Characteristics of substance of pegmatite vein Vezdarinskaya (South-Western Pamir).pdf Введение При кристаллизации магматического расплава значительное количество летучих компонентов остается в остаточном расплаве, обусловливая специфические физико-химические характеристики кристаллизации последнего. Из этого остаточного расплава формируются особенные по структурнотекстурным и минералогическим характеристикам горные породы, по петрохимии близкие к составу поздних дифференциатов магматических комплексов. Такие породы носят название «пегматиты» и отличаются проявлением зональности и развитием необычных структур минеральных агрегатов. Их формирование происходит в широком температурном интервале, отвечающем концу магматического -началу гидротермального процесса при высокой активности летучих и подвижных компонентов [Косухин, Бакуленко, Чупин, 1984]. Особое место среди них занимают пегматиты миароловой фации, для которых характерно наличие первичных пустот -миарол, обеспечивающих условия для роста крупных и хорошо образованных кристаллов. Они встречаются в различных формациях, но наиболее характерны для пегматитов малых и умеренных глубин. В опубликованной литературе о миароловых пегматитах отражена минералогия этих объектов [Загорский, 2012; Коноваленко, 2015; Соколова и др., 2017], оценен их ювелирный потенциал [Герасимов, Коноваленко, 2015], описаны редкие и новые минералы [Коноваленко и др., 1981; Мираков и др., 2018]. В то же время геологическая характеристика, детали внутреннего строения, структурно-текстурные и геохимические особенности миароловых пегматитов встречаются редко [London, 2005]. Один из монументальных трудов о миароловых пегматитах принадлежит авторам иркутской геологической школы В.Е. Загорскому, И.С. Перетяжко и Б.М. Шмакину [Загорский, 1999], в которой они представили классификацию пегматитов миароло-вой фации. В настоящее время наибольший интерес в исследовании миароловых пегматитов представляет термобарогеохимическое направление, позволяющее реконструировать режим кристаллизации пегматитовых магм [Mona-Liza C. Sirbescu et al., 2013; Перетяжко, 2015; Смирнов, 2015] и условия образования миароловых полостей [Перетяжко, 2010]. Несмотря на представительность результатов исследований, первичные данные минералого-петрографических характеристик пегматитов в литературе отображены скудно. Между тем структурнотекстурные особенности минеральных агрегатов сложных по строению пегматитовых тел несут в себе информацию об эволюции пегматитового расплава и последующих процессах перекристаллизации. Реализация таких исследований возможна только при системной коллекции каменного материала, отражающей строение конкретной пегматитовой жилы. Геологическое положение объекта исследования Пегматитовая жила Вездаринская находится в верховьях р. Вез-Дара, левого притока Шахдары (рис. 1), имеет размеры 6 × 45 м, занимает секущее положение по отношению к гнейсам шахдаринской серии [Загорский, 1999] входит в состав одноименного пегматитового поля Юго-Западного Памира, который является частью Памиро-Гималайского гранит-лейкогранитового пояса, протягивающегося с северо-запада на юго-восток вдоль горных сооруже- ний Памира, Гиндукуша, Каракорума и Гималаев [Россовский, Коноваленко, 1976]. Территория распространения миароловых пегматитов Памира в геологическом плане представляет собой жесткую докембрийскую глыбу - срединный массив внутри киммерийско-альпийского складчатого пояса [Коноваленко, 2006]. Для миароловых пегматитов ЮгоЗападного Памира отмечается отсутствие пространственной связи с гранитоидами. Однако на основании геологических признаков (пегматиты являются наиболее поздними магматическими образованиями региона) и по U-Pb датировке, возраст пегматитов составляет 3,2-7,5 ± 0,2 млн лет, что дает основание предполагать их генетическую связь с неогеновыми высокоглиноземистыми двуслюдяными гранит-лейкогранитами и гнейсогранитами с гранатом и кордиеритом памиро-шугнанского комплекса [Коноваленко, Сазонова, Сирнов, 2001; Коноваленко, 2006]. Рис. 1. Геологическая схема Юго-Западного Памира и расположение Вездаринской жилы [Лозиев, Саидов, 1989] 1 - гранат-биотитовые гнейсы шахдаринской серии (докембрий); 2 - горанская серия (докембрий): 3 - хорогский ортокомплекс (докембрий); 4 - гранит-лейкограниты памиро-шугнанского комплекса; 5 - разрывные нарушения; 6 - Вездаринская жила 4 ∖⅛y. ■= ■ 5 ⅛⅞⅛J⅞⅞⅛J⅛aJ⅞⅞⅛ ⅜⅛⅛8⅛⅛8⅛⅛i 6 ★ Fig. 1. The geological scheme of the Pamirs and the location of the Vezdarinskaya vein [Loziev, Saidov, 1989] 1 - garnet-biotite gneisses of the Shakhdara series (Precambrian); 2 - goran series (Precambrian): 3 - Khorog orthocomplex (Precambrian); 4 - granite-leucogranites of the Pamir-Shugnansky complex; 5 - fault; 6 - Vezdarinskaya vein Фактический материал и методы исследований Каменная коллекция, которая послужила материалом для проведения исследований, была отобрана доцентом кафедры минералогии и геохимии ТГУ Сергеем Ивановичем Коноваленко в ходе экспедиций на Памир, в которых он принимал участие в 1989 и 2015 гг. Было обработано 33 образца, которые максимально полно характеризовали строение Вездаринской жилы. Структурно-текстурный анализ был выполнен на макро- и микроуровне, в последнем случае взаимоотношения между минералами и агрегатами анализировались с использованием петрографического микроскопа Leica DM 750 и растрового электронного микроскопа VEGA II LMU, совмещенным с энергодисперсионным детектором. Для получения изображения на растровом электронном микроскопе и определения химического состава минеральных фаз шлифы покрывались проводящим материалом (углеродом), после чего были выполнены необходимые испытания. Параметры съемки: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток 5 нА, живое время набора 120 с, диаметр зонда 1-2 мкм. Стандарты для работы представлены природными и синтетическими фазами МАС 55 (Standard Universal Block Layout+F/Cup; Micro-Analisis Consultants Ltd., UK). Изображения получали в обратно-рассеянных электронах. Состав полевых шпатов уточнялся методом рентгеноструктурного анализа на дифрактометре XPert PRO (PANalytical) в ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» ГГФ ТГУ (аналитики Т.С. Небера, А.А. Артамонова, М.О. Хрущева). Были отобраны мономинеральные фракции 0,5-0,25 мм из каждого структурно-вещественного комплекса (18 шт.), которые были истерты в порошок в яшмовой ступке. Условия съемки на дифрактометре: трубка с медным анодом (CuKa) с Ni-фильтром, напряжение на трубке меняли от 20 до 30 kV, ток от 18 до 25 мА, диапазон углов 2θ 18-54°. Образец снимался дважды: общая рентгенограмма в области углов 2θ (18-54°) Э.Н. Кунгулова, О.В. Бухарова со скоростью вращения 40 об./мин, и в области углов 2θ (28-32°) и 2θ (40-52°) со скоростью 0,50 об./мин. Расшифровка дифрактограмм проводилась с помощью программного обеспечения PDF-4 и HighScore. Положение всех индикаторных рефлексов для полевых шпатов описано в источнике [Франк-Каменецкий, 1983]. Номер плагиоклаза в данной работе был определен двумя методами: рентгеноструктурным и оптическим методом Мишель-Леви [Сазонов, 1999]. При описании пегматитовых тел была использована следующая терминология. Структурновещественный комплекс - минеральная ассоциация, характеризующаяся выдержанностью минерального состава, типоморфными структурами и текстурами. Второстепенные минералы, входящие в состав комплекса, определяют его специфику. Генерация минерала - разновозрастные индивиды минерала, выделившиеся на разных стадиях минералообразования и отличающихся своими типоморфными особенностями [Жабин, 1979]. Результаты исследований Вездаринская пегматитовая жила является типичным представителем малоглубинных турмалиноносных миароловых пегматитов, формирование которой связано с кристаллизацией боросодержащих расплавов [Загорский, 1999; Коноваленко, Сазонов, Смирнов, 2001], и соответствует редкоэлементным пегматитам LCT типа (Li-Cs-Ta) [Cerny, Erkit, 2005]. Вездаринская жила, подобно другим жилам миа-роловых пегматитов Юго-Западного Памира [Коноваленко, 2006], имеет сложное слабо зональное участковое внутреннее строение, выраженное в развитии неравномерно распространенных структурновещественных комплексов (рис. 2). В пегматитовом теле Вездаринской жилы выделяются до восьми структурно-вещественных комплексов: кварц-двуполевошпатовый, кварц-плагиоклазовый с турмалином или гранатом, кварц-полевошпатовый пегматоидный, калишпатовый блоковый, миароловый, околомиароловый и трещинно-прожилковый. Рис. 2. Схема строения Вездаринской жилы [Бакуменко, Конваленко, 1988] с дополнениями авторов 1 - кальцитовый мрамор; 2 - гранат-биотитовые гнейсы Шахдаринской серии; 3 - кварц-двуполевошпатовый комплекс; 4 -кварц-плагиоклазовый с турмалином или гранатом; 5 - калишпатовый блоковый комплекс; 6 - миаролы; 7 - кварц-полевошпатовый пегматоидный комплекс; 8 - элементы залегания Fig. 2. The structure of the Vezdarinskaya vein [Bakumenko, Konovalenko, 1988] with the additions of the authors 1 - calcite marble; 2 - garnet-biotite gneisses of the Shakhdara series; 3 - quartz-double-feldspar complex; 4 - quartz-plagioclase with tourmaline or garnet; 5 - potassium feldspar block complex; 6 - miarols; 7 - quartz-feldspar pegmatoid complexes; 8 - elements of occurrence Кварц-двуполевошпатовый комплекс образуется вблизи контакта пегматитового тела с вмещающими породами и формирует краевые части жилы. Для него характерна среднезернистая гранитная структура и однородная текстура (рис. 3, a). Порода сложена гипидиоморфными индивидами полевых шпатов и ксеноморфными зернами кварца, размеры последнего варьируют от 0,5 до 1,5 мм. ВЕЩЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕГМАТИТОВОЙ ЖИЛЫ Рис. 3. Структурно-вещественные комплексы Вездаринской миароловой пегматитовой жилы (макро- и микровид) Представлены макроснимки образцов пегматита различных комплексов, ниже размещены микроснимки (шлифов породы), полученные с помощью поляризационного микроскопа, николи X. а - гранитная структура кварц-двуполевошпатового комплекса с фрагментами мирмекитовых срастаний (1); b - кварц-плагиоклазовый комплекс с псевдографической структурой кварца (Qz-III) и турмалина; с - кварц-плагиоклазовый комплекс с псевдографической структурой кварца (Qz-III) и граната; d - кварц-полевошпатовый пегматоидный комплекс с характерной индукционной штриховкой на кварцевых индивидах (Qz-III) и пертитизированным ортоклазом (пертиты распада (Pl-II) и замещения (Pl-IV)); e - пертиты распада (Pl-II) и замещения (Pl-IV) в ортоклазе калишпатового блокового комплекса; f - плагиоклаз крупнозернистой структуры с корродированными индивидами кварца в околомиароловом комплексе; Pl - плагиоклаз, Kfsp - калиевый полевой шпат, Turm - турмалин, Grt - гранат, Mic - слюда, Qz - кварц. Римскими цифрами указаны номера генераций Fig. 3. Structural and material complexes of the Vezdarinskaya miarolitic pegmatite vein (macro and micro view) Macro photographs of pegmatite samples of various complexes are presented; below are micrographs (sections of rocks) obtained using a polarizing microscope, Nicole X. a - granite structure of a quartz-bisexual feldspar complex with fragments of myrmekite accretions (1); b - quartz-plagioclase complex with a pseudographic structure of quartz (Qz-III) and tourmaline; c - quartz-plagioclase complex with a pseudographic structure of quartz (Qz-III) and garnet; d - quartz-feldspar pegmatoid complex with characteristic induction hatching on quartz individuals (Qz-III), and perthirized orthoclase (perthites of decay (Pl-II) and substitution (Pl-IV)); e - perthites of decay (Pl-II) and substitution (Pl-IV) in the orthoclase of the potassium feldspar block complex; f - coarse-grained plagioclase with corroded quartz individuals in the near-miarolitic complex; Pl - plagioclase, Kfsp - potassium feldspar; Turm - tourmaline; Grt - pomegranate; Mic - mica; Qz - quartz. Roman numerals indicate generation numbers 10 Э.Н. Кунгулова, О.В. Бухарова Плагиоклаз комплекса (Pl I генерации) представлен олигоклазом (Pl№19, угол погасания 2°), имеет тонкие, ровные полисинтетические двойники. Калиевый полевой шпат I генерации является ортоклазом и встречается крайне редко, его соотношение с плагиоклазами составляет около 1:4 соответственно. В ортоклазе отмечается присутствие пертитов распада в виде тонких ламелей (до 5 нм) альбита, образующего II генерацию плагиоклаза (Pl№1). Нередко можно встретить грано-фирную структуру, обусловленную наличием капельного кварца в зернах калиевого полевого шпата. Часть таких включений кварца в одном индивиде имеет одновременное облачное погасание. На границах зерен олигоклаза и ортоклаза встречаются реакционные соотношения между ними в виде мирмекитов. Слюда комплекса представлена биотитом, выделения которого могут составлять как десятые миллиметры, так и крупные вытянутые зерна размером около 1 см. Минеральная ассоциация краевого комплекса сменяется крупно-среднезернистым агрегатом кварц-плагиоклазового комплекса с турмалином или гранатом. В пределах комплекса наблюдается зональное укрупнение структуры пегматита от среднезернистой до крупно- и гигантозернистой. Текстура агрегата пятнистая, обусловленная неравномерным распределением меланократовых минералов (рис. 3, b, с). В этом комплексе плагиоклаз по структурным особенностям зерен был разделен на две генерации. Наиболее распространены в кварц-плагиоклазовом комплексе среднезернистые идиоморфные индивиды, идентичные по морфологии и составу плагиоклазу кварц-двуполевошпатового комплекса (Pl I генерации, Pl№19). Другой тип плагиоклаза (III генерация) имеет более крупные зерна (более 5 мм) с корродированными границами. Зачастую такие зерна серицитизированы и имеют деформированные нечеткие границы между полисинтетическими двойниками. Кроме того, для плагиоклаза III генерации характерен более высокий номер (Pl№25, угол погасания 7°) по сравнению с ранними генерациями. Калиевый полевой шпат в данном комплексе представлен ортоклазом (I генерация), реликты которого встречаются в центральных частях зерен плагиоклаза III генерации. Кварц, один из породообразующих минералов комплекса, представлен двумя генерациями: срастания с турмалином / гранатом и индивидами в полевошпатовой матрице. В агрегате с турмалином кварц среднезернистый (~0,2 мм), гипиди-оморный, трещиноватый с облачным погасанием (Qz-I). Во втором случае это ксеноморфные мелкие неправильной рваной формой зерна с волнистым погасанием (Qz-II), которые выполняют интерсти-ции между полевым шпатом. Турмалин комплекса черный, с характерным поперечным сечением в виде сферического треугольника (от 1 до 12 мм), c размерами по L6 более 2 см. В шлифах видно, что индивиды турмалина корродированы кварцем, это придает шерлу облик тонкомелкозернистого брекчированного агрегата, однако вся масса псевдообломков гаснет одновременно, что определяет наличие индивида (рис. 4, a, b). Нередко наблюдаем структуры обрастания, где в центре турмалиновых зерен присутствует кварц (Qz-I) (рис. 4, c). Некоторые зерна турмалина имеют тонкую кайму обрастания с повышенными цветами интерференции, образующую другую генерацию турмалина (рис. 4, d). Гранат в кварц-плагиоклазовом комплексе имеет красно-оранжевый цвет, размеры зерен варьируют от первых миллиметров до 1 см, индивиды сильно трещиноватые (рис. 3, с). Согласно результатам рентгеноспектрального микроанализа, в гранате Вездаринской жилы содержатся зерна ксенотима и циркона (первые нанометры). В кварц-плагиоклазо-вом комплексе присутствуют лейсты бурой и светлой слюды размером до 3 мм. Кварц-полевошпатовый пегматоидный комплекс занимает основной объем осевой части жилы. Эта порода имеет крупнозернистую, местами графическую структуру, пятнистую текстуру (рис. 3, d). Графическая структура обусловлена выделением на фоне полевошпатовой матрицы скелетных кристаллов дымчатого кварца, на гранях которого присутствует индукционная штриховка. Пегматит комплекса сложен калиевым полевым шпатом (60%), плагиоклазом (20%) и кварцем (20%). Калиевый полевой шпат представлен крупными (более 1 см) зернами ортоклаза (II генерация), интенсивно пертитизированными. По морфологическим особенностям в пределах комплекса выделяются как пертиты распада, так и сегрегационные пертиты. Пертиты распада представлены в виде тонких ламелий (до 0,01 мм) и соответствуют плагиоклазу II генерации. В свою очередь, сегрегационные пертиты имеют ширину выделений до 0,2 мм, развиваются согласно направлениям спайности и соответствуют альбиту (Pl№0-3 IV генерации). Кварц пегматоидного комплекса образует крупные их-тиоглипты размером от 0,5 до 1,5 см специфической дымчатой окраски. Калишпатовый блоковый комплекс сложен калиевым полевым шпатом (80-85%) и плагиоклазом (~10%). Для комплекса характерны среднекрупнозернистая структура и массивная текстура (рис. 6, e), местами отмечаются участки мелкоблокового строения. Калиевый полевой шпат соответствует ортоклазу, который идентичен ортоклазу предыдущего комплекса. Для калиевого полевого шпата данного комплекса характерны многочисленные пертитовые срастания, которых отличает разная природа происхождения (заменить на: которые отличаются разной природой происхождения). ВЕЩЕСТВЕННАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЕГМАТИТОВОЙ ЖИЛЫ 11 Рис. 4. Структурно-текстурные особенности кварц-плагиоклазового комплекса Вездаринской пегматитовой жилы a, b - псевдографические срастания кварца и турмалина с одновременным погасанием турмалина (b); c - структура обрастания (индивиды кварца в футляре турмалина); d - структура обрастания в кристаллах турмалина. Pl - плагиоклаз, Turm - турмалин, Mic - слюда, Qz - кварц. Римскими цифрами указаны номера генераций, пунктирной линией оконтурен индивид турмалина Fig. 4. Structural and textural features of the quartz-plagioclase complex of the Vezdarinskaya pegmatite vein a, b - pseudographic intergrowths of quartz and tourmaline, with the simultaneous extinction of tourmaline (b); c - fouling structure (quartz individuals in a tourmaline case); d - fouling structure in tourmaline crystals. Pl - plagioclase, Turm - tourmaline, Mic - mica, Qz - quartz. Roman numbers indicate generation numbers, the dashed line outlines the individual tourmaline Фрагментарно сохраняются микропертиты распада в ортоклазе, большая часть которых в процессе сегрегации существенно укрупнилась и имеет ленточную форму выделений (сегрегационные пертиты, Pl-IV, рис. 3, е) [Руденко, 1954]. Часто в калишпато-вые индивиды погружены пертитовые вростки плагиоклаза (Pl-V), которые угасают (под микроскопом) одновременно (рис. 5, а), некоторые исследователи такие структуры называют шахматным альбитом. Сканирующий электронный микроскоп позволяет наблюдать интенсивные процессы выщелачивания в калишпатовом блоковом комплексе, выраженные массовым проявлением каверн (рис. 5, b). Околомиароловый комплекс неравномерно развит по периферии миарол и сложен кварц-лепидолит-альбитовым агрегатом. Для этого комплекса характерна пористая, тонконоздреватая текстура (рис. 3, f). Основной объем породы выполнен крупнозернистым (~ 10 мм) тонкопластинчатым альбитом с четкими полисинтетическими двойниками (VI генерация, Pl№0, угол погасания 20°). Зерна серицитизированы. Морфология индивидов альбита комплекса уникальна - в объеме гипидиоморфных зерен присутствуют многочисленные пустотки, частично выполнены радиальнолучистыми агрегатами лепидолита (рис. 6, a). Кварц комплекса представлен крупными (

Скачать электронную версию публикации