Морфология кристаллов циркона метаморфических образований Тимано-Уральского региона

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 551.251(234.85)

Морфология кристаллов циркона метаморфических образований Тимано-Уральского региона

Ю. И. Пыстина, А. М. Пыстин

Пыстина Юлия Ивановна - доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник лаборатории региональной геологии Института геологии Коми НЦ УрО РАН, профессор кафедры геологии Сыктывкарского государственного университета. Количество опубликованных работ: 210. Научные интересы: метаморфическая петрология, акцессорная минералогия, геохронология. E-mail: pystina@geo.komisc.ru.

Пыстин Александр Михайлович - доктор геолого-минералогических наук, профессор, руководитель лаборатории региональной геологии Института геологии Коми НЦ УрО РАН, профессор кафедры геологии Сыктывкарского государственного университета. Количество опубликованных работ: 320. Научные интересы: геология докембрия складчатых областей, метаморфическая петрология, геохронология. E-mail: pystin@geo.komisc.ru.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных исследований РАН №12-И-5-2022.

циркон гнейс кристаллический метаморфический

© Ю. И. Пыстина, А. М. Пыстин 2012

Многолетние исследования цирконов из гнейсов и кристаллических сланцев полиметаморфических комплексов Урала и Тимана [1 - 3] показали, что в этих породах цирконы отличаются большим разнообразием форм и сложностью строения. Разнообразие метаморфических цирконов, по нашему мнению, так же как и по мнению многих исследователей, отражает вариации в физико-химических условиях и продолжительности каждого метаморфического события и вызвано изменением существовавших ранее структур и/или ростом нового циркона.

Собственно метаморфогенные или метаморфически измененные кристаллы циркона, обычно характеризуются округленными и сильно изрезанными формами (рис.1.1-1.7, 1.15-1.21), но эвгедральные формы также возможны, особенно в богатых жидкостью системах, таких как кристаллические слюдяные сланцы или мигматиты в амфиболитовой фации (рис.1.8-1.14). В первом случае, развитие кристаллических поверхностей было, по-видимому, облегчено присутствием водных или содержащих углерод жидкостей, во втором случае, циркон, вероятно, вырос в контакте с фазой расплава, и, следовательно, строго говоря, является скорее не метаморфическим, а магматическим.

Округленный метаморфический циркон встречается в разных модификациях. В гнейсах и кристаллических сланцах полиметаморфических комплексов Тимано-Уральского региона кристаллы циркона такого типа в одних случаях могут быть лишь слегка округленными, сохраняя дипирамидально-призматический габитус, обусловленный развитием граней {100}, {110} и дитетрагональной дипирамидой {311} или дипирамидой {331} (рис. 1.15). В других случаях циркон приобретает полностью округлую, часто изометричную (шаровидную) форму (рис.1.17). Зерна циркона имеют многочисленные мелкие грани, хорошо видимые при увеличении в 200-300 раз, в отдельных случаях они заметны и под бинокулярным микроскопом. Поверхность граней гладкая, блестящая. Внутреннее строение таких цирконов сравнительно однородное, но встречаются кристаллы с ядрами более древнего циркона (рис.1. 16). Подобные цирконы, отмечены в гранулитах зоны Ивреа в Южных Альпах (рис.1.8-1.21), в породах Саксонского гранулитового комплекса и в породах других районов, претерпевших высокотемпературный метаморфизм. Они выделяется как цирконы «типа футбольного мяча» и, по-видимому, являются аналогами описанных нами [2] цирконов «гранулитового типа».

Рис. Вариации морфологии цирконов из метаморфических пород.

1 - 3 - цирконы сложной кристаллографической формы из мафических гнейсов: 1, по [4], 2 - 3, по [5]; 4 - 7 - цирконы сложной кристаллографической формы из гнейсов, по [2]; 8 - 11 - цирконы эвгедральной формы из полиметаморфических пород, по[2]; 12 - 14 - цирконы с ядрами из полиметаморфических пород: 12, по [6], 13 - 14, по [8]; 15 - 17 - мультифасеточные цирконы из гнейсов, по [2]; 18, 19 - цирконы типа «футбольного мяча» с мультифасеточным множеством внешних граней из метаморфических пород: 18, по [7], 19, по [9]; 20-21 детритовые ядра в цирконах из гранулитов, по [10].

Более ограниченное распространение в гнейсах и кристаллических сланцах полиметаморфических комплексов Тимано-Уральского региона имеют сростки цирконов сложной формы. Однако в некоторых метаморфических комплексах они доминируют среди других морфологических разновидностей. Относительно высокое содержание таких цирконов нами установлено в породах париквасьшорского метаморфического комплекса Полярного Урала и микулкинского комплекса полуострова Канин. Циркон представлен бесцветными или бледно-окрашенными зернами неправильной формы (рис.1.4 - 1.6). При увеличении видно, что кристаллы представляют собой сростки двух или более индивидов. Размер зерен 0.10 - 0.25мм. Поверхность граней гладкая, блестящая. Внутреннее строение кристаллов характеризуется наличием ядер, образованных более древними цирконами (рис. 1.4, 1.5). Отмечаются твердые и газово-жидкие включения, расположенные хаотично. Этот тип циркона очень похож на описанные Дж. Пиюкетом и его соавторами [4] зерна циркона типа «цветной капусты» (рис.1.1). Причина возникновения столь замысловатых форм цирконов, возможно, заключается в отсутствии силикатного расплава и дефицита флюидов. Не случайно, как заметили упомянутые выше исследователи, такие формы характерны для цирконов метаморфических пород мафитового состава, для которых, как известно, выше температурный порог мигматизации. Однако нами они установлены в метаморфитах кислого состава (плагиогнейсах, кристаллических сланцах, кварцитах), но только в тех комплексах, где условия метаморфизма не превышали низких ступеней амфиболитовой фации и, соответственно, не сопровождались процессами мигматизации. По мнению Дж. Пиюкета и его коллег [4] в одних случаях форма этих зерен может отражать поглощение при росте минерала фрагментированных цирконов, в других, они, вероятно, представляют собой метаморфически выращенный поликристаллический циркон.

Правильная интерпретация морфологических особеностей циркона особенно важна при изучении полиметаморфических образований, в которых ранние метаморфические парагенезисы породообразующих минералов часто не сохраняются при повторных преобразованиях пород.

Литература

1. Пыстина Ю.И. Минералогическая стратиграфия метаморфических образований Приполярного Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 1997. 124 с.

2. Пыстина Ю.И., Пыстин А.М. Цирконовая летопись уральского докембрия. Изд-во УрО РАН, Екатеринбург, 2002. 168 с.

3. Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Структура, метаморфизм и возраст докембрийских образований полуострова Канин и Северного Тимана // Проблемы геологии и минералогии. Сыктывкар: Геопринт, 2006. C. 176-195.

4. Peucat J.J, Bernard-Griffiths J., Gil Ibarguchi J.I, Dallmeyer R.D., Menot R.P., Cornichet J. Iglesias Ponce de Leon M. Geohemical and Geochronological cross-section of the deep Variscan crust: The Cabo Ortegal high-pressure nappe (northwestern Spain) // Tectonophusics, 1990. 110. P. 463-472.

5. Pin C., Lanselot J. U-Pb dating of an Early Paleozoic bimodal magmatism in the French Massif Central and its further metamorphic evolution. Contrib Mineral Petrol. 1982, 179. P. 1-12.

6. Welin E., Gorbatschev R., Kahr A.M. Zircon dating of polymetamorphic rocks in southwestern Sweden // Sver Geol Unders. 1982. C.797:1-34.

7. Chen Y.D., O'Reilly S.Y. Griffin W.L., Krogh T.E. Combined U-Pb dating and Sm-Nd studies of lower crustal and mantle xenoliths from the Delegate basaltic pipes, southeastern Australia // Contrib Mineral Petrol. 1998, 130, P. 154-161.

8. Hanchar J.M, Hoskin P.W.O. et al. Zircon // Reviews in mineralogy and geochemistry. 2003. V 53. P. 479.

9. Kroner A., Jaeckel P., Reischaman T., Kroner U. Further evidence for an early Carboniferous (340Ma) age of high-grade metamorphism in the Saxonian granulite complex // Geol Rundsch/ 1998, 86. P. 751-766.

10. Vavra G., Gebauer D., Schmid R., Compston W. Multiple zircon growth and recrystallization during polyphase Late Carboniferous to Triassic metamorphism in granulites of the Ivrea zone (Southern Alps): An ion microprobe (SHRIMP) study // Contrib Mineral Petrol. 1996, 122. P. 337-358. Размещено на Allbest.ru