Scientific journal
Advances in current natural sciences
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,976
RESULTS OF MINERALOGICAL-PETROGRAPHIC AND GEOCHEMICAL STUDIES OF SKARNOIDS FROM THE DAKHOVSKY CRYSTALLINE LEDGE (GREATER CAUCASUS)
Введение
Даховский выступ кристаллических пород приурочен к Бечасынской тектонической зоне, соответствующей перекрытому нижне-среднеюрским осадочным челом краю эпигерцинской Скифской плиты, вовлеченному в альпийское поднятие Большого Кавказа. Выступ ограничен крупными разломами (с юга отделен от Пшекиш-Бамбакского блока Пшекиш-Тырныаузской шовной зоны Северным разломом), интенсивно дислоцирован и может рассматриваться как фрагмент тектонического шва [1, 2]. Это, наряду с петрографическим разнообразием слагающих его пород, их интенсивной метасоматической переработкой и плохой обнаженностью, осложняет анализ геолого-генетических особенностей формирования образующих его комплексов, оставляя дискуссионными ряд ключевых вопросов его геологии [3 и др.], включая характер взаимоотношений разновозрастных интрузивов с вмещающими породами.
Даховский выступ образован гнейсово-амфиболитовой толщей и внедренными в нее средне- и позднепалеозойскими гранитоидами [4]. Среднепалеозойский даховский плагиогранит-диоритовый плутонический комплекс обнажен фрагментарно, его породы в современной структуре имеют тектонический контакт с амфиболитовой толщей на северном фланге поднятия. Позднепалеозойский гранитовый плутонический комплекс, относимый к «малкинским гранитам» [5], объединяет раннюю гранодиоритовую фазу и позднюю гранитную фазу малых интрузивных тел. С последней связан площадной щелочной калиевый метасоматоз, локальное развитие грейзенизации и более низкотемпературные гидротермальные процессы. В последние годы опубликовано несколько работ, указывающих на возможность присутствия в составе гранитоидного массива не описанных ранее пород [6, 7]. На северном краю массива, в составе меланжевой зоны, присутствуют небольшие по мощности пластины и линзы альпинотипных апогарцбургитовых гипербазитов [8, 9].
Наряду с широко распространенными горными породами вышеотмеченных комплексов в составе массива присутствуют и достаточно «экзотические» для них образования, например базификаты пренит минерального состава [10], предполагаемые монцониты, преобразованные в аляскиты [7], и др. К числу таких пород можно отнести и обнаруженные авторами среди коллювия в междуречье рек Сюк и Липовая и в отвалах штолен Белореченского баритового месторождения (то есть приуроченные к раздробленному северному флагу массива) гранат- и пироксенсодержащие породы.
Ранее в сходных геологических условиях (в ассоциации с серпентинитами) исследователями описывались родингиты [10, 11] и их разновидности – хлограпиты [12], а также высокобарические гранатовые амфиболиты. Это позволяет предполагать генетическую связь изученных пород с данными образованиями и требует проведения верификации.
Цель исследования – на основе комплекса минералого-петрографических и геохимических данных охарактеризовать впервые обнаруженные в составе Даховского выступа гранат- и пироксенсодержащие породы и установить их генетическую природу.
Материалы и методы исследования
Объектом изучения послужили образцы неравномернокристаллической породы, сложенной зеленовато-серой микрокристаллической основной массой, среди которой присутствуют многочисленные гломеробластовые буровато-черные кристаллические срастания (рис. 1, а). В гломеробластовых сростках иногда отмечается зональное строение – в центральной их части расположены мелкие буроватые зерна (граната?), окруженные агрегатом темноцветных минералов. В горной породе незакономерно рассеяны рудные минералы.
Микрокристаллическое сложение горной породы и необходимость получения данных об особенностях состава минералов требуют применения комплекса инструментальных методов анализа. Минеральный состав изучен с применением качественного рентгенофазового анализа и электронно-зондовых исследований с применением рентгеновского дифрактометра ДРОН-7 (с медным излучением анода) и растрового электронного микроскопа Tescan Vega LMU II, интегрированного и системой EDX-микроанализа INCA Energy 450. Элементный состав охарактеризован по результатам рентгенофлуоресцентного анализа (силикатного анализа) на спектрометре Axios Advanced и масс-спектрометрии, проведенной на квадрупольном масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой ELAN-DRC.
Основной объем измерений выполнен в Центре коллективного пользования научным оборудованием «Центр исследований минерального сырья и состояния окружающей среды» Южного федерального университета.
Рис. 1. Строение изучаемой горной породы: а – внешний вид, b, c – участки с порфиробластовой структурой, d, e – неоднородная текстура, f – мозаичная структура основной массы, g – сульфиды серебра в халькопирите и их спектр EDX Обозначения минералов: Ab – альбит, Amf – амфибол, Ap – апатит, Gr – гранат, Chl – хлорит, Px – пироксен, Ru – рутил, Ti – титанит Примечание: составлена авторами по результатам данного исследования
Результаты исследования и их обсуждение
Результаты рентгенофазового анализа образцов изучаемой горной породы указывают на присутствие в качестве породообразующих минералов (рис. 2) амфиболов, близких по кристаллоструктурным параметрам к фазе магнезиогорнблендита (наблюдаемые основные рефлексы соответствуют межплоскостным расстояниям d ~ 8,34; 2,70; 3,10 Ǻ), пироксенов со структурным типом диопсида (d ~ 2,98; 2,59; 2,70 Ǻ), плагиоклазов альбит-олигоклазового состава (d ~ 3,18; 4,03; 3,21), хлорита (d ~ 2,69; 14,19 Ǻ), в ряде образцов присутствуют рефлексы структурно сходного с андрадитом граната (d ~ 1,60 Ǻ).
Структура породы неоднородная (рис. 1). В основной зеленовато-серой массе она массивная гранобластовая, образована мозаичными тонкими срастаниями кристалликов (размером ~ 5–10 мкм) кислого плагиоклаз и пироксена (рис. 1, d, e, f). Плагиоклазы микрокристаллической ткани породы по составу соответствуют альбиту – олигоклазу (рис. 3, d). Пироксены по составу мало изменяются и соответствуют авгиту (рис. 3, b).
Рис. 2. Результаты рентгенофазового анализа изучаемой породы Обозначения минеральных фаз: Ab – альбит, Amf – амфибол, Gr – гранат, Chl – хлорит, Px – пироксен Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Рис. 3. Особенности состава породообразующих минералов: а – гранатов, b – пироксенов, c – амфиболов, d – плагиоклазов Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Порфиробластовые агрегаты меланократовых минералов нередко имеют выраженные шестиугольные очертания, типичные для сечений кристаллов роговых обманок (рис. 1, a). Сложены они срастаниями амфибола, граната, хлорита, ильменита, титанита (рис. 1, b, c). Амфиболы по составу изменчивы: их характеристики меняются от свойственных представителям подгруппы Na-Ca амфиболов до Ca амфиболов (рис. 3, c), варьируя в диапазоне от магнезиогастингсита до эденита (содержание K+Na ≥ 0,5 ф. е.). Такие вариации, видимо, связаны с метасоматическими преобразованиями в породе и нарушением состава при гидротермальных низкотемпературных наложенных изменениях. Отмечается сходство составов амфиболов из изучаемой породы и амфиболов из диоритов даховского плагиогранит-диоритового плутонического комплекса [13]. Гранаты принадлежат к уграндитам, изменчивы по составу (рис. 3, a), но в их составе всегда преобладает альмандиновый компонент: содержание альманидинового минала меняется в интервале ~ 43–52 %, пиропового – 12–28 %, гроссулярового – 26–28 %, иногда отмечается повышенное содержание спессартинового минала – до 8 %. В зернах гарантов нередки мелкие вростки титанита. Акцессорными минералами являются рутил, титанит (иногда образующий оторочки вокруг рутила), апатит. Рудные минералы представлены пиритом и халькопиритом, в составе последнего присутствуют мышьяк (≤ 0,3 мас. %) и кобальт (≤ 0,1 мас. %). В ассоциации с халькопиритом отмечается присутствие сульфида серебра (аргентита или акантита) (рис. 2, g), состав которого уверенно не измеряется из-за очень малых размеров. Нужно отметить, что присутствие сульфидов серебра нехарактерно для гидротермальных минеральных ассоциаций Даровского выступа [14, 15]. Порода пересекается тонкими прожилками кварц-карбонатного состава.
Структурно-текстурные особенности породы указывают на ее образование контактово-метасоматическим путем за счет амфиболитового протолита в ходе интенсивного основного метасоматоза.
В плане химического состава порода обогащена основными элементами при достаточно низком содержании кремнезема и щелочей (табл. 1), наличием выраженного Eu минимума в спектре распределения редкоземельных элементов (REE) и обогащенностью тяжелыми REE относительно среднего состава континентальной коры (табл. 2, рис. 4).
Рис. 4. Распределение редкоземельных элементов (REE) в породе Примечание: составлен авторами по результатам данного исследования
Таблица 1
Результаты силикатного анализа породы (в мас. %)
|
SiO2 |
Al2O3 |
TiO2 |
Fe2O3 |
MnO |
MgO |
CaO |
Na2O |
K2O |
P2O5 |
ППП |
|
41,56 |
17,20 |
2,34 |
19,51 |
0,45 |
6,52 |
9,03 |
1,80 |
0,61 |
0,55 |
0,42 |
Примечание: составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования
Таблица 2
Содержание элементов в породе (ppm)
|
Li |
Be |
Sc |
V |
Cr |
Co |
Ni |
Cu |
Zn |
Ga |
|
15,5 |
< 1 |
40,9 |
235 |
66,8 |
39,5 |
33,9 |
51,4 |
98.5 |
11.9 |
|
As |
Se |
Rb |
Sr |
Y |
Zr |
Nb |
Mo |
Ag |
Cd |
|
7,91 |
0,70 |
12,2 |
236 |
45,3 |
35,8 |
4,52 |
<0,6 |
0.042 |
0.12 |
|
Sn |
Sb |
Te |
Cs |
Ba |
La |
Ce |
Pr |
Nd |
Sm |
|
0,85 |
0,23 |
< 0,5 |
3,55 |
67,6 |
2,81 |
6,49 |
0,82 |
3.88 |
0.92 |
|
Eu |
Gd |
Tb |
Dy |
Ho |
Er |
Tm |
Yb |
Lu |
Hf |
|
0,27 |
1,50 |
0,55 |
5,83 |
1,79 |
5,21 |
0,76 |
4,77 |
0.69 |
1.18 |
|
Ta |
W |
Re |
Hg |
Tl |
Pb |
Bi |
Th |
U |
|
|
0,24 |
0,51 |
< 0,005 |
0,029 |
< 0,1 |
1,04 |
< 0,1 |
0,48 |
<0.1 |
Примечание: составлена авторами на основе полученных данных в ходе исследования
Заключение
Обнаруженные в северной приконтактовой зоне Даховского кристаллического поднятия гранат-пироксен-амфиболовые породы являются контактово-метасоматическими базификатами, образованными за счет воздействия на амфиболиты герцинских гранитоидных интрузий, и могут быть определены как скарноиды. Отсутствие наблюдаемых магматических контактов с интрузивами и геохимической характеристики их пород не позволяют уверенно указать состав контактирующих магматических пород. Однако отсутствие признаков кремнещелочного метасоматоза, типичного для калиевых гранитоидов поздних фаз внедрения, сходство составов амфиболов из диоритов и скарноидов, наличие признаков структурных и минеральных преобразования амфиболитов вблизи контактов с диоритами позволяют предполагают взаимодействие с последними.
В металлогеническом плане обращает на себя внимание присутствие в рудной ассоциации нехарактерного для гидротермальных минеральных ассоциаций выступа сульфида серебра.
Впервые полученные данные о содержании и особенностях распределения малых элементов позволят (при получении аналогичных данных для других пород выступа) уточнить состав протолита и особенности перераспределения химических элементов в ходе метасомтоза.
Библиографическая ссылка
Латун С. В., Попов Ю. В. РЕЗУЛЬТАТЫ МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИХ И ГЕОХИМИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ СКАРНОИДОВ ДАХОВСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ВЫСТУПА (БОЛЬШОЙ КАВКАЗ) // Успехи современного естествознания. 2026. № 5. С. 88-94;URL: https://natural-sciences.ru/en/article/view?id=38520 (дата обращения: 01.06.2026).