Фациальная принадлежность кианитсодержащих пород Борисовских сопок

4.2 Фациальная принадлежность кианитсодержащих пород Борисовских сопок

По минеральному составу мусковит-кианитовых сланцев Борисовских сопок породы можно отнести к амфиболитовой фации регионального метаморфизма (рис. 19), андалузит-кианит-ставролитовой субфации (рис. 20).

Исходными породами, подвергшиеся метаморфизму, мусковит-кианитовых сланцев являются пелиты (табл. 5). В богатых глиноземом слюдяных сланцах образуются полиморфные модификации Al₂SiO₅ – андалузит, силлиманит и кианит, определяющие их фации глубинности.

Рис. 19. Фации метаморфических пород по Эскола.

Таблица 5

Классификация метаморфических образований по сотаву исходных пород, подвергшихся метаморфизму (по Маракушеву А.А., 2001)

Рис. 20. Положение мусковит-кианитовых сланцев на диаграмме Al₂O₃-K₂O-FeO^*

На фациальной диаграмме (рис. 21) примерно определены Р-Т условия образования кианит-мусковитовых сланцев (Т – 420-580°С, Р – 4-8 кбар). Отнесение мусковит-кианитовых сланцев Борисовских сопок к андалузит-кианит-ставролитовой субфации позволяет отсутствие силлиманита, для которого температура образования значительно выше кианита. Это хорошо видно на диаграмме, где поле распространения кианит-мусковитовых сланцев попадает в данные Р-Т условия.

Рис. 21. Минеральные фации метапелитов (по Маракушеву А.А., 2001)

Кварциты – метаморфические горные породы, слагающиеся преимущественно кварцем, содержание которого достигает почти 100% в мономинеральных разновидностях. К исходным породам, преобразующиеся в процессе метаморфизма в кварциты, относятся терригеннные отложения (кварцевые пески и песчаники). С уменьшением кремнезема в кварцитах обычно возрастает содержание глинозема, щелочей и титана. При избытке глинозема образуются такие минералы как кианит, силлиманит, ставролит (Маракушев, 2005). Кианитовые кварциты Борисовских сопок имеют метасоматическое происхождение. Кианит метасоматический развивается в тектонически ослабленных зонах с образованием отчетливой метасоматической зональности, которая не зависит от состава и уровня метаморфизма исходных пород. Во внешней зоне колонки обычно развиты метасоматиты мусковит-кварцевого состава, которые постепенно переходят в мусковит-кианитовые (силлиманитовые), а затем в кианитовые кварциты нередко с силлиманитом, что свидетельствует о давлении не ниже 6 кбар и температурах выше 650 ºС. Во внутренней (центральной) зоне нередко образуются мономинеральные кварциты, сложенные грануломорфным кварцем. Эти данные с учетом сведений, полученных при экспериментальных исследованиях (Жариков и др., 1972; Althaus, 1967 и др.), позволяют рассматривать развитие кианитовых кварцитов как процесс кислотного выщелачивания в шовных зонах (Огородников, 2004).

Глава 5. Обсуждение результатов

Среди порфиробластовых типов кианитсодержащих пород выделены были 2 вида по количественно-минеральному составу и петрографическим особенностям: 1-мусковит-кианитовые сланцы и 2 - кианитовые кварциты.

Мусковит-кианитовые сланцы обладают сланцеватой текстурой и порфиробластовой структурой. Для них характерна ассоциация кварца, кианита, мусковита, андалузита, также магнетита, гематита, акцессорных минералов – рутила, ксенотима, циркона, монацита и апатита.

По данной ассоциации минералов мусковит-кианитовые породы относятся к амфиболитовой фации регионального метаморфизма, андалузит-кианит-ставролитовой субфации. Отметим, что в породах отсутствует ставролит.

Взаимоотношение минералов кианита и кварца в мусковит-кианитовых сланцах указывает на совместное образование минералов.

Данные рентгеноспектрального анализа кианита мусковит-кианитовых сланцев показывают зональность кристаллов. Во внешней зоне кристалла в состав кианита входят Тi, Na и Mg. В центральной части кианита данные компоненты отсутствуют.

Кианитовые кварциты обладают массивной текстурой, нематогранобластовой и порфиробластовой структурами.

Кварц в двух видах пород представлен ІІ генерациями. І генерация – ранняя, значительно преобладает в структуре основной ткани, образует бесцветные зерна в основном изометричной, округлой, иногда угловатой формы. ІІ генерация представлена мелкими зернами «лапчатой» формы, обычно с волнистым угасанием. Это более поздний (низкотемпературный) кварц, который заполняет трещинки в кианите и пустотки в андалузите. Крупные зерна кварца имеют от волнистого угасания до блокования, что указывает на пластичные деформации породы.

Определенные трудности возникали при петрографическом исследовании слюдистых минералов, которые представлены мелкопластинчатыми, чешуйчатыми зернами. Отмечалось замещение агрегатных чешуек биотита мусковитом и последующая хлоритизация того и другого минерала. Сложность состояла еще в том, что все эти минералы бледно-окрашенные и в шлифах почти бесцветны.

Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили присутствие в породах смеси биотита с хлоритом.

В мусковит-кианитовых сланцах и кианитовых кварцитах наблюдаются процессы автометаморфизма.

Заключение

Петрографическое исследование кианитсодержащих пород Борисовских сопок, изучение их структурно-текстурных особенностей и минерального состава позволяет сделать следующие выводы:

1.  Кианитсодержащие породы Борисовских сопок разделились на два разных вида, которые различаются по структурно-текстурным особенностям и количественно-минералогическому составу пород: а) мусковит-кианитовые сланцы и б) кианитовые кварциты.

2.  Для мусковит-кианитовых сланцев характерно содержание кианита в пределах 45-55%, кварца 20-50%.

3.  Кианитовые кварциты, в отличие от мусковит-кианитовых сланцев, содержат кианита 25-40%, кварца 45-65%.

4.  По структурно-текстурным особенностям: мусковит-кианитовые сланцы – сланцеватая текстура и порфиробластовая структура, обусловленная ориентированными, крупными кристаллами кианита.

5.  Кианитовые кварциты имеют явное различие в текстуре – массивной и структуре – порфиробластовой и радиально-лучистом строении агрегатов.

6.  Акцессорные минералы в обоих видах пород одинаковые.

7.  Мусковит-кианитовые сланцы – являются типичными метаморфическими породами, образовавшимися в стадию регионального метаморфизма, амфиболитовую фацию, андалузит-кианит-ставролитовую субфацию.

8.  Кианитовые кварциты Борисовских сопок являются продуктом метасоматического происхождения, которые расположены локально в виде линз в шовных структурных зонах.

9.  Из двух видов пород порфиробластового типа руд наиболее перспективным являются мусковит-кианитовые сланцы. Также высокое содержание кианита в мусковит-кианитовых сланцах, неустойчивых в процессе выветривания, обусловило повышенное содержание кианита в ареале размещения мусковит-кианитовых сланцев в пониженных участках рельефа. Это служит поисковым признаком для обнаружения россыпей кианита, пригодных для промышленных целей.

Список использованной литературы

Берман Г., Ларсен Е. Определение прозрачных минералов под микроскопом. М., Недра, 1965, 464 с.

Болтыров В. Б., Пыстин A. M., Огородников В. Н. Региональный метаморфизм пород в северном обрамлении Санарского гранитного массива на Южном Урале: Тр. СГИ. Свердловск, 1973, вып. 91. С. 53-66.

Годовиков А.А. Минералогия. М., Недра, 1983, 648 с.

Елисеев Н.А. Метаморфизм. М., Недра, 1963, 428 с.

Игумнов А.Н., Кожевников К.Е. Уральские месторождения дистена (кианита). Труды ВИМС, вып.90, 1935. 70 с.

Кисин А. Ю. Месторождения рубинов в мраморах (на примере Урала). Свердловск: УрО АН СССР, 1991, 131 с.

Колисниченко С.В. Самоцветы. Удивительные минералы Южного Урала. Изд-во Аркаим, 2010 г.

Коротеев В.А., Огородников В.Н., Савичев А.Н., Сазонов В.Н, Поленов Ю.А. и Коротеев Д.В. Минералы группы силлиманита – перспективная база производства высокоглиноземистых огнеупоров, силумина и алюминия / Металлогения древних и современных океанов – 2010. Материалы Шестнадцатой научной молодежной школы. Миасс, 2010, С.6-12.

Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. М., Госгеолтехиздат, 1955, 248 с.

Львов Б. К. Петрология, минералогия и геохимия гранитоидов Кочкарского района (Ю. Урал). Л. Изд. ЛГУ, 1965, 164 с.

Маракушев А.А., Бобров А.В. Метаморфическая петрология. ГФ МГУ, М., 2001, 126 с.

Маракушев А.А. Бобров А.В. Метаморфическая петрология. М., Наука, 2005, 256 с.

Минералы. Справочник. Том 4. Силикаты со структурой, переходной от цепочечной к слоистой. Слоистые силикаты / Главный редактор академик Ф. В. Чухров, М., Наука, 1992.

Огородников В.Н., Сазонов В.Н., Поленов Ю.А. Минерагения шовных зон Урала. Часть 1. Кочкарский рудный район (Южный Урал). Екатеринбург, изд-во УГГГА, 2004, 216 с.

Петрографический кодекс. СПб., изд-во ВСЕГЕИ, 1995, 128 с.

Сначев В. И., Демин Ю. И., Романовская М. А., Щулькин В. Е. Тепловой режим становления гранитоидных массивов / БНЦ УрО АН СССР, Уфа, 1989, 120 с.

Шерстюк А.И., Кривцова Л.И., Поликарпов А.И. Метаморфизм горных пород. Изд-во Горного института им. В.В. Вахрушева, 1970, 85 с.

Фондовые материалы:

Коротеев Д. В. «Кианит, как вид сырья для производства высокоглиноземистых огнеупоров (на примере техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка Челябинской области)» Дипломная работа. Екатеринбург,УрГУ, 2009, 67 с. (Кафедра геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых)

Савичев А. Н. Проект на проведение геологоразведочных работ на Андрее-Юльевском участке Челябинской области. Екатеринбург, 2009.

Приложения.

Каталог образцов