ЛИТОЛОГИЯ И ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ, 2012, № 6, с. 562-584
УДК 551
СТРУКТУРНО-КРИСТАЛЛОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ГЛОБУЛЯРНЫХ СЛОИСТЫХ СИЛИКАТОВ ГЛАУКОНИТ-ИЛЛИТОВОГО СОСТАВА (ПОЗДНИЙ ПРОТЕРОЗОЙ, СЕВЕРНАЯ СИБИРЬ)
© 2012 г. Т. А. Ивановская, Т. С. Зайцева*, Б. Б. Звягина, Б. А. Сахаров
Геологический институт РАН 119017Москва, Пыжевский пер., 7;
E-mail: ivanovskaya@ginras.ru * Институт геологии и геохронологии докембрия РАН 199034 Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 Поступила в редакцию 14.05.2012 г.
В статье приведено обобщение структурно-кристаллохимических особенностей изученных ранее глобулярных диоктаэдрических 2 : 1 слоистых силикатов глауконит-иллитового состава из разрезов верхнего протерозоя Северной Сибири (Анабарское и Оленекское поднятия). Рассмотрены литоло-го-минералогические особенности глауконитсодержащих пород. Приведены геохронологические данные отдельных образцов. Изучение мономинеральных фракций зерен проводилось с помощью комплекса современных химических и физических методов (рентгеновская дифракция, электронография косых текстур, сканирующая электронная микроскопия, ИК- и мессбауровская спектроскопия, классический химический и микрозондовый анализы и др.). Классификация низкозарядных 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]. На основе этой классификации среди изученных глобулярных Al- и Fe-содержащих разновидностей установлен непрерывный изоморфный ряд от глауконита до илли-та. Слоистые силикаты промежуточного состава, не включенные в классификацию IMA NC и AIPEA NC, предложено отнести к Al-глауконитам (Fe-иллитам). К истинным иллитам предлагается добавлять термины "глобулярный" или "пластинчатый", поскольку традиционно для глобуль зеленого цвета используется термин "глауконит", а для тонкодисперсных Al-содержащих глинистых минералов — "иллит".
Как известно, глаукониту из фанерозойских отложений посвящено значительное число работ, в то время как докембрийским глобулярным слоистым силикатам уделяется мало внимания. Так, например, в работе И.В. Николаевой [1977], обобщившей обширный литературный и собственный материал по глауконитам из пород разного литологического состава и возраста (602 анализа), анализируется только 20 докембрийских образцов. Этот пробел был заполнен Т.А. Ивановской с соавторами [1989], которые изучили с помощью комплекса современных физических и химических методов представительную коллекцию глобулярных слоистых силикатов из разрезов рифея и венда Восточной Сибири и Южного Урала. В дальнейшем минералогические и струк-турно-кристаллохимические исследования глобулярных глауконит-иллитовьи минералов, отобранных ТА. Ивановской из докембрийских разрезов севера Сибирской платформы на Анабарском и Оленекском поднятиях, были продолжены, а результаты опубликованы в работах [Ивановская, Ципурский, 1990; Ципурский и др., 1992; Ивановская и др., 1993, 2006; Ивановская, 1994, 2009;
Дриц и др., 2010]. Данная статья посвящена обобщению этих результатов. Кроме глобулярных разновидностей в работе рассматриваются пластинчатые слоистые силикаты, присутствующие в ощутимых количествах в одном из изученных разрезов осорхаятинской свиты нижнего рифея (Оленекское поднятие).
О КЛАССИФИКАЦИИ СЛОИСТЫХ СИЛИКАТОВ ГЛАУКОНИТ-ИЛЛИТОВОГО СОСТАВА
Тонкодисперсные низкозарядные Бе3+- и А1-содержащие диоктаэдрические слюдистые минералы, образующие глобули (реже пластинчатые зерна), характеризуются широким спектром изоморфных замещений в октаэдрических и тетраэд-рических сетках их 2 : 1 слоев. Ранее при изучении этих минералов нами использовалась классификация, в основе которой лежала степень желези-стости п = У1Ре3+/(У1Ре3+ + У1А1), предложенная в работах [Коссовская, Дриц, 1971; Дриц, Коссов-ская, 1991; Ципурский, Ивановская, 1988]. За
счет изовалентных замещений Fe3+ и Al в октаэдрах эти минералы по степени железистости образуют непрерывную серию твердых растворов — от глауконита через промежуточные Al-глаукониты (Fe-иллиты) до иллита (n > 0.50, 0.5—0.25 и <0.25) [Коссовская, Дриц, 1971; Шутов и др., 1975; Дриц, Коссовская, 1986, 1991; Ципурский, Ивановская, 1988; Дриц и др., 1993; Ивановская, Ципурский, 1990; Ивановская и др., 1993, 2006; Ивановская, 1994, 2009 и др.].
В классификации И.В. Николаевой алюминиевый аналог глауконита назывался "сколитом", этот термин в дальнейшем часто использовался в литературе [Лазаренко, 1956, 1971; Николаева, 1977, 1981, 1986 и др.]. Однако детальное исследование сколита показало, что он является смеша-нослойным иллит-смектитом (~25% разбухающих слоев) с четко выраженной тенденцией к упорядоченному чередованию разнотипных слоев [Феношина, Дриц, 1961; Wiewiora, Laska, 1980 и др.]. Поэтому использование термина "сколит" для обозначения Al-аналога глауконита справедливо критиковалось в литературе [Дриц, Коссов-ская, 1986, 1991; Ивановская и др., 1988; Дриц и др., 1993 и др.]. Вместе с тем, замена термина "сколит" на "глауконит", предложенная Международным номенклатурным комитетом по слюдам (IMA NC) [Rieder et al., 1998], представляется нам также некорректной.
В настоящей работе авторы пользуются классификацией тонкодисперсных низкозарядных диоктаэдрических слюдистых минералов (слоевой заряд ~0.6—0.85 на формульную единицу (ф. е.)), которая была принята IMA NC и утверждена Международным номенклатурным комитетом по глинистым минералам (AIPEA NC). Согласно их рекомендациям, среди этих минералов выделяются глауконитовый и иллитовый ряды (серии) [Rieder et al., 1998; Guggenheim et al., 2006]. Они различаются по отношению VIAl/(VIFe3+ + VAl), которое для этих рядов соответственно составляет <0.5 и >0.6. Идеализированные формулы глауконита и иллита, приведенные IMA NC, имеют соответственно следующий вид:
K0.8 R +3R0.67 Al0.13Si3.87O10(OH)2, K0.65Al2.0Al0.65Si3.35O10(OH)2.
Слоистые силикаты, промежуточные по составу между глауконитами и иллитами, с отношением VIAl/VIAl + VIFe3+, изменяющимся от 0.5 до 0.6, не отмечены в классификации, предложенной IMA NC и AIPEA NC.
По постановлениям Международного комитета по глинистым минералам в структуре истинных глауконитов и иллитов практически не должны содержаться разбухающие межслои, при наличии последних образцы относятся к смешанослойным [Bailey et al., 1979, 1984]. Ранее к слюдам относились образцы, в которых содержание разбухающих слоев не превышало 10% [Дриц, Коссовская, 1991]. Термин "гидрослюда" (10—20% разбухающих слоев), согласно рекомендациям AIPEA NC [Guggenheim et al., 2006], больше не употребляется по отношению к смешанослойным минералам. В данной работе среди изученных образцов разного состава мы выделяем смешанослойные образования, которые условно разделяются на две группы — с небольшим (<10%) и более высоким (10—20%) содержанием разбухающих слоев.
Отметим также, что поскольку для зеленых глобуль традиционно используется термин "глауконит", то при общем описании породы, содержащей зерна зеленого цвета иллитового и Al-гла-уконитового составов в докембрийских отложениях, мы будем использовать термин " глауконит" и, соответственно, сохраним термин "глаукони-тит" для пород, содержащих более 50% глаукони-товых зерен. В докембрии нами были обнаружены такие породы [Ивановская, 2009]; по отношению VIAl/VIAl + VIFe3+, на котором основывается классификация IMA NC и AIPEA NC, они сложены глобулями иллита.
СТРАТИГРАФИЧЕСКОЕ ПОЛОЖЕНИЕ ОБРАЗЦОВ
Западный склон Анабарского поднятия
Среди рифейских отложений, развитых на западном склоне Анабарского поднятия, традиционно выделяются две серии — терригенная му-кунская, несогласно залегающая на архейском фундаменте, и карбонатная билляхская, несогласно перекрытая породами венда. Все эти толщи очень полого (3°—7°) погружаются к западу,
Рис. 1. Разрезы рифейских отложений Анабарского (а) и Оленекского (б) поднятий, представленные соответственно в работах В.Н. Сергеева [2006] и И.М. Горохова с соавторами [1995] и дополненные авторами. Справа от разрезов показаны номера изученных образцов.
Свиты: U-Il — усть-ильинская, Sr — старореченская, Mn — маныкайская, Os — осорхаятинская, Sgn — сыгынахтахская, Ktg — кютингдинская, Arm — арымасская, Chp — хайпахская, Mst — маастахская, Chts — хатыспытская, Tr — туркутская; Mk — мукунская серия (показана на схеме вне масштаба).
1 — известняки, 2 — доломиты, 3 — алевролиты, 4 — аргиллиты, 5 — песчаники, 6 — конгломераты, 7 — чередование аргиллитов, алевролитов и песчаников, 8 — прослои глауконититов, 9 — биогермы со столбчатыми строматолитами, 10 — доломиты с линзами и прослоями кремней, 11 — гнейсы основания фундамента, 12 — перерывы и несогласия, 13 — азимутальные несогласия.
п п'^"1
я
я
&
0)
я В
т
М
о
Я
т
М
=К
о
Ко я
я
Я
*
и
Н
Литология
ЯЕ
II II
И , II
Ж
ЕЕ
II II
II — II
И И
II И
ш
ж
л^ж
II II
и II
тг^тт
II II
ЕС
II II
пД
II — II
Н
оооооао-оооооооо
ш
■501
-402/1 -402/2
-400/3
у 557
575, 576 / 577/6 / 552
—552а, 577/2
550, 550Б _554, 555Б V555/1 555А ^—553, 553/1, 561
551 /556
566/3 566б
. 560/3,5, 2076, 2076А, 558 —560/1,2 —051
1 2
ш
3
4
ЙЕ
8
9
10
5
6
11 12
о о о о 0 0 0 0
13
7
местами рассекаясь мелкими разломами. В бил-ляхскую серию объединяются три свиты — карбо-натно-глинистая усть-ильинская (60—65 м), карбонатная котуйканская (500 м) и карбонатная юсмастахская (600—650 м) [Комар, 1966; Злобин, Голованов, 1970; Сергеев, 2006 и др.].
Образцы отбирались на западном склоне Анабарского массива в разрезе усть-ильинской свиты на р. Котуйкан (обр. 402/1, 402/2, 400/3) и в нижней подсвите юсмастахской свиты на р. Джогджо (бассейн р. Котуйкан) (обр. 501) (рис. 1а).
Возрастная интерпретация изученных отложений неоднозначна. Так, если усть-ильинская свита большинством исследователей считается ниж-нерифейской, что подтверждается и изотопными датировками [Горохов и др., 1991], то возраст юсмастахской свиты трактуется по-разному [Злобин, Голованов, 1970; Семихатов, Серебряков, 1983; Горохов
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.