Каналы травления в гранатах из аллювия р. Сюзью (Южный Тиман)

На северо-восточном склоне Южного Тимана, в верховье р. Сюзью, левого притока р. Ижмы (рис. 1), в шлиховой пробе из аллювия, дренирующей в зону несогласного контакта глинисто-известняковой верхнедевонской ижемской (D ₃ й ,) и псаммитовой среднеюрской сысольской (J ₂ ss ,) свит, обнаружены зерна граната с необычным внутренним строением. Морфологические и химические особенности характе-

Рис. 1. Схема расположения участка работ (1)

Fig. 1. Location of the work site (1)

ризующегося устойчивостью к механическому и химическому выветриванию граната позволяют устанавливать условия образования содержащих его магматических и метаморфических пород, получать сведения об источниках обломочного материала и их постдиагенетических преобразованиях осадочных пород, использовать его в качестве минерала-индикатора при поиске и разведке различных типов месторождений полезных ископаемых. Наличие геолого-геофизических предпосылок обнаружения в районе коренной алмазоносно-сти, а также присутствие проявлений редкоземельно-редкометалльной минерализации делают актуальным получение сведений об источниках обнаруженных нами обломочных гранатов.

В геологическом строении северной части Южного Тимана принимают участие метатерригенные образования рифейско-вендского фундамента, среднедевонско-верхнепермского, среднеюрского с реликтами коры выветривания в основании и неоген-кайнозойского структурных ярусов [4, 5]. Моноклинальное залегание пород осложнено разрывными нарушениями северозападного простирания и оперяющими их мелкими разломами. По геофизическим данным, подтвержденным результатами бурения, к юго-западу от места находки изученных гранатов установлены тела вендских биотитовых микроклин-плагиоклазовых гранитов ни-жнеомринского комплекса (yV no ), прорывающих породы фундамента и перекрытых алевролитами джьер-ской свиты (D ₃ dz ) верхнего девона. К западу расположены раннефранские субинтрузивные образования Канино-Тиманского долеритового комплекса (eD ₃ kt ), по петрохимическим параметрам отвечающие толеито-вым долеритам, в зонах контактов с вмещающими породами имеющие повышенную щелочность, глинозе-мистость или карбонатность.

Рис. 2. Особенности строения и состава граната: a—c общий вид и внутренняя структура зерна, обр. N-5-2: a — в отраженном свете, b — в проходящем свете; c — устья каналов на поверхности зерна, обр. 2; d — каналы различных размеров и ориентировки на полированном срезе, обр. N-5-1; e — полированная поверхность с неравномерно распределенными устьями каналов и клиновидными впадинами, обр. N-5-2; f — микрослои-стое строение внутренней поверхности канала, обр. N-5-1; g — микрокристалл

золота (1) в устье канала, заполненного микрозернами плагиоклаза, гематита и кварца, обр. N-5-2; h — спектр микрокристалла золота, обр. N-5-2

Fig. 2. Features of structure and composition of garnet: a — c general view and internal structure of the grain, sample N-5-2: a — in reflected light, b — in transmitted light; c — mouth of channels on surface of the grain, sample 2; d — channels of various sizes and orientation on a polished section, sample N-5-1; e — polished surface with unevenly distributed mouths of channels and wedge-shaped depressions, sample N-5-2; f — microlayer structure of inner surface of the channel, sample N-5-1; g — gold microcrystal (1) at the mouth of a channel filled with plagioclase, hematite and quartz micrograins, sample N-5-2; h — spectrum of gold microcrystal, sample N-5-2

Объектом исследования является гранат из гравийно-песчано-глинистых аллювиальных отложений р. Сюзью (рис. 1). В тяжелой фракции шлиховой пробы № 280 (96°15'50.55'' с. ш; 70°83' 07.0'' в. д.) установлены: циркон, турмалин, гранат, шпинель, пироксен, амфибол, эпидот, ставролит, пирит, сфалерит, рутил, анатаз, ильменит, лейкоксен, золото. Гранат представлен прозрачными и полупрозачными, в разной степени окатанными кристаллами и их обломками различной насыщенности розового, розовато- и желтовато- коричневого и темно-бурого цвета. В пробе обнаружено несколько зерен граната, обладающих необычной организацией внутреннего пространства, видимой под бинокуляром.

Зерна граната извлечены из шлиховой пробы объемом 20 л. Изучение морфологических особенностей, внутреннего строения и химического состава гранатов проведено в ЦКП «Геонаука» на сканирующем электронном микроскопе JSM—6400 с энергетическим спектрометром Link. Ускоряющее напряжение и ток на 13

образцах — 20 кВ и 2х10 ^-8 A соответственно. В качестве стандартов использовались сертифицированные стандарты фирмы Microspec.

Морфология, внутреннее строение и состав граната

Гранат представлен розовато-коричневыми сла-боокатанными обломочными зернами размером 0.5— 1.5 мм, в которых при больших увеличениях под оптическим микроскопом выявляется неоднородность внутреннего строения — весь объем зерна пронизан тончайшими трубчатыми каналами шестигранной формы, многократно изгибающимися под прямым углом в различных направлениях (рис. 2, a—c). На полированных срезах зерен видно, что каналы в кристаллах распределены неравномерно и имеют различную площадь сечения, а на поверхности зерен присутствует еще один тип отрицательных форм рельефа — клиновидные впадины (рис. 2, e). Внутренняя поверхность стенок каналов ми-крослоистая (рис. 3, f). Некоторые устья каналов заполнены микрозернами гематита, плагиоклаза, кварца, серебросодержащего золота с соотношением Au:Ag примерно 4:1 (рис. 2 g, h).

Гранаты андрадит-гроссулярового ряда (Ca ₃₁₆ _ _{3 37} ^Mg0-0.05^Mn0-0.01⁾3.16-3.37^(A11.67-1.76^Fe0.19-0.24^Ti0-0.03⁾1.90-1.97 Si _{2 73 2} 89 O ₁₂ не содержат включений минералов и имеют одинаковый состав краевых и внутренних частей зерен (см. таблицу, рис. 3).

Обсуждение результатов

Образование отрицательных форм рельефа в виде различных каналов травления, развивающихся по дефектам кристаллической решетки, присуще гранатам Якутской алмазоносной провинции [1, 2, 8]. Гранаты из кимберлитов лишены ростовых дефектов структуры и зональности, свойственных иным типам гранатов, а дефекты структуры в форме дислокаций имеют эпигенетический характер, связаны с пластическими деформациями решетки граната под действием течения вещества мантии и проявляются в форме каналов травления, соответствующих краевым дислокациям в структуре гранатов. При этом изгибы каналов травления соответствуют блокам, параллельным плоскостям поверхности кристалла. Эти наблюдения подтверждены экспериментальными исследованиями, показавшими возможность появления каналов травления в гранатах в обычных P-T-условиях в присутствии смеси органических кислот [3]. Гранаты с таким типом коррозии становятся механически менее устойчивыми и в ореолах дальнего сноса практически отсутствуют. Эта особенность пиропов из мезозойских кор выветривания использовалась в качестве одного из диагностических признаков генезиса гранатов для шлихового метода поисков кимберлитовых тел в Малоботуобинском алмазоносном районе [1, 2, 8].

Состав изученных андрадит-гроссуляров аналогичен составу гранатов из скарнов по мраморизованным известнякам на контакте штока гранитов в Джидинском рудном районе в Западном Забайкалье [9], гранатов ранней генерации из золотоносных эндоскарнов Коммунаровского рудного поля Саяно-Алтайской золоторудной провинции [6] и мраморов [7]. Для гранатов Коммунаровского рудного поля А. Ф. Коробейников [6] методом нейтронной активации установил содержа- 14

Химический состав (мас. %), формульные коэффициенты и миналы

Chemical composition (wt. %), formula coefficients and minals

Оксид Oxide	№ точки / № point
	N-5-1					N-5-2
	1	2	3	9	8	1	2	3
MgO	—	0.38	—	—	—	—	—	—
A1 2 O 3	18.05	18.13	18.36	19.37	18.97	18.44	17.92	19.97
SiO 2	35.53	34.76	35.93	36.01	37.11	35.43	34.54	37.2
CaO	36.93	37.67	36.69	40.86	40.91	39.28	39.85	40.61
TiO 2	0.32	0.57	—	—	—	—	—	—
MnO	—	0.17	—	—	—	—	—	—
Fe 2 O 3	3.6	4.01	3.49	3.41	4.12	3.45	3.9	3.3
Сумма	94.43	95.69	94.47	99.65	101.11	96.60	96.21	101.08
Si 4+	2.86	2.76	2.89	2.74	2.79	2.78	2.73	2.79
A1 3+	1.71	1.70	1.74	1.74	1.68	1.71	1.67	1.76
Ti 4+	0.02	0.03	0	0	0	0	0	0
Fe 3+	0.22	0.24	0.21	0.20	0.23	0.20	0.23	0.19
Mg 2+	0	0.05	0	0	0	0	0	0
Ca 2+	3.19	3.21	3.16	3.33	3.30	3.31	3.37	3.26
Mn 2+	0	0.01	0	0	0	0	0	0
Пир	0	1.38	0	0	0	0	0	0
Спес	0	0.35	0	0	0	0	0	0
Андр	12.18	13.89	10.82	10.1	12.18	10.67	12.2	9.54
Грoс	87.82	84.2	89.18	89.9	87.82	89.33	87.8	90.46

Рис. 3. Фигуративные точки состава гранатов Fig. 3. Figurative points of garnet composition ние золота от 0.1 до 22.1 мг/т. Золотосодержащие скарны сформировались в ходе становления гранитоидных интрузий, воздействовавших на вмещающие известково-песчаниковые породы, результатом чего стала мраморизация известняков и образование биотитовых роговиков. На метаморфические породы накладывались пневматолические процессы или процессы выщелачивания, сменившиеся после затвердевания гранитов в приконтактовых частях, вблизи ослабленных зон дробления, гидротермальными.

Таким образом, изученные гранаты отличаются по строению, но сходны по составу с гранатами из скарнов и, наоборот, сходны по особенностям строения, но отличаются по составу от пиропов Якутской алмазоносной провинции. Общей особенностью изученных гранатов и якутских пиропов является их пребывание в латеритной коре выветривания.

Заключение

Проведенное изучение состава и строения гранатов позволяет сделать следующие выводы:

• 1.    Воздействие гидротермальных растворов на имеющие дислокационные дефекты гранаты могло привести к образованию каналов травления, однако мы считаем наиболее вероятным связь появления отрицательных форм рельефа в изученных нами зернах граната с гипергенными процессами в раннемезозойской коре выветривания, реликты которой установлены в основании мезозойского структурного этажа. Микрозерна различных минералов, в том числе золота, попали в каналы и клиновидные впадины механическим путем. Заполнение клиновидной впадины микрозернами хорошо различимо на срезе зерна (рис. 2, e).

• 2.    Поскольку единственный в районе гранитный комплекс имеет вендский возраст, перекрыт чехлом осадочных отложений и не затронут ни мезозойским, ни современным эрозионным врезом, можно утверждать, что источник описанных гранатов расположен вне рассматриваемого района, а промежуточным коллектором для них предположительно являлась досред-неюрская кора выветривания в основании разреза сы-сольской свиты.

Образование отрицательных форм рельефа, свойственное пиропам, может возникать и в гранатах другого состава в результате выщелачивания вещества органическими кислотами во время пребывания минерала в коре выветривания.

Авторы благодарят д. г.-м. н. И. И. Чайковского и д. г.-м.н. А. М. Пыстина за консультации.