С ТРУКТУРНЫЕ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ДОЛЕРИТОВ В...
description
Transcript of С ТРУКТУРНЫЕ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ДОЛЕРИТОВ В...
СТРУКТУРНЫЕ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ДОЛЕРИТОВ В КОНТАКТАХ
С САМОРОДНЫМ ЖЕЛЕЗОМ
Мазуров Михаил Петрович*Томшин Михаил ДмитриевичШихова Анна ВладимировнаТитов Анатолий Тихонович
Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск
*Институт геологии алмаза и благородных металлов СО РАН, г. Якутск
Проблема природы восстановительных флюидов и взаимодействия их потоков с расплавами и породами литосферы рассматривается при
обсуждении многих вопросов петрологии, геодинамики и рудообразования. В частности, к ним относится генезис железа и других самородных
элементов в траппах.
Открытие в конце 50-х годов прошлого века крупных проявлений самородного железа на горе Озерной, а затем и в других участках
севера Сибирской платформы дало возможность выявить некоторые минералого-геохимические и генетические его
особенности, высказать гипотезы о происхождении самородного железа и других металлов в платформенных базитах, подробно
изложенные в монографиях Б.В.Олейникова(1985) и В.В. Рябова (1985) с соавторами и в последующих публикациях.
Вместе с тем остались недостаточно исследованными
1. Механизмы разделения силикатной и самородной фракций,
2. Источники восстановленных газов (вмещающие породы, глубинные углеводороды, интрателлурические флюиды),
3. Источники железа и других самородных элементов (привнос флюидами, трансформация сингенетической минерализации).
4. Последовательность минералообразования, динамика изменения состава,
структурных и минеральных превращений самородного железа и вмещающих его долеритов.
В условиях плохой обнаженности тел долеритов с самородным железом остались
неизученными
А) отличия структуры и текстуры рудных выделений разных этапов и стадий
минералообразования,
Б) позиция скоплений железа внутри тел долеритов (кровля, подошва, зоны
брекчирования);
• Одним из главных вопросов является сингенетичность или эпигенетичность самородных металлов и вмещающих их долеритов, в какой степени первичные концентрации оксидов и сульфидов породы могли быть источником новообразованных самородных форм, возникающих при воздействии потоков восстановленных флюидов на кристаллизующиеся магмы и породы. Ответ на этот вопрос следует искать в строении контактов, изучении взаимоотношений минералов силикатной матрицы и обособлений самородных элементов.
Для решения этих вопросов нами изучены образцы Б.В. Олейникова и М.Д. Томшина, представляющие типовые примеры
строения контактов долеритов с желваками и мелкой вкрапленностью самородного железа.
• Главным инструментом нашей работы был сканирующий электронный микроскоп высокого разрешения серии MIRA LM, оснащенный набором детекторов для количественного анализа мелких частиц.
• При интерпретации наблюдений мы использовали результаты проведенных ранее экспериментальных работ по взаимодействию синтез-газов с породами и минералами, в которых железо и графит возникали как главные твердые фазы, а также сведения о фазовой неоднородности железа в металлургии, материалы численного моделирования минеральных равновесий.
Игла самородного железа в каталитическом углероде ( Т=500 гр. С)
Микросферы железа в долерите, возникшие под воздействием потокасинтез- газов
Зональное строение корки расплава на преобразованном эклогите
К-Аl-Si cтекло
Полевошпатовое стекло
Пол. стекло
Герцинит Вюстит Троилит Fe,Ni Герцинит
Вкрапленность самородного железа в долерите
1
Длина вкрапленника, обозначенногоцифрой 1, равна 11 мм.
Строение границы ильменитас железом
Ильменит 1 Ильменит 2
Вюстит
Оливин
Анортит
Фрагмент границы вкрапленника 1 с долеритом
Деталь строения реакционной границы ильменита с железом: 1,4 – ильменит; 2,5, железо с примесью никеля и графита; 3,8 –Фаялит; 6 – плагиоклаз; 7 – апатит. Включения неправильной формы – смесь вюстита, железа и графита.
Реликты ильменита в преобразованном долерите
Гнездо железа (1) между кристаллами ильменита (3,4) окаймлено железистым оливином (2) в пироксен (8)-полевошпатовой (5,6,7) основной массе.
Железо Фаялит
Ильменит Ильменит
ПлагиоклазПлагиоклаз Плагиоклаз Пироксен Включения
Сложные срастания самородного железа, вюстита и сульфидов
Зональное строение железа с вюстит-сульфидным агрегатом
Фаялит
Вюстит
Вюстит
Аваруит
Mss Pss ВюститПентландит
ОливинMss
Вкрапленность железа и троилита в габбро-долерите. В центре – агрегатная псевдоморфоза по оливину
Зональное срастание железа с силикатами. 1- молибденит
Графит
Троилит
Вюстит
Железо
Сложный вкрапленник графита с рудными минералами
Самородные медь и железо в оксидно-сульфидном гнезде
Цепочки многофазных включений в оливине(5) из метасоматизированного долерита
1-железо, 2- силикатное стекло, 3-ильменит,Черное- газовая полость.
Форма выделений железа в метасоматизированном долерите
Ксеноморфное выделение железа в силикатной массекатаклазированного долерита
Камасит-тэнитовая графическая микроструктура
Общий вид участка самородного железа, насыщенного выше описанными ксенолитами. В левом верхнем углу долерит окаймлен частично переплавленной
силикатной массой с вкраплениями сульфидов. Диаметр поля 8 мм.
Структура вмещающего габбро-долерита
Прорастание анортита железом
• Ксенолит оливинового порфирита (в центре) и силикатные сферы (черное) в железе. 1 - оливин; 2 - ульвошпинель; 3 –ильменит; 4 - плагиоклаз; 5 – кремнистое железо; 6 – полевошпатовая основная масса
• Ксенолит габбро-долерита в гнезде самородного железа. 1- плагиоклаз; 2,3 - оливин; 4,6 – троилит; 7- фаялит, 8 –ильменит; 9- пентландит-пирротиновый твердый раствор. Серая кайма – вюстит.
Фрагменты микроструктуры ксенолита оливинового порфирита
Сферолиты стекла в камасите
• Сферическое силикатное включение в камасите. 1 – стекло базальтового состава; 2,5 – вюстит; 3 – гупейит; 4,8 – магнетит; 6 - смесь железисто-кремнистых частиц; 7 – феррит; 9,10 – гетит.
• Строение неоднородной силикатной сферы. 1,2 – камасит, 3 – кайма, близкая по составу пироксену; 4 – полевошпатовое стекло; 5 – частицы с примесью Fe, Mn, Cu, S.
Увеличенный фрагмент сферы
Сложная текстура сферы стекла с реакционными каймами
• Преобразованный ксенолит долерита в камасите. 1 – кремнисто-железистое стекло; 2,4 - пироксен с вкраплениями магнетита; 3 – халькопирит; 5 –пирит; 6 – силикатно-железистая кайма; 7 – железо с примесью никеля и меди.
Выводы
• Исследование с помощью высокоразрешающей сканирующей электронной микроскопии структуры и строения реакционных зон железа с магматическими минералами долеритов –ильменитом, сульфидами и силикатами - позволило выявить характерные отличия микроструктуры и состава самородного железа 1) из участков смешения базитовой магмы с углеродистыми вмещающими породами, 2) из контактов глобулей железа с преобразованными первично магматическими сульфидами, 3) рассеянной вкрапленности железа, перемещенной в результате гравитационного отщепления и газового переноса.
• В проявлениях железа среди траппов имеется весь набор твердых фаз системы Fe-C-Ni-Co, закономерно связанных с составом силикатных минералов. Они образуют большое морфологическое разнообразие твердых растворов и индивидуальных частиц, образующихся на разных этапах и стадиях взаимодействия пород с потоками восстановительных флюидов.
Спасибо за внимание !