Дипломная работа: Минералогия и петрография кианитсодержащих пород Борисовских сопок

Кварц в породе распределен в основном равномерно, некоторые зерна раздроблены. По границам зерен развивается гематит, образуя каемки.

Кианит наблюдается в виде бесцветных удлиненно-призматических кристаллов, иногда с голубоватым оттенком, а также в виде сноповидных радиально-лучистых агрегатов (рис. 16). Размеры зерен колеблются в широких пределах от 0,05×0,1 до 0,7×25 мм. Характерна резкая шагреневая поверхность. Зерна кианита не ориентированы, некоторые раздроблены. Угасание косое, на плоскости (100) угасание достигает 30°. Отчетливо развиты две системы спайности: одна совершенная по (100) и вторая по (010). В зернах кианита наблюдаются включения кварца, размер которых достигает до 0,2 мм. Также имеются включения рутила, ксенотима и монацита размером до 0,05 мм. Включения составляют около 5%.

Магнетит наблюдается в породе в виде непрозрачных октаэдров, изометричных зерен размером до 1,5 мм и в виде пылеватого агрегата. Зерна магнетита образуют скопления в кварцевой основной массе породы, а также представлены в виде включений кварца (рис. 17).

Гематит представлен пластинками рыжего цвета размером до 0,3 мм, которые развиваются равномерно в породе, как по трещинам спайности кианита, так и по промежуткам между зернами кварца. Пластинки гематита в породе также образуют крупные скопления с магнетитом размером до 1,5 мм.

Мусковит образует тонкие пластинки размером до 0,1 мм в длину, которые развиваются по кварцевым зернам неравномерно в породе. В шлифах достаточно отчетливо наблюдается замещение агрегатных чешуек биотита мусковитом и последующая хлоритизация того и другого минерала. Данный биотит-хлоритовый агрегат заполняет отдельные промежутки между кианитовыми зернами.

Рутил представлен удлиненно-призматическими кристаллами, также изометричными зернами бурого цвета размером 0,01-0,15 мм. В породе наблюдаются коленчатые двойники рутила по граням дипирамиды (101), (011). Отдельные зерна рутила непрозрачны, и только края просвечивают рыжим оттенком. Интерференционная окраска высшего порядка, окраска минерала не изменяется. Характерен высокий рельеф и большая сила двойного лучепреломления. Рутил находится как в виде включений в кристаллах кианита, так и в основной кварцевой массе.

Циркон наблюдается в породе в виде желтоватых короткостолбчатых кристаллов размером до 0,1 мм с пирамидальными ограничениями с обоих концов (шлиф № Б2, Б19-1, Б19-2, Б91, Б92). Угасание прямое. Высокие цвета интерференции третьего и четвертого порядка. Циркон наблюдается в кристаллах кианита и в зернах кварца.

Апатит представлен бесцветными удлиненными зернами размером до 0,05 мм. Минерал наблюдается в кварцевой массе породы (Б19-1, Б19-2, Б91, Б92).

Монацит представлен в виде табличек слабо окрашенных в бурый цвет. В сечениях дают прямоугольные разрезы с пирамидальными с обоих концов ограничениями. Размер зерен достигает до 0,03 мм. Встречен монацит в кварце и в виде включений в кианите (шлифы Б19-1, Б19-2, Б91, Б92).

Ксенотим образует длиннопризматические зерна желтоватого цвета с пирамидальными ограничениями с обоих концов, размер зерен достигает до 0,05 мм. От монацита отличается прямым погасанием. Зерна ксенотима наблюдаются в кристаллах кианита (шлиф № Б2) (рис. 18).

Касситерит представлен в виде пирамидальных, короткопризматических кристаллов и округлых зерен размером до 0,05 мм. Встречаются коленчатые двойники размером до 0,04 мм. Цвет минерала буроватый, иногда наблюдается зональная окраска зерен. Встречен касситерит в кварцевых зернах (шлифы № Б91, Б92).

Таким образом, кианитовые кварциты отличаются от мусковит-кианитовых сланцев по количественно-минералогическому составу. В составе кианитовых кварцитов преобладает кварц.

4.2 Фациальная принадлежность кианитсодержащих пород Борисовских сопок

По минеральному составу мусковит-кианитовых сланцев Борисовских сопок породы можно отнести к амфиболитовой фации регионального метаморфизма (рис. 19), андалузит-кианит-ставролитовой субфации (рис. 20).

Исходными породами, подвергшиеся метаморфизму, мусковит-кианитовых сланцев являются пелиты (табл. 5). В богатых глиноземом слюдяных сланцах образуются полиморфные модификации Al2SiO5 – андалузит, силлиманит и кианит, определяющие их фации глубинности.

Рис. 19. Фации метаморфических пород по Эскола.

Таблица 5

Классификация метаморфических образований по сотаву исходных пород, подвергшихся метаморфизму (по Маракушеву А.А., 2001)

Рис. 20. Положение мусковит-кианитовых сланцев на диаграмме Al2O3-K2O-FeO*

На фациальной диаграмме (рис. 21) примерно определены Р-Т условия образования кианит-мусковитовых сланцев (Т – 420-580°С, Р – 4-8 кбар). Отнесение мусковит-кианитовых сланцев Борисовских сопок к андалузит-кианит-ставролитовой субфации позволяет отсутствие силлиманита, для которого температура образования значительно выше кианита. Это хорошо видно на диаграмме, где поле распространения кианит-мусковитовых сланцев попадает в данные Р-Т условия.

Рис. 21. Минеральные фации метапелитов (по Маракушеву А.А., 2001)

Кварциты – метаморфические горные породы, слагающиеся преимущественно кварцем, содержание которого достигает почти 100% в мономинеральных разновидностях. К исходным породам, преобразующиеся в процессе метаморфизма в кварциты, относятся терригеннные отложения (кварцевые пески и песчаники). С уменьшением кремнезема в кварцитах обычно возрастает содержание глинозема, щелочей и титана. При избытке глинозема образуются такие минералы как кианит, силлиманит, ставролит (Маракушев, 2005). Кианитовые кварциты Борисовских сопок имеют метасоматическое происхождение. Кианит метасоматический развивается в тектонически ослабленных зонах с образованием отчетливой метасоматической зональности, которая не зависит от состава и уровня метаморфизма исходных пород. Во внешней зоне колонки обычно развиты метасоматиты мусковит-кварцевого состава, которые постепенно переходят в мусковит-кианитовые (силлиманитовые), а затем в кианитовые кварциты нередко с силлиманитом, что свидетельствует о давлении не ниже 6 кбар и температурах выше 650 ºС. Во внутренней (центральной) зоне нередко образуются мономинеральные кварциты, сложенные грануломорфным кварцем. Эти данные с учетом сведений, полученных при экспериментальных исследованиях (Жариков и др., 1972; Althaus, 1967 и др.), позволяют рассматривать развитие кианитовых кварцитов как процесс кислотного выщелачивания в шовных зонах (Огородников, 2004).

Глава 5. Обсуждение результатов

Среди порфиробластовых типов кианитсодержащих пород выделены были 2 вида по количественно-минеральному составу и петрографическим особенностям: 1-мусковит-кианитовые сланцы и 2 - кианитовые кварциты.

Мусковит-кианитовые сланцы обладают сланцеватой текстурой и порфиробластовой структурой. Для них характерна ассоциация кварца, кианита, мусковита, андалузита, также магнетита, гематита, акцессорных минералов – рутила, ксенотима, циркона, монацита и апатита.

По данной ассоциации минералов мусковит-кианитовые породы относятся к амфиболитовой фации регионального метаморфизма, андалузит-кианит-ставролитовой субфации. Отметим, что в породах отсутствует ставролит.

Взаимоотношение минералов кианита и кварца в мусковит-кианитовых сланцах указывает на совместное образование минералов.

Данные рентгеноспектрального анализа кианита мусковит-кианитовых сланцев показывают зональность кристаллов. Во внешней зоне кристалла в состав кианита входят Тi, Na и Mg. В центральной части кианита данные компоненты отсутствуют.

Кианитовые кварциты обладают массивной текстурой, нематогранобластовой и порфиробластовой структурами.

Кварц в двух видах пород представлен ІІ генерациями. І генерация – ранняя, значительно преобладает в структуре основной ткани, образует бесцветные зерна в основном изометричной, округлой, иногда угловатой формы. ІІ генерация представлена мелкими зернами «лапчатой» формы, обычно с волнистым угасанием. Это более поздний (низкотемпературный) кварц, который заполняет трещинки в кианите и пустотки в андалузите. Крупные зерна кварца имеют от волнистого угасания до блокования, что указывает на пластичные деформации породы.

Определенные трудности возникали при петрографическом исследовании слюдистых минералов, которые представлены мелкопластинчатыми, чешуйчатыми зернами. Отмечалось замещение агрегатных чешуек биотита мусковитом и последующая хлоритизация того и другого минерала. Сложность состояла еще в том, что все эти минералы бледно-окрашенные и в шлифах почти бесцветны.

Данные рентгеноструктурного анализа подтвердили присутствие в породах смеси биотита с хлоритом.

В мусковит-кианитовых сланцах и кианитовых кварцитах наблюдаются процессы автометаморфизма.

Заключение

Петрографическое исследование кианитсодержащих пород Борисовских сопок, изучение их структурно-текстурных особенностей и минерального состава позволяет сделать следующие выводы:

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10