Первая находка батисита на севере Урала

Батисит — редкий силикат, член изоморфного ряда батисит—щерба-ковит, был обнаружен при исследовании акцессорных минералов субщелочных габбро, входящих в состав Ельминского габбро-гранитного массива.

Ельминский габбро-гранитный массив расположен на Северном Урале во фронтальной части Выдерьинско-Ниолсовского аллохтона, относящегося к Ляпинскому мегантиклинорию, входящему в состав ЦентральноУральского поднятия (рис. 1). Массив имеет сложное строение: первой фазой являются мелко- и среднезернистые мезо- и меланократовые габбро, преимущественно амфиболовые, небольшим распространением пользуются кристаллизовавшиеся позже порфировидные диориты, гранодиориты; а на заключительном этапе формирования массива образовались биотито-вые граниты и лейкограниты, часто ют, пропитывают и гранитизируют габ-броиды. Имеющиеся в нашем распоряжении данные не позволяют в настоящее время однозначно ответить на вопрос, связано ли формирование массива с эволюцией единой магматической системы, т. е. был ли он истинно многофазным. Возраст габброидов ранневендский, а гранитов — раннекембрийский (по неопубликованным данным, полученным в рамках работ по созданию Госгеолкарты-1000, листа P-40 (по цирконам, U-Pb метод, SHRIMP).

Характеристика пород, содержащих батисит

Батисит был обнаружен в мелкосреднезернистых мезо-меланократовых габбро. Породы имеют массивную текстуру, габбровую структуру. Характер-нa нeрaвномерная зернистость — участки более меланократовых мелкозернистых габбро (цветной индекс 60) че- более лейкократовыми (цветной индекс 40). Иногда отмечаются элементы порфировидной структуры, обусловленной наличием более крупных выделений плагиоклаза, занимающих до 5 об. % породы.

Габбро сложены зеленовато-бурой, желтовато-бурой роговой обманкой (40—60 об. %), интенсивно соссю-ритизированным плагиоклазом (40— 60 об. %); акцессорные минералы представлены часто встречающимися апатитом и титанитом (часть eго зерен определенно имеет вторичное происхождение), более редкими цирконом и баритом. Рудные минералы включают ильменит, гематит, пирит, халькопирит. Ко вторичным минералам относятся хлорит и актинолит, замещающие роговую обманку, эпидот и серицит, развивающиеся по плагиоклазу, а также малахит. Породы катаклазированы по трещинам. В этих зонах отмечаются повышенные концентрации вторичных редуются с мелко-среднезернистыми

минералов.

гранатсодержащие, которые прорыва-

2 км

Рис. 1. Схематическая геологическая карта района Ельмин-ского массива. Составлена по материалам незавершенных работ по ГДП-200

Габбро, в котором был найден батисит, характеризуется повышенной щелочностью (K2O+Na2O — 5.19 %) при калиево-натриевом ее характе-pe (Na2O/K2O — 2.04), умepeн-ной глиноземистостью (al’ — 0.84) ᴎ высоким содержанием титана. По особенностям химического состава породы сопоставимы с базитами повышенной щелочности, формирующимися в условиях существования мощной континентальной коры.

В породе отмечается высокое содержание бария, бо-лee чем в два раза превышающее кларковую концентрацию для основных пород, что, очевидно, пpиʙeло к формированию собственных ми-нepaлов бария — барита и батисита.

Химический состав габбро (обр. 4-3/04)

Таблица 1

SiO2	TiO2	A12O з	Fe2O3	FeO	MnO	CaO	MgO	K2O	Na2O	P2O5	П.П.П.	Сумма	H2O"	co2	Ba	Sr
47.68	2.45	15.47	3.24	8.73	0.24	6.63	6.73	1.71	3.48	0.25	3.74	100.35	0.25	0.17	660	400

Примечание. Содержания породообразующих оксидов даны в мас. %, Ba и Sr — в г/т. Анализ произведен классическим химическим, Ba и Sr — количественным спектральным методами в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.

∙(Ti, Fe, Mn)2 Si4O12(O, OH)2(WWW-MINCRYST, батисит [430]) для, вероятно, более низкотемпературного батисита из Мало-Мурунского мас- сива, характеризующегося более высокой упорядоченностью в распределении атомов по позици-

Характеристика батисита Физические свойства

Кристаллы плоскопризматические, удлинены по оси с и уплощены по (010). Характерны совершенная спайность по (100), (010) и (001) и отдельность по (110) [3]. На электронно-микроскопическом изображении (рис. 2) виден плоскопризматический кристалл с вертикальной штриховкой на грани призмы (110). Размеры выделенных кристаллов составляют 100—200 мкм. Цвет батисита красно-коричневый. Концентрируется он в неэлектромагнитной фракции совместно с титанитом.

Структура

Батисит — редкий силикат ромбической сингонии со сдвоенными кремнекислородными тетраэдрами. flвляется членом изоморфного ряда батисит Na₂BaTi₂[Si₄O₁₂]O₂—щерба-ковит (K, Na, Ba)₃(Ti,Nb)₂[Si₄O₁₂]O₂, в котором Ba замещается K и Na, а в структурную позицию Ti может входить Nb. Основой структуры батисита являются бесконечные метасили-катные цепочки типа [Si₂₊₂O₁₂] _∞ , параллельные оси с и связывающие колонки TiO₆-октаэдров. В пустотах каркаса находятся Ba и Na [3].

Рентгенограмма обнаруженного нами батисита (в скобках — интенсивность): 3.36 (100), 3.21 (20), 2.76 (100), 2.63 (60), 2.12 (100), 1.865 (20), 1.763 (80), 1.585 (80), 1.541 (20), 1.468 (80), 1.394 (20), близ- ка, но не идентична рентгенограмме 14-636, приведенной в ASTM.

Химический состав

Исследованный нами батисит характеризуется довольно высоким содержанием K, заметными концентрациями Fe, Mn, Ca, Sr (табл. 2). По составу он близок к батиситу, выявленному в Вестай-феле (Германия) [7]. Этот минерал был также обнаружен в Кимберли (Западная Австралия) [6] и в Мало-Мурунс-ком щелочном массиве (flкутия) [4].

Батисит недостаточно изучен. Известно, что он может образовываться как при кристаллизации магмы, так и в постмагматических условиях. Для описания его состава приводятся различные формулы, например (Ba, K)∙ ∙(K, Na)Na(Ti, Zr, Nb, Fe)2Si4O14(WWW-MINCRYST, батисит [429]) для высокотемпературного магматического батисита из Вестайфеля [7]; K Na (Ba, Ca)∙

Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения батисита во вторичных (а) и упругорассеянных (б) электронах

ям [4].

Эмпирическая формула батисита из габбро Ельминского массива, рассчитанная по усредненным результатам трех электронно-зондовых анализов, выглядит так: K_0.40Na_1.11Ba_0.85Ca_0.09∙ ^∙Sr0.25^Ti1.89^Fe0.35^Mn0.25^Si3.74^O12^{(O, OH)}2. Его состав сравним с составом батисита из Мало-Мурунского массива: ^K1^Na1.1^Ba0.73^Ca0.11^Ti1.46^Fe0.37^Mn0.02^∙ ∙Si₄O₁₂(O, OH)₂ [4]. Можно предположить, что Sr, присутствующий в исследованном нами минерале, так же как и Ca, изоморфно замещает Ba.

Приведенный ниже для сравнения состав батисита из Инаглинского массива, где он был впервые обнаружен и описан, отличается более низким содержанием Fe, Mn, Ca, Sr и наличием примесей Zr и Nb, его эмпирическая фор ^{мула: K}0.34^Na1.68^Ba0.89^Ca0.03^Ti1.71^Fe0.14^{∙ ∙Mn}0.01^Al0.11^Zr0.10^Nb0.02^Si4.02^O12^{(O, OH)}2^.

Таблица 2

Химический состав батисита

N n/n	SiO2	TiO2	A12O3	Fe2O3	MnO	CaO	K2O	Na2O	SrO	BaO	ZrO2	Nb2O5	Сумма
1	34.43	25.8	h/o	3.57	2.99	0.94	3.08	5.04	4.29	21.11	h/o	h/o	101.25
2	36.18	24.96	1.3	4.83	2.73	0.85	3.1	3.85	4.63	19.41	h/o	h/o	101.84
3	35.3	20.65	h/o	4.91	2.74	0.7	2.75	7.3	3.47	21.65	h/o	h/o	99.47
4	39	22	0.9	1.8	0.09	0.27	2.6	8.4	0.03	22	1.9	0.36	99.35
5	39.04	25.97	—	—	—	—	—	10.07	—	24.92	—	—	100

Примечание. 1—3 — анализы батисита из габбро Ельминского массива, выполненные на электронном микроскопе JSM-6400 с энергодисперсионным спектрометром фирмы “Link” в ИГ Коми НЦ УрО РАН, 4 — анализ батисита из Инаглинского массива [1], 5 — теоретический состав батисита [3] 12

Обсуждение результатов

Впервые батисит (К-батисит) был найден в щелочно-ультраосновном Инаглинском массиве (Центральный Алдан)в эгирин-эккерманит-микро-клиновых пегматитах, секущих дуниты, [1], в качестве акцессорного минерала он был обнаружен в шонкинитах этого же массива [2]. Позже этот минерал был выявлен и в других массивах Алданской провинции К-щелоч-ных пород — Мало-Мурунском и flкокутском. Его кристаллизация происходила на поздних стадиях кристаллизации массивов вместе с цирконо-силикатами, Ti-силикатами и водными щелочными силикатами [5]. В мас- сивах Вестайфеля (Германия) батисит также был обнаружен в качестве акцессорного минерала щелочных пород [7].

Щелочные горные породы образуются в условиях мощной литосферы при небольшой степени частичного плавления неистощенного мантийного субстрата. Обнаружение батисита — акцессорного минерала, свойственного обычно щелочным породам, в умеренно-щелочных габбро Ельминского массива, входящего в состав доуральских образований, может свидетельствовать о существовании на рубеже раннего и позднего венда в данном месте глу- бинной магматической активности в условиях мощной континентальной коры.