О типохимизме магнезиальных МГГ

В настоящей главе сделана попытка на нашем материале охарактеризовать связь особенностей состава магнезиальных МГГ с обстановками формирования и на этом основании оценить возможность использования тех или иных из них как минералогенетических индикаторов. Подразделение проявлений МГГ на геолого-генетические типы соответствует главе 2. Из варьирующих химических параметров рассматриваются фтористость (содержание F в а.ф.: эти цифры можно корректно сравнивать для представителей всех структурных типов МГГ, поскольку при расчете формул во всех случаях сумма дополнительных анионов R составляет 2), титанистость (в мас.% TiO₂) и железистость (в мас.% FeO). Статистика по бору, к сожалению, невелика, и его распределение в кристаллах МГГ очень контрастно (см. главу 7), концентрации же остальных примесей слишком малы для того, чтобы корректно сравнивать их по результатам электронно-зондовых анализов. Данные приведены в виде диаграмм, связывающих каждый из трех названных химических параметров с отношением ΣM/ΣT (рис. 8.2-8.19), что позволяет в большинстве случаев различать точки, относящиеся к разным представителям морфотропного ряда норбергит – клиногумит.

В образцах из ультраосновных щелочных комплексов (далее: УОЩ) и метасоматитов по нещелочным ультраосновным породам (далее: МУО), присутствующих в нашей коллекции, установлены только моноклинные члены группы – представители структурных типов клиногумита и хондродита, причем в формации УОЩ резко преобладают первые, а в формации МУО их распространенность сопоставима.

МГГ из обеих этих формаций характеризуются низкой фтористостью. В МУО (рис. 8.2, 8.6) встречены только гидроксилклиногумит и гидроксилхондродит, причем последний является крайне низкофтористым (не более 0.1 а.ф. F), тогда как в первом количество F колеблется от 0.4 до 0.9 а.ф. В УОЩ бесфторных МГГ не встречено (рис. 8.2, 8.7). Структурный тип хондродита представлен здесь только гидроксилхондродитом (0.5-0.8 а.ф. F), а у клиногумитов фтористость колеблется в широком диапазоне: от 0.1 до 1.3 а.ф. F.

Гидроксилклиногумит из МУО (рис. 8.8, 8.12) намного более титанистый (5-5.5% TiO₂), чем гидроксилхондродит (0.1-2.5% TiO₂). У клиногумитов из УОЩ (рис. 8.8, 8.13) количество титана (0.1-4.5% TiO₂) в целом превышает таковое у гидроксилхондродита (0-2% TiO₂), но столь резкой разницы, как в МУО, здесь нет.

Картина по распределению железа у МГГ из УОЩ (рис. 8.14, 8.19) в целом сходна с таковой для титана: у клиногумитов вариации железистости шире (0.5-8% FeO), чем у гидроксилхондродита (2-3% FeO), и в целом первые более железистые, чем второй. В МУО разницы между моноклинными МГГ по содержанию железа нет (рис. 8.14, 8.18): в обоих случаях большинство образцов высокожелезистые (11-14% FeO).

В проявлениях из зон контакта силикатных пород с метаосадочными карбонатными встречены все известные магнезиальные МГГ, причем это относится ко всем трем выделенным нами геолого-генетическим типам этих образований: кальцифирам, магнезиальным скарнам и (учитывая литературные данные о находках норбергита на Везувии) скарноидам на контакте с щелочными вулканитами (далее – СЩВ).

С кальцифирами связано основное количество находок норбергита, а члены серии клиногумита здесь распространены, наоборот, заметно менее, чем в существенно силикатных, часто сопряженных с ними породах – скарнах (хотя редкими клиногумиты назвать и в кальцифирах нельзя). Нет сомнения, что это связано с обедненностью кальцифиров SiO₂ относительно скарнов: норбергит является самым низкокремнистым, а клиногумит – самым высококремнистым членом морфотропного ряда магнезиальных МГГ.

Как в кальцифирах, так и в скарнах наблюдаются максимальные вариации фтористости МГГ в целом: от 0 до 2 а.ф. F (рис. 8.2-8.4).

Кальцифиры в целом характеризуются наиболее фтористым составом МГГ, кроме членов серии клиногумита. Доминирование F над OH здесь демонстрирует не только норбергит (у которого в природе неизвестно гидроксильного аналога), но и хондродит: 1-2 а.ф. F, а также подавляющее большинство образцов гумита. Клиногумиты кальцифиров выделяются своей заметно более низкой фтористостью: от 0 до 1.2 а.ф. F (рис. 8.3).

В скарнах МГГ демонстрируют очень близкую картину по фтористости, кроме хондродита, у которого установлены очень широкие вариации в содержании F: 0.2 до 2 а.ф. (рис. 8.4). В целом повышенной фтористостью (0.8-1.6 а.ф. F) отличается хондродит из грейзенизированных скарнов (рис. 8.2): вероятно, его образование связано с грейзеновым этапом, характеризующимся фторидным метасоматозом.

В СЩВ (рис. 8.5) представители всех трех изученных автором структурных типов имеют в целом близкую фтористость. У хондродитов и клиногумитов содержание F варьирует от 0.6 до 1.5 а.ф., у гумитов – от 0.5 до 1.1 а.ф.

В кальцифирах все МГГ, кроме членов серии клиногумита, характеризуются одинаково низкой титанистостью: 0-1% TiO₂. У клиногумитов большая часть точек на рис. 8.8 попадает в интервал 0-2.4%, а некоторые находятся в диапазоне 3-5.5% TiO₂.

В скарнах (рис. 8.10) ромбические МГГ низкотитанистые (0-1% TiO₂), а для моноклинных наблюдается большой разброс. У клиногумитов в едином поле (0-6% TiO₂) наблюдается три сгущения точек: 0-0.5%, 2.5-3.7% и 4.8-5.8% TiO₂. У хондродитов выделяются два обособленных поля: низкотитанистые (0-1.5% TiO₂) и высокотитанистые (6.5-8% TiO₂). Последнее поле образовано в основном точками, соответствующими образцам из минеральных копей Златоустовского района Южного Урала, для которых рядом исследователей предполагается не скарновая, а родингитовая природа поздних минеральных ассоциаций (см. Гекимянц и др., 1999).

В СЩВ все МГГ низкотитанистые: < 0.5% TiO₂. Среди них можно выделить чуть более титанистые члены серии хондродита: 0.25-0.45% TiO₂ (рис. 8.11).

Железистость разных МГГ из кальцифиров различается (рис. 8.14, 8.15). У норбергита и клиногумитов большая часть точек попадает в интервал 0.1-4% FeO, у гумита – 1-6%, а у хондродита широко варьирует: 0.1-13%.

В скарнах относительно кальцифиров резко повышается железистость у гумита (6-11% FeO), но понижается у норбергита (не более 1.5%) и хондродитов (до 9%). У клиногумитов картина остается в целом такой же (рис. 8.15-8.16).

В СЩВ (рис. 8.17) железистость МГГ падает в ряду представителей структурных типов: клиногумит (3.5-7% FeO) → гумит (1-6.5%) → хондродит (1-4%).

Возможно, относительно небольшие колебания всех химических характеристик МГГ из СЩВ связаны с тем, что нами изучался, хоть и на обширном материале, всего один объект: комплекс Везувий – Монте Сомма. В целом, данные по нему попадают по всем трем характеристикам внутрь «скарнового» интервала (рис. 8.2, 8.8, 8.14).

По МГГ из формации высокобарических метаморфитов и из горелых отвалов достаточной статистики у нас нет. Для последних можно лишь отметить высокую фтористость (Чесноков и др., 1996; наши данные – рис. 8.2). Это, несомненно, связано с их кристаллизацией при высокой температуре и атмосферном давлении, что препятствует фиксации H-содержащих групп в твердой фазе.

Сопоставление приведенных в этом разделе данных показывает в целом очень сложную картину связей между химическим составом, структурным типом и обстановкой формирования магнезиальных МГГ. Некоторые из установленных закономерностей носят общий характер, т.е. справедливы для всей изученной коллекции, большая же часть их проявляется только в виде тенденций.

Так, выявлена приуроченность ромбических МГГ только к контактам силикатных пород с карбонатными. Для этих же образований характерна и наиболее высокая фтористость МГГ (рис. 8.2): представители группы из всех остальных природных формаций, особенно из метасоматитов по нещелочным ультабазитам, демонстрируют повышенное содержание OH-групп (однако, для МГГ из кальцифиров и скарнов зафиксирован весь интервал фтористости). От существенно карбонатных к существенно силикатным породам в целом наблюдается рост роли более высококремнистых МГГ. Титан малохарактерен для МГГ из кальцифиров и нехарактерен для членов группы, генетически связанных с вулканитами, в минералах же из других формаций его содержание широко варьирует (рис. 8.8). Сходная, хоть и менее выраженная тенденция наблюдается у МГГ из кальцифиров в отношении железа. Самыми же железистыми в среднем оказались минералы из метасоматитов по нещелочным ультабазитам (рис. 8.14).

Рисунки 8.2, 8.8 и 8.14 демонстрируют, что обособленных полей на диаграммах с участием F, Ti и Fe, которые бы четко отвечали тому или иному генетическому типу, практически нет. Можно с определенной долей условности выделить лишь небольшое поле отмеченных в предыдущем абзаце высокожелезистых (11-14% FeO) моноклинных членов группы, происходящих из метасоматитов по нещелочным ультрабазитам (рис. 8.14).

Всё сказанное свидетельствует о том, что выделение у магнезиальных МГГ в целом каких-либо особенностей состава, которые служили бы сколь-либо надежными индикаторами условий минералогенеза, пока затруднительно. Для представителей отдельных структурных типов этот вопрос требует дополнительного рассмотрения.

В заключение отметим, что в большинстве своем найденные закономерности, обсуждавшиеся в этом разделе, можно рассматривать на данный момент как эмпирические. Установление их причин, оценка относительной роли внешних (условий формирования) и внутренних (кристаллохимических, т.е. сродства каждого структурного типа к определенным компонентам) факторов, определяющих химический состав МГГ в каждом случае, представляется делом будущего.

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8.8Титанистость представителей разных структурных типов магнезиальных МГГ из различных формаций.