксены и битовнит в промежутке между кристаллами кумулусного оливина (ровное серое слева и справа). Внизу – округлый кристалл алюмохромита (ярко белое). Изображения в отраженных электронах.
В участках развития бариевых минералов плагиоперидотиты содержат 348–518 г/т бария и 4–6 г/т стронция, что свидетельствует об их мобилизации. В процессах низкоградного метаморфизма в условиях пренит-пумпеллиитовой фации наблюдается перераспределение Ba и вынос Sr. Сходная картина поведения стронция в процессах низкоградного метаморфизма установлена в работе (Путинцева и др., 2016) для метакимберлитов цеолитовой и пренит-пумпеллиитовой фаций.
Таблица 3. Химический состав хлорита (7), гидрограната (8-11), диопсида (12), тремолита (13-14) из плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива, метаморфизованных в условиях пренит-пумпеллиитовой фации
Компоненты | № анализов | |||||||
7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | |
мас.% | ||||||||
SiO2 | 27.82 | 38.17 | 38.49 | 38.12 | 38.17 | 54.50 | 54.88 | 57478 |
TiO2 | нпо | нпо | 0.07 | нпо | нпо | нпо | 0.08 | нпо |
Cr2O3 | 0.07 | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.14 | 0.09 | нпо |
V2O3 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо |
Al2O3 | 23.57 | 21.73 | 21.34 | 22.07 | 22.06 | 0.32 | 3.78 | 0.65 |
Fe2O3 | - | 0.91 | 1.40 | - | - | 0.39 | - | 0.88 |
FeO | 5.98 | 1.63 | 3.48 | 14.91 | 15.73 | 1.40 | 2.55 | 1.86 |
MnO | 0.10 | 3.50 | 3.23 | 6.87 | 6.96 | 0.09 | нпо | 0.14 |
MgO | 30.01 | 0.17 | 0.25 | 2.00 | 2.13 | 17.98 | 22.09 | 23.05 |
NiO | 0.21 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо |
CaO | нпо | 32.42 | 30.90 | 16.21 | 15.23 | 24.94 | 13.13 | 13.04 |
Na2O | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.07 | 0.50 | нпо |
K2O | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.04 | нпо |
SrO | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.82 | нпо | 0.83 |
Y2O3 | нпо | нпо | 0.30 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо |
Cl | 0.11 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.08 |
сумма – O = Cl2 | 87.85 | 98.53 | 99.46 | 100.18 | 100.34 | 100.65 | 97.14 | 97.98 |
Формульные единицы | ||||||||
Si | 2.67 | 2.91 | 2.94 | 2.95 | 2.95 | 1.98 | 7.55 | 7.91 |
Ti | - | - | - | - | - | - | 0.01 | - |
Cr | 0.01 | - | - | - | - | - | 0.01 | - |
V | - | - | - | - | - | - | - | - |
Al | 2.67 | 1.95 | 1.92 | 2.01 | 2.01 | 0.01 | 0.61 | 0.11 |
Fe3+ | - | 0.05 | 0.08 | - | - | - | - | 0.09 |
Fe2+ | 0.48 | 0.10 | 0.22 | 0.96 | 1.02 | 0.05 | 0.29 | 0.21 |
Mn | 0.01 | 0.23 | 0.21 | 0.45 | 0.46 | - | - | 0.02 |
Mg | 4.15 | 0.02 | 0.03 | 0.23 | 0.24 | 0.97 | 4.53 | 4.66 |
Ni | 0.02 | - | - | - | - | - | - | - |
Ca | - | 2.65 | 2.53 | 1.34 | 1.27 | 0.97 | 1.93 | 1.92 |
Na | - | - | - | - | - | - | 0.13 | - |
K | - | - | - | - | - | - | 0.01 | - |
Sr | - | - | - | - | - | 0.02 | - | 0.07 |
Y | - | - | 0.01 | - | - | - | - | - |
Cl | 0.02 | - | - | - | - | - | - | 0.02 |
OH | 7.98 | 0.09 | 0.06 | 0.05 | 0.05 | - | 2.00 | 1.98 |
Примечания. F, P, Zn, Ba не обнаружены; нпо – ниже предела обнаружения. Количества FeO и Fe2O3 рассчитаны по балансу зарядов.
МИНЕРАЛЫ БАРИЯ В НИЗКОГРАДНО МЕТАМОРФИЗОВАННЫХ ПЛАГИОПЕРИДОТИТАХ ЙОКО-ДОВЫРЕНСКОГО ИНТРУЗИВА
Минералы бария – бесстронциевый барит и Ba-Fe-Cl слюда (хлордоминантный феррокиношиталит) ассоциируют с минералами родингитовой ассоциации – гидрогранатами, тремолитом, диопсидом, хлоритами, антигоритом.
Барит в мелких до 30 мкм неправильной формы выделениях довольно широко распространен в метаморфизованных плагиоперидотитах, где наблюдается в агрегатах диопсида, тремолита, гидрогранатов, хлорита (рис. 2а, б). Поразительная особенность данного барита – полное отсутствие в его составе стронция. Поэтому на фотографиях в режиме отраженных электронов нет намека на зональное строение его выделений.
Феррокиношиталит развит в тех участках сульфидоносных плагиоперидотитов, где весь флогопит замещен хлоритом – рипидолитом, часть оливина замещена серпентинами, алюмохромит – хроммагнетитом, битовнит – гидрогроссуляром. Размер ксеноморфных кристаллов феррокиношиталита до 20 мкм, их скоплений – до 70 мкм (рис. 3а-г). Как правило, феррокиношиталит замещает флогопит (рис. 3в,г), изредка – плагиоклаз. Центральные части зональных кристаллов феррокиношиталита менее железисты и обеднены барием (ан. 15, 17, табл. 4), внешних зон – более железисты и обогащены Ba и Cl (ан. 18, 20). Состав обособленных выделений феррокиношиталита в одних случаях (рис. 3а) близок к составу центральных зон зональных кристаллов (ан. 16), в других (рис. 3б) – более железистый, близок к составу внешних зон зональных кристаллов (ан. 19). Минерал содержит до 21 мас.% ВаО, 31% FeO, 11% Cl; его железистость варьирует от 75.8 до 90.5%. Характерны стандартные изоморфные замещения Ba – K и Fe – Mg (табл. 4). Содержание бариевого минала варьирует от 69 до 85%. Описанная Ba – Fe – Cl слюда – хлордоминантный феррокиношиталит, состав наиболее богатого хлором индивида отвечает (Ba 0.83K0.16)0.99(Fe2+2.63Mg0.28Fe3+0.04Al0.02Cr0.01Mn0.01)3 [(Cl1.86OH0.12S0.02)2/ Al1.86Si2.14O10].
Таблица 4. Химический состав хлордоминантного феррокиношиталита из плагиоперидотитов Йоко-Довыренского интрузива, метаморфизованных в условиях пренит-пумпеллиитовой фации
Компо- ненты | № анализа | |||||
15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | |
мас. % | ||||||
SiO2 | 23.26 | 22.98 | 21.24 | 21.42 | 21.01 | 20.76 |
Cr2O3 | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.17 |
Al2O3 | 15.78 | 16.14 | 16.24 | 15.95 | 15.58 | 15.41 |
Fe2O3 | 0.55 | - | - | - | - | 0.51 |
FeO | 27.08 | 27.25 | 28.15 | 29.13 | 30.48 | 30.57 |
MnO | нпо | 0.15 | 0.12 | 0.10 | 0.13 | 0.15 |
MgO | 4.93 | 4.00 | 3.53 | 2.95 | 2.07 | 1.83 |
CaO | нпо | 1.03 | 0.36 | 0.30 | нпо | нпо |
Na2O | нпо | 0.16 | 0.18 | 0.17 | нпо | нпо |
K2O | 2.28 | 1.93 | 0.83 | 1.35 | 1.16 | 1.19 |
BaO | 18.24 | 18.11 | 19.39 | 19.89 | 20.99 | 20.48 |
Cl | 9.27 | 9.43 | 9.57 | 10.07 | 10.58 | 10.63 |
S | нпо | нпо | нпо | нпо | нпо | 0.12 |
сумма – O=Cl2 | 99.30 | 99.05 | 97.45 | 99.06 | 99.62 | 99.25 |
Число атомов в формуле | ||||||
Si | 2.25 | 2.27 | 2.15 | 2.17 | 2.16 | 2.14 |
Al IV | 1.75 | 1.73 | 1.85 | 1.83 | 1.84 | 1.86 |
Сумма | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 | 4 |
Fe2+ | 2.20 | 2.25 | 2.38 | 2.46 | 2.62 | 2.63 |
Fe3+ | 0.04 | - | - | - | - | 0.04 |
Mg | 0.71 | 0.59 | 0.53 | 0.45 | 0.32 | 0.28 |
Mn | - | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 | 0.01 |
Al VI | 0.05 | 0.15 | 0.08 | 0.08 | 0.05 | 0.02 |
Cr | - | - | - | - | - | 0.01 |
Сумма | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 | 3 |
Ba | 0,69 | 0.70 | 0.77 | 0.79 | 0.85 | 0.83 |
K | 0.28 | 0.24 | 0.11 | 0.17 | 0.15 | 0.16 |
Na | - | 003 | 0.04 | 0.04 | - | - |
Ca | - | 0.11 | 0.04 | 0.03 | - | - |
Сумма | 0.97 | 1.08 | 0.96 | 1.03 | 1.00 | 0.00 |
Cl | 1.52 | 1.58 | 1.64 | 1.73 | 1.84 | 1.86 |
OH | 0.48 | 0.11 | 0.36 | 0.17 | 0.10 | 0.12 |
O | - | 0.31 | - | 0.10 | 0.06 | - |
S | - | - | - | - | - | 0.02 |
Сумма | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 | 2 |
f | 75.8 | 79.4 | 81.8 | 84.7 | 89.3 | 90.5 |
Примечания. F, Ti, V не обнаружены; нпо – ниже предела обнаружения. Количество FeO и Fe2O3 рассчитаны по балансу зарядов.
Рис. 3. Феррокиношиталит в метаморфизованных плагиоперидотитах Йоко-Довыренского интрузива: (а) – выделения неправильной формы феррокиношиталита (белое) (ан. 16, табл. 4) в агрегатах метаморфогенных гидрограната (светло-серое, ан. 9-10, табл. 3), тремолита (ан. 14, табл. 3) и диопсида (неровное темно-серое) и антигорита (черно-серое) по пироксенам и битовниту в промежутке между кристаллами кумулусного оливина (ровное серое слева и справа); (б) – неправильной формы выделения феррокиношиталита (белое) (ан. 19, табл. 4) в агрегате хлорита (ан. 7, табл. 3) и антигорита (темно-серое), замещающих пироксены (сверху) и битовнит (в центре снимка) у контакта с оливином (ровное серое слева); (в) – полиминеральная псевдоморфоза по флогопиту у гнезда сульфидов (белое) рядом с кристаллами алюмохромита (светло-серое). Флогопит замещен хлоритом различного состава, антигоритом (черно-серое и темно-серое) и феррокиношиталитом («гармошка» от светло-серого до белесого цвета); (г) – деталь рис. 3в. «Гармошка» из зональных кристаллов феррокиношиталита, внутренние серые зоны обеднены барием и хлором (ан. 15, 17, табл. 4), внешние зоны обогащены барием и хлором (ан. 18, 20, табл. 4). Справа и ниже «гармошки» феррокиношиталита – срастания троилита, пирротина и пентландита (белое). Изображения в отраженных электронах.
ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ
Установлено, что в плагиоперидотитах Йоко-Довыренского интрузива, захваченных низкоградным метаморфизмом в условиях пренит-пумпеллиитовой фации, наблюдается перераспределение Ba и Cl, вынос Sr. Минералы-носители бария и хлора – флогопит, плагиоклаз, хлорферропаргасит, хлорферрисаданагаит, хлоркалиевый ферропаргасит, хлорапатит в процессах метаморфизма были замещены хлоритами, тремолитом, диопсидом, гидрогранатами, антигоритом, в составе которых Ва и Cl крайне мало. Метаморфогенные минералы бария – бесстронциевый барит и Ba-Fe-Cl слюда – хлордоминантный феррокиношиталит ассоциируют с минералами родингитового парагенеза – гидрогранатами, диопсидом, тремолитом, антигоритом. Поскольку Йоко-Довыренский феррокиношиталит по составу хлордоминантный, это – новый минеральный вид.
Источник финансирования
Работа выполнена при финансовой поддержке РНФ (грант № 16-17-10129), с использованием оборудования, приобретенного за счет средств Программы развития Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова.
Об авторах
Э. М. Спиридонов
Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Автор, ответственный за переписку.
Email: ernstspiridon@gmail.com
Геологический факультет
Россия, МоскваСписок литературы
- Анкинович С.Г., Анкинович Е.А., Рождественская И.В. (1972) Черныхит - новая бариево-ванадиевая слюда из СЗ Каратау. Зап. ВМО 100(5), 76-83.
- Анкинович Е.А., Бекенова Г.К., Компанейцев В.П., Котельников П.Е., Савостин Б.А. (1997) Ванадиевые и ванадийсодержащие слюды из углеродисто-кремнистой формации кембрия хребта Большой Каратау (Южный Казахстан). 1. Черныхиты. Роскоэлиты. Геология Казахстана (4), 84-93.
- Арискин А. А., Конников Э. Г., Данюшевский Л.В., Кислов Е.В., Николаев Г.С., Орсоев Д.А., Бармина Г.С., Бычков К.А. (2009) Довыренский интрузивный комплекс: проблемы петрологии и сульфидно-никелевой минерализации. Геохимия (5), 451-480.
- Ariskin A.A., Konnikov E.G., Danyushevsky L.V., KislovE.V., Nikolaev G.S., Orsoev D.A., Barmina G.S., Bychkov K.A (2009) The Dovyren Intrusive Complex: Problems of Petrology and Ni Sulfide Mineralization. Geochem. Int. 47(5), 425-453.
- Качаровская Л.Н. (1986) Сульфидные медно-никелевые руды Йоко-Довыренского расслоенного плутона (состав и условия образования). Автореф. дисс. канд. геол.-мин. наук. Улан-Удэ: ГИ СО АН СССР, 1-24.
- Кислов Е.В., Бушляков И.Н. (1990) Галогены во флогопите и апатите Йоко-Довыренского массива. Геология и геофизика (6), 68-72.
- Кислов Е.В., Конников Э.Г., Орсоев Д.А. (1997) Роль хлора в формировании малосульфидного платинометального оруденения Йоко-Довыренского расслоенного массива. Геохимия (5), 521-528.
- Kislov E.V., Konnikov E.G., Orsoev D.A., Pushkarev E.V., Voronina L.K. (1997) Chlorine in the Genesis of the Low-Sulfide PGE Mineralization in the Ioko-Dovyrenskii Layered Massif. Geochem. Int. 35(5), 455-461.
- Кислов Е.В., Конников Э.Г., Посохов В.Ф., Шалагин В.Л. (1989) Изотопные свидетельства коровой контаминации в Йоко-Довыренском массиве. Геология и геофизика (9), 140-144.
- Конников Э.Г., Кислов Е.В., Орсоев Д.А. (1994) Йоко-Довыренский расслоенный плутон и связанное с ним оруденение (Северное Прибайкалье). Геология рудных месторождений 36, 545-553.
- Миясиро А. (1976) Метаморфизм и метаморфические пояса. М.: Мир, 536 с. {Miyashiro A. Metamorphism and Metamorphic Belts. New York: John Wiley & Sons, Inc. 1973. 492 p.}
- Орсоев Д.А. (2008) Йоко-Довыренский дунит-троктолит-габбровый массив и его платиноносность. Благороднометальная минерализация в расслоенных ультрабазит-базитовых массивах юга Сибирской платформы. Новосибирск: Параллель, 89-194.
- Путинцева Е.В., Соколова Е.Л., Спиридонов Э.М. (2016) Сравнительная характеристика метакимберлитов цеолитовой и пренит-пумпеллиитовой фаций. Междунар. конф., посвящ. 300-летию Минерал. музея РАН им. А.Е. Ферсмана, 153-155.
- Спиридонов Э.М. (2017) Низкоградный метаморфизм - рудоподготовительный, рудогенерирующий, рудопреобразующий процесс. Геодинамические обстановки и термодинамические условия регионального метаморфизма в докембрии и фанерозое. СПб.: ИГГД, 166-168.
- Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. (2009) Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный мир, 218 с.
- Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Симонов О.Н., Анастасенко Г.Ф., Кулагов Э.А., Люлько В.А., Середа Е.В., Степанов В.К. (2000) Метавулканиты пренит-пумпеллиитовой и цеолитовой фаций трапповой формации Норильского района Сибирской платформы. М.: Издательство Московского университета, 212 с.
- Ярошевский А.А., Болиховская С.В., Коптев-Дворников Е.В. (2006). Геохимическая структура Йоко-Довыренского расслоенного дунит-троктолит-габбро-норитового интрузива, Северное Прибайкалье. Геохимия (10), 1027-1039.
- Yaroshevskii A.A., Bolikhovskaya S.V., Koptev-Dvornikov E.V. (2006) Geochemical Structure of the Yoko-Dovyren Layered Dunite-Troctolite-Gabbro-Norite Massif, Northern Baikal Area. Geochem. Int. 44(10), 953-964.
- Amelin Yu.V., Neymark L.A., Rytsk E.Yu., Nemchin A.L. (1996) Enriched Nd-Sr-Pb isotopic signatures in the Dovyren layered intrusion (easthern Siberia, Russia): evidence for source contamination by ancient upper-crust material. Chem. Geol. 129, 39-69.
- Ariskin A., Danyushevsky L., Nikolaev G., Kislov E., Fiorentini M., McNeil A., Kostitsyn Y., Goemann K., Malyshev A. (2018) The Dovyren Intrusive Complex (Southern Siberia, Russia): Insights into dynamics of an open magma chamber with implication for parental magma origin, composition, and Cu-Ni-PGE fertility. Lithos 302-303, 242-262.
- Brűgger J., Giere R. (2000) Origin and distribution of some trace elements in metamorphosed Fe-Mn deposits, Val Ferrera, Eastern Swiss Alps. Can. Mineral. 38, 1075-1101.
- Dunn P.J. (1995) Franclin and Sterling Hill, New Jersey: the world most magnificent mineral deposits. Franklin: Franklin-Ogdensburg Mineral. Soc., 755 p.
- Fortey N.J., Beddoe-Stephens B. (1982) Barium silicates in stratabound Ba-Zn mineralization in the Scottish Dalradian. Mineral. Mag. 46, 63-72.
- Gnos E., Armbruster T. (2000) Kinoshitalite, Ba(Mg)3(Al2Si2) O10 (OH, F)2, a brittle mica from a manganese deposit in Oman: paragenesis and crystal chemistry. Am. Mineral. 85, 242-250.
- Graeser S.G., Hetherington C.J., Giere R. (2003) Ganterite, a new barium-dominant analogue of muscovite from the Berisal Complex. Simplon region, Switzerland. Can. Mineral. 41, 1271-1280.
- Guggenheim S., Frimmel H.E. (1999) Ferrokinoshitalite, a new species of brittle mica from the Broken Hill mine, South Africa: structural and mineralogical characterization. Can. Mineral. 37, 1445-1452.
- Harlow G.E. (1995) Crystal chemistry of barium enrichment in micas from metasomatized inclusions in serpentinite, Motagua fault zone, Guatemala. Eur. J. Mineral. 7, 775-789.
- Leake B.E. Woolley A.R., Birch W.D., Burke E.A.J., Ferraris G., Grice J.D., Hawthorne F.C., Kisch H.J., Krivovichev V.G., Schumacher J.C., Stephenson N.C.N., Whittaker E.J.W. (2003) Nomenclature of amphiboles: additions and revisions to the International Mineralogical Association′s 1997 recomendation. Can. Mineral. 41(6), 1355-1362, doi: 10.2113/gscanmin.41.6.1355.
- Pattiaratchi D.B., Saadi E., Sahama T.G. (1967) Anandite, a new barium iron silicate from Wilagedera, North Western Province, Ceylon. Mineral. Mag. 36, 1-4.
- Philpotts A.R., Ague J.J. (2009) Principles of igneous and metamorphic petrology. Cambridge University Press, 667 p.
- Segnit E.R. (1946) Barium feldspars from Broken Hill, New South Walles. Mineral. Mag. 27, 166-174.
- Spiridonov E.M., Serova A.A., Kulikova I. M., Korotaeva N.N., Zhukov N.N. (2016) Metamorphic-hydrothermal Ag-Pd-Pt Mineralization in the Noril’sk sulfide ore deposit, Siberia. Can. Mineral. 54, 429-462. doi: 10.3749//canmin.1500028.
- Tracy R.J. (1991) Ba-rich micas from the Franclin Marble, Lime Crest and Sterling Hill, New Jersey. Am. Mineral. 76, 1683-1693.
Дополнительные файлы
![](/img/style/loading.gif)