Изучение состава гранатов, обладающих высокой изоморфной емкостью и в силу этого гибко реагирующих на изменение параметров среды, и его минеральных парагенезисов является надежной основой для реконструкции геологических обстановок и условий минералообразования метаморфических и метасоматических комплексов.
Для одного из относительно слабо изученных в петрологическом отношении герцинских кристаллических массивов Большого Кавказа – Даховского, расположенного в периферической северо-западной части полосы выходов герцинского кристаллического фундамента – изучение гранатсодержащих парагенезисов является актуальной задачей.
Даховское горст-антиклинальное поднятие расположено на территории горной части Республики Адыгея, где пересекается река Белая между станицами Даховская и Хамышки. Представляет собой блок доверхнепалеозойских кристаллических пород, заключенный между Северным и Центральным разломами Пшекиш-Тырныаузской шовной зоны. Основную площадь поднятия образует полифазный гранитоидный массив, внедренный в метаморфическую толщу. Информация о строении и составе кристаллических комплексов поднятия, а также взгляды на условиях их формирования обобщены в работе [4].
Исследование особенностей состава гранатсодержащих пород выполнено на основании изучения образцов с применением комплекса петрографических и электронно-зондовых методов и обобщения опубликованных материалов [2, 4-7 и др.]. При анализе особенностей геологического строения Даховского поднятия использованы тематические научно-образовательные ресурсы ЮФУ [3]. Лабораторные исследования выполнены в Центре коллективного пользования научным оборудованием «Центр исследований минерального сырья и состояния окружающей среды» ЮФУ; электронно-зондовые исследования выполнены с применением растрового электронного микроскопа Tescan Vega LMU II и системы микроанализа INCA Energy 450.
Гранатсодержащие минеральные ассоциации в пределах массива не получили широкого распространения, видимо, по этой причине они даже не упоминаются в обобщающей работе по гранатам метаморфических комплексов Большого Кавказа [1]. Вместе с тем, при тщательном изучении гранаты отмечаются в генетически разнородных ассоциациях.
В приустьевой части ручья Липовый известны гранатовые амфиболиты специфичного состава. Их изучение С.П. Кориковским с соавторами [2] привело к заключению о принадлежности к парапородам и позволило выявить стадийность образования. Установлена принадлежность первичного минерального парагенезиса амфиболитов к эпидот-амфиболитовой высокобарической фации и присутствие реакционных ассоциаций регрессивной ветви метаморфизма, сопровождавшегося привносом H2O, Na2O и SiO2.
Еще один гранатсодержащий парагенезис отмечен в биметасоматических кальциевых метасоматитах, присутствующих в форме тектонических линз в зоне контакта амфиболитов и гранодиоритов по ручью Липовому. Формирование этих пород происходило за счет заключенных среди серпентинитов пластин амфиболитов на этапе, следовавшем за регрессивным метаморфизмом, сопровождавшимся натриевым метасоматозом [7]. Следует отметить, что входящие в ассоциацию родингиты выделяются аномально высокой радиоактивностью (32-62 мкЗв/ч) и удельной активностью радионуклидов (226Ra 467-537 Бк/кг; 232Th 63-69 Бк/кг), связанной с присутствием своеобразной U-Th-REE акцессорной минеральной ассоциации [5]. Присутствующие в ассоциирующих с родингитами актинолит-плагоиклазовых породах (с наложенной хлорит-эпидот-цоизит-пренитовой ассоциацией) мелкие (менее 0,2-0,3 мм) зерна граната сильно изменены и окружены оторочками вторичных минералов (главным образом хлорита). На основании единичных изученных образцов можно лишь констатировать их принадлежность к кальциевым гранатам.
Третья разновидность гранатсодержащих пород представлена в экзоконтакте Даховского гранитоидного массива. Образцы таких пород обнаружены в отвалах штолен Белореченского месторождения (на ручье Березовом). Гранатсодержащая порода выделяется специфической текстурой (рис. 1) на фоне основной мелкокристаллической зеленовато-серой массы выделяются полигональные меланократовые агрегаты, в центральных частях которых наблюдаются зерна красновато-бурого граната.
Рис. 1. Гранатовая порода из района Белореченского месторождения
Рис. 2. Типичная структура гранатовой породы
Основная ткань образована метасоматическим альбит-олигоклаз-актинолит-тремолитовым агрегатом, образующим мелкокристалличексую роговиковую струкуру, с рутилом и ильменитом (рис. 2, 3-1). Зерна граната, как правило, окружены плагиоклаз-амфиболовым агрегатом, внешне сходным с описанными келифитовыми каёмками, описанными в отмеченных выше амфиболитах ручья Липового. Во внутренних частях каемок преобладает плагиоклаз; содержание кальция в нем значительно выше, чем олигоклазах основной ткани породы (до 7 вес. %). Во внешних – кальциевые амфиболы в ассоциации с плагиоклазами андезинового состава (рис. 2). Межу зернам граната пространство выполнено амфибол-олиголаз-антезиновым агрегатом (рис. 3-2). Составы граната гроссуляр – андрадитового изменяются в диапазоне, соответствующем формулам (Mn0.2Mg0.4Ca0.8Fe1.6)Al2(SiO4)3 – (Mn0.1Ca0.6Mg0.8Fe1.5)Al2(SiO4)3, зерна незональные (что подтверждается данными электронно-зондового элементного картирования), местами с «облачным» изменением состава, связанного главным образом с соотношением Fe:Mg (рис. 3-3, рис. 4). Крупные зерна граната заключают сростки рутила и ильменита, обычные и для основной ткани породы. Наложенные гидротермальные изменения проявлены в окварцевании и пиритизации, редко отмечаются нитевидные карбонатные прожилки (рис. 3-4).
Рис. 3. Типичные микроструктуры и минеральные ассоциации: 1 – структура основной метасоматической ткани породы, 2 – строение плагиоклаз-амфиболовых каемок, 3 – оценка однородности состава зерен гранат (линия 1-7 – точки измерения состава), 4 – наложенные окварцевание и пиритизация. Изображение в BSE. Обозначения минералов: Gr – гранат, Ilm – ильменит, Pl(An) – плагиоклаз андезинового состава, Pl(Ol) – плагиоклаз альбит-олиголказового состава, Am – амфиболы (актинолит-тремолитового ряда), Ru – рутил, Zr – циркон, Qz – кварц, Py – пирит
Рис. 4. Распределение элементов по профилю зерна граната (линия 1-7 на рис. 3-3). Содержания в вес. %; шкала логарифмическая
Геологическое положение, структурные особенности и минеральный состав указывают на формирование породы в ходе контактово-метасоматических процессов – скарнирования в экзоконтакте гранитоидов. Обнаженность территории не позволяет выявить метасоматическую зональность. Можно лишь указать, что протолитом могли служить богатые кальцием амфиболиты, образующие основную часть разреза метаморфической толщи Даховского поднятия.
Обобщение данные об особенностях гранатсодержащих пород Даховского поднятия указывает на следующие особенности их положения и условий формирования.
1. Формирование гранатосодержащих пород Даховского поднятия происходило за счет амфиболитов. Все известные выходы таких пород приурочены к зоне крупного тектонического разлома, протягивающегося через приустьевую часть ручья Липового к ручью Березовому (и трассируемого протрузиями серпентинитов), известного как Центральный разлом.
2. Выявляемые при детальных исследованиях ранние гранатовые парагенезисы указывают на формирование в условиях высокобарического метаморфизма [2]. Более широко представленные гранат-амфиболовые ассоциации отражают многостадийные процессы регрессивного метаморфизма, сопровождавшегося интенсивным метасоматозом. Заметим, при изучении кавказских гранатов отмечено, что высокобарические гранаты образуют компактную группу, а низкобарические – широкое поле составов [1]. Ранний метасоматоз, по всей видимости, имел натриевый характер и сопутствовал формированию ранних плагиогранитовых и гранодиоритовых фаз формирования Даховского массива [4].
3. В экзоконтакте гранитоидов за счет вмещающих амфиболитов формировались описанные в настоящей статье гранат-актинолит-тремолитовые контактово-метасоматические породы.
4. Состав метасоматических минеральных ассоциаций зависел, в числе прочих факторов, от состава флюида: наряду с хорошо выраженными в породах массива ассоциациями, связанными с региональным натриевым метасоматозом [2, 4], в гранатовых породах, приуроченных к серпентинитам зоны разлома, существенно углекислотные флюиды [7] привели к замене полевошпат-амфиболовой ассоциации на хлорит-эпидот-цоизит-пренитовую и родингитовую.
5. Приуроченность гранатовых пород к зоне Центрального разлома, изменчивость их состава и сопутствующей минерализации в зависимости от положения относительно него определенно указывают на особую роль этого тектонического нарушения в структуре территории.