Аннотация 3
Введение 4
Глава 1. Общая характеристика района исследований 6
1.1 История геологического развития Гималаев 7
1.2 Геологическое строение хребта Каракорум 12
1.3 Геологическое строение месторождения Хунза 14
Глава 2. Материалы и методы исследования 16
Глава 3. Общая характеристика мрамора месторождения Хунза 21
Глава 4. Минералогия месторождения 26
ПРОСТЫЕ ВЕЩЕСТВА 28
МЕТАЛЛИЧЕСКИЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИНТЕРМЕТАЛЛИДЫ. 28
СЕРНИСТЫЕ СОЕДИНЕНИЯ И ИХ АНАЛОГИ. 28
КИСЛОРОДНЫЕ СОЕДИНЕНИЯ. 29
СИЛИКАТЫ И ИХ АНАЛОГИ. 38
КАРБОНАТЫ. 45
СОЛИ КИСЛОРОДНЫХ КИСЛОТ. 49
ФОСФАТЫ. 50
ФТОРИДЫ. 50
ХЛОРИДЫ. 50
Глава 5. Химический состав минералов 51
5.1. Карбонаты 51
5.2. Характеристика корунда 52
5.3. Характеристика шпинели 54
5.4. Характеристика амфиболов 59
5.5. Характеристика слюд 68
5.6. Характеристика турмалина 77
Глава 6. Термометрия 79
6.1. Кальцит доломитовая термометрия 79
6.2. Амфибол-плагиоклазовая термометрия 80
6.3. Газово-жидкие включения 80
5.8. Обсуждение результатов 83
Заключение 89
Благодарности 90
Список литературы 91
Представленная работа посвящена изучению минералогии месторождения Хунза в Северном Пакистане. Данное месторождение знаменито благодаря добыче здесь ювелирного рубина и редчайшей ярко-синей “кобальтовой” шпинели, которые высоко ценятся на мировом рынке.
Долина р. Хунза, где располагается одноименное месторождение находится на севере горной системы Каракорум Центрально-Азиатского складчатого пояса. Месторождение локализовано в толще высокометаморфизованных мраморов, которые переслаиваются с биотит-гранатовыми гнейсами. Как и многие другие месторождения ювелирных рубина и благородной шпинели (Тураколума в Таджикистане, Джекдалек в Афганистане, Нангимали в Азад-Кашмире, Чумар в Непале, Могок и Монг Хсу в Мьянме, Лук Йен во Вьетнаме), его формирование связывают с коллизией Индийской и Евразийской плит в кайнозое.
Мрамор, слагающий месторождение, неоднороден по своим структурно-текстурным особенностям и минеральному составу. Главными минералами являются кальцит и доломит, среди второстепенных и акцессорных минералов были описаны корунд, шпинель, минералы из группы амфиболов и слюд, которые являются сквозными минералами в различных мраморах (Okrusch et al., 1976). Определение абсолютного возраста для включений циркона в зернах шпинели и флогопита в рубинах месторождения (Garnier et al., 2006) показало, что время кристаллизации минералов значительно разнесено во времени: возраст шпинели оценивается в 93,8-84,6 млн. лет, тогда как образование рубинов произошло на рубеже 10,8-5,5 млн. лет назад. При этом, если условиям формирования ювелирного рубина месторождения Хунза и других месторождений Гималайского складчатого пояса посвящена целая серия исследований (Giuliani et al., 2015; Garnier et al., 2006; 2008), то о формировании благородной шпинели в этих мраморах практически ничего не известно (Shellenbruch et al., 2021).
В этой связи становится очевидной актуальность данной исследовательской работы, целью которой является оценка условий образования ювелирного шпинели и корунда и предложение критериев для их локального поиска.
Для достижения этих целей был поставлен ряд задач:
1. Описание структурно-текстурных особенностей мраморов, их минерального состава и характера взаимоотношений между минералами;
2. Изучение химического состава минералов и распределения в них главных, второстепенных и примесных элементов;
3. Оценка физико-химических условий образования мраморов месторождения;
4. Изучение газово-жидких включений в шпинели для определения состава флюидной фазы при его кристаллизации
В ходе проведенного исследования установлено, что в составе мраморов месторождения Хунза присутствуют 76 минералов, из которых 62 были установлены впервые для данного месторождения.
По соотношению кальцита и доломита выделяется три типа мрамора: кальцитовый, кальцит-доломитовый и доломит-кальцитовый, которые отличаются по своим структурно-текстурным особенностям и набору второстепенных и акцессорных минералов.
Шпинель в мраморах представлена тремя типами. В кальцитовом мраморе - это герцинит черного цвета с высокими содержаниями железа и микровключения шпинели, обогащенной Zn, в зернах корунда. В кальцит-доломитовом мраморе - это розовая (с низкими содержаниями литофильных элементов, Fe, Ti, Zn и Co, повышенным содержанием Cr) и синяя шпинель (с высокими содержаниями Fe и Co).
Корунд в мраморах представлен двумя типами, которые отличаются по типу вмещающего мрамора, цвету кристаллов и химическому составу. Первый тип - это корунд из кальцитового мрамора - имеет лиловый оттенок и характеризуется повышенным содержанием железа. Второй тип - это корунд из кальцит-доломитового мрамора - характеризуется повышенным содержанием Cr, Ti, V и более интенсивной рубиновой окраской. Корунды второго типа часто образуют каймы по кристаллам шпинели.
Реакционные взаимоотношения корунда и шпинели указывают на то, что оба типа корунда были образованы за счет замещения шпинели на двух различных этапах метаморфизма в разных типах мраморов.
Кальцит-доломитовый и амфибол-плагиоклазовый термометры указывают, что температуры метаморфизма, в процессе которого были образованы рассматриваемые мраморы, достигали 700-800 оС.
Установлено, что содержание Mg и Al в амфиболах можно использовать, как поисковый признак для предсказания нахождения ювелирных шпинели и корунда на конкретном участке обнажения.
Составы газово-жидких включений в кристаллах шпинели и корунда месторождения принципиально отличаются по составу, что указывает их образование на разных этапах метаморфизма.
