Минералогические признаки осадочного генезиса метаморфических пород

Наибольший эффект минералогические исследования метаморфических пород дают, когда они проводятся одновременно с изучением стратифицированности толщ, структурно-текстурных особенностей пород и их петрохимии. Подобным образом проводились исследования древнейших метаморфических образований Кольского полуострова — гранулитового комплекса. Исследования явились составной частью широкой программы литологического изучения докембрия, осуществляемого под руководством А.В. Сидоренко. Результаты литолого-стратиграфического изучения гранулитового комплекса подробно освещены в печати.

Реликтовыми минералами в метаморфических образованиях являются циркон, монацит, реже рутил, гранат, плагиоклаз, кварц. Они оказываются устойчивыми как в процессах выветривания и транспортировки, так и метаморфизма. Наибольший интерес в этом отношении представляет циркон — наиболее устойчивый и широко распространенный минерал. Циркон является наиболее распространенным акцессорным минералом в образованиях гранулитового комплекса. Он присутствует практически во всех разностях гранулитов и в некоторых прослоях кварцсодержащих пироксеновых сланцев. Очень редок этот минерал в скаполитсодержащих кристаллических сланцах. Содержащиеся в породах зерна циркона могут быть кластогенными (реликтовыми) и вновь образовавшимися (метаморфогенными). Кластогенные цирконы имеют самую различную степень окатанности. Встречаются расколотые зерна. Метаморфогенные цирконы в основном представлены двумя типами: содержащие окатанные ядра (регенерированные) и комковатые формы, целиком образовавшиеся при метаморфизме.

Зернам циркона, содержащимся в образованиях гранулитового комплекса, свойственна лиловая, иногда бледно-розовая окраска и хорошая прозрачность. Детритовые формы обладают высокой степенью окатанности, большим распространением пользуются короткостолбчатые хорошо окатанные разности, имеющие почти шарообразную форму. Попадаются расколотые зерна. Преобладающим является метаморфогенный тип циркона. Распределение встречающихся в различных породах гранулитового комплекса морфогенетических типов циркона показано в табл. 21. В гранулитах, пользующихся широким распространением на Кольском полуострове, преобладают реликтовые зерна циркона и формы, содержащие окатанные ядра. Пироксеновые кристаллические сланцы в зависимости от положения в стратиграфическом разрезе гранулитового комплекса содержат различное количество кластогенного циркона: по разрезу вниз в них убывает количество окатанных и обломочных форм. Это может свидетельствовать об уменьшении в первичном осадке доли терригенного материала.

К реликтовым кластогенным минералам древних пород можно отнести также и монацит. По окатанным зернам монацита, содержание которых достигает 20% от общего количества акцессориев, доказана, например, первично осадочная природа гранито-гнейсов Верхнего Приамурья.

В гранулитах Кольского полуострова широко развиты таблитчатые зерна монацита, имеющие различную степень окатанности. В тех прослоях гранулитов, в которых содержатся окатанные монациты, количество окатанных форм циркона, как правило, составляет 80—100%.

Обращает на себя внимание, что зерна ильменита и рутила — минералов, широко распространенных в образованиях гранулитового комплекса, имеют округлую и комковатую форму. Такую же форму имеют и зерна лейкоксена, которые изредка присутствуют в этих породах. Внутри отдельных комковатых зерен рутила отмечаются полосчатые, пятнистые участки, сложенные более светлым лейкоксеном (рис. 44). Вероятно, что указанные формы ильменита и рутила являются псевдоморфозами по зернам лейкоксена, присутствовавшего в первичном осадке, поскольку лейкоксен — неустойчивая форма титанита в условиях гранулитовой фации метаморфизма.

Многие метаморфогенные минералы, встречающиеся в гранулитах и пироксеновых кристаллических сланцах, являются прямыми индикаторами состава и природы первичного осадочного материала. Доказательством этого может служить: а) содержание в гранулитах графита (до 1—2%), для которого установлена органогенная природа; б) наличие в гранулитах силлиманита (5—10% и более), возникшего за счет существенно глинистых осадков, первичный глинистый состав которых был подтвержден литохимическими пересчетами; в) образование пироксеновых кристаллических сланцев, состоящих на 5—20% из скаполита, по всей видимости, за счет засоленных карбонатно-глинистых отложений. Появление в парагенетической ассоциации минералов пироксеновых кристаллических сланцев скаполита, таким образом, может указывать на то, что в разрезе гранулитового комплекса присутствуют породы, в состав которых входит как терригенный, так и хемогенный материал.

В метаморфических образованиях гранулитового комплекса установлены следующие особенности минералогии пород, которые свойственны осадочным толщам: а) неравномерное содержание от слоя к слою минералов тяжелой фракции, в том числе и реликтовых кластогенных минералов, а также метаморфогенных минералов — индикаторов исходного состава и природы пород; б) выдержанность по простиранию слоев как текстурно-структурных особенностей пород, так и общего минерального состава, состава тяжелой фракции и состава отдельных минералов.

Осадочная природа широко распространенных в породах полосчатых текстур подтверждается распределением и ориентировкой в слойках детритовых (реликтовых) минералов.

Опыт применения комплексных структурно-текстурных и минералогических исследований пород гранулитового комплекса показал перспективность такого направления в литологическом изучении докембрийских образований. Была доказана первичная осадочная природа многих разностей глубоко метаморфизованных образований, построены стратиграфические разрезы и проведена их корреляция, установлен состав исходных осадков.

Таким образом, становится очевидной необходимость применения самостоятельного минералогического метода изучения метаморфических пород, который предусматривает, с одной стороны, поиски и исследования детритовых минералов-реликтов, а с другой — специальное комплексное изучение метаморфогенных минералов-индикаторов (графита, силлиманита, скаполита и т. д.). Изучение минеральных ассоциаций метаморфических пород позволит в конечном счете в полной мере оценить влияние состава и природы исходных пород на фациальный облик метаморфических образований.