книги из ГПНТБ / Нестеренко Г.В. Геохимия дифференцированных траппов (Сибирская платформа)

гематита, а если и содержали, то в незначительных количест­ вах. Последнее подтверждается, в частности, пересчетом химиче­ ских анализов ильменитов (см. табл. 28) по методу БаДдингтона и Линдслей (Buddington, Lindsley, 1964).

Таким образом, суммируя данные по особенностям распреде­ ления титана в окисно-рудных минералах дифференцированных траппов, можем констатировать:

1. В титаномагнетитах количество титана закономерно увели­ чивается от наиболее магнезиальных пород к железистым, до­ стигая определенной величины. Эта величина для сибирских траппов составляет 21—22 вес.% Ті02 . В соответствии с увели­ чением концентраций титана в первично кристаллизующихся ти­ таномагнетитах растет доля ульвошпииелевой составляющей.

2.В ильмекитах уровни концентраций титана близки эталон­ ному, но несколько ниже, чем в теоретическом ильмените. Содер­ жание элемента в ильменитах в первом приближении может быть принято постоянным независимо от положения разновидно­ стей пород в разрезе массивов.

3.Параллельно изменению концентраций титана в титано­ магнетитах в вертикальных разрезах массивов изменяется и ко­ личество окисно-рудных минералов в сторону увеличения содер­ жания их в железистых разновидностях пород.

Среди главных породообразующих силикатов наиболее вы­

сокими концентрациями титана характеризуются моноклинные пироксены (Нестеренко, Амульхамедов, 1966). Содержание ТЮг в этих минералах (табл. 29) близко таковому для пироксенов, аналогичных по составу пород (Wager, Dder, 1939; Hess, 1949; Wager, Mitchell, 1951; Чирвинский, 1953; Muir, 1951, 1954; Brown,. 1957; Масайтшс, 1958; McDougal, 1961; Морковкина, 1964). Вме­ сте с тем характерной особенностью пироксенов изученных ин­

•Eni2-2oFs40-42 (габбро-пегматиты). Поэтому в соответствии с су­ ществующими представлениями можно было бы ожидать разли­ чия в содержании титана и в пироксенах. Причем в породах по­ вышенной железистости, где пироксены по составу приближают­ ся к геденбергиту, предполагается повышенное содержание ти­ тана не только в породах, но и в пироксенах. Например, для пи­

и др. (1964) обнаружили 2,30 и 2,46% двуокиси титана. В то ж е время, по нашим определениям, даже в феррогаббро Аламджах-

ской интрузии, являющийся аналогом Скергардской (Масайтис, 1958), содержания титана в пироксенах не выше 1%.

Выяснение причин такого расхождения представляется нам важным, так как аномально высокое содержание титана в пиро­ ксенах ставит серьезные кристаллохимические вопросы (McDougall, 1961).

Ознакомление с опубликованными данными по Скергардской интрузии показывает, что с увеличением детальности исследова­ ний различными авторами последовательно снижалось содержа­ ние титана в пироксене. Так, если Уэйджер и Дир (Wager, Deer, 1939) определили максимальное значение двуокиси титана для

ний— содержание ТЮ 2 в пироксенах Скергардской интрузии не поднимается выше 1,31%. Причем в последнем случае из 13 ана­ лизов одиннадцать показывают значения ниже 1,0%, в том чис­ ле и для пироксенов феррогаббро.

По-видимому, полученное нами сравнительно низкое содер­ жание титана в пироксенах (до 1,0 вес. % ТЮ2 ) является специ­ фической особенностью распространенности элемента в минера­ ле. На это указывают также данные В. Л. Маеайтиса (1958), Мак Доугалла (1961) и Муира (1954). В последнем случае даже при высоком содержании титана в породе (4,65 вес.% ТЮ2 ) ко­ личество его в пироксене составляет всего 0,93% ТЮ2 . Наконец, из 44 анализов пироксенов, опубликованных Хессом (1949), лишь в двух содержание двуокиси титана выше 1,0%.

Таким образом, приведенные данные позволяют считать, что содержание двуокиси титана в пироксенах «нормальных» по составу основных пород, сформировавшихся в условиях платфор­ менного режима, не может превышать одного процента. Более высокое содержание элемента, вероятно, объясняется загрязне­ нием мономинеральиой пробы титаномагнетитом и ильменитом, содержание которых, как показано выше, особенно высокое в породах, обогащенных железом, и от которых тяжело полностью избавиться при выделении больших навесок минерала для хими­ ческого анализа.

Распространенность титана в моноклинных пироксенах диф­ ференцированных траппов находится в общем случае в прямой зависимости от содержания элемента в целом по интрузии соот­ ветственно ее магнезиальное™. Так, в Черногорской интрузии, где содержание титана в породах пониженное, наблюдается и более низкое значение элемента в пироксенах (см. табл. 29).

В пределах отдельно взятой интрузии наблюдается слабо вы­ раженная тенденция к обогащению элементом пироксенов бо­

зі в другом случае его присутствие в пироксене объясняется изо­ морфизмом с окисным железом, которое, согласно Ферхугену (Verhoogen, 1962) и Мак Доугаллу (1961), может находиться, •помимо шестерной координации, также и в четверной.

разом отрицательной корреляционной зависимостью между тита­ ном и кремнием в моноклинных пироксенах.

Данные по пироксенам дифференцированных траппов не под­ тверждают этого вывода. Уменьшение концентраций кремния к более железистым пироксенам (см. табл. 29) может быть связано не с увеличением роли титана в этом же направлении, а с увели­ чением феррпсалитовой составляющей пнроксенов (Дир и др., 1965).

Таким образом, если уровень содержания титана в моноклин­ ных пироксенах дифференцированных интрузий определяется исходной концентрацией элемента в расплаве (т. е. зависит от состава магматического расплава), то относительное постоянство содержания элемента в пироксенах отдельно взятой интрузии предопределяется кристаллохимнческими особенностями образо­ вания минерала.

Кристаллизация плагиоклазов при формировании пластовых массивов сильно растянута во времени (Годлевский, 1959; Масайтис, 1958). Это находит отражение в резко проявленной зо­ нальности отдельных кристаллов с разницей внутренних, более основных зон с внешними, более кислыми, до 30—40 номеров. Характерной особенностью плагиоклазов дифференцированных интрузий является также общее раскисление плагиоклазов к кон­ цу процесса (см., например, рис. 2).

Вместе с тем изменение концентрации титана в плагиокла­ зах в зависимости от положения породы в разрезе массива, не подчиняется какой-либо строгой закономерности. При среднем содержании ТЮ2 в плагиоклазах 0,04—0,08 вес.% для большин­ ства разновидностей пород наблюдается некоторое увеличение содержания элемента как в плагиоклазах магнезиальных пород (до 0,23% в пикритовых габбро-долеритах), так и в наиболее железистых (0,15 — в габбро-пегматитах).

В общем случае титан не характерен как изоморфная при­ месь в плагиоклазах (Дир и др., 1966). Однако постоянное при­ сутствие элемента в полевых шпатах дифференцированных трап­ пов позволяет предполагать, что Ті4 + может занимать в них опре­ деленное структурное положение. Несмотря на то, что специаль-

ных исследований по вхождению титана в структуру полевых шпатов не проводилось, некоторые исследователи (Дир и др., 1966) предполагают замещение титаном'алюминия в четверной координации как в плагиоклазах, так и в некоторых минералах. Принципиально это не вызывает возражения и, как показали

.' Хотя возможность вхождения титана в полевые шпаты имеет большой теоретический интерес как с точки зрения кристаллохи­ мии, так и геохимии элемента, чрезвычайно низкие концентрации титана в плагиоклазах траппов предопределяют подчиненную роль этих минералов как концентраторов и носителей титана.

Оливины в исследованных интрузиях, подобно моноклинным пироксенам и плагиоклазам, характеризуются различным со­ ставом (см. рис. 2, 4, 5).

Одновременно с изменением состава оливинов меняется и их количество. Если в наиболее магнезиальных породах содержание оливина достигает 30—40 объемы. %, поднимаясь иногда до 60— 70.% (Талнахская интрузия, норильский тип), то в наиболее же­ лезистых разновидностях пород—габбро- и диорит-пегматиты — оно падает почти до нуля.

Тем не менее несмотря на изменение состава и количеств оли­ вина в вертикальных разрезах пластовых массивов, концентра­ ции титана в минерале, характеризующиеся, как и в плагиокла­ зах, крайне низкими уровнями (0,04—0,20% ТЮ 2 ), не показы­ вают закономерных изменений в зависимости от химизма мине­ рала-хозяина.

Низкие концентрации двуокиси титана в оливинах и отсутст­ вие закономерностей в изменении его концентраций предопреде­ ляются, вероятно, отсутствием «места» для Т і 4 + в структуре ми­ нерала. Однако, как показали исследования Боуэна и Шерера (Bowen, Schairer, 1932) системы FeO—БіОг, при составе, близ­ ком к фаялиту, в жидкости и, следовательно, в оливинах, осо­ бенно в железистых, может присутствовать незначительное ко­ личество Fe3 + которое Ті4-*- способен замещать изоморфно.

Окончательное решение вопроса о месте титана в оливинах требует специальных исследований. Поэтому приходится ограни­ читься констатацией факта крайне низкого содержания ТЮ 2 в оливинах и тем, что оливины, как и плагиоклазы, практически не играют роли в качестве концентраторов и носителей титана.

Количественную характеристику связи титана в минеральных фазах дифференцированных траппов иллюстрируют таблицы балансов элемента в различных породах. В частности, из табл. 30 следует, что в преобладающем типе пород концентраторами и носителями титана являются рудные минералы окисного ряда — титаномагнетит и ильменит. С этими минералами связано 60— 90% титана породы. Причем по мере возрастания железистости

Т а б л и ц а 30. Распределение титана по минералам пород дифференцированных траппов