Экзогенная эпигенетическая минерализация в жильных плагиоклазитах Войкаро-Сынинского офиолитового массива

В строении покровно-складчатой структуры Урала определяющую роль играют системы огромных аллохтонов, надвинутых на сложнодислоцирован-ные породы окраины Восточно-Европейской платформы. Один из таких аллохтонов сложен комплексом дунит-гарцбургитовых пород, рассматриваемых как компоненты эксгумированных в ходе позднепалеозойской обдукции мантийных блоков. Весь геологический опыт свидетельствует о том, что процессы тектонизации упомянутых блоков сопровождались эндогенным эпигенетическим породо-, рудо- и минералообразованием [1—3]. Исследования, проведенные нами в пределах северозападного фланга Войкаро-Сынинско-го дунит-гарцбургитового массива (рис. 1), показали, что на мантийные породы офиолитовой ассоциации накладываются не только эндогенные, но и экзогенные эпигенетические минерализации. Именно к последним и относятся выявленные здесь никель-маг-ний-марганцевые оксигидроксиды, представляющие интерес в связи с обсуждением перспектив марганцевой ру-доносности Полярного Урала [4].

В районе исследований в дунитах и гарцбургитах, примыкающих с юго-востока к полосе выходов апогаббровых амфиболитов, установлены многочисленные жилы и дайки своеобразных плагиогранитов и плагиоклазитов (рис. 2). Предполагается, что плагио-граниты образовались при надвигании офиолитовой пластины в процессе разогрева ее приподошвенной части и последующего селективного плавления габброидов. Плагиоклазиты, в которых и была выявлена эпигенетическая марганцевая минерализация, отнесены к продуктам более поздней стадии метасоматического изменения плагиограни-тов. Они характеризуются массивной текстурой и аллотриоморфнозернистой крупнозернистой структурой. По грани-

Рис. 1. Географическая позиция района исследований экзогенной эпигенетической минерализации в офиолитах на Полярном Урале.

1 — полярноуральский сегмент Уральской складчатой системы; 2 — крупнейшие фрагменты офиолитового аллохтона: Войкаро-Сынинский (1), Райизский (2); 3 — район исследований; 4 — Северная железная дорога; 5 — адми-

О2.э mS

6 км

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

Рис. 2. Схема геологического строения приподошвенной части Войкаро-Сы-нинского дунит-гарцбургитового массива. Составлена по материалам В. Г. Котельникова [5], с некоторыми изменениями и дополнениями.

1 — аллювиальные отложения; 2 — вулканиты основного состава молюдшорской свиты (O2‒3 ms); 3—5 — породы офиолитового аллохтона: гарцбургиты (3), дуниты (4), апогаббровые амфиболиты (5); 6 — жилы плагиогранитов и плагиоклазитов; 7 — Главный Уральский надвиг (ГУН); 8 —тектонические нарушения; 9 — участок с Ni-Mg-Mn оксигидроксидной минерализацией

нистративная граница

цам зерен плагиоклаза наблюдаются мелкозернистые участки, обусловленные рекристаллизацией. Минеральный состав плагиоклазитов определяется (в скобках содержание в об. %) кислым плагиоклазом (65—70), кварцем (20— 25) и мусковитом (5—10). В качестве акцессорных примесей установлены апатит, циркон и титанит.

Плагиоклаз, близкий по составу к альбиту, представлен изометричными и удлиненными субтаблитчатыми зернами, размер которых достигает 5—6 мм. Характерно полисинтетическое двойникование. Некоторые индивиды имеют неровные, корродированные границы. Минерал часто содержит массу мелких округлых включений кварца, слабо се-рицитизирован, участками по нему развивается клиноцоизит состава Ca_1.96‒2.01 ^(Al2.52‒2.59^Fe0.41‒0.48^)[Si3^O11^]O(OH). Кроме того, в альбите обнаружены субмикронные антипертиты калиевого полевого шпата.

Кварц образует более мелкие (до 0.25—0.3 мм) одиночные зерна, реже их скопления.

Мусковит наблюдается в виде еще более мелких (0.02—0.05 мм), вытянутых разориентированных чешуек, развивающихся по плагиоклазу.

Циркон установлен в виде удлиненных, относительно крупных, идиоморфных кристаллов тетрагонально-призматического габитуса размером до 0.25 x 1 мм. По данным микрозондово-го анализа, он содержит существенную примесь гафния (до 1.96 мас. % HfO₂).

Апатит представлен редкими бесцветными, слегка вытянутыми гексагонально-призматическими индивидами размером до 0.05 x 0.1 мм.

Химический состав (мас. %) плаги-оклазитов: SiO2 75.24—75.71; TiO2 0— 0.01; Al2O3 14.59—15.18; FeO 0.12— 0.16; MnO 0—0.01; MgO 0—0.25; CaO 1.09—1.6; SrO 0.28—0.51; Na2O 6.48— 7.02; K2O 0.35—0.42; P2O5 0—0.1; H2O 0.14—0.16; CO2 0.13—0.22.

Оксигидроксидная минерализация наблюдается в плагиоклазитах как кол-ломорфные выделения черного или буровато-черного цвета, приуроченные к трещинам и кавернам выщелачивания (рис. 3), что подчеркивает ее вторичное происхождение. Размер выделений широко варьируется, от 5 до 100 мкм. Cостав оксигидроксидов был изучен на сканирующем электронном микроскопе JSM-6400, оснащенном спектрометром с дисперсией по энергиям (фирма «Link», программное обеспечение ISIS- 12

Рис. 3. Эпигенетические выделения Ni-Mg-Mn оксигидроксидов в плагиоклазите. РЭМ-изображения в режиме вторичных (а, в) и упругоотраженных (б, г) электронов

300). Согласно полученным данным, эти минералы характеризуются необычным Ni-Mg-Mn составом (рис. 4). Содержание NiO в них достигает почти 10 мас. % (табл. 1). Статистические расчеты показывают (табл. 2), что выявленные в составе оксигидроксидов компоненты подразделяются на две конкурирующие группы, а именно собственные компоненты оксидных минералов (Mn, Ni, Co, Mg, Fe, Ti, Ca, K) и компоненты минералов-примесей (Si, Al, Ba, SO3). В роли последних выступают, очевидно, алюмосиликаты, по которым развиваются оксигидроксиды, и барит, имеющий, вероятно, вторичное происхождение. По данным микрозон-дового анализа, в некоторых выделениях такого барита содержится до 5.5— 6 мас. % SrO.

Дисперсность и «засоренность» крипторазмерными ксеноминеральны-ми включениями сильно затрудняют диагностику исследуемых минералов. Тем не менее, исходя из результатов микро-зондового анализа и учитывая вышеупомянутые корреляционные отношения между компонентами, мы приходим к следующему выводу. Стехиометрия выявленных Ni-Mg-Mn оксигидроксидов может быть аппроксимирована четырьмя моделями: (1) MeMnO3 (ан. № 1 в табл. 2); (2) Me2Mn4O10 (ан. № 2—4); (3) Me2Mn5O12 (ан. № 5); (4) Me3Mn4O13 (ан. № 6). В рамках современной кристаллохимической номенклатуры [6, 7] первая из этих моделей приблизительно сопоставляется с вернадитом, вторая — с романешитом, а третья — с то- дорокитом. Однако при этом, в отличие от выбранных нами стереотипов, в исследуемых минералах сопутствующие марганцу металлы представлены не Na, Ca и Ba, а в основном Mg и Ni. Очевидно, что это обусловлено специфичностью состава среды эпигенетического минералообразования — комплекса ду-нит-гарцбургитовых пород. Следует также подчеркнуть, что ни одна из проанализированных нами фаз по пропорции Me (Ni)/Mn не приближается к единственному зарегистрированному в

спектр, полученный при исследовании Ni-Mg-Mn оксигидроксидов

Т а б л и ц а 1

Химический состав (мас. %) эпигенетических Ni-Mg-Mn оксигидроксидов из плагиоклазитов Войкаро-Сынинского гипербазитового массива

№ п/п	МпО	Fe2O3	NiO	СоО	MgO	СаО	ВаО	К2О	ТЮ2	SiO2	А120з	so3	Сумма
1	39.34	1.98	9.66	0.44	15.28	0.95	Не обн.	0.23	0.45	12.91	6.97	Не обн.	88.21
2	34.75	0.66	7.11	Не обн.	4.29	0.97	1.65	Не обн.	Не обн.	20.93	6.05	0.46	76.87
3	32.21	0.68	7.36	То же	3.12	0.82	1.49	0.18	То же	Не обн.	2.87	0.38	49.11
4	44.85	0.7	10.21	0.92	5.67	1.17	Не обн.	0.23	0.54	5.36	2.12	То же	71.77
5	36.38	2.12	7.19	Не обн.	2.97	0.81	1.56	Не обн.	Не обн.	13.19	1.23	0.4	65.85
6	40.51	0.57	9.87	0.5	6.72	0.93	Не обн.	То же	То же	12.81	3.97	Не обн.	75.88

Эмпирические формулы :

1 — (Mg0.69Ni0.23Co0.01Fe0.04Ti0.01K0.01Ca0.03)1.02MnO3; 2 — (Mg0.88Ni0.78Fe0.06Ca0.14)1.86Mn4O10; 3 — (Mg0.7Ni0.86Fe0.08 K0.04Ca0.12)1.8Mn4O10; 4 — (Mg0.9Ni0.86Co0.08Fe0.06Ti0.04K0.03Ca0.13)2.1Mn4O10; 5 — (Mg0.73Ni0.93Fe0.26Ca0.14)2.06Mn5O12; 6 — (Mg1.48Ni1.15Co0.06Fe0.06Ca0.15)2.9Mn5O13

Т а б л и ц а 2

Матрица коэффициентов парной корреляции компоненетов состава и примесей

МпО 1 Ni-Mg-Mn оксигидроксидов из плагиоклазитов Те2О3 0 1 NiO 0.97 0 1 СоО 0.61 0 0.71 1 MgO 0.4 0.42 0.53 0.46 1 СаО 0.94 0 0.91 0.69 0 1 К2О 0 0 0 0.39 0 0 1 ВаО -0.96 0 -0.91 -0.39 0 -0.87 0 1 тю2 0.49 0 0.56 0.81 0.65 0.6 0.69 0 0 1 SiO2 -0.68 0 -0.71 -0.65 0 -0.63 -0.39 0.61 0.58 -0.56 1 А120з -0.4 0.66 0 0 0.5 0 0 0 0.39 0 0.66 1 so3 -0.93 0 -0.88 0 0 -0.86 0 1 1 0 0.59 0 1 настоящее время Ni-Mn оксигидроксиду — халькофаниту.

Авторы благодарят В. Н. Филиппова за сотрудничество в электронномикроскопических и рентгеноспектральных микрозондовых исследованиях, а И. И. Голубеву — за помощь в подготовке статьи к печати.