ТИПЫ ПЕГМАТИТОВ ИЛЬМЕНСКИХ ГОР И ИХ МИНЕРАЛОГИЯ

На территории полигона практики в Ильменских горах, по минералогическому составу и возрасту выделяют три основные группы пегматитов: 1). гранитные домиаскитовые; 2). миаскитовые; 3). гранитные послемиаскитовые. Все группы пегматитовых жил образовались путем кристаллизации остаточного силикатно-водного флюида, производного соответствующей магмы – гранитной или миаскитовой. Абсолютный возраст пегматитов составляет 220 – 230 млн. лет, т.е. является пермь-карбоновым.

Гранитные домиаскитовые пегматиты принято делить на две подгруппы: а). древние гранитные и б). полевошпатовые. В свою очередь гранитные послемиаскитовые пегматиты разделяют на подгруппы: а). молодые гранитные и б). амазонитовые (рис. 4).
9.1. Древние гранитные пегматиты

Данные пегматитовые жилы были выделены в Ильменских горах в самостоятельную группу И.А. Малаховым (1959) и позже детально изучены Л.К. Богомоловой (1961). По составу и строению среди древних гранитных пегматитов выделяют:

1). Кварц-олигоклазовые маломощные жилы с небольшим количеством темноцветных минералов, субсогласные с гнейсовидностью вмещающих пород. Для них характерна пегматоидная структура, отсутствие видимых экзоконтактовых изменений и акцессорной минерализации (копи № 23, 39, 56, 150, 224, 350).

2). Кварц-олигоклазовые секущие, субширотные жилы, характеризующиеся отсутствием графических срастаний полевого шпата и кварца. Из акцессорных минералов отмечены: магнетит, циркон, ортит, бетафит и др. (копи № 36, 58, 57, 60).

3). Кварц-двуполевошпатовые пегматиты субмеридионального простирания, протяженностью до 1 км, мощностью до 15 м. Акцессорные минералы развиты незначительно, это: магнетит, ортит, роговая обманка, мусковит, флюорит, апатит, циркон. Жилы данного типа вскрыты копями № 150, 151, 223, 224 и др.

4). Кварц-анортоклазовые пегматиты в виде субширотных маломощных жил, мощностью до 0,5 м (копь № 59).

5). Кварц-ортоклазовые пегматиты субмеридионального простирания, мощностью до 20 м (копь № 50).

В пределах миаскитового массива Ильмен-Тау данные пегматиты не отмечены, а в отдельных точках наблюдения древние гранитные пегматиты секутся полевошпатовыми и миаскитовыми пегматитами, что свидетельствует об их более древнем возрасте.

Рис. 4. Схема геологического строения Ильменских гор и основные районы развития пегматитов

Полевошпатовые пегматиты иначе называются сиенитовыми или фельдшпатолитовыми. Они известны в Ильменских горах с середины VIII века, когда около озера Аргаяш «ломали белую слюду». К данному типу относятся:

1). Пироксен-плагиоклазовые метасоматические жилы (копи № 15, 20, 59, 65, 99, 158 и др.), сложенные в основном, плагиоклазом с небольшим количеством щелочного пироксена (эгирин-авгита). В качестве акцессорных минералов в них встречаются молибденит, повелит, магнетит, пирохлор, эшинит, циркон, ортит, титанит.

2). Плагиоклазовые жилы, сложенные мелкозернистым агрегатом альбита-олигоклаза с подчиненным количеством биотита. Акцессорные минералы в них – это магнетит, циркон, пирохлор, титанит, апатит, ортит, эшинит (копи № 17, 23, 26, 32, 39, 43, 49, 56, 75 и пр.).

3). Двуполевошпатовые пегматиты, которые составляют большинство известных жил данного типа (вскрыты многочисленными копями: № 12, 17, 18, 20-24, 26, 28, 57, 60, 123, 146, 181, 205, 216 и т.п.). Образуют разнозернистые (от мелко- до гигантозернистых по структуре) жилы субмеридионального, либо диагонального простирания протяженностью до 100 м и мощностью до 10 м. Полевые шпаты представлены альбит-олигоклазом и анортоклазом (Na, K)[AlSi₃O₈]. Биотит выступает второстепенным минералом (до 10 %). Акцессории: магнетит, циркон, пирохлор, ортит, эшинит, апатит, титанит.

4). Анортоклаз-биотитовые пегматиты, сложенные преимущественно анортоклазом. Акцессорными минералами данных жил выступают: магнетит, циркон, бетафит, эшинит, ортит (копи № 23, 222).

5). Мусковит-плагиоклазовые пегматиты, вскрытые большим количеством копей в полосе гнейсов и амфиболитов юго-восточной оконечности Ильменских гор. Данные жилы образуют субширотные, либо диагональные крутопадающие тела. Главные минералы в них: альбит-олигоклаз и мусковит (до 10 %), второстепенные – маложелезистый биотит. Акцессорными минералами выступают: магнетит, циркон, эшинит, ортит, пирохлор, апатит, монацит, самарскит (копи № 39, 40, 42-48, 56, 57, 67 и др.). Мусковит-плагиоклазовые жилы нередко пространственно связаны с миаскитовыми пегматитами, являясь как бы периферической зоной последних. Мусковит-плагиоклазовые жилы пересечены различными жилами поздних гранитных пегматитов.

Типоморфной особенностью полевошпатовых пегматитов является практически полное отсутствие в их составе кварца. Полевошпатовые пегматиты локализованы главным образом в породах восточного экзоконтакта Ильменогорского миаскитового массива. Основной район их развития вытянут в виде полосы с севера на юг от озера Миассово до Большого Ильменского болота. Ширина этой полосы на севере составляет 1 км и к югу увеличивается до 7 км. Полевошпатовые пегматитовые жилы являются продуктом мощного и длительного щелочного процесса, продолжавшегося после формирования миаскитового массива Ильмен-Тау. Данные пегматиты можно рассматривать как жильную фацию миаскитов, отвечающую стадии фенитизации вмещающих миаскитовую интрузию пород. Полевошпатовые пегматиты образовались в трещинах пород из щелочных флюидов, генетически связанных с миаскитовой интрузией, как путем метасоматического замещения притрещинных зон пород (в начальные фазы процесса), так и путем прямой кристаллизации в трещинных полостях (в завершающих фазах процесса). Температурный интервал при этом, по данным гомогенизации газово-жидких включений в минералах, составлял 500 – 600 ^оС.
9.3. Миаскитовые пегматиты

Иначе миаскитовые пегматиты называются пегматитами нефелиновых сиенитов. Подавляющее большинство жил миаскитовых пегматитов находится в миаскитах, тяготея к южному и юго-восточному экзоконтактам Ильменогорского массива. В юго-восточной части района жилы миаскитовых пегматитов имеют в основном субширотное простирание, крутое северное падение и характеризуются незначительной протяженностью до первых метров. Все эти пегматиты сложены микроклином и олигоклазом (около 40 %), нефелином (15 – 20 %), железистым биотитом – лепидомеланом (около 5 %). Второстепенными минералами в них служат канкринит, содалит и мусковит. Набор акцессорных минералов следующий: циркон, апатит, магнетит, титанит, пирохлор, эшинит, колумбит, флюорит, ильменорутил. Структура пород обычно крупнозернистая, но иногда в виде зон или полос отмечаются мелкозернистые агрегаты. В главных минералах миаскитовых пегматитов (ПШ, нефелин) часты явления распада твердых растворов, что проявляется в формировании у них т.н. «лунных» и «солнечных» оптических эффектов.

По минералогическому составу среди миаскитовых пегматитовых жил выделяют два подтипа:

1). Нефелин-полевошпатовые жилы (вскрыты копями № 1-11, 16, 19, 57, 76, 78, 92, 98, 104, 109, 120, 126, 130 и рядом других).

2). Нефелин-канкринит-полевошпатовые жилы (копи № 7, 9, 114, 115 и др.).

Миаскитовые пегматиты несколько моложе полевошпатовых, т.к. во многих точках наблюдения секут их. Особенностями миаскитовых пегматитов являются: отсутствие в их составе кварца, наличие щелочных фельдшпатоидов – прежде всего нефелина, в меньшей степени – канкринита и содалита, наличие «лунного» или «солнечного» эффектов в светлоокрашенных полевых шпатах. Зональность в миаскитовых пегматитах проявлена крайне слабо, тогда как их цветной индекс мал и они создают визуальное ощущение светлоокрашенной породы по сравнению с вмещающими их метаморфическими комплексами. На картируемой территории жилы миаскитовых пегматитов тяготеют к западной части, приближенной к массиву нефелиновых сиенитов Ильмен-Тау. Миаскитовые пегматиты генетически связаны с интузивным щелочным комплексом Ильмен-Тау и образовались путем выполнения полостей при широком участии процессов внутрижильного метасоматоза. Об этом косвенно свидетельствуют процессы альбитизации, мусковитизации, флюоритизации, цеолитизации и т.п. Образование данных пегматитов занимало длительный отрезок времени после становления интрузива, что проявилось в значительной вариации их состава, связанной с эволюцией среды минералообразования. Температура среды минералообразования при этом охватывала интервал 650 – 550 ^оС.

Отдельная группа пегматитовых жил – это корундово-полевошпатовые пегматиты.

На территории полигона практики данный тип пегматитовых жил практически не встречается, т.к. пространственно они приурочены к северной части Ильменского заповедника. Картирование и изучение данных пегматитовых жил не входит в программу практики, ознакомление с ними осуществляется в рамках экскурсионного посещения Геологического музея.

9.4. Молодые гранитные пегматиты

Отдельный тип молодых гранитных пегматитов был выделен Л.К. Богомоловой (1961). Было отмечено, что подобные жилы кислого состава секут все предыдущие, имеют в большинстве случаев северо-западное или субширотное простирание и специфический минеральный состав, где типоморфными минералами являются чевкинит, малакон и пироксен. Молодые гранитные пегматиты локализованы, преимущественно, в зоне восточного эндо- и экзоконтактов миаскитового массива на расстоянии 3 - 4 км от него. Наличие редкометально-редкоземельной специализации акцессорных минералов указывает на связь данных пегматитов с одной из заключительных стадий щелочного магматического процесса, связанного с миаскитовой интрузией. Жилы молодых гранитных пегматитов несколько различаются по минеральному составу, и по этому признаку могут быть разделены на три подтипа:

1). Кварц-анортоклазовые пегматиты (иногда графические). С акцессориями: титанитом, эшинитом (копи № 346, 350, 354, 368, 385…).

2). Кварц-микроклиновые графические пегматитовые жилы, вскрытые копями № 29, 31, 51, 67, 136, 368 и др.

3). Пироксен-кварц-полевошпатовые графические пегматиты с малаконом и чевкинитом (копи № 17, 20, 25, 124, 182, 183, 206, 216, 220, 405 и пр.).

Типоморфным признаком, позволяющим диагностировать молодые гранитные пегматиты, является хорошо выраженная зональность в строении данных жил, а именно, зачастую наблюдаются аплитовая и графическая зоны, зона блокового микроклина, а также зона блокового кварца (т.н. «кварцевое ядро»).

Считается, что молодые гранитные пегматиты были образованы в интервале температур 600 – 500 ^оС.

Амазонитовые пегматиты – один из первых объектов разработки и изучения в Ильменских горах. Первое научное упоминание о них относится к 1789 году. Амазонитовые гранитные пегматиты являются самыми поздними пегматитами Ильменских гор, т.к. секут все вышеперечисленные типы пегматитовых жил района. По своему составу это нормальные гранитные пегматиты, имеющие за редким исключением, более или менее мощные зоны графических срастаний кварца и полевых шпатов. Территориально они располагаются, в основном, с восточной и юго-восточной стороны от миаскитового массива Ильмен-Тау на расстоянии 1 – 3 км. Наиболее распространены маломощные (около 0,5 м), протяженные (до 150 – 200 м) жилы с короткими раздувами или без них. Простирание жил чаще широтное или диагональное. Амазонитовые пегматиты вскрываются многочисленными копями (№ 27, 35, 38, 50, 53-55, 57, 58, 60-63, 69-72, 74, 77, 100, 112 и мн. др.). Вмещающими их породами обычно служат гранито-гнейсы и амфиболиты.

По минерализации амазонитовые пегматиты существенно отличаются от других типов пегматитов Ильменских гор. Общее число минералов амазонитовых пегматитов превышает 60. Главные минералы данных пегматитов: кварц, микроклин, альбит; второстепенные: биотит, мусковит, гранат; акцессорные: ильменорутил, касситерит, магнетит, топаз, берилл, гематит, колумбит, микролит, фенакит, гельвин, турмалин, циркон, торит, монацит, флюорит. В некоторых жилах отмечены галенит, висмутин, пирит, арсенопирит, бетафит, козалит, рутил, ганит, ильменит, пирофанит, иксиолит, пирохлор, самарскит, танталит, фергусонит, бисмит, ортит, эшинит, эгирин-авгит, ферригастингсит, поллуцит, десмин, астрофиллит, чевкинит, триплит, вольфрамит, кальцит, родохрозит, бисмутит и др.

По составу и строению пегматитовых тел жилы амазонитовых пегматитов района могут быть разделены на три подтипа:

1). Кварц-микроклиновые графические пегматиты (копи № 27, 50, 69, 235, 239, 395 и др.).

2). Кварц-двуполевошпатовые ритмично-графические пегматиты (копи № 35, 58, 59, 60).

3). Кварц-микроклиновые пегматиты с зонами неравномернозернистого гранита (копи № 79, 88, 96…).

Амазонитовые пегматиты являются зрелыми, зональными. Внешней зоной обычно является аплитовая (зона гранит-аплита), сложенная мелкозернистым лейкократовым кварц-полевошпатовым агрегатом. Следующей к центру жил располагается анхи- или псевдографическая зона с хаотически ориентированными зернами кварца и КПШ. Далее следует т.н. графическая зона (или другими словами – зона кварц-полевошпатовой графики). Данная зона отвечает жаргонному термину «письменный гранит» или «еврейский камень», т.к. характеризуется закономерными срастаниями зерен кварца и микроклина, визуально напоминающими древние письмена. Еще ближе к центу расположена зона блокового микроклина, практически нацело представленная крупными кристаллами КПШ. Осевая часть гранитных пегматитовых жил представлена зоной блокового кварца (т.н. кварцевое ядро). В приосевых частях жил располагаются «занорыши», т.е. пустоты, в которых, в условиях свободного роста кристаллизуются ювелирно-поделочные минералы (топазы, турмалины, бериллы, цирконы и пр.) и руды редких и рассеянных химических элементов. Подобная зональность зачастую осложняется наличием метасоматических зон.

Амазонитовые пегматиты образовались путем раскристаллизации в трещинных полостях водно-силикатного флюида заключительных стадий щелочного процесса, связанного с миаскитовой интрузией. Температура образования амазонитовых пегматитов охватывает интервал 600 – 450 ^оС с последующим снижением до 400 – 200 ^оС.

Состав пегматитовых жил района последовательно меняется от гранитного к сиенитовому и затем снова к гранитному, демонстрируя проявления генетически различных процессов минералообразования. При этом закономерно меняется состав основных минералов, число и состав акцессориев. Так в древних гранитных пегматитах преобладают кислые плагиоклазы; в полевошпатовых и миаскитовых развиты плагиоклазы, микроклины и анортоклазы; в молодых гранитных пегматитах преобладают анортоклазы и микроклины; а в наиболее молодых, амазонитовых доминирующим КПШ является микроклин (амазонит). Если для древних гранитных пегматитов характерна бедная акцессорная минерализация редкоземельной специфики (бетафит, ортит, титанит, апатит, рутил), для миаскитовых и молодых гранитных пегматитов она редкометально-редкоземельная (циркон, пирохлор, колумбит, самарскит, эшинит, ортит, торит, апатит, титанит, чевкинит), то для амазонитовых пегматитов она имеет сугубо редкометальную специфику (берилл, фенакит, стюверит, касситерит, колумбит-танталит, гельвин, циркон, иксиолит и др.).

Длительная история формирования жильного поля Ильменских гор в сложном геологическом блоке обусловила колоссальное разнообразие состава и строения пегматитов. Исходя из общеизвестной классификации кислых пегматитов Гинзбурга А.И., в Ильменах на одном эрозионном срезе встречаются керамические пегматиты больших глубин (более 11 км) – древние гранитные и полевошпатовые, а также пегматиты умеренных и малых глубин (6,0 – 1,5 км) с редкометальной минерализацией и друзовыми полостями – молодые гранитные и амазонитовые.

По числу новых минералов, открытых впервые в мире, Ильменские горы стоят на втором месте после не менее известного своей богатейшей минералогией, Кольского полуострова (Хибинские горы). Здесь, на площади всего 303,8 кв. км насчитывается 268 минералов, из них 16 – открыты именно в Ильменах; свыше 70 различных по генезису горных пород. Вскрывают все эти природные богатства более 400 горных выработок.

1. 
   Ильменит (А. Купфер, Г. Розе; 1827 г.)
   
2. 
   Эшинит – (Ce) (И. Берцелиус; 1828 г.)
   
3. 
   Монацит – (Ce) (Я. Брейтгаупт; 1829 г.)
   
4. 
   Канкринит (Г. Розе; 1839 г.)
   
5. 
   Чевкинит – (Ce) (Г. Розе; 1840 г.)
   
6. 
   Хиолит (Р. Герман, И. Ауэрбах; 1846 г.)
   
7. 
   Самарскит – (Y) (Г. Розе; 1847 г.)
   
8. 
   Ильменорутил (Н. Кокшаров; 1856 г.)
   
9. 
   Фергусонит – бета – (Ce) (Б. Макарочкин; 1965 г.)
   
10. 
    Ушковит (Б. Чесноков; 1983 г.)
    
11. 
    Свяжинит (Б. Чесноков; 1984 г.)
    
12. 
    Макарочкинит (В. Поляков; 1986 г.)
    
13. 
    Фторорихтерит (А. Баженов; 1993 г.)
    
14. 
    Фторомагнезиоарфведсонит (А. Баженов; 1998 г.)
    
15. 
    Калийферрисаданагаит (А. Баженов; 1999 г.)
    
16. 
    Поляковит (В. Попов; 2000 г.)
    

по геологическому строению и минералогии пегматитов Ильменских гор

1. 
   Архиреев И.Е., Масленников В.В., Макагонов Е.П., Кабанова Л.Я. Южно-Уральская нефритоносная провинция // Разведка и охрана недр, № 3, 2011, С. 17 – 22.
   
2. 
   Баженов А.Г. Особенности химизма амфиболитов Ильменогорского комплекса // Метаморфические породы в офиолитовых комплексах Урала. Свердловск, 1979, С. 26 – 38.
   
3. 
   Бахтин А.И., Морозов В.П., Лопатин О.Н. Геологическое строение Ильменских гор. Казань, 1997, 52 с.
   
4. 
   Бетехтин А.Г. Минералогия. Госгеолиздат, 1950, 957 с.
   
5. 
   Варлаков А.С. Петрология процессов серпентинизации гипербазитов складчатых областей. Свердловск, 1986, 220 с.
   
6. 
   Варлаков А.С., Кузнецов Г.П., Кораблев Г.Г., Муркин В.П. Гипербазиты Вишневогорско-Ильменогорского метаморфического комплекса (Южный Урал). Миасс, 1998, 197 с.
   
7. 
   Глубинное строение и металлогения подвижных поясов. М.: Недра, 1990, 192 с.
   
8. 
   Гроденский Г.Р. По Ильменскому заповеднику. Москва, 1951, 128 с.
   
9. 
   Дунаев В.А., Краснобаев А.А. Об абсолютном возрасте пород Ильменских гор // Ильменогорский комплекс магматических и метаморфических пород. Свердловск, 1971, С. 48 – 57.
   
10. 
    Заварицкий А.Н. Геологический и петрографический очерк Ильменского минералогического заповедника и его копей. М.: Наука, 1938, 307 с.
    
11. 
    Иванов Е.Н., Баженов А.Г., Кошевой Ю.Н. Петрография и петрохимия гранитных мигматитов Ильменогорского щелочного комплекса // Щелочные породы и гранитоиды Южного Урала. Свердловск, 1979, С. 61 – 77.
    
12. 
    Ильменский заповедник. Челябинск, 1991, 160 с.
    
13. 
    Ильменогорский комплекс магматических и метаморфических пород. Свердловск, 1971, 209 с.
    
14. 
    Иванов С.Н., Самыгин С.Г. Формирование земной коры Урала. М.: Наука, 1986, 135 с.
    
15. 
    История развития Уральского палеоокеана. М.: ИО АН СССР, 1984, 164 с.
    
16. 
    Кобяшев Ю.С., Никандров С.Н., Вализер П.М. Минералы Ильменских гор. Миасс, 2000, 118 с.
    
17. 
    Колисниченко С.В. Удивительные минералы Южного Урала. Изд-во «Аркаим», 2004, 296 с.
    
18. 
    Корчагин В.В., Тимесков В.А. Учебные практики по геологической съемке в области развития магматических образований. Казань, 1976, 38 с.
    
19. 
    Краснобаев А.А. О возрасте гранитизации и природе субстрата гнейсов Сысертско-Ильменогорского комплекса // Ежегодник – 1977 ИГГ УНЦ АН СССР. Свердловск, 1978. С. 7 – 12.
    
20. 
    Краснобаев А.А. Циркон как индикатор геологических процессов. М.: Наука, 1986. 147 с.
    
21. 
    Левин В.Я. Щелочная провинция Ильменских-Вишневых гор (формация нефелиновых сиенитов Урала). М.: Наука, 1974, 222 с.
    
22. 
    Лопатин О.Н., Морозов В.П. Учебное пособие к лабораторным занятиям по минералогии. Казань, 1990 или 2000 (второе издание), 124 с.
    
23. 
    Магматические и метаморфические формации Урала. М.: Изд-во МГУ, 1987, 188 с.
    
24. 
    Милановский Е.Е. Рифтогенез в истории Земли. М.: Недра, 1987, 298 с.
    
25. 
    Овчинников Л.Н., Степанов А.Н. и др. Обзор данных по абсолютному возрасту геологических образований Урала // Магматические формации, метаморфизм и металлогения Урала. Т. 1. Свердловск, 1969, С. 173 – 204.
    
26. 
    Панков Ю.Д. Ильменогорский метаморфический комплекс // Ильменогорский комплекс магматических и метаморфических пород. Свердловск, 1971, С. 57 -64.
    
27. 
    Петрографический словарь. М.: Недра, 1981, 496 с.
    
28. 
    Попова В.И., Попов В.А., Поляков В.О., Щербакова Е.П. Пегматиты Ильменских гор. Свердловск, 1971, 67 с.
    
29. 
    Роненсон Б.М., Утенков В.А., Левин В.Я. Некоторые проблемы Ильменских гор // Бюлл. МОИП, 1984, Т. 59, Вып. 1, С. 56 -66.
    
30. 
    Унифицированная стратиграфическая схема Урала (докембрий, палеозой). Екатеринбург, 1993, 25 с.
    
31. 
    Чесноков С.В. К структурной эволюции гнейсовых куполов. Складки волочения в куполах Восточно-Уральского антиклинория // ДАН АН СССР, 1996, Т. 167, № 4, С. 69 – 73.
    
32. 
    Чесноков С.В. Проблема Ильменогорских гнейсов // Ильменогорский комплекс магматических и метаморфических пород. Свердловск, 1971, С. 82 -95.