21.03.2021

Эулизиты, их минералого-геохимические особенности и генетические связи с графитовыми и магнетит-кварцевыми породами


В земной коре наряду с магматическими (ювенильными) оливиновыми, оливин-пироксеновыми и другими ультраосновными породами существуют также, но менее изучены регенерированные ультрабазиты, в большинстве известных случаев образовавшиеся за счет термального динамического или динамо-термального воздействия на серпентиниты.

Кроме этих двух типов, в земной коре имеются близкие к ним метаморфические эулизиты и другие пироксен-оливиновые породы, нередко содержащие гранат, магнетит, графит, сульфиды, кварц и другие минералы.

Оливиновые или оливинсодержащие осадочно-метаморфические породы в докембрийских толщах континентов встречаются довольно часто — это основные и ультраосновные парачарнокиты, кальцифиры, некоторые пластовые магнетитовые руды, но обычно содержащиеся в них ортосиликаты — маложелезистые, близкие к форстериту. При обилии летучих и в относительно закрытых системах вместе с магнезиальным оливином или взамен его большое развитие получают хондродиты и клиногумиты, в которых известны не только замещения (ОН)3—F(Cl)3, но и (OH)3—(BО)3 (например, в некоторых кальцифирах и магнетитовых рудах Алдана).

Форстеритовые и диопсидовые кальцифиры и гнейсы довольно широко распространены и в архейском комплексе Украины, в частности в Приазовье и в Приднепровье, но наравне с ними здесь же местами развиты и стратифицированные пироксен-фаялитовые и другие фаялитсодержащие эулизиты. В нижнем, архейском, структурном ярусе Приазовья их изучали в полевой обстановке и в лабораториях многие исследователи.

Целесообразно остановиться на некоторых конкретных примерах проявления рассматриваемого типа метаморфических пород. При осмотре кернов из скв. 105 на Демьяновском участке в Приазовье Д.П. Cepдюченко и А.В. Глебов наблюдали эулизиты среди биотитовых графитовых гнейсов и флогопит-форстеритовых кальцифиров.

Массивные и яснополосчатые феррогиперстен (эулит)-фаялитовые, местами с розовым гранатом породы, содержащие кварц и полевой шпат, расположенные главным образом прерывистыми (линзовидными) полосками, встречены в интервале 233,9—249,5 м, где они образуют пласты мощностью до нескольких метров.

В пределах Мариупольских железорудных месторождений эулизиты образуют на разных стратиграфических уровнях, но в тесной ассоциации и часто в переслаивании с графитсодержащими породами устойчиво прослеживаемые горизонты среди пироксен-амфиболовых плагио-сланцев, графит-биотит-гранатовых гнейсов и в непосредственном соседстве с рудными магнетитовыми кварцитами. Мощность эулизитсодержащих пачек достигает 2—11 м, а отдельных фаялит-эулитовых слоев — 20—70 см; они имеют ясную тонкослоистую текстуру с чередованием почти мономинеральных более широких и крупнозернистых фая-литовых и более тонких и мелкозернистых пироксеновых слоев. Богатые силикатным закисным железом, эулизиты часто почти совсем не содержат магнетита, но местами количество его возрастает до 20—30%, что вызывает переходы в магнетитовые гнейсы или сланцы; количество граната (альмандина) и кварца варьирует от 0 до 30%, обусловливая переходы в фаялитовые сланцы и гранулиты, примеси графита и сульфидов достигают 2—4% и выше, а плагиоклаза и амфиболов в эулизитах бывает до 2—3%. Главные же и характерные породообразующие минералы: фаялит (около 95% мол. Fe2SiO4), эулит (около 90% мол. Fe2Si2O6) и геденбергит (до 80% мол. CaFeSi2O6), количество которых сильно колеблется и достигает соответственно 50%, 76%, 10% и более. В данном случае, как и во многих других, по количественному минеральному составу многие эулизиты существенно отличаются от магматических ультрабазитов высокой железистостью своих оливинов и пироксенов, а также низким содержанием и ограниченным набором малых элементов. В частности, в трех образцах метаосадочных двупироксеновых сланцев (парапироксенитов) из района Каменные Могилы в Приазовье, по данным полуколичественного спектрального анализа, оказалось (г/т): хрома 10, никеля 10, кобальта 5—10, титана 250, ванадия 30—100.

Эулизиты довольно резко или постепенно (по мощности и латерально) могут переходить в фаялитовые кварциты, двупироксен-магнетитовые сланцы, в безфаялитовые эулит-геденбергитовые и другие пара-пироксенитовые фации: они входят в состав слоистого комплекса вместе с силлиманит-гранат-биотитовыми, гранат-пироксеновыми гнейсами, пироксен-гранатовыми и пироксен-магнетитовыми кварцитами как в Центральном Приазовье, так и в пределах той же железоносной и графитоносной тетерево-бугской свиты: на Корсак-Могиле в Западном Приазовье, у с. Зеленого, вблизи Петровского графитового месторождения Кировоградской области и в зоне графитовых месторождений у с. Завалье на Побужье.

В пределах Кольского полуострова детально изученные эулизиты из района оз. Чудьявр и других участков представляют собой явно метаосадочные гранат-двупироксен-фаялитовые прослои мощностью 25—50 см, которые согласно залегают в слоистой толще гранатсодержащих пироксен-магнетитовых сланцев и ритмично переслаиваются с силлиманит-гранат-биотитовыми гнейсами, метаморфизованными в условиях гранулитовой фации. Фаялит содержит около 97% мол. Fe2SiO4, ромбический пироксен — 80% мол. Fe2Si2O6, гранат — 76% мол. альмандина. Полосчатая текстура эулизитов обусловлена различиями в минеральном составе слоев и подчеркивается параллельными полосками — жилками пирротина и кварца, на стыках которого с фаялитом (так же, как и в Приазовье) образуются реакционные венчики эулита.

Эулизитсодержащие метаосадочные фации, нередко устойчиво прослеживающиеся на многие километры, являются маркирующими литолого-петрографическими горизонтами и геолого-геохимическими индикаторами железорудных месторождений. He исключена возможность уничтожения фаялитсодержащих пластов в зонах гранитизации, мигматизации и ультраметаморфизма.

Целесообразно остановиться на некоторых вопросах метаморфизма этих специфических пород. Обсуждая судьбу закиси железа или закись-окиси железа (магнетита) в расплавах системы FeO—MgO—SiO2, П.Н. Чирвинский, на основании забытых, но интересных опытов A. Добрэ и более поздних экспериментов B.И. Искюля, отметил, что фаялитовая молекула при прокаливании или плавке оливина разлагается, давая в восстановительной среде Fеметалл., а в окислительной — Fe2O3; освободившаяся же SiO2, реагируя с форстеритовым компонентом, образует метасиликат: Mg2Si 4+ SiО2 = 2MgSiО3. Однако при экспериментальных плавках в немагнезиальной системе FeO—SiO2 ферросилит оказывается неустойчивой фазой, и при остывании и кристаллизации уже фаялит образует эвтектику с кварцем. Поэтому, вероятно, в эулизитах Приазовья и Петровского района Украины фаялит часто непосредственно соседствует с кварцем, не отграничиваясь от него реакционной каймой пироксена, так же как и в Южном Забайкалье, а местами крупные неправильные зерна кварца окружены венчиком из мелких изометрических кристалликов фаялита, содержащего около 96% мол. FeSiO4.

Марганцовистые метаморфические фации (гондиты) представляют большой интерес в кальцифирах и слоистом комплексе эулизитовых пород (графит-пироксен-биотитовых и гранат-пироксеновых гнейсов и кварцитов). На Демьяновском участке в Приазовье они представлены родонит-спессартин-биотитовыми гнейсами, мощность которых колеблется от 2 до 9 м, а содержание в них MnO 5—37%.

Эулизиты среди докембрийских глубокометаморфизованных высокожелезистых осадков описаны и в ряде мест Дальнего Востока — в зоне Ханкайского массива, где рядом авторов отмечается дефицит кислорода при образовании альмандин-фаялит-эулизитовых слоистых пород верхнеархейской гнейсовой серии. Большой интерес представляет формационная связь эулизитов с гондитами в бассейне р. Иман, где массивные (бескварцевые) и полосчатые (кварцсодержащие) эулизиты, местами с высоким содержанием магнетита, сочетаются с кварц-гранатовыми (спессартиновыми) породами, в которых имеется от 9 до 16%) MnO, причем резко возрастает роль окисного железа (до 13% Fe2O3) и снижается количество закисного (от 0,7 до 4,10% FeO).

В связи с этим отметим, что для многих эулизитов Швеции и Шотландии, сопряженных с обогащенными марганцем пластовыми железными рудами, характерно высокое содержание MnO (от 5 до 21%), что связано с присутствием в них железисто-марганцовистого оливина (кнебелита или тефроита) и спессартин-альмандинового граната.

Таким образом, эулизиты и другие фаялит- или кнебелитсодержащие метаосадочные породы и тесно связанные с ними богатые закисным железом или марганцем пироксениты и гнейсы (с гиперстеном — эулитом, альмандином — спессартином и родонитом) формационно и геохимически часто ассоциируют с железорудными или марганцеворудными метаосадочными месторождениями, т. е. имеют значение поисковых признаков и могут быть обоснованно использованы при прогнозировании. Господствующая при их образовании восстановительная среда, дефицит кислорода в среде минералообразования, обусловленный тесной фациально-пространственной связью с накоплением органического (живого и косного) материала, создавали благоприятную обстановку не только для формирования эулизитов, но далее, и для перехода эулизитовых фаций в сульфидоносные (сульфатредуцированные или биогенные) (в том числе с Cu, Re, Se, Pb, Zn и др.) фации типа черных сланцев.

Тесная генетическая и пространственная связь эулизитов, парапироксенитов и сопровождающих их седиментогенных пород с концентрациями железа, марганца и углерода органического происхождения позволяет рассматривать эулизитовые серии как поисковый критерий и возможный источник редких, малых и других ценных элементов, нередко сопряженных с Fe, Mn, Cорг., особенно в зонах разломов, палингенного гранитообразования, пегматоидных выплавок и связанных с ними пневмато-гидротермальных (и щелочно-метасоматических) проявлений.





Яндекс.Метрика