Актуальность темы



жүктеу 0.9 Mb.
бет1/5
Дата18.04.2019
өлшемі0.9 Mb.
түріАвтореферат диссертации
  1   2   3   4   5



На правах рукописи

Ермолаева Вера Никитична



МИНЕРАЛОГИЯ И ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ТОРИЯ

В ВЫСОКОЩЕЛОЧНЫХ ПОРОДАХ ЛОВОЗЁРСКОГО МАССИВА

(КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ)
25.00.09 – геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени

кандидата геолого-минералогических наук

Москва 2013
Работа выполнена в лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма

Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского Российской академии наук (ГЕОХИ РАН) и на кафедре минералогии Геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова

Научные руководители:
доктор геолого-минералогических наук, профессор, академик РАН по Отделению геологии, геофизики, геохимии и горных наук, заведующая лабораторией геохимии и рудоносности щелочного магматизма института ГЕОХИ РАН Когарко Лия Николаевна

доктор геолого-минералогических наук, профессор, ведущий научный сотрудник кафедры минералогии Московского государственного университета Пеков Игорь Викторович

Официальные оппоненты:
Дойникова Ольга Александровна, доктор геолого-минералогических наук, Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук, ведущий научный сотрудник

Азарова Юлия Владимировна, кандидат геолого-минералогических наук, Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии, старший научный сотрудник

Ведущая организация: Институт экспериментальной минералогии РАН


Защита состоится « » 2013 года в часов

на заседании Диссертационного совета Д 002.109.02 при Федеральном государственном бюджетном учреждении науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институте геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского Российской академии наук

119 991 Москва, ул. Косыгина, 19.

Факс (495) 938-20-54
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Федерального государственного бюджетного учреждения науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Института геохимии и аналитической химии имени В.И. Вернадского Российской академии наук

Автореферат разослан 2013 г.

Учёный секретарь

диссертационного совета



кандидат геолого-минералогических наук Жидикова А.П.
Актуальность темы
Большая часть тория в природе находится в рассеянном состоянии, и число собственных минералов этого элемента, в отличие от близкородственного ему урана, очень невелико – немногим более двух десятков. На фоне этого весьма интересно обнаружение в Ловозёрском щелочном массиве на Кольском полуострове (Россия) очень богатой, разнообразной и совершенно специфической ториевой минерализации. Особенно широко она развита в ультращелочных дифференциатах агпаитовых пород, причем наиболее значительные проявления открыты в последние два десятилетия в результате подземных горных работ. В большинстве своем ториевые фазы в пегматитах и гидротермалитах Ловозера метамиктны и при этом обладают сложным, зачастую широко варьирующим химическим составом, что обусловливает низкую степень их изученности. В то же время, исследование его собственных минералов, особенно ранее неизвестных, представляется важным для геохимии этого элемента в целом и, особенно, для развития представлений о его геохимии в щелочных магматических и постмагматических системах. С точки зрения геохимии актуально изучение состава и кристаллохимии ториевых фаз, их ассоциации с минералами урана и редкоземельных элементов, исследование эволюции ториевой минерализации от ранних этапов становления массива до самых поздних. Отдельного пристального внимания заслуживает недавно выявленная теснейшая связь скоплений ториевых фаз с обособлениями сложных органических веществ в поздних дифференциатах агпаитовых массивов, в первую очередь Хибинского и Ловозёрского; представляется, что изучение этого явления позволит аргументированно говорить о формах переноса тория, механизмах его концентрации и отделения от близких по свойствам элементов. Изучение ториевой минерализации Ловозера актуально и с практической точки зрения. Так, в сходном с Ловозёром щелочном комплексе Илимаусак (Гренландия) разведано значительное по запасам урана (среднее содержание в зонах с урановой минерализацией 30-60·10-3 мас. %) магматогенное редкометальное месторождение, где единственным рудным минералом выступает стенструпин, содержащий помимо урана (до 2% UO2) много тория (до 5.7% ThO2). Этот эндемичный для ультраагпаитовой формации натриево-редкоземельный фосфатосиликат присутствует в акцессорных количествах в ряде пород Ловозера и содержит, наряду с примесным ураном, большое количество тория. Подробное изучение стенструпиновой минерализации в Ловозёрском массиве должно позволить оценить перспективность поисков комплексных руд илимаусакского типа. Работы по выщелачиванию тория, урана и редкоземельных элементов из пород Ловозёрского массива актуальны с точки зрения поиска оптимальных реагентов для подземного выщелачивания этих элементов. Исследование кристаллохимии и свойств ториевых фаз помогает оценить вероятность мобилизации этого радиоактивного элемента с последующим загрязнением окружающей среды; учёт данного фактора важен для разработки оптимальных с точки зрения радиоэкологии технологических схем эксплуатации уникальных по масштабу редкометальных месторождений Ловозера. Кроме этого, нахождение тория в составе комплексных соединений с органическими веществами облегчает его попадание в техносферу при горных работах, так как битуминозные вещества обладают более низкой механической устойчивостью по сравнению с большинством минералов. Синтез ториевых минералов в высокощелочной среде позволяет изучить условия их формирования в щелочных природных системах.

Цели и задачи работы
Целью настоящей работы явилось получение новых данных и обобщение уже имеющегося материала по минералогии тория в Ловозёрском массиве, определение форм его нахождения и реконструкция геохимической истории данного элемента в постмагматических образованиях этого агпаитового комплекса.

Разрабатывались следующие конкретные задачи:

- установление характера стенструпиновой минерализации в различных магматических породах Ловозера;

- подробная характеристика собственных ториевых фаз, в том числе новых, и минералов, обогащённых торием, в пегматитах и гидротермалитах массива;

- сравнение свойств метамиктных ториевых минералов и известных кристаллических фаз;

- определение места ториевой минерализации разных типов в общей схеме эволюции постмагматических образований Ловозера;

- выявление механизмов концентрирования тория и родственных ему в кристаллохимическом отношении элементов (U, REE) в агпаитовых пегматитах (на примере Ловозёрского и Хибинского массивов), в т.ч. с участием органических веществ;

- поиск наиболее перспективных реагентов для выщелачивания тория, а также урана и редкоземельных элементов из пород Ловозёрского щелочного массива.

- экспериментальное исследование физико-химических параметров образования натрий-ториевого силиката.
Научная новизна
Впервые найдены и изучены минералы ряда стенструпин-(Се) - торостенструпин в магматических породах II и III фазы Ловозёрской интрузии, исследован их состав и время кристаллизации. Показано, что в породах III интрузивной фазы эти минералы выделяются на более ранней стадии по сравнению с таковыми из пород II фазы. В эвдиалитовых луявритах обнаружен торостенструпин.

Впервые подробно и систематически изучена ториевая минерализация в пегматитах Ловозера, установлено место ториевых фаз в эволюционной схеме формирования постмагматических образований массива. Выявлены новые собственно ториевые минеральные фазы: цинковый член серии умбозерита, натрий-ториевые и натрий-титан-ториевые силикаты, фосфат тория; показано широкое распространение собственных ториевых фаз в ультращелочных пегматитах и гидротермалитах Ловозера, охарактеризована уникально богатая ториевая минерализация в уссингитовых пегматитах северо-западной части массива. Показано структурное родство протофаз метамиктных умбозеритов и титан-ториевых силикатов с цеолитоподобным титаносиликатом сейдитом-(Се).



Выявлено значительное усиление тенденции тория к образованию собственных минералов в процессе эволюции высокощелочных природных систем от магматических к пегматитовым и гидротермальным; показано, что на гидротермальной стадии Th отделяется от U, REE и Ca.

Обнаружена и изучена тесная пространственная и генетическая связь ториевой минерализации с твердыми битуминозными веществами на поздних стадиях эволюции агпаитовых массивов, что позволяет сделать вывод о том, что экстракция тория, его перенос и отделение от сходных по свойствам элементов в дифференциатах высокощелочных пород происходит в значительной мере в виде торийорганических комплексов.



Эксперименты по высокотемпературному синтезу в щелочной среде привели к образованию торита и NaTh-силиката, по составу близкого к стисииту, который мог выделяться при падении температуры в качестве закалочной фазы.
Практическая значимость
Полученные данные важны для развития минералогии и геохимии тория. Сведения о новых минеральных фазах, а также уточнённые данные об уже известных минералах пополнят справочный материал. Установленный автором поздний характер стенструпиновой минерализации в магматических породах Ловозера указывает на бесперспективность поисков здесь редкометальных стенструпиновых руд илимаусакского типа, однако подчеркивает тенденцию к значительному накоплению тория к поздним стадиям. Вывод о тесной генетической связи тория с органическими веществами в агпаитовых пегматитах важен для понимания геохимии этого элемента в эндогенных процессах в целом и, в частности, для выявления способов его переноса и концентрирования. Как следует из данных по составам ториевых минералов на разных стадиях их гипергенного изменения в пегматитах и гидротермалитах Ловозёрского массива, торий из них практически не выщелачивается и в отсутствии комплексообразователей не представляет экологической опасности. Данные по выщелачиванию радиоактивных и редкоземельных элементов из пород Ловозёрского массива свидетельствуют о большой эффективности растворов HCl, (NH4)C2O4 и C10H14O8N2Na2. При этом Th из луявритов наиболее эффективно выщелачивается растворами HCl, (NH4)C2O4 и C10H14O8N2Na2, а REE - HCl. Для проб фойяитов наиболее эффективными для выщелачивания радиоактивных и редкоземельных элементов оказались растворы HCl, (NH4)C2O4 и C10H14O8N2Na2. Впервые предложено использовать современные полимерные сорбенты – сильнонабухающие гидрогели на основе полиакриламида для экстракции из растворов после выщелачивания, содержащих Th, U, REE. Полученные данные свидетельствуют об эффективности способа концентрирования этих элементов на гидрогелях.
Защищаемые положения
1. Минералы ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин являются характерными концентраторами тория в пегматитах и магматических породах дифференцированного уртит-фойяит-луявритового комплекса и эвдиалитовых луявритов Ловозёрского массива. Отсутствие промышленной стенструпиновой минерализации в Ловозере, в отличие от Илимаусака (Гренландия), связано с кристаллизацией на ранней магматической стадии лопарита, пирохлора, апатита, концентрирующих главную часть Th вместе с REE. Стенструпин кристаллизуется на поздней магматической и пегматитовой стадиях.

2. В Ловозёрском массиве от магматической к пегматитовой и гидротермальной стадиям происходит накопление тория и резко усиливается тенденция к образованию им собственных фаз. Самое сильное накопление Th и максимальное разнообразие его минералов характерны для продуктов постмагматических стадий, где Th в значительной мере отделяется от REE и U. От магматических пород к пегматитам и гидротермалитам форма концентрации тория коренным образом меняется: от небольшой примеси в оксидах (лопарит, пирохлор), фосфатосиликатах (стенструпин-(Се), торостенструпин) до фазообразующего компонента, преимущественно в эндемичных силикатах, фосфатосиликатах и фосфатах (умбозерит, Na-Th силикаты, Na-Ti-Th силикаты, торостенструпин, торит, фосфат тория).

3. Установлена тесная пространственная ассоциация минералов Th и U с твёрдыми битуминозными веществами в продуктах поздних стадий эволюции пегматитов Ловозёрского и Хибинского массивов.

4. Торий из ловозёрского луяврита лучше всего выщелачивается растворами HCl, оксалата аммония и трилона Б, а REE – HCl. Для выщелачивания радиоактивных и редкоземельных элементов из фойяита наиболее эффективны растворы HCl, оксалата аммония и трилона Б. В качестве концентратора радиоактивных и редкоземельных элементов при этой методике оптимально использовать современные полимерные сорбенты – гидрогели на основе полиакриламида.



5. Экспериментально показано, что в высокощелочной среде при температуре 550ºС и давлении 2 кбар образуются идиоморфный торит и стисиитоподобная фаза, возникшая, по-видимому, в процессе закалки.

Апробация работы. По результатам исследований опубликовано 2 главы в сборниках и 15 статей. Материалы, изложенные в диссертации, были представлены на III и IV Международных Симпозиумах «Минералогические музеи» (Санкт-Петербург, 2000, 2002), Всероссийском семинаре по геохимии магматических пород «Щелочной магматизм Земли» (Москва, 2000, 2001, 2002, 2005; Апатиты, 2003), Международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам (Москва, 2001), Годичном собрании ВМО “Роль минералогических исследований в решении экологических проблем (теория, практика, перспективы развития)” (Москва, 2002), II Российском совещании по органической минералогии (Петрозаводск, 2005), XII международном симпозиуме «Исследование генезиса рудных месторождений» (Москва, 2006), Всероссийском совещании «Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород» (Миасс, 2006), Международном симпозиуме “Минеральное разнообразие: исследование и сохранение” (София, 2007), XXIV Международной конференции «Щелочной магматизм Земли и его рудоносность» (Киев, 2007), XXV-XXVIII международных конференциях «Щелочной магматизм Земли» (Санкт-Петербург, 2008; Москва, 2009; Москва-Коктебель, 2010; Минск, 2011; Судак, 2012), XXIV международной конференции по органической геохимии (Бремен, 2009), X междунароной конференции «Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле» (Москва, 2009), V международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые – наукам о Земле» (Москва, 2010), Международной конференции «Щелочные породы: петрология, минералогия, геохимия» (Киев, 2010), XVI российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 2010), V Международном интернет-симпозиуме по сорбции и экстракции (в процессах переработки минерального сырья) (Владивосток, 2012), Всероссийской конференции с участием иностранных ученых "Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами" (Томск, 2012).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 12 статей и тезисы 32 докладов.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 8 глав и заключения. Общий объём – 147 страниц, включая 30 таблиц, 67 рисунков и список литературы из 198 наименований.

Благодарности. Работа выполнена в лаборатории геохимии щелочных пород ГЕОХИ РАН под руководством академика Л.Н. Когарко, которой автор выражает искреннюю благодарность. За руководство в минералого-кристаллохимической части и постоянную помощь на всех этапах выполнения работы автор глубоко признательна своему соруководителю и учителю И.В. Пекову. Автор благодарна коллегам по лаборатории В.А. Зайцеву и Н.В. Сорохтиной, оказавшим всестороннюю помощь в работе, Н.В. Чуканову за поддержку и внимание в процессе проведения исследований и обсуждении их результатов, А.Н. Некрасову, К.В. Вану, А.А. Вирюс, Н.Н. Кононковой, Ч.Т. Вилльямсу, В.Т. Дубинчуку, И.С. Наумовой, А.Е. Задову и В.В. Неделько за помощь при проведении аналитических работ, Е.И. Семёнову, А.К. Шпаченко, Д.И. Белаковскому, М.Н. Соколовой и А.С. Подлесному  за предоставленные для изучения образцы, А.Р. Котельникову за помощь в проведении опытов по синтезу ториевых силикатов, Д.Н. Ермолаеву за помощь в фотографировании образцов.
Глава 1. Минералогия и геохимия тория в Ловозёрском массиве (по литературным данным)
Для магматических формаций отмечается заметное нарастание содержания тория от ультраосновных (5·10-7 мас. %) через основные и средние (5·10-4) к щелочным (6.5·10-3 мас. %) породам (Рябчиков, Гольбрайх, 1960). Содержание этого элемента в агпаитовых нефелиновых сиенитах достаточно велико – 1.3·10-3 % ThO2 для Хибинского массива (Поляков, 1970), 3.5·10-3 % ThO2 для Ловозёрского массива, 2.8-16·10-3 % ThO2 (среднее содержание 3.9·10-3 % ThO2) для массива Илимаусак (Герасимовский и др., 1966; Герасимовский, 1969). Породы Ловозерского массива содержат: I фаза 1.9 (0.7-3.2), II фаза 3.5 (0.2-9.1), III фаза 3.6 (0.3-14), IV фаза 1.1 (0.6-1.5)·10-3 мас. % ThO2. Однако наибольших величин (в среднем 6.2·10-3%) содержание этого элемента достигает в постмагматических образованиях: пегматитах и гидротермалитах, в которых наблюдается максимальное разнообразие его минералов (Герасимовский и др., 1966).

Собственных минералов тория в природе известно всего 21; более половины из них относится к классу силикатов. Столь малое число минеральных видов обусловлено относительно низким кларком тория (1.5·10-3 %) и способностью этого элемента рассеиваться в виде изоморфной примеси в породообразующих и, особенно, в акцессорных минералах. Геохимия тория в магматических породах Ловозёрского массива тесно связана с редкоземельными элементами, так как Th в основном концентрируется в их минералах, изоморфно замещая REE (Власов и др., 1959; Герасимовский и др., 1966; Поляков, 1970). Главная масса акцессорных минералов, в которых торий является существенной составной частью, в том числе собственно ториевых минералов, появляется на заключительных этапах пегматитового процесса в ассоциациях с альбитом, уссингитом, натролитом: это торит (45.5-51.7 мас. % ThO2), минералы ряда стенструпин-(Се) - торостенструпин (1.3-29.1%), умбозериты (17.6-22.3%), натрий-ториевые силикаты (48.8-58.8%), карнасуртит-(Се) (2.5-6.2%), минералы группы рабдофана (0.2-13.3%) (Семёнов, 1972; Хомяков; 1990; Пеков, 2001).


Глава 2. Фактический материал и методы исследований


Автором изучены образцы ториевых и торийсодержащих минералов в основном из Ловозёрского массива (сборы автора, Л.Н. Когарко и И.В. Пекова). Для сравнения исследовался материал из Хибинского (Кольский п-ов) и Илимаусакского (Гренландия) массивов, собранный во время полевых работ И.В. Пековым и Л.Н. Когарко. Исследовано 8 образцов минералов ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин из кернов скважин, пройденных по породам дифференцированного и эвдиалитового комплексов в северо-западной части Ловозёрского массива на г. Аллуайв (в том числе 3 образца из фойяитов и 5 – из луявритов), для сравнения привлечены образцы из магматических пород массива Илимаусак и из пегматитов Ловозёрского и Хибинского массивов. Также изучены образцы изменённого стенструпина из пегматита «Шкатулка» (г. Аллуайв, Ловозеро). Из пегматитов Ловозера изучены собственно ториевые фазы: титан-ториевые силикаты, натрий-ториевые силикаты, фосфат тория (обнаружены впервые), умбозериты, торит. Дополнительно изучены образцы ториевого силиката туркестанита из щелочных пегматитов Нарсарсука (Гренландия) и Дараи-Пиоза (Таджикистан). Также изучены образцы, содержащие органические вещества в тесной ассоциации с минералами редких элементов из агпаитовых пегматитов Ловозера, Хибин, гранитных пегматитов Виитаниеми (Финляндия), амазонитовых гранитных пегматитов Западных Кейв (Кольский п-ов) и гранитных пегматитов мусковитового месторождения Лопатова Губа (Сев. Карелия).

Ториевые минералы изучались методами электронно-зондового микроанализа (161 анализ), порошковой рентгенографии (5 рентгенограмм), микродифракции электронов (1 дифрактограмма), ИК-спектроскопии (32 ИК-спектра), термогравиметрии (проведены ТГ исследования 2 образцов) и оптики (измерены показатели преломления 14 образцов). Идентификация органических соединений проводилась с помощью ИК-спектроскопии (13 ИК-спектров) и рентгенографии (4 рентгенограммы), проведён хроматографический анализ органических соединений (2 хроматограммы). Проведён ICP MS анализ 2 образцов пород и 2 серий растворов после выщелачивания.

Изучение методом электронно-зондового микроанализа проводилось на приборах Camebax SX 50 и Сamebax MBX с энерго-дисперсионным спектрометром LINK AN 10000. ИК-спектроскопические исследования выполнено на двухлучевом спектрофотометре Specord 75 IR в диапазоне волновых чисел 400-4000 см-1, разрешающая способность 3 см-1, с полистиролом в качестве эталона. Порошковые образцы были запрессованы в таблетки с KBr. Кроме того, ряд спектров минералов и пород снят путём пропускания ИК-излучения через двусторонне полированную пластинку образца. Рентгенографические исследования проводились на дифрактометре ДРОН-3 (СuKα-излучение, Ni-фильтр, скорость записи 2˚/мин) и установке УРС-55, оснащённой дебаевской камерой РКД 57.3 (Cu-излучение, без фильтра). Исследования методом электронной микродифракции проводились на просвечивающем электронном микроскопе BS-540 с разрешением 7 Å. Термогравиметрические исследования для умбозерита и титан-ториевого силиката проводились в вакууме на термовесах АТВ-13, t0=40ºС, скорость нагрева = 40º/мин. Оптические исследования ториевых минералов проводились под поляризационным микроскопом ПОЛАМ Р-111. Гель-хроматограммы 2 образцов твёрдых битуминозных веществ получены на жидкостном хроматографе Waters GPCV-2000, дополнительно снабжённым детектором светорассеяния DAWN HELEOS II, при температуре 35C. В качестве элюента использован ТГФ. Содержание радиоактивных и редкоземельных элементов в растворах после выщелачивания из пород Ловозёрского массива измерялось на масс-спектрометре высокого разрешения с ионизацией в индуктивно-связанной плазме Thermo Finnigan Element 2. Опыты по синтезу натрий-ториевого силиката проводились при температурах 400-800ºС и давлении 1-2 кбар на установках внешнего нагрева с холодным затвором по ампульной методике.

Также собраны и обобщены имеющиеся литературные данные по минералогии и геохимии тория в Ловозёрском массиве.
Глава 3. Минералы ряда стенструпин-Се - торостенструпин в агпаитовых магматических породах и постмагматических образованиях
На магматической стадии формирования Ловозёрского массива большая часть тория связана с лопаритом, иногда образующим мощные скопления и содержащим от 0.3 до 1.3 мас. % ThO2. По степени распространённости стенструпина в магматических породах Ловозеро в огромной степени уступает Илимаусаку, где этот минерал является главным концентратором редкоземельных элементов, тория, урана (и дефицитного для этого массива фосфора), выделяясь на раннемагматических стадиях. Стенструпин луявритов является единственным рудным минералом достаточно крупного уранового месторождения Кванефельд в Илимаусаке (Sørensen et al., 1974). Отсутствие промышленной стенструпиновой минерализации в Ловозёрском массиве связано с поздним характером выделения стенструпина. В Ловозёрском массиве подавляющая масса Th, как и U и REE, связана в других раннемагматических минералах (лопарит, апатит, эвдиалит), и роль стенструпина, который формируется на поздней стадии магматической кристаллизации, относительно них оказывается намного менее значимой. В то же время, существенные количества редких элементов накапливаются в остаточных пересыщенных натрием и летучими компонентами порциях расплава, порождающих пегматиты, чем и можно объяснить одинаково широкое распространение стенструпина в пегматитах Ловозера и Илимаусака при столь резких различиях в характере стенструпиновой минерализации, наблюдаемых для пород этих двух массивов.

Нами впервые (Чуканова и др., 2004) обнаружены и изучены микровыделения минералов ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин Na0-5Ca1-3(REE,Th)6(Mn,Fe,Al,Ti)4-5[Si6O18]2[(Si,P)O4]6(OH,F,O)X·nH2O, содержащие от 1.3 до 29.1 мас. % ThO2, из пород дифференцированного уртит-фойяит-луявритового комплекса и комплекса эвдиалитовых луявритов Ловозера (рисунок 1). При формировании эвдиалитоносной Ловозёрской интрузии насыщение щелочного расплава относительно стенструпина в комплексе эвдиалитовых луявритов, по-видимому, происходило на более ранних стадиях по сравнению с дифференцированным комплексом. Это подтверждается более правильными формами выделения стенструпина в эвдиалитовых луявритах. Для сравнения привлечены данные автора о минералах ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин из пегматитов Ловозёрского, Илимаусакского и Хибинского массивов, а также сведения, взятые из литературы.






а



б

Рисунок 1. Интерстициальное выделение стенструпина-(Се) в луявритах дифференцированного комплекса Ловозёрского массива (а) и изометричное зерно стенструпина-(Се) с элементами огранки в луявритах эвдиалитового комплекса Ловозёрского массива (б). Ne – нефелин, КПШ – калиевый полевой шпат, Cpx – эгирин, St – стенструпин-(Се). Изображение в обратно-рассеянных электронах.

Образцы Кдк-1523, Кдк-1588 из пегматита "Палитра" (Ловозеро), образец Ко-1312 из пегматита г. Коашва (Хибины) и образец 144-186 из эвдиалитовых луявритов Ловозера оказались торостенструпином (Th > REE), в остальных случаях установлена принадлежность изученного материала к стенструпину-(Се). В составе минералов из Ловозера, Чергилена (Сибирь) и Хибин содержание тория обратно коррелирует с суммарным содержанием REE. Среди редкоземельных элементов всех изученных нами образцов стенструпина преобладает церий (рисунок 2).




а


б


Рисунок 2. Соотношения ∑REE и ∑Th+U в стенструпине и торостенструпине (формульные единицы) (а) и соотношения Ce, La и Nd в стенструпине и торостенструпине (атомные количества) (б). Л. – по литературным данным.


Из рисунка 3 видно, что с возрастанием содержания тория в составе стенструпина возрастает также содержание кремния и уменьшается количество фосфора, что вместе с обратной корреляцией тория и редкоземельных элементов может свидетельствовать о парном изоморфизме по схеме: Si4++Th4+P5++REE3+. На пегматитовой стадии торостенструпин более широко распространён, чем на магматической. Этот факт совместно с обильной кристаллизацией минералов групп апатита и беловита, содержащих в своем составе P и REE, легко объясняет обеднение минералов ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин этими элементами на пегматитовой стадии.



Рисунок 3. Соотношения Si/P и Th/∑REE в стенструпине и торостенструпине (формульные единицы). Л. – по литературным данным.
Обратная корреляция между содержаниями кремния и натрия и слабая прямая корреляция между содержаниями фосфора и натрия могут указывать на изоморфизм: P5++Na+Si4++M2+, где М2+=Mn, Fe, Mg, Zn.

Большинство образцов стенструпина характеризуется широко варьирующими содержаниями натрия при количестве кальция от 1 до 2 ф. е. Отношение Si/P в минералах ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин широко варьирует - от Si18.0P0.0 до Si13.0P5.0. То же касается и отношения Mn/Fe для стенструпина из магматических пород Ловозера – оно колеблется от 0.21 до 3.75 в отличие от стенструпина и торостенструпина из пегматитов Ловозёрского и Хибинского массивов, в составе которых марганец устойчиво преобладает над железом.




Достарыңызбен бөлісу:
  1   2   3   4   5


©kzref.org 2017
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет