УДК 551
ГЛОБУЛЯРНЫЕ СЛОИСТЫЕ СИЛИКАТЫ ГЛАУКОНИТ-ИЛЛИТОВОГО СОСТАВА В ОТЛОЖЕНИЯХ ВЕРХНЕГО ПРОТЕРОЗОЯ И НИЖНЕГО КЕМБРИЯ
© 2015 г. Т. А. Ивановская, Б. Б. Звягина, Б. А. Сахаров, Т. С. Зайцева*, Е. В. Покровская, О. В. Доржиева**
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7; E-mail: tat.ivanovsckaya2012@yandex.ru E-mail: zbella2001@yahoo.com *Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 **Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017 Москва, Старомонетный пер., 35 Поступила в редакцию 29.12.2014 г.
В статье приведены обобщенные результаты исследования структурно-кристаллохимических особенностей глобулярных диоктаэдрических 2 : 1 слоистых силикатов глауконит-иллитового состава (45 образцов) из разрезов нижнего кембрия Северной Сибири (Оленекское поднятие), рифея, венда и нижнего кембрия Восточной Сибири, верхнего рифея Южного Урала и полуострова Средний, а также из пограничных отложений венда и кембрия Подольского Приднестровья (Украина). Изучение мономинеральных фракций зерен проводилось с помощью комплекса современных химических и физических методов (рентгеновский анализ, электронография косых текстур (ЭКТ), сканирующая электронная микроскопия (СЭМ), классический химический и микрозондовый анализы, ИК и мессбауровская спектроскопия и др.). С помощью метода моделирования экспериментальных дифракционных картин от препаратов, насыщенных этиленгликолем [Sakharov et al., 1999], в изученных образцах была определена степень смешанослойности (4—13%), тип разбухающих слоев (смектит 16.85 Ä и 13.2 Ä, вермикулит), их соотношение в двух- или трехкомпонентной смешано-слойной структуре, параметры элементарной ячейки b (9.02—9.11 Ä) и csinß (9.94—10 Ä) слюдистых слоев, а также степень ближнего порядка в чередовании разнотипных слоев (R = 0, 2, 3). Классификация низкозарядных (слоевой заряд « 0.6—0.85 на формульную единицу (ф.е.)) диоктаэдрических 2 : 1 слоистых силикатов проведена с учетом рекомендаций Международных номенклатурных комитетов по слюдам и глинистым минералам (IMA NC, AIPEA NC) [Rieder et al., 1998; Guggenheim et al., 2006]. Опираясь на результаты исследования кристаллохимических особенностей 79 образцов, полученных ранее [Ивановская и др., 2012] и приведенных в данной статье, показано, что среди глобулярных слюдистых разновидностей наблюдается непрерывный изоморфный ряд от иллитов через Fe-иллиты и Al-глаукониты до глауконитов (VIAl/(VIFe3+ + VIAl) = 0.81-0.91, 0.60-0.78, 0.51-0.59 и 0.11-0.50 соответственно). Среди иллитов согласно работам [Коссовская, Дриц, 1971; Дриц и др., 2013], мы выделяем Fe-иллиты (VIAl/(YIFe3+ + VIAl) = 0.6-0.8) и оставляем термин "Al-глауконит" за минеральными разновидностями, у которых степень алюминиевости KM = VIAl/(YIFe3+ + VIAl) лежит в интервале от 0.51 до 0.59. Сравниваются структурные характеристики (параметры b, csin ß и др.) и ИК-спектроскопические особенности иллитов, Fe-иллитов, Al-глауконитов и глауконитов; особое внимание уделяется образцам с повышенным содержанием Mg, встреченным в этих группах минеральных разновидностей. Поскольку вариации состава изученных глауконит-иллитовых минералов выходят за рамки, принятые IMA NC и AIPEA NC, авторы считают, что необходим пересмотр существующей классификации для низкозарядных диоктаэдрических слюдистых минералов.
DOI: 10.7868/S0024497X15060051
Вопросы классификации и номенклатуры низкозарядных диоктаэдрических 2 : 1 слоистых силикатов глауконит-иллитового состава до настоящего времени остаются во многом дискуссионными. Согласно решениям Международного Номенклатурного комитета (МНК) по слюдам (IMA NC),
которые утверждены МНК по глинистым минералам (А1РЕА N0), среди этих силикатов выделяются два отдельных изоморфных ряда — глауконитовый и иллитовый. Они различаются по величине степени алюминиевости КА=У1А1/(У1Ре3+ + У1А1), которая соответственно равна <0.5 и >0.6, а также по отно-
шению R2+/(R2+ + R3+), составляющему для этих рядов 0.15-0.42 и <0.25 [Rieder et al., 1998; Guggenheim et al., 2006]. Идеализированные формулы глауконита и иллита, приведенные IMA NC, имеют соответственно следующий вид:
R ¿«Al,
Si3.87Ow(OH)2
K0.65Al2.0Al0.65Si3.35O10(OH)2.
Согласно постановлениям МНК по глинистым минералам, в структуре истинных глауконитов и иллитов практически не должны содержаться разбухающие межслои, а при наличии последних образцы относятся к смешанослойным образованиям [Bailey et al., 1979, 1984], при описании которых, согласно рекомендациям AIPEA NC, термин "гидрослюда" больше не употребляется [Guggenheim et al., 2006].
Ранее при изучении низкозарядных (слоевой заряд ~ 0.6-0.85 ф.е.) диоктаэдрических 2 : 1 слоистых силикатов глауконит-иллитового состава использовалась классификация, в основе которой лежала степень железистости (KFe = = VIFe3+/(VIFe3+ + VIAl)), предложенная в работах [Коссовская, Дриц, 1971; Дриц, Коссовская, 1991; Ципурский, Ивановская, 1988]. В настоящее время мы в целом основываемся на рекомендациях IMA NC и AIPEA NC. Однако в результате изучения кристаллохимических особенностей слюдистых разновидностей нами было установлено, что их катионные составы не всегда вписываются в рамки классификации, предложенной МНК. В частности, в работе [Ивановская и др., 2012] при анализе кристаллохимических особенностей большой коллекции глобулярных слоистых силикатов глауконит-иллитового состава из разрезов верхнего протерозоя Северной Сибири (Анабарское и Оленекское поднятия) было показано, что они образуют непрерывный изоморфный ряд. В этом ряду промежуточные разновидности (KA = 0.51-0.59), не включенные в классификации МНК, относили к Al-глауконитам или Fe-иллитам, как это было принято ранее [Коссовская, Дриц, 1971; Дриц, Коссовская, 1991; Ципурский, Ивановская, 1988; Ивановская и др., 1989]. В статье также отмечалось, что замена термина "сколит", который в отдельных работах используется для обозначения Al-аналога глауконита, на собственно "глауконит", предложенная МНК по слюдам (IMA NC) [Rieder et al., 1998], является некорректной. Кроме того, было предложено к иллитам, слагающим глобули или крупные пластинчатые зерна, добавлять термины "глобулярный" или "пластинчатый", поскольку традиционно для глобуль зеленого цвета используется термин "глауконит", а для тонкодисперсных Al-содержащих глинистых минералов — "ил-лит" [Ивановская и др., 2012].
В настоящей статье представлены обобщенные минералогические характеристики еще одной представительной коллекции глобулярных силикатов из разрезов нижнего кембрия Северной Сибири (Оленекское поднятие), рифея, венда и нижнего кембрия Восточной Сибири, верхнего рифея Южного Урала и полуострова Средний, а также из пограничных отложений венда и кембрия Подольского Приднестровья (Украина). Структурно-кристаллохимические особенности этих силикатов опубликованы ранее [Ивановская, Ципурский, 1982, Ивановская и др., 1985, 1989, 2003; Ципурский и др., 1992; Ивановская, 1996; Зайцева и др., 2008], кроме минералогических характеристик глауконита из разрезов нижнего кембрия Северной Сибири (Оленекское поднятие), которые здесь рассматриваются впервые. Необходимо также отметить, что для большинства образцов прецизионно уточнялись параметры Ь, а для многих из них с помощью метода моделирования экспериментальных дифракционных картин от препаратов, насыщенных эти-ленгликолем [8акИагоу е! а1., 1999], были определены содержания разбухающих слоев, параметры С8тр слюдистых слоев и факторы ближнего порядка, характеризующие чередование слоев разных типов в смешанослойной структуре.
Напомним также, что при общем описании зеленых глобуль, состав которых может быть разным (от глауконита до иллита), мы традиционно используем термин "глауконит", и, соответственно, сохраним термин "глауконитит" для пород, содержащих более 50% глауконитовых зерен (обр. 40/7, Бш13). Их состав, в частности, представлен А1-глауконитом и Бе-иллитом (КА = 0.57 и 0.75).
ОБЪЕКТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изученные образцы отобраны из разрезов нижнего кембрия Северной Сибири (Оленекское поднятие), из пограничных отложений венда и кембрия Подольского Приднестровья (Украина), а также из разрезов верхнего рифея Южного Урала, верхнего протерозоя Восточной Сибири — Учуро-Майского региона и верхнего рифея полуострова Средний. Географическое положение изученных разрезов на схематической карте России и Украины показано на рис. 1а. Наибольшее количество глауконитовых образцов изучено в отложениях Южного Урала и Восточной Сибири. Их местонахождение показано на схематизированных картах (см. рис. 1б, 1в), а стратиграфическое положение на двух схематических разрезах — рифея, венда и нижнего кембрия Учуро-Майского региона и верхнего рифея Южного Урала (рис. 2а, 2б).
Рис. 1. Географическое положение изученных разрезов. а — местонахождение разрезов на схематической карте России и Украины:
1 — Северная Сибирь, 2 — Подольское Приднестровье, 3 — Южный Урал, 4 — Восточная Сибирь, 5 — Мурманское побережье, п-ов Средний;
б, в — места отбора образцов: б — на Южном Урале, в — в Восточной Сибири.
Северная Сибирь (Оленекское поднятие)
Карбонатно-терригенная кессюсинская свита (или серия), в которой выделяются три подсвиты (свиты), залегает с перерывом на доломитах тур-кутской свиты хорбусуонской серии и с небольшим (?) размывом перекрывается красноцветны-ми глинистыми известняками эркекетской свиты. В бассейнах рек Оленек и Хорбусуонка нижняя подсвита представлена переслаиванием песчаников, гравелитов, конгломератов, аргил-
литов, песчанистых доломитов и известняков (мощность до 30 м). Средняя подсвита слагается переслаивающимися тонкослоистыми слюдистыми алевролитами, аргиллитами и алевропес-чаниками, в ее верхней части появляются линзы карбонатов и плоскогалечных конгломератов (мощность подсвиты до 60 м). Верхняя подсвита очень пестрая по составу. В ней присутствуют известняки, в том числе онколитовые, а также из-вестковистые алевролиты, песчаники, прослои
гравелитов, конгломератов и аргиллитов (мощность 20—35 м). Общая мощность свиты в бассейнах рек Оленек и Х
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.