Минералогия и петрография кианитсодержащих пород Борисовских сопок

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:

1. Кианитсодержащие породы Борисовских сопок разделились на два разных вида, которые различаются по структурно-текстурным особенностям и количественно-минералогическому составу пород: а) мусковит-кианитовые сланцы и б) кианитовые кварциты.

2. Для мусковит-кианитовых сланцев характерно содержание кианита в пределах 45-55%, кварца 20-50%.

3. Кианитовые кварциты, в отличие от мусковит-кианитовых сланцев, содержат кианита 25-40%, кварца 45-65%.

4. По структурно-текстурным особенностям: мусковит-кианитовые сланцы - сланцеватая текстура и порфиробластовая структура, обусловленная ориентированными, крупными кристаллами кианита.

5. Кианитовые кварциты имеют явное различие в текстуре - массивной и структуре - порфиробластовой и радиально-лучистом строении агрегатов.

6. Акцессорные минералы в обоих видах пород одинаковые.

7. Мусковит-кианитовые сланцы - являются типичными метаморфическими породами, образовавшимися в стадию регионального метаморфизма, амфиболитовую фацию, андалузит-кианит-ставролитовую субфацию.

8. Кианитовые кварциты Борисовских сопок являются продуктом метасоматического происхождения, которые расположены локально в виде линз в шовных структурных зонах.

9. Из двух видов пород порфиробластового типа руд наиболее перспективным являются мусковит-кианитовые сланцы. Также высокое содержание кианита в мусковит-кианитовых сланцах, неустойчивых в процессе выветривания, обусловило повышенное содержание кианита в ареале размещения мусковит-кианитовых сланцев в пониженных участках рельефа. Это служит поисковым признаком для обнаружения россыпей кианита, пригодных для промышленных целей.

Список использованной литературы

Берман Г., Ларсен Е. Определение прозрачных минералов под микроскопом. М., Недра, 1965, 464 с.

Болтыров В. Б., Пыстин A. M., Огородников В. Н. Региональный метаморфизм пород в северном обрамлении Санарского гранитного массива на Южном Урале: Тр. СГИ. Свердловск, 1973, вып. 91. С. 53-66.

Годовиков А.А. Минералогия. М., Недра, 1983, 648 с.

Елисеев Н.А. Метаморфизм. М., Недра, 1963, 428 с.

Игумнов А.Н., Кожевников К.Е. Уральские месторождения дистена (кианита). Труды ВИМС, вып.90, 1935. 70 с.

Кисин А. Ю. Месторождения рубинов в мраморах (на примере Урала). Свердловск: УрО АН СССР, 1991, 131 с.

Колисниченко С.В. Самоцветы. Удивительные минералы Южного Урала. Изд-во Аркаим, 2010 г.

Коротеев В.А., Огородников В.Н., Савичев А.Н., Сазонов В.Н, Поленов Ю.А. и Коротеев Д.В. Минералы группы силлиманита - перспективная база производства высокоглиноземистых огнеупоров, силумина и алюминия / Металлогения древних и современных океанов - 2010. Материалы Шестнадцатой научной молодежной школы. Миасс, 2010, С.6-12.

Лодочников В.Н. Главнейшие породообразующие минералы. М., Госгеолтехиздат, 1955, 248 с.

Львов Б. К. Петрология, минералогия и геохимия гранитоидов Кочкарского района (Ю. Урал). Л. Изд. ЛГУ, 1965, 164 с.

Маракушев А.А., Бобров А.В. Метаморфическая петрология. ГФ МГУ, М., 2001, 126 с.

Маракушев А.А. Бобров А.В. Метаморфическая петрология. М., Наука, 2005, 256 с.

Минералы. Справочник. Том 4. Силикаты со структурой, переходной от цепочечной к слоистой. Слоистые силикаты / Главный редактор академик Ф. В. Чухров, М., Наука, 1992.

Огородников В.Н., Сазонов В.Н., Поленов Ю.А. Минерагения шовных зон Урала. Часть 1. Кочкарский рудный район (Южный Урал). Екатеринбург, изд-во УГГГА, 2004, 216 с.

Петрографический кодекс. СПб., изд-во ВСЕГЕИ, 1995, 128 с.

Сначев В. И., Демин Ю. И., Романовская М. А., Щулькин В. Е. Тепловой режим становления гранитоидных массивов / БНЦ УрО АН СССР, Уфа, 1989, 120 с.

Шерстюк А.И., Кривцова Л.И., Поликарпов А.И. Метаморфизм горных пород. Изд-во Горного института им. В.В. Вахрушева, 1970, 85 с.

Фондовые материалы:

Коротеев Д. В. «Кианит, как вид сырья для производства высокоглиноземистых огнеупоров (на примере техногенных россыпей Андрее-Юльевского участка Челябинской области)» Дипломная работа. Екатеринбург,УрГУ, 2009, 67 с. (Кафедра геологии, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых)

Савичев А. Н. Проект на проведение геологоразведочных работ на Андрее-Юльевском участке Челябинской области. Екатеринбург, 2009.

Приложения.

Каталог образцов

1. Образец № Б1.11. Кианит-кварцевый сланец.

Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка)

с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Кианит-кварцевый сланец (шлиф № Б111) - порода плотная с неравномерной окраской от серебристо-серого до красно-бурого цвета, обусловленная развитием чешуек серицита и гематитизацией. Текстура породы сланцеватая благодаря ориентированным кристаллам кианита. Внешне структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными зернами кианита серого цвета размером до 3 мм в поперечнике и до 1,5 см в длину.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне гранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 45%, кианит - 40%, гематит - 10%, магнетит - 3-%, мусковит - 1%, акцессорные минералы (рутил, монацит, ксенотим, апатит) - 1%.

2. Образец № Б1.7. Мусковит-кианитовый сланец.

Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка)

с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлиф № Б17) - плотная порода от серебристо-серого до красно-бурого цвета, обусловленная развитием чешуек серицита и гематитизацией. Текстура породы сланцеватая благодаря ориентированным кристаллам кианита. Внешне структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными зернами кианита серого цвета размером до 0,35Ч1,5 см.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 42%, кианит - 35%, мусковит - 10%, гематит - 4%, магнетит - 3%, андалузит - 5%, акцессорные минералы (рутил, монацит, циркон, ксенотим) - 1%.

3. Образец № Б5. Мусковит-кианитовый сланец. Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка) с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлиф № Б5) - порода красно-бурого цвета, равномерная окраска обусловленная развитием гематита по всей породе. Текстура породы сланцеватая благодаря ориентированным кристаллам кианита. Внешне структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными зернами кианита.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 45-50%, кианит - 30-35%, гематит - 10%, мусковит - 5%, магнетит - 3-4%, акцессорные минералы (рутил, ксенотим, апатит) - 1-2%.

4. Образец № Б1.10. Мусковит-кианитовый сланец. Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка) с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлиф № Б110) - плотная порода бурого цвета, равномерная окраска обусловлена развитием гематита и магнетита по всей породе. Текстура породы сланцеватая благодаря ориентированным кристаллам кианита. Внешне структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными кристаллами кианита размером до 0,7Ч3 см. Цвет кристаллов кианита в породе бурый за счет гематита, в разрезе - серый с синеватым оттенком.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кианит - 50%, кварц - 20%, мусковит - 15%, гематит - 10%, магнетит - 4%, акцессорные минералы (рутил, монацит, ксенотим) - 1%.

5. Образец № Б1.6. Мусковит-кианитовый сланец. Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка) с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлифы № Б16-1, Б16-2) - порода плотная красно-бурого цвета с магнетит-гематитовыми прослойками черного цвета. Мощность слойков невыдержанна и достигает 1,5 мм. Текстура породы сланцеватая благодаря ориентированным кристаллам кианита. Внешне структура породы среднезернистая (зерна в породе до 7 мм).

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани. Видна слоистость: условное чередование мусковит-кварцевых слоев мощностью до 2 мм со слоями кианит-кварцевого состава с крупными скоплениями гематит-магнетитового агрегата мощностью до 1,5 мм. Зерна кианита с кварцем имеют извилистые границы. По границам зерен развивается гематит.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 50%, кианит - 35%, гематит - 7%, магнетит - 4%, мусковит - 3%, акцессорные минералы (рутил, монацит) - 1%.

6. Образец № Б1.5. Мусковит-кианитовый сланец. Место отбора: Борисовские сопки (северная, 1 сопка) с.ш. 54° 15ґ 20,6ґґ; в.д. 60° 40ґ 49,8ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлиф № Б15-1) - порода от серебристо-серого до бурого цвета, данная окраска обусловлена выделениями кианита серого цвета в гематитизированной основной ткани породы. Текстура породы сланцеватая. Структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными кристаллами кианита радиально-лучистого строения размером до 0,9Ч2,5 см. Цвет кристаллов кианита в породе серый с синеватым оттенком.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кианит - 40%, кварц - 35%, мусковит - 15%, гематит - 5%, магнетит - 4%, акцессорные минералы (рутил, циркон, апатит) - 1%.

7. Образец № Б-1. Мусковит-кианитовый сланец. Место отбора: Борисовские сопки (северная, 1 сопка) с.ш. 54° 15ґ 20,6ґґ; в.д. 60° 40ґ 49,8ґґ

Мусковит-кианитовый сланец (шлиф № Б1) - порода бурого цвета за счет развития гематита по всей массе породы. Текстура породы сланцеватая. Структура породы порфиробластовая, обусловленная крупными кристаллами кианита радиально-лучистого строения размером до 0,7Ч2 см. Цвет кристаллов кианита в породе серый с синеватым оттенком. В породе видна трещиноватость, которая не имеет какой-либо ориентировки.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 45%, кианит - 35%, мусковит - 10%, гематит - 6%, магнетит - 4%.

8. Образец № Б2. Кианитовый кварцит. Место отбора: Борисовские сопки (северная, 1 сопка) с.ш. 54° 15ґ 20,6ґґ; в.д. 60° 40ґ 49,8ґґ

Кианитовый кварцит (шлиф № Б2) - порода бурого цвета, равномерная окраска обусловлена развитием гематита и магнетита по всей породе. Текстура породы массивная. Структура породы нематогранобластовая. В породе видна трещиноватость, которая не имеет какой-либо ориентировки. Особенность породы - кристаллы кианита размером до 0,8Ч2,5 см радиально лучистого строения, бурого цвета за счет развития гематита. В разрезе породы кианит серый с синеватым оттенком.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 55%, кианит - 35%, магнетит - 5%, гематит - 3%, мусковит - 1%, акцессорные минералы (рутил, ксенотим, циркон) - 1%.

9. Образец № Б1.9. Кианитовый кварцит. Место отбора: Борисовские сопки (средняя сопка) с.ш. 54° 13ґ 53,5ґґ; в.д. 60° 41ґ 00,5ґґ

Кианитовый кварцит (шлифы № Б19-1, Б19-2) - плотная порода бурого цвета, равномерная окраска обусловлена развитием гематита и магнетита по всей породе. Текстура породы массивная. Структура породы среднезернистая (размер зерен до 3 мм). Микроскопически текстура полосчатая, структура породы нематогранобластовая.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 65%, кианит - 25%, магнетит - 3%, гематит - 3%, акцессорные минералы (рутил, монацит, апатит, циркон) - 3%, мусковит - 1%.

10. Образец № Б1.4. Кианитовый кварцит. Место отбора: Борисовские сопки (северная, 1 сопка) с.ш. 54° 15ґ 20,6ґґ; в.д. 60° 40ґ 49,8ґґ

Кианитовый кварцит (шлиф № Б14) - порода от серого до бурого цвета, пятнистая окраска обусловлена выделениями кианита серого цвета с синеватым оттенком в гематитизированной основной ткани породы. Текстура породы массивная. Структура породы порфиробластовая. В породе видна трещиноватость, которая не имеет какой-либо ориентировки. Особенность породы - кристаллы кианита от серого до бурого цвета размером до 3 см радиально-лучистого строения. На поверхности породы отчетливо видны пустоты растворения от зерен магнетита и возможно сульфидов размером до 2 мм.

Микроскопически порода обладает порфиробластовой структурой благодаря крупным выделениям кианита, которые отчетливо видны на фоне лепидогранобластовой структуры основной ткани.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 55%, кианит - 30%, гематит - 6%, магнетит - 5%, мусковит - 3%, акцессорные минералы (рутил) - 1%.

11. Образец № Б9. Кианитовый кварцит. Место отбора: Борисовские сопки (северная, 1 сопка) с.ш. 54° 15ґ 20,6ґґ; в.д. 60° 40ґ 49,8ґґ

Кианитовый кварцит (шлифы № Б91, Б92) - порода от серебристо-серого до бурого цвета, данная окраска обусловлена неравномерным развитием гематита и магнетита по породе. Текстура породы массивная. Структура породы нематогранобластовая. В породе видна трещиноватость, которая не имеет какой-либо ориентировки. Особенность породы - кристаллы кианита от серого до бурого цвета размером до 0,8Ч2,5 см радиально лучистого строения. В разрезе породы кианит синевато-серый. На поверхности породы отчетливо видны пустоты растворения от кубических (пирита) и октаэдрических (магнетита) кристаллов размером до 1,5 мм.

Количественно-минералогический состав породы следующий (объем. %): кварц - 45%, кианит - 40%, магнетит - 7%, гематит - 5%, серицит - 1%, акцессорные минералы (рутил, циркон, монацит, касситерит, апатит) - 2%.