ИССЛЕДОВАНИЕ ГАБИТУСА ГРАНАТА НА ПРИМЕРЕ ШЛИФОВ И АНШЛИФОВ
Руководитель – кандидат геологических наук, доцент кафедры «Геология и разведка месторождений полезных ископаемых» Седова Е.С.
Донецкий национальный технический университет, г. Донецк
Гранаты представляют собой довольно обширную группу минералов, которая имеет ряд общих и отличных признаков. К общим признакам следует относить изометричный облик кристаллов с преобладанием форм ромбододекаэдра и тетрагонтриоктаэдра (иногда их комбинаций), штриховку и ростовую зональность на гранях (Рис.1), высокую твердость (6,5-7,5), отсутствие спайности и черты. [1]
Рис.1 Преобладающие формы кристаллов граната: а) ромбододекаэдр; б) тетрагонтриоктаэдр; штриховка зоны роста на гранях кристаллов
Общая формула гранатов имеет вид А2+3В3+2[SiO4]4-3, при этом они делятся на два изоморфных ряда: пиральспитовый (алюминиевый) и угондитовый (кальциевый). Состав гранатов алюминиевого ряда можно выразить под одной общей формулой (Fe,Mn,Mg)2Al3[SiO4]3, аналогично кальциевому, состав которого Сa3(Al,Fe,Cr)2[SiO4]3. Названные ряды соответствуют неизменному компоненту в формулах. А второе название рядов отвечает первым буквам минералов в пределах каждого ряда. Так к гранатам алюминиевого ряда (пиральспитам) относятся: пироп (Mg), альмандин (Fe), спессартин (Mn); к гранатам кальциевого ряда (угрондитам): уваровит (Cr), гроссуляр (Al), андрадит (Fe). Одним из наиболее простых отличительных признаков каждого отдельного минерала группы гранатов, является его цвет. Для каждого изоморфного ряда существует ряд отличных особенностей. К примеру, гранаты кальциевого ряда могут
образовывать как сплошные массы, так и отдельные вкрапленники, в то время как гранаты алюминиевого ряда склонны к образованию исключительно отдельных вкрапленников. Цвета гранатов кальциевого ряда варьируют в теплых зеленовато-бурых тонах до черного (шорломит – черная Ti-содержащая разновидность андрадита). Исключение составляет уваровит – изумрудно-зеленого цвета. При этом, уваровит имеет и специфический генезис, а также мелкие в виде «щеточек» формы кристаллов. Гранаты же алюминиевого ряда, как правило, характеризуются холодными красными оттенками. Аналогично уваровиту, пироп выбивается из общего изоморфного ряда, образуясь в условиях специфического более раннего магматического генезиса. Гранаты кальциевого ряда являются типичными минералами кальциевых скарнов, соответственно находятся в парагенезисе с кальциевыми силикатами (диопсидом, сфеном, роговой обманкой, геденбергитом, волластонитом и др.), кальцитом, сульфидами. Большая часть гранатов алюминиевого ряда представлена альмандином, преимущественно распространенным в метаморфических образованиях в парагенезисе со слюдой, дистеном, ставролитом, кварцем и т.д. В породах метаморфического генезиса, главным формирующим фактором является давление, о чем свидетельствует их направленное ориентированное строение, полосчатость, зачастую пластичная деформированность, и проявляется как изогнутость основного рисунка. Спессартин характерен для пегматитовых жил, что объясняется накоплением Mn к концу магматического процесса и концентрацией его в остаточном пегматитовом растворе. В парагенезисе с ним находятся типичные минералы пегматитов: кварц, КПШ, слюда, полихромный турмалин. [1]
Гранаты образуются метаморфическим путем и встречаются в кристаллических слюдяных, роговообманковых и хлоритовых сланцах и гнейсах, а также в скарнах. В скарнах гранат может возникать в эндоконтактовой зоне за счет плагиоклазов или в экзоконтактовой зоне при переработке известняков с привносом SiO2. Гранаты магматического происхождения отличаются от контактовых внешним видом кристаллов: магматические обычно имеют тетрагон – триоктаэдрический габитус, тогда как гранаты, возникшие на контактах, характеризуются ромбододекаэдрическим габитус. [2]
Шлиф №1: встречен ожелезненный гранат с различными включениями, такими как биотит, магнетит, кварц. Размер кристаллов биотита по длинной оси 1-1,5 мм. Размер зерен граната до 3 мм. Наблюдаются единичные зерна плагиоклаза в кварце таблитчатой формы, небольшого размера. В %: гранат – 40-50, плагиоклаз – единичные зёрна, биотит – 5, магнетит – до 2, кварц – 43-53.
Аншлиф №1: Зерна граната округлые, изометричные, размером 2-4 мм, имеют включения зерен кварца в основном 0,2-0,3 мм, реже до 1,5 мм. Рудные минералы: пирротин и халькопирит, магнетит. Пирротин – мелкие включения в кварце, размером 0,1-0,2 мм <1%. Халькопирит образуется по пирротину (меньше пирротина), единичные зерна. Магнетит в зонах дробления, размером 0,5-0,7 мм, редкие зерна граната, прозрачные чистые. В %: гранат – 10-12, кварца – 75, биотит+рудный минерал – до 15, рудный минерал – 1-1,5, пирротин – меньше 1, халькопирит – единичные зерна.
Шлиф №2: для данного шлифа характерен ожелезненный биотит красного цвета. Также наблюдается плагиоклаз с пертитовыми вростками микроклина (размер зерен микроклина до 2 мм). Зерна граната до 3-5 мм, изометрической формы, трещиноваты. Встречаются зерна кварца и рудного минерала. Характерные текстуры: по трещинам в кварце наблюдается катаклизированный материал: В %: гранат – 15, плагиокзал – 30, биотит – до 20, рудный минерал – до 3, кварц – 30, микроклин – 2.
Аншлиф №2: Рудные минералы в кварце: пирротин, халькопирит, магнетит. Пирротин в виде игольчатых зерен, как в межзерновом пространстве, так и внутри зерен кварца, и изометричных зёрен с включением халькопирита. Магнетит образуется в основном в зонах катаклаза, форма зерен изометричная, размером ~ 0,1 мм. Имеется единичное зерно пирротина с халькопиритом в зерне граната. Форма зерен граната – округлая, грани выпуклые, размером 2,5-4 мм, редко менее 5 мм. Биотит окаймлен рудным минералом. В %: рудный минерал – меньше 0,5, гранат – 15, кварц – 70, пирротин и халькопирит – единичные зерна, нерудный минерал – до 15.
Шлиф №3: основную часть составляет гранат, зерна которого изометричны, а их размер до 2-3 мм. В центральной части граната имеются включения кварца (размер зерен 0,5-0,6 мм), магнетита (размер зерен 0,5-0,6 мм). Рудный минерал находится в межзерновом пространстве между трещинами. В %: гранат – 50-60, биотит – 1-2, рудный минерал – до 5-7, кварц – до 31%.
Аншлиф №3: В кварце в виде скелетной формы в основном пирротин, магнетит, халькопирит. Гранат сиреневого цвета, имеет включения всех трех рудных минералов. Зерна граната трещиноватые, размером от 1-2 мм до 3-5 мм, границы зерен разъедены. Зерна магнетита имеются в гранате, так и в кварце. Зерно магнетита на границе с гранатом имеет вытянутую форму. В %: гранат - 17-20, кварц+полевой шпат - 60, биотит – 15-18, магнетит – 1-2, пирротин – 1-2, халькопирит – единичные зерна.
Наиболее важными являются месторождения, связанные с метаморфическими кристаллическими сланцами, гнейсами и амфиболитами (месторождения Карелии и др.). Крупнейшие мировые запасы гранатового сырья приурочены к кристаллическим метаморфическим породам, слагающим Кейвскую гряду на Кольском полуострове. Россыпные месторождения гранатов обычно невелики по размерам и запасам. Контактово-метасоматические и магматические месторождения, за редким исключением, не имеют практического значения.
Литература
1. Черкасова Т.Ю.Основы кристаллографии и минералогии: учебное пособие; Томский политехнический университет. - Томск: Из-дво Томского политехнического университета, 2014. - 207 с.
2. Седова Е.С. Методические рекомендации для проведения лабораторных занятий по дисциплине вариативной части учебного плана профессионального цикла дисциплин по выбору вуза «Генетическая минералогия» Электрон. дан. (1 файл: 276 Кб) – Донецк: ДОННТУ, 2020.