Морфотипы циркона в тельпосских конгломератах (Приполярный Урал)

В зоне межформационного контакта уралид/доуралид на г. Маяк, в истоках р. Тельпос, базальные конгломераты тельпосской (O1 tl) свиты, залегающие на породах рифей-венд-ского фундамента и отложениях аль-кесвожской (С3—О1а1) толщи, содер жат значительное количество обломков подстилающих пород, в том числе переотложенный глиноземистый материал коры выветривания. В составе тяжелой фракции протолочных проб постоянно встречаются циркон, ильменит, рутил, турмалин, гранат, апатит, гематит, реже отмечаются лейкоксен, титанит, эпидот, амфибол, пироксен, пирит, халькопирит и барит, очень редко — магнетит, хромит, малахит, монацит, горсейскит и золото. В породах тельпосской свиты на Приполярном Урале циркон являет-

Морфологические типы цирконов (фото а—д) и включение торита (е): а — 1 морфотип, обр. 305-6; б — 2 морфотип, обр. 904-1; в — 3 морфотип, обр. 904-5; г — 4 морфотип, обр. 1004-3; д — 5 морфотип, обр. 305-1; е — включение торита в цирконе, обр. 1004-3

ся типичным акцессорным минералом, присутствие которого характерно для всех литологических типов слагающих разрез отложений [1—4, 6, 7]. Морфологические особенности и состав устойчивого к выветриванию циркона делают его одним из наиболее надежных минеральных индикаторов при установлении источников вещества и генезиса отложений.

Изученные нами цирконы из базальных конгломератов тельпосской свиты представлены полупрозрачными и прозрачными, бледно-розовыми и бесцветными кристаллами и зернами пяти морфологических типов (рис.):

• 1)    слабоокатанные короткопризматические кристаллы с хорошо развитой дипирамидальной головкой (рис. а);

• 2)    слабоокатанные удлиненнопризматические кристаллы со слабо

  Таблица 1

  Химический состав цирконов, мае. %.

  № п/п	№ точки замера	ZrO2	SiO2	Fe2O3	ню2	Ca2O	ThO2	Сумма
  1	904-1	61.70	29.71	—	1.76	—	—	93.17
  2	904-2	65.82	32.21	—	1.96	—	—	99.9
  3	904-3	65.20	31.92	—	1.95	—	—	99.18
  4	904-4-1	65.42	32.37	—	0.59	—	—	98.38
  5	904-4-2	63.47	31.62	—	1.55	—	—	96.64
  6	904-5	63.08	32.95	—	1.97	—	—	98.0
  7	904-6	65.37	32.47	—	1.61	—	—	99.45
  8	904-7	62.85	31.15	—	2.40	—	—	96.4
  9	305-1-1	67.22	31.70	—	0.97	—	—	99.89
  10	305-3	66.27	32.33	0.59	0.81	—	—	100.0
  И	305-4	66.86	32.13	—	1.40	—	—	100.39
  12	305-6-1	63.62	30.24	—	2.42	—	—	96.28
  13	305-7	64.01	31.04	0.41	1.55	—	—	97.01
  14	1004-3-1	63.57	31.39	1.24	0.93	—	2.99	100.12
  15	1004-3-2	59.95	33.05	3.31	1.10	—	0.99	99.77
  16	1004-8-1	60.84	30.27	3.34	0.99	0.55	—	95.99
  17	605-2-1	63.61	31.95	0.39	3.25	0.23	—	99.43
  18	305-2-2	62.68	32.42	—	5.29	—	—	100.39

  Примечания . 1) в этой и других таблицах: первая цифра — № образца, вторая — № зерна, третья — № точки замера. При однородном составе зерна третья цифра не ставится; 2) в обр. 1004-3-2 определены также (мас. %) Sc₂O30.36 и UO30.71.

  
  

  Таблица 2

  Химический состав включений ксенотимов, мае. %.

  № точки замера	P2O5	y2o3	Gd2O3	Dy2O3	Er2O3	Yb2O3	ThO2	Сумма
  305-1-2	38.88	37.14	4.04	5.88	2.63	2.63	—	91.2
  305-2-3	35.73	47.34	4.86	5.83	3.36	1.66	1.21	99.99
  305-6-2	23.09	32.86	3.37	4.94	2.19	2.42	—	90.07

  Примечание . Рассчитанные формулы ксенотимов:

  <^Y0.87^Dy0.06^Gd0.04^Yb0.03^Er0.03⁾1.03^P0.96^O4 ^- А™ ^{составов №№ 1 и} 3;

  (^Y0.94^Dy0.05^Gd0.05^Er0.03^Yb0.01^Eh0.01⁾1.09^P0.89^O4 ^{- дЛя состава № 2}-

  
  

  Таблица 3

  Химический состав торийсодержащих включений, мас. %

  № точки замера	SiO2	ThO2	p2o5	uo3	CaO	Fe2O3	CuO	Al2o3	Y2O3	Сумма	Минерал
  1004-3-3	33.68	25.21	25.77	0.78	5.75	2.15	0.81	0.63	0.65	100.04	торит
  1004-3-4	24.68	55.91	2.46	7.54	2.23	2.31	0.92	2.15	1.79	99.79	ураноторит
  1004-8-2	5.52	53.37	27.78	—	1.46	6.93	—	4.95	—	100.01	ферроторит
  1004-8-3	20.71	62.11	-	8.81	1.73	2.45	-	—	4.16	99.97	ураноторит

  Примечание. Определены также (мас. %) в точке замера1004-3 Nd2O₃ 2.34 и Ce₂O₃1.83; в точке замера 1004-3-3 — Sc₂O₃ 0.44.

  
  

развитой дипирамидальной головкой (рис. б);

• 3)    слабоокатанные изометрические дипирамидальные кристаллы со слабо развитой зоной призмы (рис. в);

• 4)    призматические уплощенные по призме кристаллы со сглаженными сколами и следами растворения (рис. г);

• 5)    округленные зерна с реликтами граней и структурами растворения (рис. д).

Микрозондовый анализ, проведенный на сканирующем электронном микроскопе JSM-6400 с энергетическим спектрометром Link (оператор В. Н. Филиппов), 15 зерен цирконов различных морфологических типов показал, что по составу цирконы разделяются на три группы. В первую, самую многочисленную, вне зависи- мости от формы, входят цирконы, имеющие в составе (мас. %): ZrO2 62.85-66.86, SiO2 31.15-32.95, HfO2 0.59-2.42 (табл. 1). Во вторую группу выделены два призматических кристалла циркона, относящиеся к 4-му морфологическому типу, содержащие Fе2O3 (1.24-3.34 мас. %) и отличающиеся присутствием микровключений торийсодержащих минералов. Отдельно выделяется дипирамидаль-ный удлиненно-призматический кристалл второго морфотипа (обр. 305-2) с неоднородным составом, содержащим до 5.29 мас. % HfO2.

Вычисленные формулы цирконов выглядят следующим образом:

• ^(Zr 0.99 ^Hf 0.01 ⁾ 1.00 ^Si 0.99 ^O 4 ^— д ^{Ля составов} №№ 1-9, 11 и 12;

• ^(Zr 0.99 ^Fe 0.01 ^Hf 0.01 ⁾ 1.01 ^Si 0.99 ^O 4 ^{— дЛя со} ставов №№ 10 и 13;

• ^(Zr 0.99 ^Fe 0.03 ^Th 0.02 ^Hf 0.01 ) 1.02 ^Si 0.98 ° 4 ^— для состава № 14;

• ^(Zr 0.89 ^Fe 0.08^Hf).01 ^Sc 0.01 ^Th 0.01 ^U 0.01 ⁾ 1.01 ^Si 1.00 ^O 4 ^— для состава № 15

• ^(Zr 0.94 ^Fe 0.04 ^Ca 0.03 ^Hf 0.02 ⁾ 1.03 ^S i 0.97 ^O 4 ^{— дЛя} составов №№ 16 и 17

• ^(Zr 0.95 ^Hf) .05 ⁾ 1.00 ^Si 1.00 ^O 4^—^ ^{состава № 18}

Короткопризматические и бипи-рамидальные кристаллы циркона характерны для щелочных пород и пегматитов, удлиненно-призматические — для кислых вулканитов. Окатанные разновидности, вероятно, переотложены из допалеозойских терригенных отложений. На поверхности кристаллов часто наблюдаются следы выщелачивания, примазки слюды (мусковита и пирофиллита), призматические субкристаллы ксенотима (рис. е, табл. 2), а в образцах 1004-3 и 1004-8 — микровключения торита, ураноторита и ферриторита (табл. 3).

Минералы тория и содержащие торий цирконы известны в качестве акцессорных в мусковитизированных и окварцованных риолитовых порфирах на южном фланге Торговского вольфрам-молибден-висмутового месторождения на левобережье р. Щу-гор [8, 9]. Аналогичные породы могли стать источником цирконов четвертого морфотипа. Согласно классификации В. В. Ляховича [5], по соотношению ZrO2/HfO2 практически все изученные нами цирконы характерны для метасоматически измененных гранитов - палагиогранитов, обр. 1004-3 — для основных и 305-3 — для ультраосновных пород.

Работа выполнена при финансовой поддержке Программ фундаментальных исследований УрО РАН № 12-У-5-1008 и № 12-С-5-1020.