Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогические критерии расчленения и корреляции стратифицируемых метаморфических образований (Приполярный Урал)

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогические критерии расчленения и корреляции стратифицируемых метаморфических образований (Приполярный Урал)"

! 'Лу^ ^Р^кхийская Академия наук \ " ' Уральское отделение

Коми научный центр Институт теологии

На прайм рукописи

ПЫСТИНА ЮЛИЯ ИВАНОВНА

МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ РАСЧЛЕНЕНИЯ И КОРРЕЛЯЦИИ СТРАТИФИЦИРУЕМЫХ МЕТАМОРФИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ (Приполярный Урал)

СПЕЦИАЛЬНОСТЬ 04.00 20 - минералогия, кристаллит рафия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Сыктывкар. 1993

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук А.А.Краснобаев

Официальные оппоненты:докгор теолог о-минералогических наук,

профессор А.И.Бахтин кандидат геолого-минералогических наук Б.А.Остащенко

Ведущая организация - ГГП "Полярноуралгеология" (I.Воркута)

Защита' состоится 29 июня 1993 г. в Ю час. на заседании специализированного совета Д.200.21.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора наук в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук по адресу: 167610, Сыктывкар, ул.Первомайская, 54.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Коми научного центра.

Автореферат разослан " п? " ЛС(ЬЯ-_1993 г.

Ученый секретарь специализированного совета, доктор геолого-минер, наук

А.Б.Макеев

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. При стратиграфическом изучении метаморфизованных отложений использование традиционных методов исследований (историко-геологических, палеонтологических, радиогеохронологических и др.) часто оказывается малоэффективным. Это связано с метаморфическим и метасомат-ческим изменениями пород, сильной дислоцированномью голщ, их бедностью органическими остатками и другими причинами.. Большие возможности для стратиграфического расчленения таких образований и их возрастной корреляции дает изучение акцессорных минералов. В то же время исследования в этом направлении ведутся крайне Недостаточно.

Выбор объекта исследований. Для исследований выбрана территория^ северной части Приполярного Урала, где известен наиболее гГолный для Тимано-Североуральского региона разрез доордовикских отложений, начинающийся супракрустальны-ми образованиями нижнего ' докембрия. Повышенный интерес-геологов к этому району связан также с тем, что он весьма перспективен в минерально-сырьевом отношении. Здесь сосредоточены крупные месторождения технического и ювелирного кварца, установлены промышленные запасы россыпного и коренного золота, черных и цветных металлов, выявлена практическая значимость проявлений редких металлов, камнесамоцветного сырья, строительных материалов и других полезных искрпаемых.

Целью работы явилось установление минералогических критериев для расчленения и корреляции метаморфизованных стратифицируемых толщ северной части Приполярного -УралЬ.^ При этом решались следующие задачи: 1. Исследоваий видового состава и морфологических особенностей акцессорных минералов отдельных стратиграфических подразделений, распространенных на исследуемой территории. 2. Изучение закономерностей в распределении акцессорных минералов в разрезе. 3. Установление минералов-корреляторов для одновозрастных первично-осадочных метаморфических образований. 4. Разработка минералогических признаков для целей расчленения и корреляции метаморфизованных отложений. 5. Практическое применение результатов минералогических исследований при геологическом картировании территории.

Научная новизна и научное значение работы. Впервые для севера Урала проведено детальное изучение акцессор-

ных минералов из метаморфизованных отложений докембрия и нижнего палеозоя. Выявлены типоморфные для конкретных стратиграфических подразделений региона ассоциации акцессорных минералов, руководящие минералы и их разновидности, Установлено, что наиболее информашвными минералами при стратиграфических исследованиях являются циркон, апатит,' сфен, .турмалин и рутил. Особое значение в этом ряду минералов имеет циркон, который с породах , как правило, представлен несколькими морфологическим^ типами. На основании изучения акцес-сориев разработаны минералогические критерии'для расчленения и.корреляции метаморфических грлщ, распространенных в пределах рассматриваемой территории. *

Практическое значение работы. Результаты минералогических исследований явились основой для корректировки существующей схемы стратиграфии северной части Приполярного Урала и были использованы при проведении теологических сьемок масштаба 1:50000, построении теологических карт и карт закономерностей размещения полезных ископаемых.

Апробация работы .и публикации. Основные положения работы докладывались и обсуждались на совещании молодых теологов и геофизиков (Свердловск, 1986), Пятом Уральском петрографическом совещании (Свердловск, 1986), Коми республиканской молодежной научной конференции (Сыктывкар, 1987), Всесоюзной конференции "Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейского Северо-Востока СССР" (Сыктывкар, 1988), совещании Теолого-геохимические методы реконструкции первичной породы • метаморфических пород" (Ленинград, 1988), Втором региональном совещании "Минералогия Урала" (Свердловск, 1990), региональном совещании "Геология и металлогения Приполярного Урала" (Сыктывкар, 1993), на научно-технических советах ГГП "Полярноуралгеология" и научных семинарах Института геологии Коми НЦ. По теме диссертации опубликовано 6 печатных работ. Результаты исследований изложены в 4-х отчетах по геологической съемке и опытно-методическим работам.'

фактический материал. В процессе работы автором в составе геолого-съемочных и тематических полевых отрядов проведены региональные геолого-минералогйческие наблюдения нг территории более 2 тыс.кв.км. Автором лично отобрано и изученс около 500 протолочных проб. Во всех пробах выделены ^ исследованы монофракции цирконов, а также некоторых други> акцессорных минералов (апатита, сфена, турмалина, рутила V

др.). Проведено более 3000 морфомсмрических измерений цирконов, а для 700 зерен этого минерала выполнен i енерационный анализ. В работе кроме традиционных исследований на поляризационном микроскопе (описание шлифов, изучение минералов в иммерсии) использованы также результаты электронной микроскопии сканирующего типа (150 снимков'поверхности минералов) и рентгенолюминесценции 142 анализа). Для основных морфологических типов циркона получены изотопные возрастные датировки свинец-свинцовым методом с использованием термоионной эмиссии (18 определений).' При построении теологической карты района использован фактический материал (коллекции образцов и шлифов, химические и спектральные анализы, материалы палеофитологических исследований и др.) геологосъемочных и тематических подазделений Воркутинской ГРЭ, в сборе и. обработке которого автор принимал непосредственное участие, начиная с 1979 г. х

Аналитические работы выполнены в Институте геологии Коми'НЦ УрО РАН (изотопный возраст, электронная микроскопия сканирующего типа), Институте теолоши и геохимии УрО РАН (рентгенолюминесценция), Геологическом институте Кольского НЦ УрО РАН (изотопный возраст), Центральной лаборатории ГГП "Полярноуралгеология" (силикатный и спектральный анализы).

Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и содержит 172 листа, в том числе 118 страниц машинописного текста, 42 иллюстрации, и 15 таблиц. Список литературы включает 143 наименования.

Работа выполнена по руководством доктора г.-м. наук

A.А.Краснобаева, которому автор приносит свою тлуоокую,благодарность. Неоценимую помощь во время полевых работ оказали геологи. Воркутинской ГРЭ А.В.Вознесенский, В.Н.Иванов, М.А.Шишкин. Автор считает своим долгом поблагодарить сотрудников Института геологии Коми НЦ УрО'РАН В.Н.Филиппова и канд. г.-м. наук В.Л.Андреичева, Института геологии и геохимии УрО РАН - доктора г.-м. наук С.Л.Вотякова и канд. г.-м. наук

B.Я.Крохапева за выполнение прецизионных исследований акцессорных минералов и консультации по интерпретации аналитических данных, а также О.А.Митюкову за техническую помощь.

Основные положения по теме диссертации обсуждались c. докторами г.-м. наук Л.В.Махлаевым, В.А.Поповым, А.М.Пысти-ным, кандидатами г.-м. наук А.П.Казаком, А.М.Мареичевым, В.И.Поповой, А.В.Козловым, практические замечания и советы

ч

которых способствовали выполнению работы, за что автор им искренне принзнателен.

!

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Состав и соотношения акцессорных минералов (циркона, апатита, сфена. турмалина, рутила) являются типоморфными для конкретных стратифицируемых метаморфизованных образований северной части Приполярного Урала.

В разрезе докембрия и нижнего палеозоя северной части Приполярного Урала выделяются (снизу-вверх): няртинский метаморфический комплекс - РВ,, щокурьинская - И,, пуйвинская - И2, хобеинская - П3, мороинская - Яд, саблегорская - V, обеизская -О,, саледская - 0,'_2 и кожимская - 02 свиты. В диссертации приводится акцессорно-минералогическая характеристика первично-осадочных или предположительно первично-осадочных (в случае глубокого метаморфизма пород) образований докембрия, за исключением саблегорской свиты, в составе которой последние распространены незначительно. В порядке сравнения рассмотрены также акцессорные минералы из отложении ооеизскои свиты нижнего ордовика.

Нашими исследованиями в осадочных и метаосадичных породах описываемого района угтянонмоно Зо чкцоссорныл минералов: циркон, апати!, руиш. 1,ф«н турмалин, кианит, силлиманит, корунд, ставролит, хлориюид, эпидот, анатаз, ш;мнель, лейкоксен, ильменит, гематит, магнетит, галенит, пирит, ортит, монацит, ксенотим, шеелит, молибденит, золото, муассанит, флюорит, брукит, борнит, барит. Большинство из них являются общими для всего изученного разреза. В то же время распрост-. ранение некоторых акцесориев имеет четкий стратиграфичес-кий контроль. Так, окатанные зерна шпинели отмечаются только в кварцито-.песчаниках обеизской свиты, шеелит присутствует в гнейсах няртинского комплекса и кристаллических сланцах щокурьинской свиты, муассанит - в кварцитах хооеинской и мо-роинской свит.

Весовые соотношения постоянно встречающихся акцессорных минрапов (рисунок) обнаруживают значительные колебания в г разрезе, но в то же время они относительно выдержаны по лате-рали, что дает основание рассматривать данную характеристику в качестве типоморфного признака, по которому можно отличать

Рис Соотношение типоморсрных акцессорных минералив

-г--г-г-' г-г-1

РЕ^пг Н^зс Б:2ру Н'зЬЬ Един- 01оЬ

породы конкретных стратиграфических подразделений района. При этом, наиболее наглядно выделяются три стратиграфических уровня: досреднерифейский (няртинский комплекс и щокурьинс-кая свита), по повышенной концентрации апатита - до 2400-2550 г/т (правый берег р.Кожйм, ниже устья» руч.Пологий и левЬш берег р.Хальмёръю); среднерифейский (пуйвинская свита), по сфену - 1040-1100 г/т (бассейны рек Понью и Панэча-Шор) и нижнепалеозойский (обеизская свита), по турмалину -' до 7 1/т (правый берег р.Балбанью и г.Еркусей).

Типоморфным является и видовой состав акцессориев. Проведенные исследования позволили выявить основные ассоциации- акцессорных минералов. Было установлено, что каждой свите или стратиграфическому комплексу присуща своя постоянно встречающаяся (типоморфная) ассоциация: няртинскому <омплексу и.щокурьинской свите - рутил-циркон-апатитовая, пуй-зинской свите - рутил-циркон-апатит-сфенбвая, хобеинской свите - апатит-рутил-цирконовая, мороинской свите - ильменит-цир-сон-апатитовая и обеизской свите - эпидот-турмалин-цирконо-зая.

2. Наиболее информативным акцессорным минералом для телей расчленения и корреляции метаморфизованных отложений района работ является циркон. В каждом, стратиграфическом

подразделении докембрийской части разреза выделяются несколько морфологических разновидностей этого минерала, одна из которых является руководящей для данной конкретной свиты (толщи, комплекса).

Изучение морфологических особенностей отдельных акцессорных минералов (циркона, апатита, рутила, сфена, ильменита, турмалина и др.) показало, что наиболее информативным из них является циркон. Благодаря своей физико-химической устойчивости он сохраняется до самых высоких ступеней метаморфизма. Это определяет широкое использование циркона при решении различных геологических задач: геохронологических исследованиях, установлении первичной природы метаморфических пород, выявлении петрогенетических особенностей гранитоидов и др. Поэтому, при изучении акцессорных минералов особое внимание мы уделили именно циркону, стараясь, детально описать его облик, внутреннее строение, характер поверхности. Были также исследованы спектроскопические свойства цирконов и выполнены геохронологические определения по изотопам свинца в циркойах.

В результате в изученных , нами отложениях выделено четыре морфологических типов цирконов. Первый тип - составляют обломочные (аплотигенные) цирконы. Они характеризук^ся большим разнообразием и отличаются между собой по размерам зерен^и их облику, цветовой окраске и зональности, наличию включений и другим признакам. Остальные три типа цирконов относятся к новообразованиям, т.е. являются аутигенными минералами. Второй тип цирконов представлен непрозрачными и полупрозрачными кристаллами, окрашенными в коричневато-бурые тона. Коэффциент удлинения кристаллов - 1.5-3.0. Поверхность граней гладкая, блестящая, при увеличении в 100-400 раз обнаруживается микрорельеф, характерный для метасомати-ческого роста (Фекличев, 1970): развиты меандры-выступы, сглаженные ребра, слоистое строение микроскульптур, наросты. Внутреннее строение неоднородное: отмечается зональность, причем оГдельные зоны затемнены. Третий тип цирконов включает в себя бесцветные и бледноокрашенные кристаллы с коэффициентом удлинения - от 1.0 до'4.8. Под бинокуляром видна гладкая, блестящая поверхность, однако при увеличении в 200-600 раз на гранях обнаруживаются углубления, бороздки, выступы. Внутренеё строение отличается многозонапьностью. Зоны центральной части кристаллов часто затемнены и имеют

I

вид "псевдоядер". Отмечаются и настоящие ядра, представляющие собой обломки более древних цирконов. Присутствуют твердые и газово-жидкие включения. Подобный цирконов описан А.А.Краснобаевым (1986) в биотитовых, биотит-амфиболовых гнейсах и мигматитах ильменогорского комплекса (Южный Урал) и выделен им в мигматитовый тип. Четвертый тип представляют темноок'рашенные цирконы, имеющие вид округлых ("шаровидных") кристаллов. Они отличаются наличием многочисленных мелких граней, хорошо видимых при увеличении в 200-300 раз. Поверхность граней гладкая, блестящая. Внутреннее строение зерен относительно однородное. Природа округлости "шаровид-■ных" кристаллов является не следствием механического истирания, а определяется ростом в высокотемпературных условиях (гранулитовой фации?) ' метаморфизма (Краснобаев, 1986). Встречаются кристаллы с округлыми ядрами более древнего циркона.

Сравнение цирконов из пород разных стратиграфических подразделений показывает, что они отличаются между собой по облику, окраске, Характеру зональности, включениям, микрорельефу поверхности. Цирконы также имеют разные датировки возраста и спектроскопические особенности. Все перечисленные характеристики цирконов являются типоморфными для отложений определенного возрастного уровня и могут использоваться в практике стратиграфических исследований.

Облик. Наибольшим разнообразием характеризуются цирконы из глубокометаморфизованных пород няртинского комплекса и щокурьинской свиты, где установлено наличие всех четырех •типов этого минерала. Обломочный циркон (1 тйп) здесь представлен округлыми, зернами с сравнительными размерами. 0.050.25 мм и коэффициентом удлинения 1.0-2.1. Изотопный возраст минерала 2210±25 млн.лет. Доля такого циркона1 примерно одинакова как в нижней, так,и в верхней частях комлекса и составляет 10-20% от общего количества циркона в породе. Близкий блик цирконов из пород няртинского комплекса и щокурьинской свиты свидетельствует об идентичности истории метаморфизма рассматриваемых образований и, возможно, о принадлежности их к одному структурному этажу (дорифейскому). Наличие в породах обломочного циркона (1 тип), а также древних округлых ядер в новообразованных цирконах указывает на принадлежность метаморфитов к парапородам.

В сланцах' пуйвинской свиты, метаморфизованных до уровня эпидот-амфиболитовой фации, отмечаются обломочные цирконы округлой формы (1 тип), а также имеющие вид длинно-и короткопризматических кристаллов (2 и 3 типы). Обломочные (округлые) цирконы составляют 60-75% от общего количества этого минерала в породе. Сравнительный размер зерен 0.15-0.35 мм, коэффициент удлинения 1.5-2.2. Более крупные размеры обломочных цирконов по сравнению с описанными в породах няртинского комплекса и щокурьинской свиты, наряду с геологическими данными (стратиграфическое и метаморфическое несогласие, наличие в основании разреза конгломератов) свиде-.;т.ельствуют о начале нового цикла осадконакопления в пуй-.¿ёинское время.

В породах хобеинской, мороинской и обеизской свит, испытавших зеленосланцевый метаморфизм, в основном отмечаются обломочные цирконы, облик которых определяется первоначальным габитусом кристаллов и степенью окатанности. В хобеинской и мороинской свитах они представлены хорошо окатанными, округлыми зернами, имеющими сравнительные размеры 0.13-0.27 и 0.07-0.22 мм, соответственно. При этом в хобеинской свите преобладают практически идеальные шаровидные цирконы, выделенные в "хобеинский тип". Последние хорошс отличаются от обломочных цирконов нижележащих отложений ка* по форме зер^; так и по характерной окраске (густой темно-розовой), поэтому они могут служить своеобразным "маркирующим" минералом. Максимальные значения возраста "хобеинско-го" циркона 1515+35 и 1500x100 млн. лет. Резкое' изменение облика обломочных цирконов при переходе от пуйвинской свить к хобеинской мы связываем с началом нового цикла осадконакоп ления, что подтверждается наличием стратиграфического, струк турного и метаморфического несогласий. В кварцито-песчаника; обеизской сви.1ы обломочные цирконы отличаются удлиненно! формой. Размер зерен от 0.10 до 0.35 мм. Минерал им£е различную степень окатанности: отдельные зерна сохраняют пер воначальн . V призматический габитус; у них сглажены тольк< грани и вершины. Абсолютный возраст минерала 995±35, 800±2( млн. лет. Ь "единичных зернах присутствуют хорошо окатанньк шаровидные 'цирконы "хобеинского типа" с возрастом 1580±11 млн. лет, что может свидетельствовать о размыве рифейсш отложений в раннем палеозое. Это согласуется с представле ниями тех герлогов, которые указывают на проявление бай

кальской складчатости и длительного предобеизского перерыва в осадконакоплении.

Окраска. Изученные цирконы характеризуются широкой гаммой цветовой окраски. При этом наибольшее разнообразие свойственно обломочным цирконам (1 тип), которые по цвету можно разделить на две группы: светлоокрашенные, представленные светло-желтыми, светло-розовыми и бесцветными разновидностями и темноокрашенные, включающие в себя темно-розовые, коричневато-розовые, кремовые и дымчатые разности. Темноокрашенные аллотигенные цирконы характерны для средней части разреза (пуйвинская, хобеинская и мороинская свиты), светлоокрашенные встречаются как в нижележащих (няртинский комплекс, щокурьинская свита), так и в вышележащих (обеизская свита) отложениях. Радиогеохронологичёские датировки цирконов имеют широкий диапазон (2210±25, 1580+20, 1515+35, 1500±100, 1485±30, 1445+20, 1420120, 1355+40, 1Э20±ЗЬ, 1270±35, 1100+55, 995±35, 8001100, 800120, 650+20), что р основном, по-видимому, связано с различным возрастом размываемых пород, но не исключено и влияние наложенных процессов.

- Новообразованные (аутигенные) цирконы также различаются по цвету. Среди них выделяются непрозрачные коричневато-желтые (2 тип), бледноокрашенные и бесцветные (3 тип) и темно-розовые (4 тип). Как уже отмечалось выше, они встречаются в основном (а 4 тип -. исключительно) в породах няртинс-кого комплекса и щокурьинской свиты. Полученные датировки абсолютного возраста минерала: 670+25 и 700+20 млн. лет (2 и 3 типы) и 2125125 млн. лет (4 тип) мы связываем с проявлениями высокотемпературного метаморфизма, соответственно, в позд-не- и раннедокембрийское время.

Зональность и включения. Зональное строение в.той или иной мере отмечается у всех выделенных морфологических типов цирконов. Но если в аплотигенных зернах (1 тип) зонапь- • ность встречается не часто, а в "шаровидных" кристаллах (4 тип) исключительно редко, то в цирконах 2 типа она довольно распространена, а 3 типа - является важным типоморфным признаком. Возникновение зональности в цирконах исследователи связывают с метасоматическим происхождением минерала (Ля-, хович, 1968), с присутствием в них урана .(ЗесШои^ки 1963), с длительной эволюцией цирконообразующих систем (Краснобаев, 1986). Судя по тому, что в нашем случае особенно яркое • / , - 11 -

проявление зональности в цирконах связано с метаморфизмом амфиболитовой фации, можно предполагать, хчто последняя обусловлена многостадийностью процесса, сопровождавшегося явлениями гранитизации и метасоматоза.

• Среди включений в изученных цирконах отмечаются твердые, газово-жидкие и полости, выходящие на поверхность. Форма включений разнообразна: это неправильные, причудливые и четкие геометрические фигуры, тонкие канальчики и игловидные образования. Расположение включений обычно хаотичное. В отдельных кристаллах отмечается их приуроченность к границам 'зон и микротрещинкам. Наибольшим количеством включений отличаются цирконы мигматитового типа (3 тип) и, напротив, включения не характерны для "шаровидных" цирконов (4 тип).

Микрорельеф. Поверхность аллотигенных цирконов определяется, главным образом, условиям^ транспортировки минерала (дальностью и скоростью переноса, составом транспортирующей среды и др.). Поверхность аутигенных цирконов,, как и других минералов, зависит от, скорости их кристаллизации (Hoppe, 1962; Фекличев, 1966, 1970; Veníale, Pigorine, Sogegetti, 196Ö; Попов, 1984; Краснобаев, 1986 и др.): у медленно растущих грани гладкие и блестящие; при быстрой кристаллизации появляется микрорельеф роста. Изучение поверхности цирконов под растровым электронным микроскопом при увеличении до 2000 раз показало следующее. ,

Поверхность аллотигенных цирконов (1 тип) характеризуется мелкоямчатым микрорельефом, наличием сколов, трещинок и царапин, подтверждающих механическую природу округлости зерен. s

Непрозрачные коричневато-желтые призматические цирконы (2 тип) имеют поверхность с ассиметричнотвыступчатым микрорельефом. Отмечаются >меандры-выступы, сглаженные ребра, наросты, микроскульптуры слоистого строения.

Бледноокрашенные цирконы призматического габитуса (3 тип) отличаются гладкой блестящей поверхностью, на которой лишь иногда встречаются изометричные углубления, бороздки и

выступы.

На поверхности темно-розовых "шаровидных" цирконов (4 тип) обнаруживаются многочисленные грани иногда с бугорками-гранулами и наростами неправильной формы. Такой характер поверхности свидетельствует, что округлость этих цирконов не

связана с механическим истиранием (окатанностью), а обусловлена гранулометрическим ростом минерала. .

Спектроскопические свойства. Нами изучены люминесцентные и ЭПР характеристики четырех наиболее-распространенных акцессорных минералов - циркона, апатита, сфена и турмалина. Исследование спектроскопических свойств цирконов привело к следующим выводам, имеющим значение для целей корреляции и расчленения стратифицируемых образований.

^1.Темно-розовые хорошо окатанные цирконы ("хобеизский тип"), отобранные из пород хобеинской. и обеизской свит из разных участков, имеют аналогичные интегральные яркости свечения РЛ и ЭПР характеристики.

2. Темноокрашенные цирконы отличаются от светлоокрашенных относительно высокой интенсивностью ПЦ ЗЮ45" и более низкой интегральной яркостью РЛ. Промежуточные по цветовой окраске цирконы имеют и промежуточные значения спектроскопических характеристик.

Следует заметить, что наши данные, полученные при изучении акцессорных минералов в метаморфических породах Приполярного Урала, во многом согласуются с результатами исследований коллег из Института геологии Уфимского научногб центра (Козлов,1982; Сергеева, 1989) изучавших акцессорные минералы в верхнедокембрийских отложениях .Южного Урала. В частности, отмеченная Н.Д.Сергеевой смена темно-розового циркона в нижнем рифее на розовый в среднем рифее и бледно-розовый в верхнем рифее и венде, наблюдается, как было показано выше, и в отложениях Приполярного Урала. Имеется сходство распределения в разрезе и некоторых других акцессориев: уменьшение снизу вверх по разрезу апатита и увеличение турмалина.

3. На основе ашессорно-минеоалогических исследований с учетом литолого-петрографических данных уточнена схема стратиграфии докембрийских отложений северной части Приполярного Урала и геологическое строение территории. ■ ,

Проведенные исследования позволили решить ряд спорных вопросов, возникших при геологическом изучении рассматриваемой территории. Отметим основные из них.

1. Выделяющиеся на севере Приполярного Урала метатер-ригенные отложения нижнего рифея по видовому составу акцессорных минералов, типоморфным минеральным ассоцйациям и морфологии цирконов идентичны .метаморфическим образованиям, включающимися в разрез нижнего протерозоя, Это наряду

. с другими признаками ч (литологический состав пород и их соотношение в разрезе, метаморфизм и структурные особенности пород и др.) послужило основанием для включения так называемой маньхобеинской свиты в состав няртинского комплекса (Пыстин, Пыстина и др., 1986), что позднее было подтверждено при геологической съемке территории (Вознесенский и др., 1991). . ;

2. К дорифейским образованиям, по-видимому, относится также и щокурьинская .свита: по всем минералогическим критериям она сопоставима с породами няртинского комплекса. Такому предположению не противоречат данные по метаморфизму; свита сложена в основном зеленосланцевыми диафторитами. по высокотемпературным метаморфическим породам (гнейсы, амфиболиты и др.). В то же время щокурьинская свита существенно отличается от няртинского комплекса широким развитием карбонатных отложений. В связи с этим представляет интерес точка зрения Ю.Р.Беккера (1978), который . рассматривает карбонатсодержащие метаморфические образования Приполярного Урала в качестве верхних членов вертикальных рядов ранне-докембрийских формаций и сопоставляет их с. соответствующими

- отложениями Балтийского щита.

3. В бассейне р.Понью среди гранитоидов Кожимского массива встречаются ксенолиты кварцитов и слюдяно-кварцевых сланцев. Предыдущими исследователями эти породы были отнесены к отложенийм хобеинской свиты (Белякова, Гильденблат,

-1980). В процессе полевых исследований было установлено, что аналогичные породы отмечаются во вмещающих кожимские граниты отложениях пуйвинской свиты, преимущественно в ее нижней части, известной под названием "ошизской толщи". Сопоставление рассматриваемых пород с отложениями ошизской толщи показалось Нам более логичным, так как в противном случае необходимо было бы предполагать "выпадение из • разреза" средней и нижней толщ пуйвинской свиты, отсутствующих в долине р.Понью. Изучение акцессорных минералов подтвердило наши предположения: повышенная концентрация титансодержащих минералов, морфология циркона, наличие единичных знаков золота-типичны именно для пуйвинской свиты.

4. В этом же районе, в верхнем течении р.Понью Л.Т.Беляковой (Белякова. Гильденблат, 1980) были выделены отложения пуйвинской, хобеинской и мороинской свит. Изучение акцессорных минералов из кварцитовой пачки (хобеинской свиты по

Л.Т.Беляковой) и'из подстилающих и перекрывающих отложений показало их идентичность. По видовому составу акцессорных минералов, их морфологическим особенностям рассматриваемые отложения отвечают мороинской свите, а по литологическому составу пород они соответствуют верхней части этой свиты.

5. В районе г.Понью на геологических картах предыдущих исследователей паказаны отложения саранхапнерской свиты нижнего ордовика, представленные переслаиванием кварцитов и слюдисто-кварцевых сланцев. Изучение акцессорных минералов из кварцитов, привело нас к заключению о принадлежности рассматриваемых образований к'хобеинской свите. На это указывают развитие в породах ильменит-апатит-цирконовой ассоциации и* преобладание хорошо окатанного циркона округлой формы, темно-ро1зового до малинового цвета, типичного для пород хобеинской свиты. Кроме того, по уровню метаморфизма рассматриваемые образования сопоставимы с верхнерифейски-ми отложениями (высокие ступени зеленосланцевой фации).

6. На основе. выявленных минералогических критериев определено стратиграфическое положение кварцитов и кварци-то-песчаников бассейна р.Вангыр (к юго-западу от Кожимского района) при проведении здесь геолого-сьемочных работ Ворку-тинской ГРЭ (В.Н.Иванов, Н.А.Кузенков и др.). Установлено, что рассматриваемые породы отнрсятся к двум стратиграфическим уровням. Кварциты по минералогическим критериям близки породам хобеинской свиты Кожимского района, кварцито-песча-ники сопоставимы с аналогичными отложениями обеизской свиты названного района.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

I

Основные результаты выполненных исследований сводятся к следующему.

1. Изучены акцессорные минералы стратифицированных образований северной части Приполярного Урала. Установлен их' видовой состав и ассоциации, выделены минералы-корреляторы, обладающие типоморфными признаками в зависимости от принадлежности к тому или иному стратиграфическому подразделению в разрезе докебрия и нижнего ¡?леозоя.

Отложения досреднерифейского возраста, представленные соответственно няртинским комплексом и щокурьинской свитой,

характеризуются рутил-циркон-апатитовой ассоциацией акцессорных минералов и повышенным содержанием апатита. Руководящими, акцессорными минералами или минералами-корреляторами здесь являются: циркон, апатит, рутил. Среднерифейские образования пуйвинской свиты характеризуются рутил-циркон-сфеновой ассоциацией и повышенным содержанием сфена. Минералами-корреляторами выступают циркон и сфен. Верхне-рифейские образования, представленные хобеинской и мороинс-кой свитами, заметно отличаются между собой: первые имеют апатит-рутил-цирконовую типоморфную ассоциацию акцессорных минералов, вторые - ильменит-циркон-апатитовую. В породах хобеинской свиты установлен один минерап-коррелятор - циркон, в отложениях мороинской свиты выделено два минерала-коррелятора - циркон и апатит. Нижнепалеозойские образования, представленные обеизской свитой, характеризуются эпидот-турмалин-цирконовой ассоциацией. Минералами-корреляторами здесь являются циркон и турмалин.

2. Снизу вверх по разрезу установлена (.мена видового состава и содержаний акцессорных минералов. В породах няр-тинского комплекса и щокурьинской свиты ведущее место занимает .апатит, содержание которого заметно убывает вверх по разрезу. Обратная картина выявлена для турмалина, в верхней части разреза, представленной отложениями обеизской свиты, турмалин является одним из руководящих минералов, к низам разреза его значение падает. Концетрация сфена и других титан-содержащих минералов, начиная с низов разреза, постепенно повышается и в породах пуйвинской св^ы достигает максимума, резко снижаясь выше по разрезу.

/ 3. Показано, что наиболее информативным акцессорным минералом для целей расчленения и корреляции метаморфизо-ванных отложений района является циркон. В каждом стратиграфическом подразделении выделяется несколько морфологических разновидностей этого минерала, одна из которых является руководящей для данной конкретной свиты (толщи, комплек-' са). (

Для ' досрбднерифейских толщ типоморфным является бледноокрашенный или бесцветный циркон, составляющий 8590% от цирконового концентрата в породе. В средне- и верхне-рифейских отложениях типоморфным является циркон розовых оттенков, составляющий 70-90% от общего количества минерала. При этом, выделяется характерными морфологическими призна-

ками в отложениях верхнего рифея циркон хобеинской свиты, представленный хорошо окатанными округлыми зернами темно-розового цвета. Это позволяет породы хобеинской свиты использовать в качестве стратиграфического репера при расчленении метаморфических толщ. Нижнепалеозойские отложения характеризуются типоморфным цирконом бледных желтовато-розовых оттенков с высоким коэффициентом удлинения. Такой циркон составляет 15-70% от общего количества минерала в породе.

4. Полученные данные о внутреннем строении цирконов, показали, что минерал обладает не только внешними типоморф-ными признаками, но ц внутренними. Так, в отложениях няр-' тинского'комплекса и щокурьинской свиты цирконы имеют, как правило, многозональное внутреннее строение и содержат твердые и газово-жйдкие включения, расположенные хаотично, либо приуроченные к границам зон. Часто ' отмечаются ядра о круглой формы. В отложениях хобеинской и мороинской свит цирконы обнаруживают более простое внутреннее строение: они малозонапьны,. в них значительно меньше твердых и газово-жидких включений* ядра отмечаются редко. Породы обеизской свиты характеризуются цирконами с однородным внутренним строеними и небольшим количеством включений.

5. Разработаны минералогические критерии, позволяющие расчленять метаморфизованные "немые" толщи и проводить корреляцию одновозрастных метаморфических образований, разобщенных пространственно. Показано, что в качестве критериев могут использоваться: видовой состав акцессорных минералов; весовые содержания отдельных минералов и их соотношения между собой; типоморфные минеральные ассоциации и руководящие минералы; морфологические свойства отдельных минералов, и прежде всего, циркона (окраска, габитус, степень окатанности и характер поверхности, коэффициент удлиннения и сравнительные размеры, внутреннее строение кристаллов и др.); спектроскопические свойства минералов и их изотопный возраст.

6. На основе минералогических критериев с использованием других данных (литологичёского состава пород, степени метаморфизма, характера складчатости и др.) уточнены схема стратиграфии докембрийских отложенйй Приполярного Урала и геологическое строение территории.

Таким образом, проведенные исследования показывают, что акцессорные минералы являются чуткими индикаторами геологических процессов и несут важную информацию об условиях

формирования и последующего изменения пород. Результаты изучения акцессорных минералов могут широко использоваться в геологической практикб и, в частности, при решении вопросов стратиграфии. Особое значение работы такого плана имеют для целей расчленения и. корреляции метаморфических толщ, когда применение обычных традиционных методов исследования оказывается малоэффективным.

ПЕРЕЧЕНЬ ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

; С '

1. Пыстина Ю.И., Скрябина A.B. Структурные и пеТрографо-минералогические признаки протерозойских и нижнепалеозойских отложений Верхнекожимского района (Приполярный Урал) //Геология и полезные ископаемые Урала. Материалы к конференции молодых геологов и геофизиков.-Свердловск, 1986.-С.5-6.

2. Пыстина Ю.И., Пыстин A.M. Опыт .расчленения и корреляции метаморфических образований Приполярного Урала по акцессорным минералам.//Корреляция и картирование магматических и метаморфических комплексов Урала. Информационные материалы к V Урал, петрограф, совещ.-Свердловск, 1986.-С.68-'69.

3. Пыстина Ю.И. О природе гранитоидов северной части Приполярного Урала./Дезисы X Коми Республиканской молодежной научной конференции.-Сыктывкар, 1987.-С. 149-150.

4. Пыстина Ю.И. Использование морфологических особенностей акцессорного циркона при расчленении и корреляции метаморфических отложений Верхнекожимского и Вангырского районов (Приполярный Урал).//Эндогенные комплексы Европейского Северо-Востока СССР.-Сыктывкар, 1988.-С.59-73.

5. Пыстин A.M., Пыстина Ю.И., Линьков Е.Ф. Опыт применения петрогеохимических данных для реконструкции первичной природы метаморфических толщ при геологической съемке масштаба 1:50000 на Приполярном Урале.//Эпигенетические и метаморфические преобразования осадочных и вулканогенных пород.-Ленинград, 1988.-С.-26-27.

6. Пыстина Ю.И. Морфологические признаки циркона как индикатор генезиса пород.//Геология и минерально-сырьевые ресурсы европейского Северо-Востока СССР. (Тезисы докл. Все-союз. геол. конфер. Т. 1).-Сыктывкар, 1988.:С.230-231.

(

7. Пыстина Ю.И. Акцессорный циркон из гнейсов няртинс-кого полиметаморфического комплекса.//Региональная минералогия Урала. (Тезисы докл. II регион, совещ. "Минералогия Урала").-Свердловск, 1990.-С. 107-108.

8. Пыстин A.M., Белякова Л.Т., Пыстина Ю.И. Стратиграфия докембрия Приполярного Урала.//Геология и металлогения Приполярного Урала. Информационные материалы к совещанию.-Сыктывкар, 1993.-С.4-5.

9. Пыстина Ю.И., Вотяков С.А., Крохалев В.Я., Краснобаев A.A. Расчленение метаморфических образований Приполярного Урала на основании изучения акцессорных минералов с использованием их спектроскопических свойств.-Там же.-С.6-7.

10. Пыстина Ю.И. Акцессорные минералы няртинского гнейсо-мигматитового комплекса.//Минералы и минеральные месторождения.-Сыктывкар (в печати).