Петрогенетичні аспекти спектроскопічних особливостей циркону із амфіболітів Чемерпільської структури Середнього Побужжя

Abstract

З метою якісної оцінки ступеня метаморфогенної перекристалізації порід за умов амфіболітової фації за допомогою методів фотолюмінесценції та інфрачервоної спектроскопії вивчено кристалохімічні особливості циркону (ступінь кристалічності, склад домішкових та власних дефектів) з різних парагенезисів амфіболітів Чемерпільської структури (північна частина Синицівського блоку Голованівської шовної зони). Для цирконів Середнього Побужжя такі дослідження проводились вперше. Отримані результати дозволяють зробити висновок, що в напрямку від біотитових до гранатових амфіболітів поступово зростає недосконалість структури (ступінь метаміктизації) кристалів циркону, яка супроводжується різким збільшенням концентрації воденьвмісних дефектів — ОН-груп, структурної молекулярної води та вакуольної води включень. Генетична інформативність варіацій одного з параметрів фотолюмінесценції — співвідношення інтенсивності смуг дефектів SiO₄³⁻• ОН⁻/SiO₂ пов’язується з криста лохімічними відмінностями циркону у вихідних та метаморфізованих породах і взаємодією його кристалів з водними флюїдами, що є діагностичною ознакою збагаченого водою мінералоутворювального середовища за умов амфіболітової фації. У біотитових амфіболітах Чемерпільської структури виявлено кристали циркону, які за своїми спектроскопічними параметрами відповідають глибинним основним магматичним породам. Це дозволяє вважати ці амфіболіти похідними від цих порід. Важливість цієї знахідки обумовлюється тим, що досі дослідники Середнього Побужжя мали справу лише з метаморфогенним цирконом, за ізотопним віком якого оцінювали вік метаморфічно змінених магматичних порід.

С целью качественной оценки степени метаморфогенной перекристаллизации в условиях амфиболитовой фации c помощью методов фотолюминесценции и инфракрасной спектроскопии изучены кристаллохимические особенности циркона (степень кристалличности, состав примесных и собственных дефектов) из разных парагенезисов амфиболитов Чемерпольской структуры (северная часть Синицевского блока Голованевской шовной зоны). Для цирконов Среднего Побужья такие исследования проведены впервые. Полученные результаты свидетельствуют о том, что при переходе от биотитовых амфиболитов к гранатовым постепенно возрастает степень несовершенства структуры кристаллов циркона. Процесс метамиктизации циркона сопровождается резким увеличением концентрации структурных водородсодержащих дефектов (ОН-групп, структурной молекулярной и вакуольной воды). Генетическая информативность вариаций параметра ФЛ — SiO₄³⁻• ОН⁻/SiO₂ связана с кристаллохимическими особенностями циркона исходных и метаморфизованных пород и с взаимодействием его кристаллов с водными флюидами, что служит диагностическим признаком обогащения минералообразующей среды водой в условиях амфиболитовой фации. В биотитовых амфиболитах Чемерпольской структуры были найдены кристаллы циркона, которые, согласно спектроскопическим параметрам, соответствуют глубинным магматическим основным породам. Это позволяет считать биотитовые амфиболиты производными от основных пород (габброидов). До сих пор исследователи Среднего Побужья, датируя метаморфогенный циркон, могли оценить только время метаморфического преобразования исходных магматических пород.

This article presents the crystalchemical study of accessory zircon from Chemerpil structure amphibolites (Northern part of Synytevskyi block of Golovanevsk Sutural zone of Ukrainian Shield). The precise photoluminescence (PhL) and infrared (IR) spectroscopy methods were used. For zircons from Middle Bug region such analysis was made for the first time. For individual zircon crystals from biotite- (Bt-) and garnet- (Gr-) amphibolites IR absorption and PhL spectra were recorded and interpreted. Origin and regular change of own and impurity defects composition and concentration were analysed.