Сайт Проекта

"Рисуя Минералы..."

 

 Ю. М. Дымков,  В. А. Слётов

Совместное образование кристаллов и зернистых агрегатов в гидротермальных "отстойниках"


ПОЯСНЕНИЯ К РИСУНКАМ :

Рис.1). Строение флюорит-баритового "отстойника" (гравитационная текстура одновременного роста) на поверхности флюоритовой "кокарды", м-ние Усуглинское.Зарисовка полированного штуфа: чёрное - флюорит; белое - барит. 1-9 - пояснение в тексте.
 

Рис.2). Строение донной части кальцитовой крустификационной коры с участками одновременного образования лучистых сростков и зернистого агрегата, м-ние Хайдаркан. Зарисовка полированного штуфа: 1-5 - пояснения в тексте

 Рис.3). Включения зернистых осадков кальцита (1) в скаленоэдрических кристаллах (2)  с зонами, насыщенными дисперсным гематитом(3), Уч-Курган (район м-ния Чаувайское, Киргизия). Деталь штуфа.
Рис.4). Поперечные срезы скаленоэдрических кристаллов кальцита с включениями зернистого осадка (Уч-Курган). (а- форма природного растворения, б- первичная форма).

_______________________________

     На дне друзовых пустот, на выступах лежачего бока и над брекчиевыми пробками крустификационных гидротермальных жил, а также на дне карстовых полостей можно обнаружить субгоризонтально-слоистые зернистые агрегаты минералов. Такого рода агрегаты по текстурным особенностям мало чем отличаются от осадков современных природных и техногенных отстойников, на дне которых в виде таких же горизонтальных слоев отлагается песок, ил, современные минералы и искусственные химические соединения.
     В предлагаемой заметке разобрано несколько примеров минералогических отстойников, в которых удалось наблюдать совместное образование зернистых агрегатов и растущих в них кристаллов тех же минеральных видов.

     В образце флюорит-баритового отстойника из крустификационных жил Усуглинского месторождения (Забайкалье) прослеживаются некоторые закономерности роста кристаллов барита одновременно с образованием зернистого агрегата барита, флюорита, белого глинистого материала (рис. 1). Отдельные слои тонкозернистого или фарфоровидного агрегата в виде волнистой, косослоистой корки, покрывающего дно отстойника, отличаются соотношением в них барита и флюорита и окрашены в различные по интенсивности голубые тона, что позволяет четко восстановить геометрию роста корки.
     Слоистый агрегат отложился на друзовую корку зеленого (ниже - фиолетового)  флюорита (см. рис. 1,1)  верхней части крупной кокарды. В основании слоистого агрегата можно проследить ряд тончайших крустификационных корок фиолетового флюорита, разделенных фарфоровидными слоями, - серию ритмов: микрощетки флюорита - зернистый агрегат (2). К первым ритмам приурочены многочисленные мелкие разобщенные кристаллы барита (З). Часть из них послужила затравками для более крупных баритовых кристаллов (4). Заканчивается флюорит-баритовая субгоризонтальная корка слоем ернистого, преимущественно флюоритового, агрегата с обломками раннего флюорита (5). Флюорит частично замещает слоистый агрегат и более поздний зернистый агрегат барита (б). В пустоте (7) выступают таблитчатые и призматические кристаллы барита (8) и кубические кристаллы светлоокрашенного позднего флюорита (9) , обрастающего обломки кокард фиолетового флюорита (1).
Рисунок не отражает количественных соотношений флюорита и барита в отдельных слоях зернистого агрегата, подчеркивая лишь геометрию слоев, отлячающихся по окраске. В прозрачных шлифах можно видеть незакономерное чередование слоев тонкозернистого флюорита, содержащего по меньшей мере 1-2 % каолинита, слоев преимущественно флюоритовых, с вкрапленностью кристаллических зерен барита, слоев преимущественно баритовых и флюорит-баритовых.
     Отдельные слои флюорита содержат вкрапленность идиоморфных удлиненных кристаллов барита. Среди них можно выделить три-четыре зарождения, отличающиеся размером кристаллов (например, 1-е зарождекие 100 -150 мкм., 2-е - около 50 мкм., 3-е - около 10 мкм.). Зернистые слои барита сложены сросшимися зернами с извилистыми границами, к которым приурочены цепочки мельчайших разобщенных кубов флюорита. Кубические кристаллы флюорита в кристаллических зернах барита, имеющих 0,3 - 0,5 мм. в поперечнике, достигают 15 мкм., чешуйки минерала группы каолинита - примерно 20 мкм.
Нет признаков замещения или коррозии одного минерала другим; часто встречаются пойкилиты барита, свидетельствующие о росте зерен барита в каком-то вязком осадке (в иле), содержащем мельчайшие взвешенные кристаллы флюорита.

     Рассмотрим ориентировку и морфологию кристаллов барита. Прежде всего намечаются признаки своеобразного геометрического отбора: кристаллы, ориентированные под небольшим углом к основанию, практически отсутствуют, в связи с консервацией таких зародышей зернистым материалом. Количество разобщенных кристаллов барита убывает по мере их укрупнения - факт, свидетельствующий о близости скоростей отложения осадка и роста лишь субвертикально ориентированных кристаллов. Одновременно с ростом крупных кристаллов в моменты замедления отложения осадка появляются, но быстро консервируются несколько зародышей мелких призматических кристаллов барита.
     Показательно, что многие крупные кристаллы барита могли разрастаться лишь ребрами, образуя скелетные кристаллы. В морфогенетическом отношении ступенчато-конические основания таких кристаллов барита сходны с основаниями ступенчатых кристаллов берилла [2]. Они являются индукционными по своей природе и свидетельствуют об одновременном формировании кристалла и осадка или зернистого агрегата. Участки расширения кристаллов барита - показатели увеличения относительной скорости роста кристаллов барита по сравнению со скоростью отложения осадка (осаждения зернистого агрегата) или перерыва в осаждевви последнего.

     Сходные структуры совместного образования лучистых сростков кристаллов и глинисто-кальцитового осадка, перешедшего затем в зернистый агрегат кальцита, обнаружены в кальцитовых жилах Хайдарканского ртутного месторождения. В лежачем боку жил и особенно в раздувах часто наблюдаются субгоризонтально-полосчатые агрегаты, сложенные зернистым кальцитом (рис. 2). Основная масса таких агрегатов состоит из плотного тонкозернистого кальцита, содержащего примесь глинистого материала и окрашенного тонкодисперсным гематитом (рис. 2, 2). Наблюдаются прослои, сложенные существенно глинистым материалом (З). Отдельные слои агрегата тонкозернистые, другие (реже) - крупнозернистые; встречаются прослои, сложенные округлыми пизолитами концентрически-зонального строения (4). В пределах одного слоя можно видеть признаки гравитационной сортировки материала по размеру частиц: в основании слой сложен относительно более крупными зернами кальцита.
     В отмеченных кальцитовых жилах наблюдается повсеместно переслаивание зон, сложенных зернистым осадком, с зонами друзового строения (рис.2). В отдельных участках возникают структуры одновременного роста друз лучистых сростков кристаллов кальцита (рис.2, 5) и зернистого агрегата. Характерен прогиб слоев осадка между кристаллами кальцита, грубые ⌠индукционные■ поверхности кристаллов на контакте с зернистым агрегатом, маркировка отдельных зон кристалла глинистым материалом.

     Число примеров одновременного образования осадка и кристаллов в отстойниках нетрудно увеличить, привлекая объекты из других крустификационных жил и месторождений.
     С другой стороны, рассмотренные примеры одновременного образования индивидов и агрегатов в отстойниках позволяют по-иному расшифровать ряд аналогичных гравитационных текстур, рассматривавшихся ранее как текстуры перекристаллизации.
     Наиболее показательна в этом отношении интерпретация слоистых агрегатов полосчатого мелкозернистого кварца с шестоватыми ⌠метакристаллами■(⌠метабластами■) кварца из Забайкалья, изображенных на рис.4 и 5 в работе А.А. Ивановой [4] и на рис.31 у В.С.Кормиллцкна [5], а также ⌠бластокристаллов■ кальцита во ⌠вторичном известняке■ из Средней Азии, специально изученных А.В. Скропышевым [6].

     В первом случае геологические условия нахождения, характерный прогиб слоев токкозернистого кварца или адуляра около кристаллов кварца и обволакивание отдельных крупных кристаллов кварца тонкозернистым агрегатом, зоны геометрического отбора и ритмические крустификационные текстуры при направленности разрастания друз в одну сторону - все это свидетельствует об образовании кварц-адуляровых агрегатов и агрегатов из отстойкиков, рассмотренных нами выше, единым способом.
     Аналогичные осадки в лежачем боку асимметричной жилы описаны А.В. Скропышевым[6]. Здесь кристаллы кальцита развивались не путем перекристаллизации, как это предполагает автор, а росли одновременно с отложением тонкозернистого агрегата кальцита с примесью гидрослюд и окислов железа (⌠вторичный известняк■ по терминологии А.В.Скропышева) - доказательством этому служат текстурно-структурные особенности осадков, сходные с охарактеризованными примерами текстур из отстойников, признаки расщепления граней кристаллов кальцита и переход их в многоглавый скелетный рост (⌠своеобразные углубления■), геометрия взаимоотношений кристаллов, столбчатых корок и тонкозернистых осадков кальцита.

     Естественно, что при одновременном росте не происходит характерное для перекристаллизации (но не наблюдаемое в ⌠перекристаллизованном■ известняке) постепенное укрупнение зерен вокруг ⌠бластокристаллов■ - факт, отмеченный А.В. Скропышевым[6], но не нашедший своего объяснения.

     Отметим,  что расшифровка структур (текстур) одновременного роста практически однозначна, поскольку существуют все переходы в аналогичных морфогенетических взаимоотношениях ⌠индивид - агрегат■ среди гравитационно текстурированных агрегатов: от индивидов (кристаллов и сферолитов) в массе зернистого агрегата до скоплений зернистого агрегата в массе одного индивида.
Ниже дается пример другого крайнего случая одновременного образования кристаллов и зернистых агрегатов.

     В районе Чаувайского месторождения ртути была обследована крупная полость раздува мощной кальцитовой жилы, инкрустированной друзовой корой, завершающейся скаленоэдрическими кристаллами кальцита. Кристаллы до 5 см. длиной; верхние части их окрашены карстовой глиной или дисперсным гематитом в красный цвет (рис. 3). Полость достигает 15 м. в поперечнике, уплощена в наклонной, почти вертикальной плоскости и имеет много боковых ответвлений. Дно полости представляет собой глыбовый завал. В составе глыб≈ вмещающие жилу известняки и обломки кальцитовой коры потолка полости. Характерно, что глыбы оказываются всесторонне обросшими скаленоэдрами кальцита, что указывает на их обрушение еще в заполненной минералообразующим раствором полости во время продолжавшегося роста кальцитовых друз. Обрушения меньших масштабов неоднократно происходили и впоследствии, на что указывают присыпки многочисленных обломков, неодинаково глубоко вросших в кристаллы кальцита. В состав присыпок входят обломки кристаллов кальцита и вмещающих жилу известняков.

     На рис.3 и 4 индивид выступает в качестве ⌠хозяина■, или субстрата, на котором одновременно с ним на верхней части скаленоэдров формируется зернистый агрегат кальцита и глинистого материала. Поскольку рост кристаллов происходит от вершин и ребер, часть осадка в момент прекращения осаждения материала обрастала кальцитом, а осадок в целом локализовывался в виде пятна с угловатыми в плане контурами. При отделении агрегата, а также при частичном (рис.4,а) или полном растворении его, на кристалле остается ступенчатое углубление с площадками погребенных граней скаленоэдра, свидетельствуюшими о колебаниях относительных скоростей роста кристалла и осаждения зернистого агрегата.
     Любопытно, что в таких условиях, как это видно на рис.3, агрегат приобретает некоторые внешние черты сходства со сферолитовыми корками, растущими совместно с кристаллом. И в том и в другом случае геометрия корок определяется послойным отложением вещества, независимо от того, отлагалось ли оно кристаллографически упорядоченно (в кристаллах и сферолитах) или неупорядоченно (в зернистых агрегатах).

     Факты совместного роста кристаллов и зернистых агрегатов одного и того же минерала не единичны и представляют большой генетический интерес. Условия, при которых скорость роста граней кристалла и скорость осаждения (консоллидации?) зернистого осадка практически равны, по-видимому, могут осуществляться различным способом. Так, например, в гетерогенных растворах, т.е. растворах, содержащих жидкую и дисперсную твердую фазы [9],  в то время как зернистый
агрегат формировался из зародышей-микроблоков, оседающих под действием силы тяжести, отдельные индивиды росли путем ориентированного присоединения к ним частиц молекулярных (или близких к ним) размеров, что позволило строить более упорядоченные самоочищающиеся в процессе роста кристаллы.

     Массовое образование кристаллических зародышей-микроблоков свидетельствует, скорее всего, о резких пересыщениях в результате падения давления [5; 4], но не всегда можно исключить и обратный вариант - например, закупорку верхних участков жил и в связи с этим резкое повышение давления и пересыщение фтором растворов, обогащенных кальцием.
     Не исключено и существование различных условий в растворах, выполняющих одну полость. Так, осадки на поверхности кристаллов, изображенных на рис.3, могли возникнуть из осаждающихся нерастворимых частиц или реликтов, образовавшихся при растворении или диспергировании вмещающих известняков в своде полости, в то время как в нижних частях происходил рост скаленоэдров из слабо пересыщенных растворов.

Представления о непременно нисходящем течении растворов как причине образования слоистых эернистых агрегатов [5;4], по меньшей мере не обоснованы. Бугристая поверхность и следы течения сверху вниз - указатели перемещения неконсолидированных дисперсных или коллоидных осадков под действием силы тяжести, которое может происходить и навстречу потоку. Дисперсные частицы оседают не только при движении растворов снизу вверх, но и при застойном режиме и в условиях ламинарного течения снизу вверх в участках завихрения и при снижении скорости потока. Косая слоистость зернистого осадка (см. рис.1) позволяет провести некоторую аналогию с русловыми отложениями и, может быть, служит указанием на субгоризонтальное перемещение осевшего под действием силы тяжести вещества.

Совместный рост кристаллов и зернистых агрегатов свидетельствует о близости скоростей роста граней и формирования слоев зернистого агрегата. Геометрия совместного роста кристалла-■хозяина■ и кристалла-включения и геометрия совместного роста слоистого зернистого агрегата-хозяина и кристалла-включения имеют элементы сходства. В отмеченных примерах она определяется соотношением скоростей осаждения слоев осадка и слоев растущего среди них индивида (кристалла или сферолита). Аналогичные взаимоотношения возникают при любом послойном и синхронном отложении вещества агрегата и индивида, например при послойном разрастании радиально-пластинчатых агрегатов мусковита, одновременно с которыми росли ступенчатые кристаллы берилла [2], при разрастании сферолитов, растущих на гранях кристаллов [8].
______________________________________________________________

Литература:
1). Ф.Я. Корытов.О зональности и рудных столбах флюоритовых месторождениях Забайкалья.≈ В кн.: Проблемы образования рудных столбов. М.: Наука, Новосибирск,1972.
2).Г.А.Дымкова.  К онтогевии ступенчато-пирамидальных кристаллов берилла / В кн.:Генезис минеральных индивидов и агрегатов
(онтогения минералов). М.: Наука,1965.
3). Ю.М. Дымков, В.В. Казанцев, В.А. Любченко. Крустификационные карбонатные жилы уран-арсенидного месторождения. / В кн.:"Месторождения урана: зональность и пара-
генезисы",М.: Атомиздат,1970.
4).А.А. Иванова. Флюоритовые месторождения Восточного Забайкалья. М.: Недра,1974.
5). В.С. Кормилицын. Рудные формации и процессы рудообразования (на примере Забайкалья).Л.: Недра,1973.
6).А.В. Скропышев. О перекристаллизации кальцита и распределении механических примесей в кристаллах. Зап. Всесоюзн. минерал.о-ва, 1961,ч. 90,вып.5.
7).Д.П. Григорьев. Онтогения минералов. Изд-во ЛГУ,1961.
8). Ю.М. Дымков.  Одновременный совместный рост кристаллов и сферолитов. / В кн.:Тр. Минералогического музея АН СССР,
1957,вып.8.
9).Н.П. Юшкин. Теория микроблочного роста кристаллов в природных гетерогенных растворах.- Изд. Коми ФАН СССР, Сыктывкар,197G
--------------------

Публиация: "Новые данные о минералах". М.: "Наука", 1981, вып.29, с.54-58

К содержанию раздела

 Интернет-публикация  приводится в рамках  Проекта  "Рисуя Минералы" и предназначена только для индивидуального прочтения.
При цитировании указание авторов и гиперссылка на сайт  http://www.mindraw.org обязательны

На Главную Rambler's Top100