книги из ГПНТБ / Кулиш Е.А. Высокоглиноземистые метаморфические породы нижнего архея Алданского щита и их литология

гладкая,полированная,исштрихованная.яычатая или бороздчатая.

Впороде они обычно располагаются цепочками вдоль слоистости.

Вподчиненном количестве наблюдаются различно окатанные удлиненносхизматические, короткостолбчатые и толстотаблитчатые черные

кристаллы и их обломки с концевыми гранями. Обычны формы: {ІОО}, {по}, /і Оі} , {ill}, изредка {00і}.’Иногда отмечается штриховка вдоль оси С. Встречаются коленчатые (по QII ) и сердцевидные (по 031)'двойники. Полупрозрачен. Цвет рутилов темно-красный,красно-бу­ рый, красный, иногда с оранжевым оттенком, в ряде случаев - чер­ ный, просвечивающий красным или желтовато-красным; Окраска поч­ ти всегда однородная. Красный рутил в проходящем свете коричневый с некоторым плеохроизмом от желтого до красного. Черный, в шли­ фе зеленовато-грязный, сильно трещиноват. Некоторые рутилы со­ держат включения ильменита в виде полосок, пятен и зернышек, отмечаются сростки его с кварцем, силлиманитом и гематитом. Бутил как акцессорий происходит в основном из метаморфических пород, в несколько меньшей мере - из гранитоидов и в еще меньшей мере -

из сиенитов и диоритов, а также из основных пород. Окатанные раз­ ности рутилов представляют кластогенную составляющую исходных осадков, рутилы имеющие форму кристаллов, так хе как и игольчатые рутилы, возникли в процессе метаморфического преобразования глинистого вещества первичных пород.

АПАТИТ обычно наблюдается в бессиллиманитовых разностях пород и образует единичные окатанные, прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные зерна белого, изредка светло-желтого, зеленовато­ бурого и светло-голубого цвета. Некоторые зерна люминисцируют в ультрафиолетовом свете желтым, рововым и зеленым цветом, что

указывает на присутствие в них церия и лантана. Размер зерен от мельчайших до 0,5 мм в диаметре. Иногда отмечаются призматические

192

и бочонкообразше кристаллы различной степени окатанности.

Преломление Nb =1,636, Ne =1,632. Микроанализ указывает,что

он представлен фторапатитом.Апатит характерен для кислых и ос­ новных пород, однако фторапатиты развиты лишь в гранитоидах, а хлорапатиты-в основных.

КСЕНОТИМ образует окатанные или слегка окатанные прозрач­

ные зерна и кристаллы желтого, реже красно-бурого и темно-бу­ рого цвета,иногда бесцветные,размером до 0,2x0,1 мм. Форма кристаллов: тетрагональная, короткостолбчатая и удлиненная призма, тетрагональная бипирамида.Отмечается совместно с мона­ цитом,но окатан слабее чем он.В ксенотиме наблюдаются точечные

включения и слабый плеохроизм в желтых тонах, Ng =1А815,

Np =1,720. Радиоактивен.

КАССИТЕРИТ - слабо окатанные,угловатые,неправильные зерна, иногда пятнисто окрашенные,коричневого.коричневато-желтого,

зеленовато-бурого цвета,прозрачны,размером 0,3x0,1 мм. Иногда наблюдаются обломки призматических четырехгранных кристаллов.

ОРТИТ представлен окатанными зернами несколько удлиненной

формы, их размер до 0,3x0,5 мм. Цвет бурый, почти черный,редко с зеленоватым оттенком.

ТОРИТ наблюдается в виде единичных зерен округлой или угло­ ватой формы,красновато-коричнево го или черного цвета,последние

в сколах зеленые. Отмечены прозрачные и непрозрачные разности. Радиоактивен.

0РАНЖИТ отмечен в виде окатанных зерен линзовидной формы оранжевого цвета.Обычно редкий, но в некоторых шлихах протолочек отмечаются повышенные его количества.

БРУКИТ-редкие лепешковидные,пластинчатые,окатайные зерна и кристаллы размером до 0,2 мм, иногда с характерной штриховкой по { 00і}. Коричневый, бурый, красно-бурый, красный,

183

желтовато-бурый, окраска пятнистая,прозрачен,иногда зонален. АНАТАЗ-округлые зерна, дипирамидальные кристаллы с редко

сохранившимися гранями и штриховой, в той или иной мере окатаны. Поверхность неровная,шероховатая.Прозрачен,иногда зонален.Цвет синий,реже зеленоватый,коричневый с синеватыми оттенкаыи.Анатаз и брукит отмечаются изредка в гранитах и пегматитах сиенитов, однако основным поставщиком его при седиментации являются мета­ морфические породы низких и средних фаций.

X X X

Акцессорные минералы большой химической и физической устой­ чивости (циркон,рутил,монацит,апатит,ксенотим,касситерит и др. )

представляют минеральные реликты исходных осадочных пород, сох­ ранившие в процессе метаморфизма свою форму и состав, которые

размеры позволяют выяснить некоторые черта природы самого осад­

ка, характера пород областей сноса, особенностей и интенсив­

ности процессов разрушения материнских пород,удаленность питаю­ щей провинции от зон седиментации, условия транспортировки и отложения осадочного материала.

гранитов присущи рутил, циркон,ортит,монацит, ксенотим,апатит; для сиенитов - рутил, циркон, ортит, монацит, апатит; для диоритов и габбро - рутил и апатит. Касситерит, оранжит, монацит, ксенотим и циркон отмечены лишь в гранитах, а торит-

104

в умеренно кислых гранитоидах и т.д. (Кухаренко, 1961).

Понятно, что набор акцессориев в породах областей

накопления будет намного беднее и проще ассоциации этих минера­ лов в породах питающих провинций. Блияе всего к ним приближаются ассоциации акцессориев из конгломератов и кварцито-гнейсов запад­

ных частей щита, что объяснимо тем, что они сформировались в

начальные этапы денудационно-седиментационных циклон в обстанов­ ке интенсивного механического разрушения исходных пород, быстрого

и относительно недалекого переноса материала. Однако и здесь

необходимо предполагать упрощение видового состава акцессориев.

Относительно постоянный характер акцессориев в изученных

породах , когда в их составе преобладает циркон гиацинтовых, изометрических и копьевидных призматических форм при резко под­

чиненных дипирамидальных и редких "цирконовых" формах, наличие

радиоактивных разностей и разностей розового, сиреневого и пурпурного цвета, наличие постоянных спутников: красного рутила, таблитчатого, радиоактивного монацита желтого цвета, ксенотима,

оранхита, касситерита, торита и т.п., указывают,

что источником их явились гранитоиды, преимущественно калиевых и нормальных разностей, гранодиориты и в некотороймере щелочные породы. Не исключено некоторое участие основных пород, учитывая редкость ортита, сфена и отсутствие хлорапатита.

Вероятным является участие слабо - и среднеметаморфизованннх пород в поставке акцессориев, что подтверждается значительной долей рутила в ряде проб и нахождением брукита и анатаза. Некото­ рые окатанные зерна цирконов содержат окатанные, более густо окрашенные ядра, что с известной долей условности может быть объяснено их происхождением из метаморфических парапород облас­

тей сноса .хотя можно предполагать и другой их генезис.

165

Достоверных признаков в акцессориях,указывающих на равные осадочных пород,не имеется, вместе с тем литологические и экспериментальные наблюдения (Кухаренко, 1961; Twenheftl > 1945; и др. ) показывают,что предельно окатанные.яйцевидные, шаровидные зерна цирконов.рутилов и других пород (окатанность 20-90%) возникают только в процессе весьма длительного пере­ носа речными потоками на расстояние многих тысяч км.Нахождение таких зерен в породах может быть об"яснимо тем,что цирконы привнесены за много тысяч километров,что весьма маловероятно даже в современных условиях,или тем,что размывались более древние осадочные породы,цирконы которых подверглись предшест­ вующему окатыванию, связанному с более древними.длительными циклами денудации,транспортировки и седиментации.

Простой минеральный состав акцессориев, представленный наиболее устойчивыми в химическом отношении минералами (цир­ кон, рутил, касситерит,монацит и др. ) и отсутствие среди них минералов слабой и средней устойчивости косвенно указывает на широкое и глубокое развитие химического выветривания в питаю­ щей провинции и на то, что привносимый материал в значительной мере представлял продукты первотложенных кор выветривания.

Для акцессориев конкретной пробы отмечаются вариации,когда при преобладании зерен одинаковых степени и коэффициента окатанности имеются индивиды другого характера окатанности. Среди преобладающих зерен примерно одинакового размера и окрас­ ки отмечаются более крупные или более мелкие зерна и зерна отличной окраски. Имеют место заметные колебания в соотноше­ ниях определенных минеральных разностей акцессориев и их крис­ таллографических групп. Это позволяет предположить, что снос вещества, вероятно,осуществлялся с обширных площадей.

1 6 6

Увеличение содержания размеров и видов акцессорных минералов в западном и юго-западном направлении, уменьшение в этом направ­ лении коэффициента их окатанности, процента окатанных зерен и их сортировки по видам и размерам указывают, что области сноса нахо­ дились к западу, юго-западу от щита. В частности, в породах бассейна р. Сутам касситерит и ксенотим развиты крайне слабо.

Четкая дифференциация акцессорных минералов по составу, форме и размерам, их совершенная в ряде случаев окатанность, некоторая невыдержанность в содержаниях и ассоциациях позволяют предположить, чт<4-транспортировка осуществлялась преимуществен­ но речными потоками со спокойным течением. Размеры окатанных акцессориев достигают 1,5 мм, что указывает на умеренные скорости водных потоков (Великанова, 1955). Наличие значительного, количества разнообразных акцессориев,высокой степени окатан-' ности (для цирконов коэффициент удлинения 1-2 ) обгоняется значительной протяженностью водных артерий, большой удален­ ностью питающей провинции от областей осадконакопления.

Повышенные концентрации тяжелых акцессориев (рутил , циркон. , монацит и др.) отмечаются в сравнительно узких, но протяженных полосах, что характерно для прибрежно-морских осадков. Наличие разнообразных окатанных акцессориев высокой химической и образивной стойкости и удельного веса, необходимость частот удлинения идиоморфных и округлых зерен циркона, послойное и струйчатое распределение акцессориев, их стратиграфическая пріуроченность, значительные вариации в количественном и качественном соотношении циркона, рутила, монацита и т.д., возрастание их содержания разнообразия и размеров в сторону существенно кварцевых пород указывают на наличие в осадках кластогенной составляющей.

Следует отметить, что окатанные зерна циркона и других

167

ГЛАВА УІ ПЕТРОХИМИЯ ВЫСОКОГМНОЗЕМИСТЬИ ПОРОД

Содержание, характер распределения и корреляционные зависи­ мости главных петрогенных, редких и рассеянных элементов имеют важное значение для литологического анализа метаморфических толщ (Сахама, 1952; Сидоренко, 1963; Сердюченко, 1967; Кулиш, 1965 и др,). Однако для обоснованного проведения литологического анализа пород петрохимическими и геохимическими методами необходимо ре­ шение ряда сопряженных вопросов. К их числу относится выяснение условий регионального метаморфизма высокоглиноземистых пород и на этой основе отбор петрохимической и геохимической информации для анализа из пород, претерпевших региональный метаморфизм,

исключая образования с наложенными процессами, приведшие к изме­ нению их химического состава. Важна и проблема выяснения мас­ штабов изменения химического состава исходных пород при регио­ нальном метаморфизме,так как если изменения незначительны, то литологический анализ метаморфических пород возможен петрохими­ ческими и геохимическими методами; если же изменения значительны, то исследования будут крайне затруднены.

Так как алданский стратиграфический комплекс представлен полиметаморфическими образованиями, в которых на равновесные минеральные ассоциации главного прогрессивного-этапа региональ­ ного метаморфизма наложены последующие процессы регрессивной линии (гранитизация, мигматизация, диафторез, а также гидротер­ мальный и контактовый метаморфизм в зонах разломов и вокруг

169

гипабиссальных фанерозойских интрузий), то необходимо определе­ ние условий метаморфизма пород (Каденский, 1956; Кулиш, 1959, 1971; Лутц, 1966; Другова идр. ,1959; Сердюченко, 1952, I960; Судовиков, Неелов, 1961). Процессы регрессивной линии привели к созданию вторичных,более низкотемпературных минеральных ассоциа­ ций, наложенных на первичные, к значительным изменениям текстур­

но-структурного строения пород, к заметному изменению химического ■ состава регионально метаморфизованных пород.

Поэтому для литологического анализа высокоглиноземистых пород по петрохимическим признакам привлекались только те разнос­ ти, которые заведомо не претерпели последующих химических и иных преобразований. Для этой цели проводилось макро- и микроскопичес­ кое исследование штуфов и шлифов пород, которые отбирались из пластов, не несущих очевидных следов ультраметаморфического мета­ соматоза и мигматизации и явных признаков диафторѳза и гидротер­ мального метаморфизма. Обнаружение в штуфах и особенно, б шли­ фах структурных преобразований, реакционных структур или вторич­

ных минеральных ассоциаций исключало использование данных химичес­ кого и спектрального анализов этого образования при литологичес­ ком анализе.

Изменение химического состава пелитов при региональном метаморфизме

■С целью объективности и обоснованности литологических построе­ ний на петрохишческой основе необходимо остановиться на аспектах изменения химического состава высокоглиноземистых пород алданского комплекса при метаморфизме, на масштабах и направленности этих изменений. Следует выяснить возможность сопоставления химических

170

составов метаморфических пород о предполагаемыми исходными поро­

дами и проведения аналогий в этом отношении с неизмененными образованиями.

"Метаморфические породы, за некоторыми исключениями,вообще

говоря, близки по химическому составу к породам, из которых

они образовались. Нередко это сходство доходит почти до тождества, особенно если пренебречь содержанием вода в породе"

(Тернер, 19Ы, стр.141). Изохиыическия характер регионального метаморфизма признан большинством исследователей ( Eslcola,1939;

Харкер, 1937; Тернер, 1951, 1961; Сердюченко, 1955; Барт, 1956;

Shaw , 1956 и др. ) Изохимичность метаморфизма не понимается как абсолютная, метаморфизуемые толщи не рассматриваются как

значительным для основных петрогенных компонентов, чтобы породы резко изменяли основные черты своего химического сос­ тава.

прогрессивного метаморфизма почти не изменяют своего состава за исключением некоторого восстановления железа и миграции летучих (HjjO, COg, Cl и т.п.).

Большинство исследователей, в том числе и сторонники зна­ чительной эволюции состава пород при метаморфизме,признают,что

171