Введение

Крошечные срастания кварца и полевого шпата в породах.

Мирмекит – это вермикулярное, или червеобразное, срастание кварца в плагиоклазе. Эти срастания микроскопических размеров, обычно с максимальными размерами менее 1 миллиметра. Плагиоклаз богат натрием, как правило, альбитом или олигоклазом. Эти кварц-плагиоклазовые срастания связаны с калийным полевым шпатом и обычно с ним контактируют. Мирмекит формируется в метасоматических условиях, как правило, в связи с тектоническими деформациями. Его необходимо чётко отличать от микрографических и гранофирических срастаний, которые имеют магматическое происхождение.

Этимология

Слово мирмекит происходит от древнегреческого μὑρμηχἰα (бородавка) или μὑρμηξ (муравей) и впервые было использовано Якобом Седерхольмом в 1899 году для описания этих структур.

Римовый мирмекит

Это начальная стадия K-метасоматизма в катакластически деформированных магматических плутонных породах. Разрушение происходит преимущественно по границам зерен, а K-метасоматизм может локально замещать ободки зонированных кристаллов плагиоклаза, формируя интерстициальный щелочной полевой шпат и ободковый мирмекит (см. иллюстрацию).

Мирмекит, похожий на бородавку

Когда тектонические напряжения возрастают и катаклаз становится более интенсивным, происходит внутреннее разрушение кристаллов, и кристаллы плагиоклаза с альбитовыми двойниками изгибаются. Вследствие этого K-метасоматизм может проникать глубже в кристаллы и усиливать свое воздействие. Происходит почти полная или полная замена плагиоклаза, что приводит к образованию бородавчатого мирмекита в местах неполной замены. На иллюстрации показан микроклин с тартановой двойниковкой, полностью заменивший плагиоклаз. Места неполной замены занимают бородавчатые образования мирмекита. Наблюдаются градации от пород, содержащих исключительно краевой мирмекит, до пород, содержащих как краевой, так и бородавчатый мирмекит, и, наконец, до пород, содержащих исключительно бородавчатый мирмекит. Важное наблюдение заключается в том, что максимальная крупность (трубчатый диаметр) кварцевых вермикул демонстрирует тесную корреляцию с содержанием кальция в исходном, незамещенном, не содержащем мирмекит магматическом плагиоклазе. Наиболее крупные вермикулы встречаются в метасоматизированных породах, где исходный плагиоклаз был наиболее кальциевым. Примером образования бородавчатого мирмекита служит кварцевый монзонит Твентинай Палмз (Twentynine Palms) в Калифорнии, образовавшийся из более древнего, но не датированного диорита.

Мирмакит-призрак

Это третий тип срастания кварца и полевого шпата в метасоматических гранитоидах. Этот процесс, как и прежде, зависит от тектонически деформированных кристаллов. В данном случае происходит неравномерное удаление Ca, Na и Al из деформированного плагиоклаза, что приводит к дисбалансу в соотношении остаточного Al и Si. Содержание Si оказывается больше, чем может быть умещено в кристаллическую решетку щелочного полевого шпата, замещающего плагиоклаз. Результатом является призрак-мирмекит – в виде мелких кварцевых овалов в остаточных островках альбита в щелочном полевом шпате, либо в виде мелких кварцевых овалов, образующих скопления без альбитовых включений в щелочном полевом шпате (см. иллюстрацию). Примеры этой структуры обнаружены в Калифорнии, в лейкограните горы Рубиду и в гранодиоритах Сьерра-Невады.

Ка-метазоматизм деформированного K-фельдспара в магматических породах

Здесь флюиды, содержащие кальций, проникают в первичный щелочной полевой шпат по трещинам и взаимодействуют с ним. В результате этой реакции трещины заполняются кварцем и мирмекитом. Реакции замещения могут затрагивать значительные объемы (> 60%) первичного щелочного полевого шпата. Важной отличительной чертой этого типа образования мирмекита является постоянная толщина вермикул, в то время как при K-метасоматизме их толщина меняется в зависимости от содержания кальция в плагиоклазе и уменьшается в направлении щелочного полевого шпата. Пример такого кальций-метасоматизма наблюдается в мегакристаллическом граните вблизи Аластаро (Финляндия).

Ка-метазоматизм деформированного K-фельдспара в шарноккитах

Процесс остается прежним, единственное отличие заключается в породах, на которые воздействуют содержащие кальций флюиды. Чарноккиты отличаются от обычных гранитоидов наличием ортопироксена (гиперстена) и также могут иметь метаморфическое происхождение. Пример такого типа кальциевого метасоматизма можно найти на Шри-Ланке.

Ка-метазоматизм деформированного плагиоклаза в анортозитах

В этом типе кальциевого метасоматизма атаке подвергается не щелочный полевой шпат, а повсеместно распространенный плагиоклаз, взаимодействующий с содержащими кальций флюидами. Образующийся мирмекит также демонстрирует вермикулы постоянной толщины, но, в отличие от предыдущего случая, вермикулы, сформировавшиеся в анортозитах, могут локально сужаться к исходному плагиоклазу, не содержащему кварц. Такое поведение можно объяснить включением натрия, что требует большего содержания кремния в кристаллической решетке полевого шпата. Примеры можно встретить в слоистых интрузивных комплексах.

Мирмекит, образованный при Na-Ca-метазоматизме

Первый вид этого типа метасоматизма затрагивает только анклавы внутри гранитоида. Здесь приток богатых Na флюидов в диапазоне температур от 450 °C до 650 °C от вмещающей породы приводит к замещению щелочного полевого шпата мирмекитом в анклавах. В ходе этого процесса происходит переравновешивание с менее богатыми натрием полевыми шпатами (плагиоклазами) в анклавах. В результате кальций высвобождается в плагиоклазе, который, в свою очередь, может реагировать с K-полевым шпатом, образуя мирмекит. По сути, этот процесс очень похож на Ca-метасоматизм K-полевого шпата, описанный выше, за исключением Na-флюидов, выступающих в качестве инициатора. Примером является гранит Веле в северо-восточной части Массива Центральной Франции. Во втором варианте Na и Ca-содержащие флюиды действуют совместно. Это приводит к замещению первичного K-полевого шпата (пертитового и непертитового микроклина) с образованием плагиоклаза (альбита или олигоклаза) и в некоторых местах также к образованию мирмекита. Мирмекит не демонстрирует бородавчатые, сужающиеся вермикулы, а вермикулы, почти постоянные по размеру, поскольку вмещающий плагиоклаз, содержащий кварцевые вермикулы, имеет почти постоянный Na/Ca состав. Эти вермикулы ограничены и рассеяны исключительно внутри плагиоклаза, образуя неправильные шпиндели, дугообразные структуры и овалы. Для протекания этого процесса важно, чтобы содержание Ca было достаточным для образования достаточно кальциевого плагиоклаза, который, в свою очередь, высвобождает достаточно кремнезема для вермикул мирмекита. Если присутствует только Na, то мирмекит не образуется. Пример можно найти в гранитных гнейсах горы Лион к северу от Озабель Форкс в штате Нью-Йорк.

Мирмекит, образованный в процессе прогрессирующей деформации

Во время прогрессирующей деформации в милонитных, пластичных зонах сдвига мирмекит обычно концентрируется в зонах сжатия по краям сигмоидальных кристаллов K-фельдшпара. Симпсон и Винч (1989) объясняют асимметричное распределение мирмекита предпочтительным протеканием реакции распада K-фельдшпара в местах высокого дифференциального напряжения (точках концентрации напряжений) в условиях ретроградного метаморфизма. Внутреннее расположение кварцевых вермикул в мирмекитах также демонстрирует моноклиническую симметрию, которая сама по себе может служить индикатором направления сдвига. Таким образом, асимметричный мирмекит является структурным признаком четверти. Однако Лоренс Г. Коллинз не согласен с предположением о магматическом происхождении K-фельдшпара и образовании мирмекита в результате деформационно-индуцированного метасоматизма Na-Ca. Его исследования за пределами зоны сдвига выявили недеформированный фелситовый биотитовый диорит, в котором первичный плагиоклаз замещался K-фельдшпаром изнутри наружу вследствие K-метасоматизма. Следовательно, деформации были более или менее непрерывными и затронули не только зону сдвига, но и более древние плутонические породы вмещения, что привело к метасоматическим изменениям в минеральном составе.

Возникновение

Мирмекит может встречаться в самых разных типах горных пород и в различных геологических обстановках. Как правило, он образуется в гранитах и сходных изверженных породах (гранитоидах, диоритах, габбро) и в метаморфических гнейсах, близких по составу к граниту. Также он может присутствовать в милонитах, анортозитах и чарноккитах, содержащих ортопироксен.