Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогия и условия образования родонитовых пород Среднего Урала

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия и условия образования родонитовых пород Среднего Урала"

 1Г>

СП

СП

=£

О 1==:

-у:

1— СО

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

на правах рукописи

Брусницьн Алексей Ильич

МИНЕРАЛОГИЯ Н УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ РОДОИИТОВЫХ ПОРОД СРЕДНЕГО УРАЛА.

Специальность 04.00.20 - минералогия, кристаллография

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург 1995

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Университете.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Кривовичев В. Г.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук. ст. н. с. Никитина Л. П. (ИГГД, Санкт-Петербург) кандидат геолого-минерапогических наук, доцент Гончаров Г.Н. (СПбГУ) Ведущая организация: Санкт-Петербургский Горный Институт (Университет).

_/ с < »-©А"-Р ЛЬ"' Защита состоится "-" - 1995 в - часов в

ауд. на заседании диссертационного совета Д 063.57.27 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук при Санкт-Петербургском государственном университете (199034, Санкт-Петербург, Университетская наб.. 7/9, геологический факультет).

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. А.К. Горького при Санкт-Петербургском государственном университете.

Автореферат разослан "-" —f~-- 1095 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Семенова Т.Ф.

ОБЩАЯ ХАРЛ1СТЕРИСТИКА РАБОТЫ.

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕШ. Родонитовые породы (орлец, "родонит") относятся к числу наиболее популярных цветных камней России.

Основным источником родонита в нашей стране являются месторождения Среднего Урала. В настоящее время в этом регионе известно 11 месторождений поделочного родонита, но только три из них - Мапоседельниковское, Кургановское и Бородулинское - относятся к числу экономически рентабельных. Причем, Малоседельниковское месторождение, не имеющее себе равных по качеству цветного камня, сегодня практически полностью отработано. Запасы Кургановского месторождения также в существенной мере исчерпаны. Эксплуатация же недавно открытого и разведанного Бородулинского месторождения требует значительных начальных экономических зат-. рат и, по этой причине, она пока не осуществляется.

В связи с этим, сейчас назрела необходимость разработки подходов к рациональному использованию уже добытого кзынесамоцвет-ного сырея, а такяе выявления поисковых критериев на близповерх-ностные месторождения родонита. Решение этих вопросов невозможно без тщательного петрографического и минералогического изучения родонитовых пород и выяснения условий их образования в конкретных геологических обстановках. Этим и определяются актуальность настоящей работы и се задачи.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ заключалась в детальном минералогическом изучении родонитовых пород V. выяснении условий их генезиса. В соответствии с этим, основными задачами работы являлись следующие:

1. Обобщение и анализ опубликованных и фондовых материалов по геологическому строению среднеуральских месторождений родонита;

2. Изучение структурно-текстурных особенностей родонитовых пород с целью определения характера пространственно-возрастных взаимоотношений мезду слагавшими их минеральными парагенезисами;

3. Исследование морфологии, физических свойств, химического состава и особенностей кристаллической структуры первичных минералов родонитовых пород; 1. Количественная оценка термодинамических параметров минералообразуицей среды, контролирующих образование минеральных парагенезисов родонитовых пород; 5. Построение на основе всех полученных данных физико-химической модели, отражавшей условия формирования родонитовых пород.

ФАКТИЧЕСКИЙ МАТЕРИАЛ И МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ. Настоящая работа была начата в 1991 году с изучения образцов среднеуральских родонитовых пород из коллекций кафедры минералогии СПбГУ. Полученные данные были дополнены материалом, собранным автором в течении двух полевых сезонов (1993-94 гг.) на Малоседельниковском и Бородулинском месторождениях. Кроме того, были изучены родони-товые порода Кургановского месторождения, образцы которых били любезно предоставлены автору геологом АОЗТ "ЛУКойл-Исеть" канд. г.-м. наук А. Н.Серковым.

При изучении родонитовых пород был использован комплекс современных методов минералогических исследований, включающий в себя петрографическую характеристику пород (в образцах, шлифах и ашлифах), электронномикроскопическое изучение морфологических особенностей слагающих их минералов, определение оптических констант минералов в иммерсионных препаратах и на столике Федорова, спектроскопическое изучение минералов в видимом и ИК-диа-пазонах длин волн, микрозондовый метод определения химического состава минералов, рентгенофазовый и рентгеноструктурный анализы. Кроме того, были использованы метода физико-химического анализа минеральных парагенезисов с построением диаграмм в координатах химических потенциалов подвижных компонентов. Математическая обработка результатов исследований выполнена на ЭВМ "IBM/PC" по оригинальным программам, составленным сотрудниками кафедр минералогии и кристаллографии СПбГУ.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА: 1. Впервые предложена классификация минеральных парагенезисов родонитовых пород; 2. Установлено 12 ыине-ралоз ранее неизвестных в родонитовых породах Среднего Урала, из которых два (галаксит и келлиит) впервые отмечаются в месторождениях России; 3. Уточнены или впервые получены данные о морфологии, оптических и спектроскопических свойствах (в видимом и ИК диапазонах длин волн), химическом составе и особенностях кристаллической структуры главных и второстепенных минералов среднеуральских родонитовых пород; 4. Проведена количественная оценка температуры и давления при образовании родонитовых пород и впервые разработана физико-химическая модель их образования.

ЗА11ЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ:

1. Родонитовые породы среднеуральских месторождений образовались в процессе регионального метаморфизма вулканогенно-осадоч-ных карбонатных марганцевых отложений, содержавших прослои и

линзы кремнеземсодеркащего и глинистого материале®. Температура образования родонитовых пород оценивается в 460 + 40°С, а давление - в 2 кбар.

2. Получена новая информация по химическому составу, физическим свойствам, особенностям кристаллической реиетки и условиям образования минералов родонитовых пород. В составе родонитовых пород Среднего Урала установлено 24 первичных метаморфогенных минерала, из которых 12 впервые отмечаются в этих породах.

3. В родонитовых породах сьщелены три группы парагенетических ассоциаций метаморфогенных минералов, сложенные: (1) родонитом, кварцем и спессартином; (2) родохрозитом, тефроитом, сонолитом и спессартином; (3) кварцем, родохрозитом и родонитом. Минеральные парагенезисн (1) и (2) групп были сформированы иа прогрессивной стадии метаморфизма. Образование третьей, значительно менее распространенной группы парагенезисов связано с регрессивной стадией метаморфизма.

4. Предложена модель формирования родонитовых пород, согласно которой устойчивость слагающих их минеральных парагенезисов контролировалась температурой, давлением, количествами (массами) БЮг, А1203, МпО и МйО (ГсО) в первичном осадке и химическими потенциалами относительно подвияных компонентов (Н20 и С02). Реакционные (метасоматические) взаимоотношения между минералами родонитовых пород имеют ограниченное распространение и обусловлены биметасоматическим обменом компонента!,ш (21. Мп, Са и др.) между контрастными по химическому составу минеральными агрегатами.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ. Установлена зависимость между минеральным составом, структурно-текстурньп,!и особенностями родонитовых пород и их декоративными качествами. Определены минеральный состав и условия образования родонитовых пород,' что в совокупности с геологическими данными мояно использовать при разработке поисковых критериев на месторождения поделочного родонита.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ И ПУБЛИКАЦИИ. Отдельные положения работы докладывались на первом мездународном совещании "Самоцветы России" (С.-Петербург, 1993). По теме работы опубликовано 3 статьи, одна статья находится в печати.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА РлБОТЫ. Работа состоит из введения, 4 глав к заключения общим объемом 251 страница мавинописного текста, который сопровождается 28 табл., 54 рис. и списком литературы.

включающим 137 наименований.

Автор выражает глубокуп благодарность научному руководителю проф. В. Г. Кривовичеву за всестороннюю помощь и постоянное вни'.и-ние к работе. Автор также считает своим приятным долгом выразить благодарность за помощь в проведении исследований и обсуждении их результатов сотрудникам геологического факультета и НИИЗК СПбГУ ст.н.сотрудникам А.Р.Нестерову, Е.Н.Котельниковой, С.М.Су-харжсвскому, доцента).) Г.А.Ильинскому, М.М.Болдыревой, геологу АОЗТ "ЛУКойл-Исеть" (Екатеринбург) канд. г.-м. наук А.Н.Серкову. сотрудникам А/0 КЕХАНОБР-АНШТ (С.-Петербург) ст. н. сотр. Ю. Л. Крецеру, докт. г. -и. наук Н. С. Рудашевскому. ст.н. сотр. ИФХ РАН (Черноголовка) Н.В.Цуканову, а также канд.г. -м. наук В.В.Еу-канову и аспирантам Е.Н.Перовой (СПбГУ). В.В. Смоленскому (СПбГИ), П.Я.Азимову (ИГТД РАН). Особую признательность автор выражает директору Института Минералогии и Петрографии Гейдель-бергского университета (ФРГ) профессору Р.Альтхеру за выполнен-ние ыикрозондовых анализов минералов и сотруднику кафедры минералогии СПбГУ А.А.Антонову за большую помощь в проведении полевых исследований и оформлении рукописи.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ.

ГЕОЛОГИЯ ШЛШЗВДЕНИЙ РОДОНИТОВЫХ ПОРОД. Геологическое строений родонитовых месторождений Среднего Урала весьма характерно для метаморфизованных месторождений гидротермально(вулканоген-но)-осадочного типа. Месторождения расположены в пределах Восточно-Уральского поднятия и в основном приурочены к северной части сланцевого обрамления Сысертско-Ильменогорского гнейсо-во-мигматитового комплекса (Серков, 1990). Вмещающая месторождения толща пород образована метаморфизованными в условиях зеле-носланцевой фации регионального метаморфизма эвгеосинклинальными вулканогенно-осадочными отложениями среднего состава, которые представлены переслаивающимися биотит-, хлорит-, серицит-кварцевыми и углеродистаыи серицит-кварцевыми сланцами с прослоями кварцитов. Возраст сланцев датируется как нижний силур-девон (Кейльман, 1974). На территории родснитоносного района широко распространены позднепалеозойские интрузии гранитоидов.

В региональном плане размещение родонитовых месторождений контролируется зонами разломов глубинного заложения (Серков.

1990). Необходимо отметить, что не устанавливается простракс-тзекной и гонетчсской связи родонитовых месторождений с массивами гранточдов. Так, Малоседельниковское и Бородулинское мест-рождения расположены примерно в 200 м от гранитных массивов, а Кургановское- в 5 км. При этом, минеральный состав родонитовых пород всех месторождений сходный и не изменяется в зависимости от их удаленности от гранитоидных интрузий. В самих же гранитах не отмечается каких-либо признаков гидротзрмапьно-метасоматичес-кого марганцевого оруденения.

Все месторождения поделочного родонита имеют однотипное геологическое строение (Кожевников,1960; Черемицин, Кирносов, 1975; Серков, 1989, 1990). Каждое месторождение представлено несколькими сближенными субпараллельными телами родонитовых пород, которые сигласно залегают в сланцах и кварцитах. Форма тэл родонитовых пород, чаще всего, линзовидная, а их размеры составляют 2-20 м по простиран!® и падению при мощности 0.2-2 м. Контакты родонитовых тел с вмещающими их породами всегда резкие.

МИНЕРАЛОГИЯ И СТРУКТУРНО-ТЕКСТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ FOflOHtfTOBbtX ПОРОД. Родонитовыо породы среднеурапьских месторождений представляют собой плотные, микро-, мелко- и среднезернистые образования, имеющие неоднородные минеральный состав, строение, окраску и декоративные качества.

В составе родонитовых пород Среднего Урала установлено 35 минералов. из которых 12 ранее не были известны в этих породах, а два минерала (гапаксит и келлиит) являются первыми находками в России. По условиям образования минералы родонитовых пород подразделяются на две группы: первичные метаморфогенные минералы и вторичные минералы - продукты гипергенного преобразования родонитовых пород. ' '

Среди кежаморфогеннъа минералов родонитовых пород Среднего Урала установлены (в порядке распространенности): (1) главные минералы (<5 об.%): родонит, тефроит. родохрозит, кварц, соно-лит. спессартин; (2) второстепенные минералы 05 об. %): налгано - куммингтон ит,_пироксмангит. пирофаннт, гапаксит, алабандин,

неотокит. бементит. келлиит. кальцит, кутнагорит (?), цельзиан. монацит, пирит, пирротин, рутил, графит, барит, ульманит (подчеркнуты минералы впервые установленные в родонитовых породах азтором).

Среди гипергонньа минералов в родонитовых породах отмечается: вернадит (наии данные, Чухров и др., 1989), манганит (Кожевников, 1960; Вертушков, 1986), пирохроит, опал, гипс (Вертуюков, 1986), пирошзит, псиломелан (Кожевников, 1960), нсутит (Суставов, Арноскинд. 1986; Чухров и др., 1989), гроутит, фероксигит (ЧухроЕ и др.. 1989).

На основании изучения возрастных взаимоотношений между первичными минералами были выделены две стадии метаморфогенного ми-нералообразования.

На первой стадии образовалась большая часть минералов и сформировались их главные минеральные ассоциации, которые слагают основной объем родонитовых породы и определят их текстурный облик и многие декоративные качества.

На второй стадии происходили перекристаллизация и переотложение ранееобразованных родонита, кварца, родохрозита, пироксман-гита и мангано-куммингтонита и, кроме того, при замещении родонита и тефроита образовывался бементит, а за счет галаксита -келлиит. На этой ке стадии происходила кристаллизация неотокита. Характерной особенностью второй стадии минералообразования является формирование парагенетических ассоциаций родохрозита с кварцем, родохрозита с родонитом (пироксыангитом) и родохрозита с кварцем и родонитом (пироксмангитои).

Минеральные ассоциации второй стадии имеют ограниченное распространение; они образуют маломощные (0.5-3.0 см) пренкилки, которые рассекают родонитовые породы. Главные ае особенности состава и строения родонитовых пород обусловлены взашоотнопениями в них шести глазных минералов, образующихся на первой стадии. Эти минералы слагают несколько парагенетических ассоциаций (рис.1).

Наиболее широко распространенными, "типичными", минеральными агрегатами родонитовых пород изученных ыесторосдений являются следующие: родонитовый, родохрозит-тефроитовый, тефроитовый, кварц-родонитовый, кварцевый, спессартиновый. родохрозитовый и родохрозит-сонолитовый.

Для родонитовых пород характерны ленжочнио (полосчато), лин-зоеивкые и пятниста текстуры. Данные текстуры являются типичными для метаморфических пород и отражают с одной стороны неоднородное строение первичного осад1са, а с другой, различную интенсивность метаморфогенных преобразований породы. Так, ленточные и

Спессартин

Сонолит

Рис. -¡- Главные минеральные ассоциации родонитових пород Среднего Урала.

А). Ассоциации первой группы (обогащенные кремнеземом):

I. родоннтовая; 2. кварц-родоаитовая; 3. кварцевая; 4. спессартин--родоннтовая; 5. кварц-спессартии-родонитовая; 6. спессартии--кварцевая; 7. спессартиновая.

Б). Ассоциации второй группы (обогащенные марганцем): 8. родохрозитовая; 9. родохрозит-тефронтовая; 10. тефронтовая;

II. родозрозит- -сонолитовая; 12. тефроит-родохрозит-сополптовая; 13. сонолит-тефроитовая; 14. сонолитовая.

ликзовивныс текстуры унаследованы родонитовыми породами от слоистого строения первичного марганцевого осадка. На это указывают: (1) субпараллельная ориентировка полосчатости родонитовых пород и слоистости вмещающих их сланцев; (2) частое чередование в них различных минеральных агрегатов, причем, последовательность в чередовании полос и линз разного состава может быть различной; (3) четкие границы между различными минеральными аргега-тами; (4) грашбластовая и гетеробластовая структуры минеральных агрегатов.

¡Шнисте текстуры обусловлены изомотриччыми нпи неправильной формы обособлениями родохрозит-тефроитовых, тефроитовых. рохро-зитовых или родохрозит-сонолитовых агрегатов, которые погружены в "основную массу" породы, сложенную родонитовым. кварц-родони-товш и спессартин-родонитовьш агрегатами. В этих текстурах отражены. прежде всего, неоднородное (конкреционное) строение отдельных горизонтов исходных марганцевых отложений, а также влияние интенсивных механических деформаций породы, таких как буди-наж. складчатые деформации, образование трещин и другие.

В родонитовых породах наблюдаются также и реакционные (мста-соиотческие) взаимоотношения между минералами, которые носят ярко выраженный характер биметасоматоза. Так, обмен марганцем и кремнеземом между некоторыми родохрозит-тефроитовыми и кварц-ро-донитовыми агрегатами приводил к образованию на их контакте маломощной (несколько мм) каемки ярко-малинового родонита, развивающегося за счет замещения тефроита и родохрозита. Образование родонитовых и родонит-кварцевых прожилков, которые рассекают ро-дохрозит-тефроитовыя агрегат обусловлено привносом в них кремнезема из соседних участков породы, сложенных кварц-родонитовым агрегатом. Аналогичным образок, образование родонитовых провил-ков в кварцевом агрегате вызвано привносом в последние марганца из родохрозит-тефроитовой ассоциации. Количество таких прожилков относительно невелико, и поэтому, они не оказывают решающего влияния на формирование текстурного облика родонитовых пород.

Таким образом, характер взаимоотношений между главными минералами и их парагенезисаш показывает, что основные структурно-текстурные особенности родонитовых пород обусловлены неоднородным составом и строением исходного марганцевого осадка. Процессы же обмена веществом (Мл, S1 и др. ) между различными минеральными агрегатами родонитовых пород и сопряженные с ним мета-

- и -

соматические замещения минералов шали ограниченный масшаб.

Этими же фактора),ш определяются и наиболее ватные закономерности распределения а?,оростспекнъш минералов в различных минеральных агрегатах родонитовых пород.

Наибольшее число и наиболее высокие содержания второстепенных минерапов установлены в спессартин-родонитовом и спессартиновом агрегатах. Здесь обнаружены пироксмангит, мангано-куммингтонит. пирофанит, кальцит, кутнагорит, цельзиан. бементит, монацит и графит. В составе обогащенных марганцем ассоциаций установлены галаксит, алабандин, ульманит. барит и келлнит. Причем, галаксит и келлиит встречаются исключительно в родохрозит-сонолитовых или тефроит-родохрозит-сонолитовых ассоциациях. В родонитовых 11 кварц-родоиитовых агрегатах отмечаются лишь единичные зерна рутила, пирита, пирротина и графита.

Химические состава изученных минералов (табл.1), по сравнению с составами соответствующих минералов из других марганцевых месторождений мира, характеризуется низкими концентрациями элементов-примесей (Т1, Ре. Не, Са. Иа и К). Химические составы тефро-ита, сонолита, галаксита. келлиита и бементита практичеки совпадают с теоретическими составами этих минералов, причем, судя по литературным данным, сонолит и галаксит такого чистого состава не установлен больше нигде в мире.

Родонит, пироксмангит, спессартин, тофроит и родохрозит, образующиеся на одной стадии минералообразования, но в пространственно разобщенных участках породы, различаются по содержанию Ге, Mg и Са. При этом, установлен разный уровень концентрации этих элементов в каждом из перечисленных минералов, слагающих смежные участки породы с близкими минеральным составом и сходными структурами. Такое распределение элсменгов-примессй в минералах свидетельствует, с одной стороны, о неоднородности химического состава первичных осадков, а с другой, -о том, что при образовании родонитовых пород не происходило интенсивного обмена компонентами между различными участками породы.

ГЕНЕЗИС РОДОНИТОВЫХ ПОРОД. Приведенное выие геологические и минералогические данные позволяют отнести среднеуральсзше родо-нитовые месторождения к метаморфизованнш карганцгвш месторождениям гидротермально (вулканогенно)-осадочного типа. В связи с этим, ключевыми вопросами при построении модели, описывающей ус-

Таблица 1.

Химический состав (мае.г) минералов родонитовых пород Среднего Урала.

"Г 1 2 О 4 5 6 7 8

S102 46.84 46.75 30.53 35.04 54.65 27.03 0.14 17.35

TiOj 0.02 0.00 0.00 0.25 0.00 0.00 0.00 0.00

А1г03 0.03 0.01 0.00 18.41 0.07 0.00 56.12 27.33

~ — ~ 2.61 — 0.00 2.00 1.51

Feo* 0.49 6.77 0.07 — 6.29 0.00 0.50 —

ЫпО 45.19 42.15 69.44 37.61 18.39 71.09 40.11 41.61

МдО 0.40 2.23 0.00 0.12 17.54 0.00 0.02 0.00

СаО 6.32 1.30 0.00 3.68 0.83 0.00 0.00 0.00

fJajO 0.02 0.00 0.00 0.02 0.00 0.00 0.00 0.00

К20 0.02 0.00 0.00 0.05 0.00 0.00 0.00 0.00

Сумма 99.34 99.20 100.04 97.39 97.77 98.12 99.84 87.95

Кристаллохимические формулы:

1. (Cao^sKno.^íj.oodlna.sBFeo.obWSo.osb.oBtSls.osOis)

2. (МПо. 7в''аО. 21 Ь .00 №4. бо^.в^м®). 4а)б. СЗ (SÍ7,07^21)

3. ^.вв (Slj . 02О4)

4. (Мпг. 7оСао. зо^&ког)з.огWlj. 84^бо. 17Ь.01х

X(Sl2.97Tlo_Q2)2.e90i2

5. (Mg3.82Kn2.28Fe0.77Ca0.13)7.01 <S17. Вэ'-^О. 01 >8. 00°22) К>Н)2

в. une.egcsi,. 0¡>o16xoh)2.00

7. (Мпо.ввР^'о.огЬ.ооÍAli.gaFe^o.oBVo.oih.eety

8. (НПг. 06Alo. 88^60.07^0.01 )з. 03 ÍSli .01 А^О. 88^2.00^5 (ОН>4

Примечания: 1 - родонит, 2 - пироксыангит, 3 - тефроит, 4 - спессартин, 5- ыангано-кушингтонит, в- сонолит, 7 - галак-сит. 8 - келлиит. Месторождения: 1 - Бородулинское, 2-8 - Мало-седельниковское. В таблица приведены результата ыикрозондовых анализов; Ре20з* и РеО* - общее содержание «елеза.

ловия генезиса родонитовых пород, являются состав первичных отложений и физико-химические параметры их метаморфизма.

Особенности минерального состава родонитовых пород указывают на то, что первичные трганцевие отложения состояли в основном из родохрозита и кварца и содержали примесь глинистых минералов (монтмориллонита, каолина, Мп или Mg-Al хлоритов). О присутствии в первичном осадке именно карбоната, а не оксида марганца свидетельствуют сирокое распространение родохрозита в родонитовых породах, полное отсутствие в них метаморфогенных оксидов марганца и браунита. а также наличие тефроита. как одного из породообразующих минералов. Последний факт особенно важен, так как, согласно результатам экспериментальных исследований (НаеЬпег, 1967), тефроит не образуется при метаморфизме оксидных марганце-пмх руд, содержащих кремнезем, поскольку при высокой фугитивнос-ти кислорода тефроит неустойчив и распадается на родонит и гаус-манит. На наличие же в первичном осадке глинистых минералов указывает присутствие в родонитовых породах алюминийсодержащих минералов - спессартина и галаксита, а также мангано-куммингтони-та.

При метаморфизме марганцевых отложений, в условиях повышения температуры и давления происходили хгадические реакции меаду компонентами осадочной породы, в результате которых образовались родонит, тефроит, спессартин и другие минералы. Эти реакции протекали на фоне интенсивных пластических деформации и сопровождались неоднократной перекристаллизацией минералов, а в некоторых случаях метасоматическими взаимодействиями между ними.

По результатам экспериментальных исследований этих реакций минимальная температура устойчивости родонита и тефроита составляет 420°С (Candia et al., 1975; Abrecht, 1938; и др.) , а спессартина 410°С (Hsu, 1968). На эти же цифры указывают и результаты оценки температуры образования родонитовых пород по составам содержащихся в них карбонатов. Используя Р-Т диаграмму фазовых равновесий в системме СаС03-МпС0з (Goldsaith, Graf, 1957; de Capí tanl. Peters. 1981; Peacor et al., 1987), мы определили, что карбонаты обеих стадий минералообразования кристаллизовались при температуре не ниже 410-480°С. Эти данные позволяют оценить нижнюю температурную границу образования родонитовых пород.

Макимально возможные температуры образования родонитовых пород Среднего Урала соответствует верхней границе зеленссланцевой

фации метаморфизма, которая составляет около 500°С (Фации метаморфизма, 1970).

По результата».! термобарогеохимических исследований газо-во-жидких включений в кварце (Корытов, Прокофьев, 1983) давление при образовании уральских родонитовых пород оценивается примерно в 2 кбэр.

Анализ гакврыькъа парагенсзисов родонитовых пород с помощью диаграммы фазовых равновесий (рис. 2), построенной по методу Л-С.Кораинского (1973), показал, что главные минеральные параге-незисы первой ысташрфогснной стадии, устойчивы в пределах поля стабильности тефроита при относительно низких значениях цН20 и дС02. При этом, в обогащенных кварцем участках породы происходило образование родонитового. кварц-родонитового, спессартин-ро-донитозого и некоторых других агрегатов, а Там. где в первичном осадке преобладал родохрозит, формировались родохрозит-тефроито-вая, тефроитозая, родохрозит-сонолитовая и другие ассоциации. Ассоциации второй стадии (родохрозит-родонитовая, родохрозит-кварцевая и др.) устойчивы либо при более высоких значениях цС02, либо, как следует из результатов изучения фазовых равновесий в системе SI02-Mn0-H20-C02 (Candía et al., 1975 и др.), при более низких температурах. Причем, по нашему мнению, именно снижение тампсраиуры на этой стадии ыинералообразовапия определяло смену минералььых парагенезисов. о чем свидетельствует образование на данной стадии водосодержащих минералов (бементита, келли-ита и неотокита). На сшгениэ температуры указывают также и геологические наблюдения, согласно которым формирование парагенезисов первой метамерфогенной стадии происходило в условиях пластичных деформаций пород, а второй стадии - хрупких деформаций. Все эти данные указывает на то, Что образование минералов на второй ыетаморфогенной стадии происходило на рогрвссиогюм этапа метаморфизма.

Как следует из диаграммы рис.2, родохрозит-тефроитовая, родохрозит-сонолитовая, спессартин-родохрозитовая и галаксит-соно-литовая ассоциации устойчивы при различных jiH20 и дС02 в минера-лообразующей среде. В то ке время в среднеуральских месторождениях эти ассоциации сосуществуют в смежных участках родонитовой порода, что возможно при соблюдении двух условий: (1) неоднородном содержании Нг0 и C0¡j в породе и (2) ограниченной диффузии этих компонентов мезду некоторыми участками породы. В таких пу-

цС02

Рпс.г2. цН20 - )х С02 диаграмма фазовых равповесий в системе 8Ю2 - А1203 - МпО - Н20 - С02 ( фрагмент). Рдх - родохрозит, Род - родонит, Теф - тефроит, Сои - еонолпт, Кв - кварц, Сп - спессартин, Гал - галаксит.

чаях химические потенциалы воды и углекислоты в ыинералообразую-щой среде определялись их количествами (массами) в ло; сальных, замкнутых участках породы, где Н20 и С0г ведут себя как инертные компонент.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

Приведенные в работе геологические данные и результаты детального петрографического и минералогического изучения родони-товых пород Среднего Урала показывают, что их образование происходило в процессе изохимического метаморфизма гидротермально (вулканогенно)-осадочных карбонатных марганцевых отложений. При этом, главные структурно-текстурные особенности и специфика минерального состава родонитовых пород во многом обусловлены химическим и минеральным составами и строением исходного осадка. Таким образом, полученный фактический материал не позволяет нам согласиться с мнением исследователей, которые рассматривают ро-донитовые породы среднеуральских месторождений как продукты ме-тасоматической переработки хлоркт-кварцевых и слюдисто-кварцевых сланцев под воздействием обогащенных марганцем гидротермальных растворов (Гаврилов, 1972; Лукошков, 1983; Корытов. Прокофьев, 1983; Грязнов, 1992)

По теме диссертации опубликованы следующие работы:

1. Брусницын А.П., Нестеров А.Р. Родохрозит-сонолитовая ассоциация и родонитовых породах Малоседельниковского месторождения. // ЗВМО, 1993. вып. 6. с. 78-82.

2. Брусницын А. И., Нестеров А.Р. Алабандин из родонитовых пород Малоседельниковского месторождения (Средний Урал). // ЗВМО, 1995. вып. 1. с. 80-84.

3. Брусницын А.П., Нестеров А.Р.. Чуканов Н.В. Новые данные о галаксите. // ЗВМО, 1995. вып. 2. с. 67-71.

Работа выполнена при финансовой поддержке програш "Университеты России" (направление "Геомодель").

%Г Г"