Литохимия в действии - Ельма-2003
Автор: Никулова Н.Ю., Швецова И.В., Юдович Я.Э.
Журнал: Вестник геонаук @vestnik-geo
Статья в выпуске: 4 (124), 2005 года.
Бесплатный доступ
Короткий адрес: https://sciup.org/149127935
IDR: 149127935
Текст статьи Литохимия в действии - Ельма-2003
Начиная с 2000 г., мы проводим полевые работы в верховьях Печоры. В 2003 г. мы исследовали литологию и геохимию толщ, выходящих в нижнем течении крупного левого притока Печоры — р. Ельмы*.
Работы на этом участке проводились тематическим отрядом Вычегодской геолого-разведочной экспедиции под руководством В. С. Озерова в течение полевых сезонов 2000—2004 гг. Изначально В. С. Озеров придерживался стратиграфической схемы, принятой для этого района предшественниками (Проскурин и др., 1972 г.), выделявшими два структурных этажа — верхнерифейско-венд-ский фундамент и нижне-, среднепалеозойский чехол. Однако в результате полевых исследований представления о стратиграфии древних толщ существенно изменились: в 2002 г. В. С. Озеров выделил здесь вместо закартированных съемщиками образований дифференцированного магматического комплекса позднепалеозойского возраста ¨лимин-ский (или Ельминский) метаморфический комплекс (гнейсы, пара- и ортоамфиболиты и рвущие их гранито-гнейсы), два раннерифейских магматических комплекса (титаноносные габброиды и прорывающие их щелочные граниты) и вендские гранитоиды (рис. 1) [3].
Студенткой кафедры геологии СыктГУ Н. С. Кузнецовой под руководством проф. А. М. Пыстина был изучен химический состав амфибола из амфиболитов Ельминского комплекса. Выяснилось, что амфибол принадлежит к ряду кремниевого энедита-парагоскита рода роговой обманки и соответстует минералу высокотемпературных субфаций амфиболитовой стадии метаморфизма. Исходными породами для образования амфиболитов могли служить габбро [2]. Таким образом, представления В. С. Озерова о древнем возрасте, по крайней мере части базитов Ельминского комплекса, получили косвенное подтверждение.
Геохимическое опробование Ель-минского метаморфического комплек- ca (PR1 el) и прорывающих их интрузивных образований ʜa рудопроявле-нии графита «Внуково», в коренных выходах в бортах долины р. Ельмы и ее притоков было проведено fl. Э. fiдови-чем во время полевого сезона 2003 г.

Рис. 1. Схема расположения Ельминского метаморфического комплекса (составлена по материалам В. С. Озерова, 2004).
1 — рудопроявление «Внуково»; PR1el — нижнепротерозойские образования Ельминско-го метаморфического комплекса, орто- и параамфиболиты, гнейсы, мигматиты; vV1 — комплекс ранневендских метагаббро; γ R1 — комплекс раннерифейских субщелочных гранитов
Нами проведено петрографическое описание 62 шлифов, изучен минеральный состав тяжелых фракций 42 прото-лочных проб, выполнено 60 силикатных анализов горных пород. Проведен рентгеноструктурный анализ ряда минералов и микрозондовый анализ биотита (электронный атмосферный сканирующий микроскоп Philips XL 30 ESEN/TMP c анализирующей приставкой EDS (EDAX типа Sapphire), г. Сосновец, Силезский университет, Польша).
В ходе литохимической обработки данных силикатных анализов пород, с использованием «стандарта fiК» [4, c. 141], были рассчитаны литохимические модули (табл. 1) и построена модульная диаграмма (рис. 2) в координатах «Сумма щелочей — ФМ (фемический модуль)» [4, c. 116].
Для выделения кластеров (групп близких по составу пород, для которых возможно усреднение) использовались и другие (вспомогательные) модульные диаграммы, которые здесь не приводятся. Как известно, процедура кластеризации приводит к распадению исходного множества анализов ʜa два подмножества — кластеры (средние составы) и отдельные составы вне кластеров, не подлежащие усреднению вследствие cy-щественных отличий отдельных параметров [4, c. 141].
Комплексная интерпретация литохимических и петрографических данных позволяет выделить следующие разновидности горных пород.
Амфиболизированные габбро
Эти породы опробованы в коренном выходе ʜa правом берегу р. Ель-мы, в 0.5 км ниже устья руч. Састум-нел. Они характеризуются высоким значением фемического модуля (ФМ = 0.66, табл. 1), образуют кластер I (табл. 1 и рис. 2) и аттестуются как псевдогидролизаты.
Под микроскопом видно, что породы имеют массивную габбровую текстуру, участками переходящую в гранобла-стовую. В минеральном составе (здесь и далее мы приводим данные нормативного пересчета) доминирует роговая обманка (в среднем ~54 %) и соссюри-тизированный средний плагиоклаз соста-ʙa андезина-лабрадора (~18 %). Остальное приходится ʜa рудные минералы (в сумме около 9 %, из которых около 3 % — ильменит c лейкоксеном, остальное — магнетит c гематитом), цоизит и хлорит (по 4 %). В акцессорных количествах присутствуют сфен (~1 %) и карбонат (0.1 %). Особого упоминания заслуживает присутствие здесь двух минералов: реликтового авгита (около 2 %) и явно новообразованного калишпата (около 5—5.5 %) — продукта воздействия на эти габброиды прорывающих их гранитов. Минералогический анализ тяжелых фракций протолочных проб добавляет к
1 В разных источниках река именуется по-разному — Ельма, Елма, ¨лма, Елима и ¨лима. Мы придерживаемся названия Ельма, показанного ʜa топографических картах.

Таблица 1
Средний химический состав горных пород, мас. %
Компоненты и модули |
I |
II |
III |
IV |
V |
VI |
VII |
VIII |
IX |
X |
Псевдогидролизаты |
Псевдо-сиаллит |
Гипо-сиаллит |
Миосилит |
Суперсилиты |
Гиперсилиты |
|||||
n |
3 |
8 |
7 |
3 |
5 |
3 |
3 |
4 |
3 |
2 |
SiO 2 |
41.59 |
46.71 |
49.23 |
51.56 |
64.3 |
68.01 |
72.06 |
73.27 |
84.55 |
92.42 |
TiO 2 |
2.98 |
2.16 |
1.52 |
1.34 |
0.81 |
0.71 |
0.14 |
0.46 |
0.2 |
0.06 |
Al 2 O 3 |
11.86 |
14.84 |
16.42 |
16.17 |
15.02 |
13.08 |
13.95 |
11.63 |
5.61 |
2.75 |
Fe 2 O 3 |
9.93 |
3.93 |
3.24 |
2.15 |
1.79 |
1.61 |
0.47 |
1.69 |
0.55 |
0.15 |
FeO |
9.94 |
9.05 |
6.86 |
6.28 |
3.71 |
3.4 |
0.72 |
1.83 |
0.96 |
0.45 |
MnO |
0.25 |
0.23 |
0.16 |
0.132 |
0.05 |
0.05 |
0.015 |
0.034 |
0.033 |
0.01 |
MgO |
7.18 |
6.71 |
6.20 |
5.54 |
2.23 |
1.75 |
0.64 |
1.01 |
0.77 |
0.22 |
CaO |
9.68 |
7.92 |
7.71 |
6.62 |
1.88 |
1.45 |
1.22 |
1.93 |
1.82 |
0.76 |
Na 2 O |
2.19 |
3.1 |
3.38 |
3.36 |
3.25 |
1.45 |
3.00 |
3.31 |
0.25 |
0.17 |
K 2 O |
0.93 |
1.13 |
1.36 |
2.4.0 |
3.94 |
5.65 |
6.13 |
2.57 |
2.58 |
1.47 |
P 2 O 5 |
0.10 |
0.27 |
0.23 |
0.313 |
0.19 |
0.06 |
0.057 |
0.065 |
0.050 |
0.02 |
ппп |
2.99 |
3.59 |
3.50 |
3.76 |
2.88 |
2.56 |
2.29 |
2.21 |
2.03 |
0.69 |
Сумма |
99.62 |
99.63 |
99.80 |
99.62 |
100.04 |
99.76 |
99.68 |
100.00 |
99.41 |
99.75 |
Na2O+K2O |
3.12 |
4.22 |
4.74 |
5.76 |
7.18 |
7.09 |
9.13 |
5.88 |
2.82 |
1.63 |
ГМ |
0.84 |
0.65 |
0.57 |
0.51 |
0.33 |
0.28 |
0.21 |
0.21 |
0.09 |
0.04 |
ФМ |
0.66 |
0.43 |
0.33 |
0.27 |
0.12 |
0.1 |
0.027 |
0.06 |
0.03 |
0.01 |
Примечание. I—X ‒ номера кластеров; n-количество проб.
этому списку пирит, халькопирит, циркон, сфалерит, турмалин, гидроксиды железа по пириту, пирротин.
За пределами кластера 1 оказался состав обр. ВП 03/56, отличающийся большим содержанием плагиоклаза (соответственно — меньшей фемично-стью), и, как можно думать, представляющий более измененную (гранитизи-рованную) породу.
Породы, вошедшие в кластеры II— III , представлены в различной степени измененными амфиболитами, обнажающимися вдоль правого борта долины р. Ельмы в интервале 1—3 км от ее устья.

Рис. 2. Модульная диаграмма.
Условные обозначения: 1 — жильные породы; 2 — полевошпатовые кварциты; 3‒ базиты; 4 — амфиболиты; 5 — кварцито-гнейсы; 6 —сланцы; 7 — граниты; 8 — метагравелиты;
9 — известняки
Альбитизированные амфиболиты
На модульной диаграмме образуют кластер II и аттестуются как псевдогидролизаты.
Под микроскопом видно, что основная ткань пород, в которой присутствует до 3 % рудного вещества, сложена мелко-, среднезернистым гранобласто-вым агрегатом зеленовато-коричневого амфибола и плагиоклаза, крупные кристаллы которого интенсивно соссю-ритизированы. Местами сохранились крупные лейсты плагиоклаза, указывающие на былую офитовую структуру долерита. Иногда выделения амфибола как бы плавают в базальном существен- но альбитовом цементе. В отдельных интенсивно хлоритизированных зернах амфибола различаются реликты пироксена. В обр. ВП 03/17 и ВП 03/25 местами по амфиболу развивается «красный» биотит — плеохроирующий от бледно-желтовато-розового до коричнево-красного. В обр. ВП 03/15 отмечено очень много мелкого сфена, образующего цепочечные скопления зерен по сланцеватости. Породы разбиты тонкими прожилками эпидот-кварцевого и серицит-хлоритового состава.
В составе пород присутствуют, %: амфибол (~37), альбит и олигоклаз (~27), хлорит (~9), биотит (~6), эпидот (~5), кварц (4.5), мусковит (4), ильменит (2.6), сфен (2.0), в незначительных количествах отмечаются апатит, магнетит. В прото-лочках присутствуют также (в акцессорных количествах) пирит, циркон, лейкоксен, пирротин, халькопирит, барит, гидроксиды железа, а в обр. ВП 03/54 — фуксит (?).
Альбитизированные и эпидотизиро-ванные амфиболиты
На модульной диаграмме образуют кластер III и аттестуются как псевдогидролизаты. От пород кластера II они отличаются более низкой фемичностью (ФМ 0.33 против 0.43) и несколько повышенным содержанием щелочей (Na2O + K2O = 4.7 против 4.2).
Для этих пород характерна массивная текстура и лепидогранобластовая структура. Средне- и крупнозернистая амфибол-плагиоклазовая основная

Таблица 2
Химический состав пород вне кластеров, мас. %
Компоненты и модули |
Гипогидролизат |
Нормосиаллит |
Псевдосиаллит |
Миосилит |
||||||||
23 |
56 |
32 |
34 |
40 |
31 |
51 |
48 |
35 |
10 |
24 |
37 |
|
SiO 2 |
49.02 |
45.26 |
58.92 |
69.15 |
61.8 |
63.01 |
56.5 |
55.44 |
41.40 |
72.74 |
72.30 |
63.38 |
TiO 2 |
1.22 |
2.97 |
0.73 |
0.33 |
0.97 |
0.85 |
0.97 |
1.41 |
0.47 |
0.17 |
0.21 |
0.79 |
Al 2 O 3 |
16.00 |
13.51 |
17.48 |
12.69 |
15.15 |
13.88 |
18.26 |
14.18 |
9.34 |
14.14 |
14.34 |
12.17 |
Fe 2 O 3 |
3.52 |
8.09 |
3.995 |
1.86 |
1.95 |
3.8 |
2.09 |
2.60 |
0.81 |
1.36 |
0.35 |
1.02 |
FeO |
6.85 |
8.33 |
2.41 |
4.23 |
4.23 |
3.19 |
3.36 |
7.21 |
2.72 |
0.72 |
1.48 |
4.34 |
MnO |
0.19 |
0.25 |
0.10 |
0.11 |
0.08 |
0.095 |
0.07 |
0.22 |
0.24 |
0.01 |
0.036 |
0.076 |
MgO |
6.68 |
6.68 |
2.68 |
2.68 |
2.5 |
4.01 |
2.72 |
4.90 |
3.67 |
0.56 |
1.01 |
4.42 |
CaO |
7.36 |
7.34 |
1.23 |
0.85 |
1.41 |
1.28 |
3.16 |
4.50 |
18.69 |
2.25 |
1.38 |
3.69 |
Na2O |
3.57 |
2.65 |
3.31 |
3.4 |
1.7 |
1.75 |
5.79 |
3.03 |
0.80 |
5.52 |
5.61 |
0.90 |
K 2 O |
2.19 |
1.64 |
4.06 |
1.97 |
6.39 |
3.31 |
3.00 |
1.83 |
4.19 |
1.74 |
1.91 |
3.44 |
P 2 O 5 |
0.21 |
0.09 |
0.088 |
0.073 |
0.085 |
0.16 |
0.400 |
0.11 |
0.065 |
0.028 |
0.044 |
0.11 |
ппп |
3.15 |
3.41 |
4.05 |
3.02 |
3.21 |
4.59 |
3.27 |
3.99 |
16.93 |
0.87 |
1.07 |
4.91 |
Сумма |
99.97 |
100.22 |
99.05 |
100.63 |
99.48 |
99.93 |
99.59 |
99.42 |
99.32 |
100.11 |
99.74 |
99.25 |
Na 2 O+K 2 O |
5.76 |
4.29 |
7.77 |
7.57 |
8.09 |
5.06 |
8.79 |
4.86 |
4.99 |
7.16 |
7.52 |
4.34 |
ГМ |
0.57 |
0.73 |
0.42 |
0.42 |
0.36 |
0.35 |
0.44 |
0.46 |
0.33 |
0.23 |
0.23 |
0.29 |
ФМ |
0.35 |
0.52 |
0.16 |
0.16 |
0.13 |
0.18 |
0.15 |
0.27 |
0.18 |
0.04 |
0.04 |
0.16 |
ткань, содержащая до 1—2 % рудных минералов, образована зернами олигоклаза и альбита, иногда образующими подобие базального цемента, и рассечена мелкозернистыми эпидот-хлори-товыми и серицит-кварцевыми прожилками. Видимо, сначала породы подвергались альбитизации, а затем последовали эпидотизация-хлоритизация. Плагиоклазы интенсивно соссюритизиро-ваны, часть амфибола замещена хлоритом. В обр. ВП 03/20 амфибол местами замещается пластинчатым «красным» биотитом, пятнистым — неравномерно окрашенным (вследствие хлоритизации?), плеохроирующим от бледно-розоватого до коричнево-красного, а порода рассекается прожилками (до 0.5 мм) амфибола-2.
В среднем породы состоят, %: из амфибола (~35), альбита и олигоклаза (~28), мусковита (~7), хлорита (~6), кварца (~5), биотита (4.6), эпидота (~4), ильменита (1), лейкоксена (1). Минералогический анализ тяжелых фракций про-толочных проб добавляет к этому списку апатит, пирит, циркон, гематит, барит, турмалин, сфен, рутил, сфалерит и гидроксиды железа.
Особенностью не вошедшего в кластер III обр. ВП 03/48 является повышенное содержание хлорита (16 % против ~6 % в кластере), при меньшем содержании амфибола (~12 % против 35).
Гранитизированные габбро-амфиболиты
Эти породы (кластер IV) включают пробы из обнажения на правом берегу р. Ельмы, в 0.5 км ниже устья руч. Сас- тумнел (обр. 7,13, 14), и участка «Внуково» (обр. 41) и аттестуются как псев-досиаллиты.
Они отличаются пониженной фе-мичностью и заметно повышенной щелочностью. Это выражается в заметно меньшем содержании амфибола (~15 против ~35 % в кластере III), при почти полном исчезновении титансодержащих минералов, в обогащении плагиоклазом (41 против 27 %) и ортоклазом (10 %). Все эти изменения — следствие более сильного воздействия на апогаб-бровые амфиболиты прорывающих их жильных тел молодых гранитов.
Под микроскопом наблюдается полосчатая габбровая, участками пойкилофитовая текстура, неравномернозернистая структура. Плагиоклаз составляет в мелкозернистых участках 60, в крупнозернистых — 40 % породы. Представлен гипидиоморфными зернами — либо удлиненными табличками, либо изометричными (до 2.0 мм). Характерна зональность, заметная по более интенсивной соссюритизации центральных частей кристаллов. В обр. ВП 03/41 в основной ткани присутствует примесь крупных зерен кварца, пигментированных графитовой пылью (до 10 %), и «красный» биотит (до 5 %). Такой биотит, интенсивно замещающий амфибол, отмечается и в других образцах, вошедших в этот кластер.
Можно предположить, что первичные амфиболиты (в данном случае — аподолеритовые) подверглись двухэтапному гидротермальному воздействию: (а) с разложением плагиоклаза и массовой эпидотизацией амфибола (и может быть, отчасти и с привносом Na — альбитизацией?), (б) с привносом К — биотитиза-цией оставшегося амфибола, тотальной серицитизацией и калишпатизацией плагиоклаза, с разложением эпидота-2.
Особенностью обр. ВП 03/23, не вошедшего в этот кластер, является присутствие до 4.0 % пироксена.
Кварц-полевошпатовые кристал-лосланцы (кластер V) из обнажения на правом берегу р. Ельмы, в 0.6 км ниже устья руч. Састумнел, аттестуются как гипосиаллиты.
Для них характерна сланцеватая текстура и неравномерно-зернистая, катак-ластическая, бластопорфировая структура. Размеры зерен основной ткани составляют 0.25—0.50 мм. Бластопорфировые вкрапленники представлены альбитом и ортоклазом, размером до 4 мм. У части зерен альбита наблюдаются пластические деформации и поперечные микротрещины, смещающие двойники. Ортоклаз встречается в виде бластопорфировых вкрапленников (размером до 3.5 мм) и в виде мелкозернистой массы (0.5—0.7 мм). Зерна ортоклаза содержат тонкие субпараллельные, иногда ветвящиеся пертитовые вростки альбита. Иногда в них развиты тонкие поперечные микротрещины, заполненные мелкозернистым хлоритом. Оба полевых шпата интенсивно пелитизированы. Кварц слагает линейные зоны мощностью до 1.0 мм, либо образует мелкогра-нулированный мезостазис (зерна до 0.15 мм). В линейных зонах кристаллы кварца (0.6—1.0 и 0.2—0.4 мм) имеют неровные зазубренные края и волнис- тое погасание. Местами видна четкая ассоциация хлорита с эпидотом и сфеном. Очевидно, что титан для сфена брался из биотита, а кальций — из разложенного плагиоклаза.
В среднем породы состоят в основном из полевых шпатов — 49 % (кислый плагиоклаз ~31, калиевый полевой шпат ~18), кварца (~26 %) и слюд (~8 %), заметную примесь образуют хлорит (~8 %) и рудные (~3 %). В акцессорных количествах присутствуют сфен (1.6 %), эпидот (0.9 %) и апатит (0.3 %). В частности, сфен наблюдался в виде крупных ромбовидных кристаллов размером до 1.2 мм и мелких агрегатов зерен. Минералогический анализ тяжелых фракций протолочных проб добавляет к этому списку пирит, халькопирит, пироксен, гидроксиды железа, циркон, барит.
По-видимому, эти породы следует трактовать как метаморфизованные плагиограниты.
Кварцито-гнейсы из коренных выходов на рудопроявлении «Внуково» и руч. Первач, первого левого притока р. Ельмы, аттестуемые как миосилиты, образуют кластер VI .
От очень близких к ним по составу плагиогранитов (?) кластера V данные породы отличаются несколько б о льшим содержанием кварца (33 против 26 %) и значительно более высоким содерожа-нием калишпата (31 против 18 %). По-видимому, породы надо трактовать как гнейсо-граниты.
Наблюдается крупнозернистая директивная микроструктура, в основном сложенная стебельчатым пигментированным графитовой пылью жильным пластически деформированным кварцем и полевыми шпатами, и отдельными чешуйками биотита. Субпараллельные слюдистые прожилки, к которым приурочены выделения мелкого сфена, эпидота и пирита, сложены мелкочешуйчатым хлоритом, серицитом и биотитом, в том числе и сильно разложенным. В мелких прожилках иногда присутствует также пелитоморфный и микро-, мелкозернистый карбонат. В обр. ВП 03/39 в слюдистых полосах отмечен «красный» биотит, а в зернистых — хло-ритизированный, обесцвеченный.
Кварц-полевошпатовые породы из жил на правом берегу р. Ельмы, в 0.6 км ниже устья руч. Састумнел, и на рудоп-роявлении «Внуково» образуют кластер VII и аттестуются как миосилиты.
Под микроскопом видно, что породы сложены крупнозернистой серици-тизированной кварц-полевошпатовой тканью, рассеченной зональными прожилками, центральные части которых выполнены кварцем, а периферийные — полевыми шпатами с мелкими зернами эпидота в интерстициях. Последнее указывает на то, что эпидотизация (привнос Са из вмещающих амфиболитов) произошла позже кристаллизации кварц-полевошпатового матрикса. В акцессорных количествах присутствуют хлорит и мусковит.
В среднем породы состоят из полевых шпатов (в том числе олигоклаза ~27, и ортоклаза ~30 %) и кварца (~33 %). Остальное приходится на светлую слюду (4 %) и хлорит (3 %). В акцессорных количествах присутствуют эпидот, рудные, апатит и карбонат. В тяжелых фракциях протолочных проб обнаружены также пирит, циркон, барит, турмалин, гранат, гидроксиды железа по пириту, рутил.
В обр. ВП 03/10 (точка вне кластера) в поле крупнозернистого кварца и альбита сохранился ксенолит амфиболита — мелко-, среднезернистого плаги-оклаз-амфиболового агрегата со сфеном и эпидотом, что подчеркивает метасоматическую природу этих жильных образований.
Порода обр. ВП 03/24 из аплитовой жилы в амфиболитах на правом берегу р. Ельмы аттестуется как миосилит. Под микроскопом видна мелкозернистая роговиковоподобная кварц-альбитовая ткань, с вкраплением более крупных зерен кварца и ортоклаза и лишь с акцессорными примесями эпидота, серицита и хлорита.
Кварц-полевошпатовые сланцы (катаклазированные граниты) из обнажений на правом и левом берегах Ель-мы, в 1.3—1.5 км от устья, образуют кластер VIII и аттестуются как миосилиты.
Под микроскопом видна крупнозернистая пигментированная графитовой пылью кварц-полевошпатовая ткань с большим количеством пластически деформированного жильного кварца и сохранившимися участками первичного субстрата с гранитной структурой, рассеченная хлорит-серицитовыми, с примесью тонкораспыленного рудного вещества, прожилками. В обр. ВП 03/27 с серицитовыми прожилками ассоциируется мелкокристаллический новообразованный турмалин. Отмечаются так- же прожилки и скопления мелких кристаллов эпидота (нередко с ортитовыми ядрами). Вероятно, есть две генерации минерала: мелкий почти бесцветный эпидот-1 и более крупный зеленый эпидот-2. При этом гранит нельзя назвать диафторированным, так как у плагиоклазов довольно свежий облик. Очевидно, эпидотизация — это просто эндо-контактовое изменение (привнос Са из габбро-амфиболитов?).
В среднем породы состоят из полевых шпатов (33 % плагиоклазов и 14 % калиевых полевых шпатов) и кварца (~41 %). Второстепенные минералы представлены, %: хлоритом (~4), магнетитом (~4), карбонатом (~2) и биотитом (1.6); в акцессорных количествах отмечены эпидот (0.7), мусковит (0.4), ильменит (0.4) и лейкоксен (0.3). В тяжелых фракциях протолочных проб обнаружены: циркон (в том числе циртолит), сфен, рутил, апатит, гидроксиды железа по пириту, амфибол, пирит, барит, гранат, гематит и халькопирит.
Полевошпатовые кварциты (оквар-цованные и катаклазированные гнейсо-граниты?) из коренных выходов на левом берегу р. Ельмы, в устье первого левого притока ( кластер IX ), аттестуются как суперсилиты.
Под микроскопом видна существенно кварцевая, неравномерно-зернистая, с преобладанием крупнозернистой, директивная ткань, особенностью которой является раздробленность всех более или менее крупных зерен. Трещины выполнены хлоритом, серицитом и более мелкозернистым, пластически деформированным, пигментированным графитовой пылью кварцем-2.
Породы в среднем состоят из кварца и полевых шпатов, составляющих в сумме около 85 % (кварц — 71, ортоклаз ~13, плагиоклаз ~2); остальное приходится на примеси мусковита (~3), хлорита (~3), карбоната (~1.8), эпидота (2.7) и сфена (0.6). В тяжелых фракциях про-толочных проб присутствуют также циркон, пирит, рутил, барит, апатит, гидроксиды железа, амфибол, гранат.
Существенно кварцевые породы кластера X из жил в гранитизирован-ных амфиболитах в устье ручья, первого левого притока р. Ельмы, аттестуются как гиперсилиты. Породы на 95 % сложены крупнозернистым пластически деформированным кварцем с графитовым пигментом (~86 %) и включениями мелких зерен полевых шпатов, в
основном ортоклаза (~9 %). Эта ткань рассечена сетью микрозернистых кварцевых и карбонатных (0.5 %) прожилков с небольшой примесью серицита и мелких листочков мусковита, aгрeгирован-ных в нитевидные прожилки толщиной до 0.05 мм.
Поскольку ортоклаз замещается серицитом и карбонатом, можно предположить, что это был анортоклаз. Последовательность процесса рисуется так: сначала щелочной флюид был окислительным (формирование калишпата и частичное замещение eго карбонатом и серицитом), потом флюид стал кислым и восстановительным — и последовало формирование кварца с графитовым пигментом.
Акцессорные минералы представлены сфеном, цирконом, рутилом, апатитом, гидроксидами железа по пириту, пиритом, баритом, лейкоксеном и гематитом.
Кроме уже отмеченных выше, остались образцы пород, имеющих существенные особенности состава, не позволяющие их усреднять в кластерах.
не раз упомянутый «красный» биотит. Природу необычной окраски биотита нам выяснить не удалось — микрозон-довые анализы двух пластинок биотита показали вполне обычный состав, %: SiO2 — 35.95—36.64, Fe2O3 — 23.34— 20.83, Al2O3 — 20.83—20.36, K2O — 9.21—9.39, MgO — 7.75—9.13, TiO2 — 1.87—3.05, Ca — 0.24. Возможно, что красный оттенок биотиту придает не определявшийся в анализе фтор?
Биотит-хлоритовые сланцы с гранатом представляют собой скарны, образовавшиеся на контакте вендских графитоносных биотитовых плагиогранитов и вмещающих нижнерифейских слюдис-то-карбонатных сланцев с линзами мраморов. В них, так же как и в гранитои-дах, В. С. Озеровым установлена графи-тоносность [3].
В составе альбитизированного полевошпатового кварцита (обр. ВП 03/51, очевидно, это альбитовый мета-соматит по граниту) полевые шпаты составляют в сумме около 77 %. Отличительной особенностью окварцованно- го пегматоидного плагиогранита (обр. ВП 03/34) является низкое содержанием калиевого полевого шпата (всего около 2 %). Bне кластеров остались также обр. BП 03/35 и ВП 03/37. Первый соответствует известковому aлeвроли-ту, особенностью которого является присутствие в составе около 32 % карбоната и 40 % полевых шпатов, второй — слюдистому аркозовому метагравелиту.
Нейтронно-активационный анализ* восьми образцов амфиболитов, по одному образцу полевошпатового кварцита, кварц-полевошпатового сланца и кварц-полевошпатовой жильной породы показал (табл. 3), что значения суммы редкоземельных элементов (РЗЭ) в породах лежат в пределах от 63 до 321 г/т. Заметно отличается обр. BП 03/46 (полевошпатовый кварцит из кластера IX), в котором отмечается минимальное содержание лантаноидов — всего 28 г/т. Кривые распределения РЗЭ (нормированные по среднему составу верхней континентальной коры) подобны и имеют лишь незначительные различия
Биотит-хлоритовые сланцы с гранатом отличаются повышенным содержанием слюд (обр. BП 03/31, 32, 42) или хлорита (обр. ВП 03/40). Для них характерна полосчатая текстура: чередование крупно-, и среднезернистых кварц-полевошпатовых полос с полосами гранат-биотитового состава. flвно реликтовые, с корродированной поверхностью, часто трещиноватые, расчлененные тонкими прожилками буровато-зеленого хлорит-слюдистого материала зерна граната достигают размера 1.1—1.5 мм.
В обр. ВП 03/32 присутствует уже
№ обр.

La Се Pr* Nd Sm Eu Gd* Tb Dy* Ho* Er* Tm* Yb Lu
Рис. 3. Распределение нормированных содержаний РЗЭ
Таблица 3
Содержание редкоземельных элементов, г/т
№ образца |
La |
Ce |
Pr |
Nd |
Sm |
Eu |
Gd |
Tb |
Dy |
Ho |
Er |
Tm |
Yb |
Lu |
Y |
I |
5 |
71,70 |
134,70 |
13,70 |
50,80 |
12,70 |
7,66 |
12,60 |
1,68 |
8,11 |
1,56 |
3,37 |
0,47 |
1,99 |
0,30 |
0,004 |
321,34 |
6 |
58,00 |
103,00 |
10,80 |
40,00 |
9,88 |
0,30 |
10,90 |
1,60 |
8,70 |
1,84 |
4,82 |
0,65 |
3,48 |
0,53 |
0,004 |
254,50 |
8 |
14,70 |
29,70 |
3,46 |
14,00 |
3,67 |
1,65 |
4,67 |
0,70 |
4,32 |
0,99 |
2,73 |
0,42 |
2,21 |
0,38 |
0,002 |
83,60 |
12 |
13,40 |
30,00 |
3,75 |
15,90 |
4,81 |
3,23 |
6,02 |
0,91 |
5,27 |
1,17 |
3,20 |
0,45 |
2,48 |
0,40 |
0,000 |
90,99 |
15 |
47,00 |
70,30 |
6,82 |
21,50 |
4,38 |
2,56 |
5,20 |
0,78 |
4,50 |
1,00 |
2,71 |
0,39 |
1,88 |
0,33 |
0,003 |
169,35 |
16 |
25,20 |
51,50 |
6,30 |
26,50 |
7,13 |
1,54 |
8,80 |
1,28 |
7,32 |
1,59 |
4,30 |
0,60 |
3,22 |
0,51 |
0,003 |
145,79 |
17 |
32,80 |
69,80 |
8,53 |
36.90 |
10,30 |
6,15 |
12,60 |
1,80 |
10,40 |
2,23 |
5,98 |
0,83 |
4,47 |
0,67 |
0,001 |
203,46 |
19 |
11,00 |
22,30 |
2,74 |
11,40 |
3,13 |
2,29 |
3,70 |
0,52 |
2,70 |
0,51 |
1,30 |
0,18 |
0,86 |
0,13 |
0,001 |
62,76 |
13 |
9,09 |
21,30 |
2,82 |
12,90 |
3,90 |
0,22 |
5,28 |
0,82 |
4,72 |
1,09 |
2,97 |
0,44 |
2,31 |
0,40 |
68,26 |
|
23 |
24,70 |
48,10 |
5,72 |
22,70 |
6,01 |
2,89 |
6,42 |
0,90 |
4,86 |
1,01 |
2,50 |
0,34 |
1,67 |
0,25 |
0,001 |
128,07 |
46 |
6,33 |
11,20 |
1,22 |
4,22 |
1,01 |
0,42 |
1,19 |
0,18 |
1,03 |
0,22 |
0,61 |
0,091 |
0,48 |
0,078 |
0,000 |
28,28 |
* Содержания РЗЭ определяли методом инструментального нейтронно-активационного анализа (ИНАА) в лаборатории ГЕОХИ (Г. М. Колесов).
(рис. 3). B альбитизированном и эпидо-тизированном амфиболите обр. 6 (кластер III) и гранитизированном амфиболите обр. 13 (кластер IV) отмечаются резкие отрицательные аномалии европия, а в обр. 16 (альбитизированный амфиболит, кластер II) европиевый минимум сильно выположен. B остальных образцах наблюдается резкая положительная аномалия европия, обусловленная повышенным содержанием в породах плагиоклазов. B целом же распределение РЗЭ определяется, по-видимо-му, в основном количеством кальциевых минералов — роговой обманки и анортитового минала плагиоклазов и никакой специальной генетической информации не несет.
Проблема изотопного датирования
Полевые наблюдения дают ясные свидетельства сильного изменения габ-
Таблица 4
Результаты изотопного анализа рубидия и стронция
Образец |
Rb. мкг/г |
Sr. мкг/г |
s,Rb/S6Sr |
8,Sr/86Sr±2a |
ВП 03/1 |
71.2 |
167.5 |
1.231 |
0.72683±12 |
ВП 03/2 |
136.2 |
185.1 |
2.132 |
0.72556±13 |
ВП 03/3 |
142.4 |
297.9 |
1.384 |
0.72232±20 |
ВП 03/5 |
80.1 |
304.8 |
0.761 |
0.71614±28 |
ВП 03/4 |
33.0 |
643.5 |
0.148 |
0.71243±20 |
ВП 03/7 |
49.0 |
269.5 |
0.532 |
0.71443±23 |
ВП 03/11 |
34.0 |
548.8 |
0.179 |
0.71134±9 |
ВПОЗ/16 |
34.6 |
299.1 |
0.335 |
0.71181±24 |
ВПОЗ/19 |
96.0 |
325.5 |
0.853 |
0.71213±10 |
впоз/ю |
30.6 |
408.6 |
0.217 |
0.71064±15 |
ВП 03/22 |
170.7 |
137.5 |
3.599 |
0.73038±19 |
ВП 03/24 |
64.2 |
126.2 |
1.474 |
0.72309±20 |
броидов и габбро-амфиболитов — они прорываются жилами гранитов и аплитов, поблизости от которых породы отчетливо осветляются (альбитизация, калишпатизация, окварцевание), а также «озеленяются» (эпидотизация и реже — хлоритизация). Эти наблюде-

Рис. 4. Изотопная диаграмма (аналитик B. Л. Андреичев, интерпретация fl. Э. fiдовича). Условные обозначения: 1 — образцы, использованные для датировки; 2 — прочие образцы ния находят полное подтверждение и при изучении шлифов, где хорошо видны не только метасоматические изменения пород, но и признаки сильного катаклаза.
Хотя такой материал — неблагодарный объект для изотопного анализа, мы попросили B. Л. Андреичева выполнить рубидий-стронциевое датирование 12 наших проб. Результат получился неутешительный: по мнению аналитика, разброс экспериментальных данных (табл. 4) так велик, что ни о каком проведении изохронных прямых не может быть и речи.
Тем не менее мы на свой страх и риск попробовали построить два уравнения регрессии по небольшой выборке экспериментальных точек. Эти «псев-доизохронные» линии дают два значения возраста: одно — позднерифейское и другое — позднепермское/раннетри- асовое (рис. 4). Едва ли случайно, что эти цифры соответствуют хорошо известным и неоднократно полученным в нашем регионе датировкам, отвечающим катангскому и герцинскому этапам тектогенеза [1, с. 199].
Итак, эти данные вместе с геологическими и петрологическими наблюдениями позволяют нам предположить, что в Ельминском комплексе действительно присутствуют горные породы как минимум двух возрастов: поздне-рифейские габброиды и апогаббровые амфиболиты и позднепермские грани-тоиды и метасоматиты по субстрату габброидов.
Остается открытым вопрос о датировании более древних — предположительно карельских (?) амфиболитов, составы которых образуют на модульной диаграмме (рис. 2) кластеры II и III. При очень большом желании по выборке точек на рис. 4 можно попробовать по- строить еще одну линию регрессии, дающую возраст около 1 млрд лет с громадной ошибкой (± 300 млн лет). Однако на этот «смелый» шаг в духе B. С. Озерова мы все же не решаемся; вопрос остается открытым для будущих исследований.
Выводы
-
1. Исследование магматических и метаморфических пород в верховьях Печоры (р. Ельма) еще раз подтвердило эффективность литохимической методики (предназначенной, вообще говоря, для пород осадочных и парамета-морфитов [4]. Bо всяком случае, кластеризация химических составов мета-морфитов позволила выделить достаточно четкие группы горных пород, заметно отличающихся друг от друга — либо по признаку первичного субстрата, либо по степени проявления вторичных процессов изменения, имевших преимущественно метасоматический характер. B частности, выделяется группа магнетитовых габбро-амфиболитов (кластер I), которые, по мнению B. С. Озерова, могут быть обогащены ильменитом до промышленных кондиций.
-
2. Bполне вероятно, что часть выделенных в итоге групп горных пород имеет и различный геологический возраст. B частности, мы допускаем присутствие в Ельминском метаморфическом комплексе по меньшей мере двух групп разновозрастных пород — с изотопным возрастом около 750 и около 250 млн лет.
-
3. Bопрос о наличии здесь более древних образований фундамента (раннепротерозойских, по B. С. Озерову) пока остается открытым.
Авторы благодарят за консультации к . г.-м. н. Л. В. Андреичева, к. г.-м. н. А. А. Соболеву и А. Н. Шулепову.
Список литературы Литохимия в действии - Ельма-2003
- Геохимия древних толщ Севера Урала / Отв. ред. академик Н. П. Юшкин; Ред.сост. Я. Э. Юдович., М. П. Кетрис. Сыктывкар: Геопринт, 2002. 333 с.
- Кузнецова Н. С. Амфиболиты Елиминского комплекса СеверногоУрала // Структура, вещество, история литосферы Тимано.Североуральского сегмента: Информ. мат-лы. 12-й науч. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2003. С. 141. 143.
- Озеров В. С., Озерова Э. Н. Рудопроявление чешуйчатого графита в верховьях Печоры // Углерод: минералогия, геохимия и космохимия: Мат-лы Междунар. конф. Сыктывкар: Геопринт, 2003. С. 88-89.
- Юдович Я. Э. Кетрис М. П. Основы литохимии. СПб.: Наука, 2000. 479 с.