ВИСНОВКИ - Закономірності зміни складу мінералів з докембрійських порід Українського щита

Дисертаційна робота присвячена проблемі кількісної оцінки зміни складу мінералів, розробці методу динамічних зв'язків та з'ясуванню природи виявлених лінійних залежностей між парами компонентів їх складу; встановленню закономірностей зміни складу мінералів внаслідок зміни температури, тиску, під дією радіації, в результаті метаміктних перетворень; дослідженню на цій основі мінералів із докембрійських порід Приазовського, Дністерсько-Бузького і Середньопридніпровського мегаблоків УЩ.

    1. У геології до цього часу відсутня кількісна оцінка зміни складу мінералів, а від того, закономірності, які встановлюють, мають якісний характер. Вперше запропоновано математичний апарат для характеристики динаміки зміни складу мінералів (метод динамічних зв'язків). Метод полягає в побудові залежностей між парами компонентів складу мінералів та їх апроксимації лінійною функцією Y = aX+b. Показано, що ступінь лінійності залежностей, яка визначається коефіцієнтом кореляції лінійної апроксимації (R2), віддзеркалює кількісні зміни в мінеральному індивиді зі збереженням його структури. Якісний стрибок характеризує руйнацію кристалічної структури мінерального індивіду і утворення на його основі інших мінералів, в тому числі і первісного мінералу. Склад мінеральних індивидів у породі змінюється постійно і взаємопов'язано до нагромадження кожним гранично допустимих кількісних змін, що й визначає утворення стійких мінеральних асоціацій (парагенезисів) у породі. Існування закономірних залежностей між компонентами мінерала дозволяє на основі нового методу динамічних зв'язків перейти до кількісної характеристики зміни мінералів в породах. 2. Досліджено динамічні зв'язки між компонентами складу породоутворювальних мінералів (олівінів, гранатів, піроксенів, амфіболів, слюд). Із 20-ти проаналізованих пар компонентів для кожного мінерального виду встановлено свої індикаторні пари з закономірною зміною компонентів. Відслідковано їх зв'язок із типом порід і закономірності зміни параметрів лінійних рівнянь при метаморфизмі. Виявлено надійні лінійні залежності між Al(Si), Na(Mg), Na+K+Al=f(Mg+Ca+Si), Fe(Mg), Fe(Mg+Ca+Si), а також інші, менш стійкі, зв'язки. Характер лінійних зв'язків вказує на закономірну зміну складу породоутворювальних мінералів у бік зменшення порядкового номера елементів, а починаючи з моноклінних піроксенів, у напрямі від Mg-Ca-Si складу до Na-K-Al, а також від Mg до Fе і інших елементів першої перехідної групи із закономірним накопиченням Fe. Ріст залізистості індивидів у межах мінерального виду відбувається при зниженні РТ-умов мінералоутворення. 3. За даними експериментальної мінералогії встановлено, що внаслідок зміни тиску закономірно змінюються компоненти складу амфіболів, особливо, за умов високого окиснення. Найбільшу лінійність демонструють графіки Fe(Mg), Fe(Mg+Ca+Si), Na(Mg), Al(Si), Al(Mg). Зміна температури при фіксованій фугітивності кисню не спричиняє характерну для природних амфіболів лінійну, протилежно направлену зміну Fe(Mg). Надійні лінійні, протилежно направлені зміни, існують між компонентами Al і Si як під час зміни температури, так і за рахунок зміни тиску. Головна відмінність полягає в тому, що збільшення абсолютних значень параметрів рівнянь внаслідок зміни тиску відбувається зі збільшенням ступеню окиснення (фугітивності кисню), а зі зміною температури - навпаки, зі зменшенням. Для амфіболів виявлено подібність змін параметрів рівнянь Al(Si) при зменшенні температури зі збільшенням фугітивності кисню переходу від амфіболітової фації до зеленосланцевої. Отже, визначальними чинниками регресивних фаціальних змін в умовах нижче гранулітової фації є температура і окиснення. Врахування дії РТ-факторів на зміну параметрів лінійних рівнянь відкриває перспективу генетичних побудов, не зачипаючи питання внутрішньої або зовнішньої причини цих змін. 4. Параметри рівнянь апроксимації (a, b, R2) зміни складу корелюють з умовами генезису мінералів і можуть бути використані для рішення петрологічних задач методами генетичної мінералогії. Розроблено спосіб фаціального розчленування порід на основі параметрів лінійної залежності Al(Si), отриманих за складом амфіболів. 5. Приазовський мегаблок. Досліджено динаміку зміни складу олівінів, гранатів, піроксенів, амфіболів, слюд із Сорокінської зелено-кам'яної структури (СЗС), Чернігівського карбонатитового комплексу (ЧКК), прирозломних ураноносних альбітитів. Встановлено в породах СЗС закономірний зв'язок між компонентами Fe та Mg, Si, Са складу ромбічного і моноклінного піроксенів, в ЧКК до них додаються зв'язки між лужними компонентами. У піроксенів із прирозломних ураноносних альбітитів кількість зв'язків і ступінь лінійності рівнянь ще збільшується. Виявлена синхронна лінійна зміна компонентів рогових обманок та тремоліт-актинолітів фіксує регресивні метаморфічні перетворення в них на відміну від куммінгтоніт-грюнеритів. Встановлено двостадійну зміну складу амфіболів із порід ЧКК зі зменшенням швидкості на останному етапі. Методом динамічних зв'язків виявлено схожість біотитів і мусковітів та відмінність від них флогопітів, подібність біотитів до ромбічних, а мусковітів - до моноклінних піроксенів, флогопітів - до амфіболів. Така успадкованість можлива лише внаслідок еволюційних перетворень.

Встановлено закономірну зміну складу цирконів із лужних порід в напрямі від Si до Р, максимальну лінійність зміни складу монацитів і цирконів із гранітоїдних порід, найбільшу гетерогенність цирконів із пегматоїдних порід. В ультрабазитах Новопавлівського комплексу виявлені циркони з гетерогенними ядрами і суттєво різними за складом ділянками одного віку (мас-спектрометрія вторинних іонів), що свідчить про замкнутість системи циркону (відсутність метасоматичних змін), а відтак про внутрішню, а не зовнішню причину гетерогенності. Встановлена методом динамічних зв'язків безперервність зміни складу цирконів із росипного родовища Самоткань інтерпретується як одне джерело зносу, або як тривалий еволюційний розвиток in situ. Якщо виходити з осадової історії родовищ Самоткань та Вовче, то за параметрами рівнянь і складом цирконів, джерелом зносу для них можуть бути лише гранітоїди.

    6. Дністерсько-Бузький мегаблок. Досліджено методом динамічних зв'язків зміну складу гранатів, піроксенів і амфіболів із кристалосланців та ендербіто-гнейсів Хащевато-Завальєвської структури. Встановлено, що ступінь лінійності апроксимацій значно вищий у гранатах із кристалосланців. В обох породах спостерігається перекриття складу піроксенів з одночасним існуванням реліктового і новоутвореного піроксену. Виявлено подібність моноклінних піроксенів до амфіболів за характером залежностей, що відповідають заміні компонентів "сіми" (Ca+Mg+Si) на "сіаль" (Na+K+Al), та належність ромбічних і моноклінних піроксенів до якісно різних етапів цього процесу. Зміна складу амфіболів із кристалосланців та ендербіто-гнейсів у порівнянні з піроксенами описується меншою кількістю зв'язків. У кристалосланцях напрям зміни компонентів в амфіболах такий же, як у амфіболів більш низьких фацій метаморфізму, а в ендербіто-гнейсах - характерний для амфіболів гранулітової фації метаморфізму і моноклінних піроксенів, що свідчить про кардинальні зміни РТ-умов при перетворенні ендербіто-гнейсів в кристалосланці. З позиції еволюції мінералів кристалосланці - це більш перетворені породи, які пройшли через стадію ендербіто-гнейсів і утворені за їх рахунок. Монофракції цирконів із ендербіто-гнейсів складаються із декількох генерацій, зміна складу яких описується достовірною лінійною залежністю, що свідчить про генетичну єдність генерацій і їх еволюційний розвиток. 7. Середньопридніпровський мегаблок. Виявлено закономірну зміну складу амфіболів із метабазитів Сурської, Верховцевської та Чортомлицько-Соленівської структур, як на рівні індивідів, так і на рівні монофракцій. Порівняльний аналіз зміни складу амфіболів цих структур показав найвищу лінійність рівнянь апроксимації у амфіболів Сурської структури, що метаморфізовані в умовах зелено сланцевої фації; Верховцевської структури - в умовах амфіболітової і двуслюдяно-гнейсової фацій; Чортомлицько-Соленівської структури - в умовах амфіболітової і гранулітової фацій метаморфізму. Якщо вважати напрям метаморфізму в метабазитах мегаблоку регресивним, то найбільш зміненою є Сурська структура, далі Верховцевська, і найменше - Чортомлицько-Соленівська структура. Однакові значення параметрів лінійних залежностей зміни складу амфіболів цих структур, свідчать про єдиний закономірний процес, який відбувається у територіально роз'єднаних структурах з різним проявом метаморфізму, що означає внутрішню еволюційну природу метаморфізму.

Виявлено закономірну лінійну зміну компонентів цирконів із гранітоїдів і гнейсів, які знаходяться серед амфіболітів Сурської структури, та прямий зв'язок ступеню метаморфічної переробки порід зі ступенем лінійності рівнянь апроксимації і значеннями їх параметрів. В цирконах гранітоїдів і гнейсів встановлена переважна заміна SiO2+ZrO2 на Р2O5+СaO+FeO, а не на Al2O3+Y2O3, що характерно і для цирконів лужних порід Приазов'я. Високі значення параметрів рівнянь, отриманих за складом цирконів із гранітоїдів і гнейсів, характеризують закономірний характер таких перетворень. Виявлено подібність цирконів із тоналіта і метаандезита кар'єрів Чаплі і Рибальський циркону із бердичівського граніта Дністерсько-Бузького мегаблоку, що свідчить про єдині закони процесу перетворень гнейсів у гранітоїди.

8. На основі розробленого способу електронно-зондового мікроаналізу різновалентних іонів встановлено збільшення відносного вмісту Fe3+ при опроміненні амфіболів. За кінетичними параметрами рівнянь радіаційного окиснення заліза в кальцієвих амфіболах виявлено різну стійкість амфіболів до дії радіації.

З'ясовано, що радіаційна стійкість забезпечується існуванням у структурі мінералів прямих наноканалів для каналювання б-частинок; входженням води, що сприяє рекомбінації радіаційних дефектів у структурі мінералу; дифузією дефектів, яка зростає в середовищі з меншою в'язкістю, а саме, при переході від силіцієвого до фосфатного складу. Отже, виявлена методом динамічних зв'язків закономірна зміна складу природних цирконів і монацитів у бік заміни Si на P сприяє збільшенню радіаційної стійкості мінералів.

Похожие статьи




ВИСНОВКИ - Закономірності зміни складу мінералів з докембрійських порід Українського щита

Предыдущая | Следующая