Способ определения относительного возраста контактирующих биотит-, амфиболсодержащих магматических пород

 

Изобретение относится к прикладной минералогии. Цель изобретения - повышение достоверности при одновременном расширении функциональных возможностей способа определения относительного возраста горных пород. Цель достигается использованием закономерностей изменения колориметрических параметров биотитов и амфиболов на контакте разновозрастных магматических либо ультраметаморфических пород. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

СООЭ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (g1)g С 01 Ч 9/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВМДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4448939/24-25 (22) 27.05.88 (46) 15.06,90. Бюл. Р 22

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (7i) Институт геохимии и физики минералов АН УССР (72) В.Ф,Гринченко, H.М.Хоменко, А.Н.Платонов и О.В.Зинченко (53) 550.84 (088.8) (56) Щербак Н,П.Петрология и геохронология докембрия западной части Украинского щита. — Киев: Наук. думка, 1975, с. 272.

Гамильтон E.È. Прикладная геохронология. — Л,: Недра, 1968, с. 256, Изобретение относится к прикладной минералогии, а именно к методам минералогического картирования биотит- и (или) амфиболсодержащих геологических тел, и может быть использовано для определения возрастной последовательности образования магматических иультраметаморфических пород при геолого-съемочных работах любого масштаба и целевого назначения.

Цель изобретения — повышение достоверности при одновременном расширении функциональных возможностей сгособа.

Способ предназначен для определения временной последовательности образования широкой гаммы (от кислых и целочных до основных) магматических либо ультраметаморфических биотит- и амфиболсодержащих пород, имеюцих между собой контакты нетектони .еского типа.

„SU 5 529 А1

2 (5u) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИтЕЧЬНОГО ВОЗРАСТА КОНТАКТИРЛОЩИХ БИОТИТ-, АМФИБОЛСОДЕРЖАЩИХ ИАГМАТИЧЕСКИХ ПО

РОД (57) Изобретение относится к прикладной минералогии. Цель изобретения— повышение достоверности при одновременном расширении функциональных воэможностей способа определения относительного возраста горных пород. Цель достигается использованием закономерностей изменения колориметрических параметров биотитов и амфиболов на контакте разновозрастных магматичес" ких либо ультраметаморфических пород.

3 B ф-лы, 1 HJ1

Промежуточные члены изоморфного ряда магнезиально-железистых слюд— биотиты, кальциевые и целочные амфиболы — являются породообразуюцими МинЬ- CA ралами в большинстве кислых, средних, 4 основных, щелочных и (реже) ультра- 0 основных пород, Эти минералы облада- Q3 ют интенсивной окраской, хорошо замет- Я ной в петрографических шлифах толциной

0,03 мм и варьирующей в достаточно широкой цветовой гамме. Экспериментально установлено, что основными типами оптически активных центров (ОАЦ) породообразуюцих биотитов и амфиболов, ф вызываюцими селективное поглощение света в видимом. спектральном диапазоне и вследствие этого обуславливающими их окраску, являются центры переноса заряда металл — металл (Fe Fe, Fe + - Ti ) и лиганд — металл (02

- Ее ", О Ti ). Опытным путем на

1571529 основании количественных колориметрических измерений доказано, что изме1 нение количественных соотношений между указанными ОАЦ определяет изменчивость окраски рассматриваемых групп минера— лов.

В лигандное окружение образующих

ОАЦ катионов переходных металлов переменной валентности в структурах био- о титов и амфиболов входят группы ОН оторые при физико-химическом воздействии на минерал сравнительно легкотеряют водород, Обычно .; в биотитах и амфиболах присутствуют в пропорциях,1g, определяемых кокретными условиями минералообразования, как ОН -группы, так и дегидроксилизированные анионы

0 - . Экспериментально установлено, что изменение соотношения между группами

О11 и дегидроксилизированного ионами

О в структуре амфиболов и слюд сопровождается изменениями в системе

ОАЦ этих минералов за счет валентных превращений:. образующих их катионов переходных металлов. Эти изменения протекают в направлении, обеспечивающем сохранение локального баланса зарядов. Так, потеря водорода сопровождается окислением ионов железа и, соответственно, возрастанием роли

0АН с участием Pe - эа счет Pe=+-содержащих центров, Указанный процесс

"перестройки" системы ОАЦ может происходить практически без изменения валового химического состава, но однозначно фиксируется по закономерным изменениям количественных параметров окраски минералов.

Факторами воздействия магматичес40 кого очага на приконтактовые зоны выступают в первую очередь температура и особенно флюидный поток, характеризующийся строго определенными параметрами окислительно-восстанови.тельного потенциала, кислотности-ще45 лочности и т.д,, геНетически связанными с физико-химическими параметрами материнской магмъг. Проникая в приконтактовые участки вмещающих пород, этот флюидный поток реагирует с минералами, вызывая их кристаллохимическую перестройку в соответствии с изменившимися условиями среды. В силу рассмотренных выше особенностей строенйя такой перестройке наиболее легко подаются гидроксилсодержащие магнезиально-железистые силикаты сложного состава — биотиты и амфиболы, что делает их наиболее чувствительными минералами-индикаторами контактовых воздействий даже при ве"ьма близком химическом составе контактирующих пород.

Таким образогл, физической основой способа является фиксирование структурно-химических преобразований на уровне электронно-атомных систем ОАЦ индикаторных минералов приконтактовых участков более древних вл ещающих под воздействием флюидного потока магматического очага, Эти преобразования выявляются ко изменению окраски индикаторных минералов приконтактовых эон в сторону сближения их колориметрических параметров с колориметрическими параметрами соответствующих минералов более молодой породы.

Способ иллюстрируется примером.

Исследованы вскрытые в керне скважины в северо-западной части щита. породы контактирующих массивов габ-r броидов интруэивного облика и дубовецких диоритов. Для установления относительного возраста этих интруэивных образований были изготовлены стандартные петрографические шлифы пород обоих типов иэ образцов, отобранных по обе стороны от контакта на удаление от него более 20 м (центральные части тел), в 2-2,5 м и непосредственно у контакта.

В шлифах под микроскопом выбирали неизменные зерна биотита (по 1 зерну в шлифе). От этих зерен на однолучевом автоматизированном микроспектрометре по точкам с шагом 5 нм получали поляризованный (Е с) спектр поглощения в диапазоне 380-775 нм. Далее из полученньгх значений коэффициентов поглощения рассчи1гывали колориметрические параметры исследованных образцов в системе XYZ.

Далее фигуративные точки исследованных образцов выносили на колориметрическую диаграмму в координатах цветности Х, Y. Точки, соответствующих образцам биотита из центральных частей контактирующих пород, отмечены на диаграмме буквами А (габброиды), Б (диориты), Фигуративные точки биотита из приконтактной эоны дубовецких диоритов Б, (2 м от контакта) и; Бг (контакт) располагаются в непосредственной близости от точки Б, свидетельствуя об идентичности систем ОАЦ

5 15715 всех трех образцов. Точки биотитов из отобранных на различном удалении от контакта образцов габброидов занимают промежуточное положение между биотитом иэ центральной части тела габброидов и биотитами дубовецких диоритов (тс:ка А„, 3 м от контакта) или попадают в область сосредоточения фигуративных точек биотитов иэ диоритов (А, контакт). Следовательно, биотит из прнконтактовой зоны габбороидов претерпевает изменение системы ОАЦ и, следовательно, окраски, приближаясь по ее количественным параметрами к биотитам дубовецких диоритов. Этот процесс происходит в результате воздействия потока флюидов, выделяющихся иэ магматического очага интрузии дубовецкнх диоритов в 20 ранее образовавшиеся вмещающие породы. Таким образом, установленные на количественном уровне закономерные изменения окраски биотита позволяют сделать вывод о более молодом воэрас- 25 те дубовецких диоритов по отношению к массиву габброидов..

Как следует из примера, предлагаемый способ определения относительного возраста контактирующих магматических или ультраметаморфических пород расширяет функциональные возможности способа-прототипа, поскольку позволяет вовлекать в исследования недоступный для прототипа круг объектов вследствие возможности изучения образца пород, претерпевших контактное воздействие, значительного уменьшения по сравнению с грототипом требуемого для исследования количества вещества (20 кг и 50-1,00 г соответственно) и

40 использования петрографических шлифов без дополнительного отбора проб на выделение монофракций, что в ряде случаев невозможно или требует больших дополнительных затрат (например, в случае изучения материалов бурения при отсутствии керна скважин либо его недостаточном колич стве для выделения монофракций). орм ула из о бр етения

1. Способ определения относитель ного возраста контактирующих биотит-, амфиболсодержащих магматических пород, включающий отбор образцов пород по обе стороны от контакта, приготовление петрографических шлифов и их минералогический анализ, о т л и ч а ютем, что, с целью повышения достоверности при одновременном рас.ширении функциональных возможностей способа, дополнительно производят отбор проб с каждой стороны от контакта в доке приконтактовых изменений и не менее двух образцов в неизменных породах массивов на различном удалении от контакта, в шлифах проводят спектрометрирование экрана индикаторного минерала в видимом диапазоне длин волн и определяют расчетным путем его колориметрические параметры, которые наносят на график в координатах цветности Х, У колориметрической системы )YZ проводят тренданализ каждой их двух соответствующих разным сторонам контакта совокупности фигуратквных точек и по отсутствию тренда в одной совокупности и его наличию в другой совокупности в сторону сближения с колориметрическими параметрами первой по мере приближения места отбора проб к контакту судят о более древнем возрасте породы, представленной второй совокупностью.

2, Способ по п.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве индикаторного минерала используют биотит в биотитсодержащих породах, при этом спектрометрирование производят в поля" рнзованном свете с ориентировкой век-. тора Е перпендикулярно кристаллографической оси С.

3. Способ по и.1, о т л и ч а ю— шийся тем, что в качестве индикаторного минерала используют амфибол в беэбиотитовых породах, при этом спектрометрирование проводят в поляризованном свете с ориентировкой вектора Е параллельно крис таллографической оси Ь.

157 1529 аи аи а JE 0,40 g42

Редактор A.Ìàêîâñêàÿ

Заказ 1510

ВНИИПИ Государственного

113035, Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина, 101

ЮЗО (Составитель А.Величко

Техред Л.Серд окова Корректор Н.Король

Тираж 414

Г f \ комитета но изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

Москва, Ж."35, Раушская наб., д. 4/5