2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Типохимизм пироксенов, слюд и амфиболов некоторых типов магматических пород

Бурнаева М.Ю.*, Краснова Н.И.**

* ВНИИ «Океангеология», С-Петербург, Россия; burnaevam@mail.ru

** С-Петербургский государственный университет, Россия; nataly_krasnova@rambler.ru

Разнообразие химического состава пироксенов (1408 ан.), слюд (1776 ан.) и амфиболов (735 ан.) представлено в виде RHA-данных для различных типов как магматических, так и метаморфических пород, в полном виде доступных в Интернете по адресу: http://geology.spbu.ru/department/scientific/rha-language-method/. Определен типохимизм этих минералов для некоторых типов пород.

Отображение зависимости химического состава породообразующих минералов – пироксенов, амфиболов и слюд – от состава пород обычно производится с помощью бинарных или тройных диаграмм, каждая из которых дает информацию о соотношениях лишь небольшого числа компонентов. Поля составов минералов из разных типов пород часто перекрываются, что не дает возможности проведения однозначного сопоставления данных и не позволяет наглядно их представлять. Использование типохимических особенностей этих минералов имеет особую значимость при диагностике некоторых вулканических пород (например, базальтов, андезитов, лампрофиров, кимберлитов, лампроитов), содержащих их вкрапленники, а также при описании состава электромагнитной фракции шлихов при проведении поисковых работ.

Нами были составлены банки данных по химическим составам 1408 клинопироксенов (Cpx) в основном по материалам монографии (Добрецов и др., 1971), с привлечением своих 180 анализов по породам Шпицбергена; по составам 735 анализов амфиболов (Amf) и 1776 анализов слюд (Mica) по материалам справочников (Минералы, 1981а,б; Дир и др., 1962,1963; Ушакова, 1980) и др. Исходные сводки анализов и некоторых результатов их обработки по методу RHA доступны в Интернете по адресу: http://geology.spbu.ru/department/scientific/rha-language-method/.

Для настоящей работы нами были выбраны лишь те анализы, для которых были указаны названия пород, включающих ультраосновные, основные, щелочные – ийолитовой и нефелин-сиенитовой серий, лампроиты, кимберлиты и метаморфические эклогиты и их ксенолиты в кимберлитах. Более полные сводки данных по отдельным типам пород, включая кислые и некоторые метаморфические, доступны по указанному выше адресу в Интернете: файлы RHA-Cpx_rock groups, RHA-Amf_rock groups, RHA-mica_rock groups. Сопоставление химизма мафических породообразующих минералов (МПМ) осуществлялось с помощью программы Petros-2 в первую очередь по ранговым формулам – Rchem – последовательности химических элементов, упорядоченных по уменьшению содержаний их атомных % в анализе. Напомним, что близкие химические составы всегда имеют сходные R. Сравнение сокращенных до 5^ти или 6^ти позиций R для Cpx, Amf и Mica показали, что они фактически мало отличаются внутри следующих групп пород: 1) ультраосновных: перидотитов, дунитов, пироксенитов, вебстеритов; 2) основных и средних: габбро, анортозитов, базальтов, андезитов, диоритов; 3) ультраосновных щелочных пород: уртитов, ийолитов, мельтейгитов; 4) средних щелочных пород: нефелиновых сиенитов; 5) лампроитов; 6) эклогитов и 7) кимберлитов. В связи с этим далее проводилось сопоставление состава МПМ между этими объединенными группами пород.

Наименее изменчивыми по составу в зависимости от типа породы оказались Cpx, для которых выявлено сходство 4-х наиболее распространенных ранговых формул – OSiMgCaAl, OSiMgCaFe, OSiCaMgAl, OSiCaMgFe – для 1, 2, 5 и 6 групп (табл. 1, в колонке N выделены жирным). Cpx в них представлены авгитом, Ti-, Cr-, Fe-авгитом, и лишь в 6^ой группе эклогитов часто встречается также омфацит, с которым связаны занимающие 3-5 ранги Na и Al. Четко отличаются лишь пироксены нефелиновых сиенитов, для которых характерен эгирин, что находит отражение в их наиболее типичных R: OSiNaFe или OSiFeNa.

Таблица 1. Сокращенные ранговые формулы для химического состава клинопироксенов из 6 групп пород.

Для амфиболов, представленных в основном, паргаситом, керсутитом, антофиллитом, гастингситом, чермакитом, из 1), 2) и 6) групп пород характерны 3 наиболее распространенные R: OSiMgHFe, OSiMgAlH, OSiMgAlCa, что затрудняет использование состава этих минералов для различения именно этих пород. Обращает на себя внимание частое присутствие примеси Cr (9 ранг) в Amf из дунитов и перидотитов и Ti – в Amf из пироксенитов, лерцолитов, габбро-базальтов и диоритов-андезитов. Как известно, типохимическим является состав К-рихтерита из лампроитов, в R которых К занимает 5-7 ранги. Амфиболы нефелиновых сиенитов, как и пироксены, имеют состав, отличающийся повышенным содержанием Na и Fe, находящихся на 3-5 позициях; они представлены арфведсонитом, эккерманитом, Mg-рибекитом.

Слюды в рассматриваемых нами типах пород обычно темно окрашены и представлены в основном флогопитом, биотитом, аннитом и тетраферрифлогопитом. Ранее был предложен способ однозначного различия этих темно-окрашенных слюд по их ранговым формулам (Краснова и др., 2008). Отличие состава тетраферрифлогопитов по методу RHA устанавливается по наличию перестановок символов Al и K в их ранговой формуле по сравнению с R обычных флогопитов (табл. 2). Действительно, только при дефиците Al (соответственно, K>Al в R) появляется возможность вхождения Fe³⁺ в тетраэдрические позиции. Напомним, что в нормальных флогопитах, наоборот, Al преобладает над K. Для биотита по данным 196 анализов характерна последовательность индексов Si>Al>(Fe,Mg), тогда как для аннита (всего 13 ан.) Fe преобладает над Al (т.е. Si> >Al>Fe). Слюды типа аннитов оказались характерными в основном для 4^ой группы нефелиновых сиенитов, и лишь 4 анализа из 17 можно отнести к биотитам. В лампроитах (группа 5) встречается тетраферрифлогопит (18 ан.), а 2 ан. (Phl) были исключены из выборки как ксенокристаллы. В кимберлитах (группа 7) слюды (53 ан.) представлены в основном флогопитом, а также тетраферрифлогопитом и реже – биотитом. В ультраосновных породах преобладает флогопит, а биотит характерен для 2^ой группы пород – габбро-диоритового ряда.

Таблица 2. Сокращенные ранговые формулы для химического состава флогопита, тетраферрифлогопита и слюд биотитовой серии и слюд из кимберлитов, лампроитов и нефелиновых сиенитов.

Итак, мафические минералы из рассматриваемых групп пород обладают характерными чертами химического состава, что может помочь правильной их диагностике. Наличие данных о составе минералов, даже на основе лишь микрозондовых анализов, позволяет их определять с точностью до минерального вида. Следует избегать публикаций анализов с неопределенными терминами, типа пироксен, амфибол, слюда.

Литература:

Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы. 1965. Т. 2. Цепочечные силикаты. М.: Мир. 406 с.; Т. 3. 1966. Листовые силикаты. М.: Мир. 318 с.

Добрецов Н.Л., Кочкин Ю.Н., Кривенко А.П., Кутолин В.А. Породообразующие пироксены. 1971. М.: Наука, 120 с.

Краснова Н.И., Петров Т.Г., Ретюнина А.В. Практические аспекты использования метода RHA для систематизации состава минералов группы слюд // Вестник СПбУ. 2008. Сер. 7. No 2. С. 3-19.

Минералы. Справочник (Ред. Чухров Ф.В., Смолянинова Н.Н.) Т. III. В. 2. Силикаты с линейными, трехчленными группами, кольцами и цепочками кремнекислородных тетраэдров. М.: Наука. 1981. 614с.; Т. III. В. 3. Силикаты с лентами кремнекислородных тетраэдров. 398с.; 1992. Т. IV. В. 1. Слоистые силикаты. 600с.

Ушакова Е.Н. Биотиты магматических пород. 1980. Новосибирск: Наука, Сиб. Отд. АН СССР. 328 с.