Genesis of Ferropedrizite - a new lithium amphibole of the Sutlug occurrence (Eastern Tuva).pdf Введение В 1965 г. И.В. Гинзбургом на Тастыгском литиевом месторождении Тувы был обнаружен и описан новый минерал клинохольмквистит из группы литиевых амфиболов. Однако недавние исследования голо-типного образца, хранящегося в Минералогическом музее им А.Е. Ферсмана РАН (г. Москва), итальянскими учеными - Р. Оберти с соавторами, показали, что это не клинохольмквистит, а смесь двух отдельных амфиболов - тремолита и нового конечного члена амфиболового ряда - фторо-натриевого педрисита [Oberti, Camara, Ottolini, 2005]. Позднее на другом литиевом месторождении Тувы - Сутлуг - ими же была обнаружена железистая разновидность - ферро-фтор-педрисит [Oberti et al., 2009]. Последующие наши исследования показали, что амфибол Сутлуг-ского проявления Тувы был недостаточно изученным минеральным видом. Это заставило нас провести дополнительные исследования минерала, обратившись к собственным коллекциям, собранным в конце ХХ в. в ходе изучения сподуменовых пегматитов Сангилен-ского нагорья ЮВ Тувы. Результатом этих работ стали открытие и регистрация в 2014 г. в Комиссии по новым минералам, номенклатуре, классификации (CNMNC) Международной минералогической ассоциации нового минерального вида - ферропедрисита (IMA 2014-037) [Konovalenko et al., 2015]. Геология и минералогия проявления Сутлугское проявление, откуда происходят образцы голотипа, обнаружено еще в конце 60-х гг. прошлого века геологами-производственниками в процессе поиска в регионе редкометалльных пегматитов. Тогда же проведена и его предварительная разведка с оценкой возможной практической значимости. Проявление входит в субширотный Южно-Сангиленский пегматитовый пояс протяженностью до 150 км, контролируемый хорошо выраженным тектоническим швом (рис. 1). В пределах пояса помимо Сутлугского известно более десятка проявлений (Хартинское, Качик-ское, Церигингольское, Ак-Адырское и др.) и одно крупное промышленное редкометалльное месторождение - Тастыг. Пегматиты пояса представлены главным образом сподуменовым типом. Они не обнаруживают прямых генетических связей с конкретными интрузивными массивами, однако по возрасту (483-494 млн лет) близки к ордовикским гранитам кыстарысского комплекса и на этом основании рассматриваются как их производные [Кузнецов, Шокальский, 2011]. Собственно Сутлугское проявление (50°00'20''с.ш., 96°37'40''в.д.) расположено в левом борту одноименного ручья, относящегося к бассейну реки Тарги, и представлено 15 будинированными жилами сподумен-микроклиновых пегматитов мощностью от 0,5 до 11,5 м и протяженностью до 160 м, залегающими в серых битуминозных и частично в осветленных скарнированных мраморах. В структурном плане проявление приурочено к резкому изгибу северного крыла антиклинальной складки и контролируется мощной тектонической зоной, проходящей вдоль долины ручья. Крутопадающие (L 75-80°) плитообразные пегматитовые тела залегают согласно с вмещающими мраморами. Они имеют слабо выраженное зональное строение и отчетливо директивную структуру. Субперпендикулярная контактам ориентировка кристаллов сподумена утрачивается и становится хаотичной только в центральных частях наиболее мощных жил, где развит крупно-блоковый (> 0,5 м) микроклин. В некоторых пегматитовых телах дополнительно присутствуют мелкие прожилки позднего тонко-игольчатого сподумена спутано-шесто-ватой структуры. Они имеют сходный с окружающим крупнозернистым пегматитом парагенезис и нечетко проявленные ограничения. © Коноваленко С.И., Ананьев С.А., 2017 DOI: 10.17223/25421379/3/4 5 Юб Н/ Ше Рис. 1. Схема распространения раннепалеозойских гранитных комплексов и жильных серий редкометалльных пегматитов Сангиленского нагорья (Республика Тува) [Загорский и др., 2014] 1, 2 - монометаморфический нарынский комплекс Тувино-Монгольского массива (V-Gi): 1 - карбонатные и терригенно-карбонатные толщи; 2 - метатерригенные толщи; 3-6 - поля интрузий раннепалеозойского возраста: 3 - таннуольского комплекса (G2); 4 - арголикского, сархойского и кыстарысского комплексов (G3-O1); 5 - бреньского комплекса (D1); 6 - сангиленского комплекса (D1); 7 - разломные зоны; 8 - участки распространения литиевых пегматитов. 1-7 - наиболее крупные проявления литиевых пегматитов: 1-5 - Южно-Сангиленский пегматитовый пояс (Тастыг (1), Пичи-Тастыг (2), Бурчинская группа (3), Сутлугское (4), Хартынское (5)); 6, 7 - Центрально-Сангиленский пояс (Кара-Адыр (6), Шук-Бюль (7)); I-III - массивы гранитов кыстарысского комплекса: I - Дзос-Хусуингольский; II - Тумэнчулу; III - Сольбельдерский Fig. 1. Scheme of distribution of early Paleozoic granite complexes and vein series of rare-metal pegmatites of the Sangilen highland (Republic of Tuva) [Zagorsky et al., 2014] 1, 2 - monometamorphic Naryn complex of the Tuva-Mongolian massif (V-G1): 1 - carbonate and terrigenous-carbonate strata, 2 -metaterrigenous sequences; 3-6 - fields of intrusions of the Early Paleozoic age: 3 - Tannuol complex (G2); 4 - Argolic, Sarkhoi and Kystaris complexes (G3-O1); 5 - Bryansk complex (D1); 6 - Sangilen complex (D1); 7 - fault zones; 8 - sites of distribution of lithium pegmatites. 1-7 - the largest manifestations of lithium pegmatites: 1-5 - South Sangilen pegmatite belt (Tastyg (1), Pichi-Tastyg (2), Burchin group (3), Sutlugskoe (4), Khartynskoe (5)); 6, 7 - Central Sangilen belt (Kara-Adyr (6), Shuk-Bul (7)); I-III - massifs of granites of the Kystaris complex: I - Dzos-Husuingolsky; II - Tumenchulu; III - Solbledersky Кроме породообразующих минералов - кварца, альбита, микроклина и сподумена, в жилах встречаются акцессорные касситерит, берилл, колумбит-(Mn), фергюсонит-бетта-(У), фторапатит, турмалин (шерл), лепидолит и флюорит. Севернее основного участка концентрации спо-думеновых жил, непосредственно в пределах тектонической зоны, развиты породы необычного минерального состава. Они слагают серию сближенных крутопадающих, кососекущих вмещающие мрамора прожилков мощностью от сантиметров до 1,5 м и протяженностью в первые метры. Минеральный состав прожилков - кварц, альбит, микроклин, диоп-сид, литиевый амфибол, иногда сподумен. В акцессорных количествах встречаются мусковит, титанит, апатит, пирит. Многие прожилки, особенно более мощные, имеют зональное строение, как симметричное, так и асимметричное. В краевых частях их развит мелкозернистый кварц- диопсид-альбитовый комплекс, который далее к центру переходит в среднезернистый кварц-альбит-микроклиновый агрегат, а в самых мощных прожилках порода имеет такой же состав только мелкоблокового и блокового строения. Именно в нем встречается небольшое количество сподумена. Тонкие прожилки обычно целиком сложены кварц-диопсид-альбито-вой или диопсид-альбитовой породой. Литиевый амфибол проявления, принятый когда-то в ХХ в. за хольмквистит, развивается вдоль контакта крупных прожилков, присутствуя как в их эндо-, так и в эк-зоконтактакте, однако он более свойствен экзокон-такту, где иногда образует мономинеральные участки и жилки. Наблюдения показывают, что ам-фиболовая минерализация участков, сохранившихся от переработки пегматитовых прожилков, с формированием собственно сподуменовых пегматитов никак не связана и накладывается на них, если жилы попадают в область скарнирования. Последнее выражается в перекристаллизации и осветлении серых битуминозных мраморов с развитием в них густой вкрапленности диопсида, везувиана и волластонита. Процесс скарнирования, по-видимому, связан с формированием расположенного рядом с проявлением массива гранитов бреньского комплекса нижнего девона. Характеристика ферропедрисита и условия его образования Ферропедрисит Сутлугского проявления формирует агрегат хаотично ориентированных тонкоигольчатых или призматических кристаллов, лишенных концевых граней головки, размером от 0,1 до 5 см по удлинению. Иногда они дают солнцепо-добные радиально-лучистые сростки (рис. 2) либо образуют скопления параллельно ориентированных тонкоигольчатых кристаллов со следами пластических деформаций. Более крупные по размерам индивиды кристаллов обнаруживают характерное для амфиболов поперечное чечевицеобразное сечение. В формировании их участвуют призма {110} и пи-накоиды {100} и {010}. Рис. 2. Ферропедрисит Сутлугского проявления в эндоконтактовой зоне сподуменовой пегматитовой жилы Fig. 2. Ferro-pedrizite of the Sutlug occurrence in the endocontact zone of the spodumene pegmatitic vein Грани пинакоида {100} нередко несут тонкую продольную комбинационную штриховку, связанную с развитием соответствующих по ориентировке вициналей. Хорошо проявлена типичная для моноклинных амфиболов совершенная спайность по (110) пересекающаяся под углом, близким к 56°. Согласно последней номенклатуре амфиболов, разработанной во главе с Ф. Хоторном [Hawthorne et al., 2012], в основе выделения минеральных видов лежит химический состав, не учитывающий особенности ка-тионного распределения по позициям в структуре. В настоящее время в супергруппе амфиболов выделяется подгруппа педрисита с общей формулой NaLi2(A+2B 3+2 Li) [Si8O22](C)2, где А = Mg, Fe2+; B = Al, Fe ; C = OH, F. Исходя из этих критериев, в настоящее время в подгруппе педрисита, кроме открытого нами ферропедрисита, ранее утверждены еще четыре минеральных вида (таблица): феррипе-дрисит, ферро-феррипедрисит, фторпедрисит, фер-ро-фторпедрисит. Можно предположить наличие еще двух «гипотетических», пока не найденных в природе минералов подгруппы педрисита: ферри- 3+ фторпедрисит NaLi2(Mg2Fe 2Li)[Si8O22]F2 и ферро-ферри-фторпедрисит NaLi2(Fe2+2Fe3+2Li)[Si8O22]F2. Ферропедрисит в полной мере был исследован различными методами, которые включали в себя оптические методы, микрозондовые исследования, спектроскопию (ИКС, Мёсбауэровскую), оптическую микроспектрофотометрию, рентгеновскую дифрактометрию порошка и монокристалла. Эмпирическая формула ферропедрисита, рассчитанная на 24 аниона: (Nao.6oKo.o2bo.62 (Lii.89 Nao.o7 Cao.o4)z2.oo (Fe 1o3Mgo.9oMno.o7Al1.8sFe o.47Lio.65)z5.oo [(Si7.79Alo.2i)z8.ooO22][(OH)i.36 Fo.49Oo.15]. Соотношение Fe Fe по данным мессбауэровской спектроскопии (ЯГР) составляет в процентах 68,66 : 31,34. Анализ структуры по данным изучения монокристалла позволил установить, что в образцах ферро-педрисита присутствует двойникование. Установлено, что наличие микродвойникования в структуре осью (1 oo) приводит к формальному понижению симметрии до P2/m. Учет двойникования позволил получить модель в рамках реальной пространственной группы C2/m и распределить катионы по структурным позициям [Аксёнов и др., 2o15]. Сравнительная характеристика минералов подгруппы педриситов Comparative characteristics of minerals of the subgroup of Pedrizite Минерал Ферропедрисит Феррипедрисит Ферро-феррипедрисит Фторпедрисит Ферро-фторпедрисит Формула конечного NaLi2(Fe2+2Al2 NaLi2(Mg2Fe3+2 NaLi2(Fe2+2Fe3+2 NaLi2(Mg2Al2 NaLi2(Fe2+2Al2 члена Li) [Si8O22] (OH)2 Li) [Si8O22] (OH)2 Li) [Si8O22] (OH)2 Li) [Si8O22]F2 Li) [Si8O22]F2 Пространственная группа C2/m C2/m C2/m C2/m C2/m a, А 9,3716 9,5o1 9,462 9,368 9,372o b, А 17,649 17,866 17,898 17,616 17,6312 с, А 5,28oo 5,292 5,3o2 5,271 5,2732 Р, ° 1o2,22 1o2,17 1o1,88 1o2,38 1o2,247 V, А3 853,5 878,1 878,6 849,6 851,5 8,147 (52) 8,251 (3o) 8,241 (1oo)* 8,12o (75)* 8,146 (1oo) Интенсивные линии порошковой рентгенограммы: d, А (I, %) 4,42o (22) 3,oo9 (1oo) 2,71o2 (28) 3,o5o (1oo) 2,747 (3o) 2,711 (4o) 4,471 (33)* 3,416 (39)* 3,o5o (6o)* 4,4o4 (66)* 3,375 (5o)* 3,oo5 (83)* 4,43o (7o) 3,383 (4o) 3,oo8 (8o) 2,6865 (29) 1,642 (4o) 2,714 (72)* 2,873 (31)* 2,686 (9o) 2,4824 (19) 1,394 (3o) 2,494 (36)* 2,679 (1oo)* 2,485 (6o) 1,6236 (21) 2,164 (23)* 2,483 (55)* 2,199 (3o) Оптические данные: а Р Средний показатель 1,614 1,695 отражения 1,61o 1,642 1,638 1,7oo 1,71o* 1,627 1,644 У Оптический знак, 2V, 1,653 1,7o2 1,633 1,652 о (-) 75 (+) 55 (-) 55-61 (+) 68 Плотность, 3,13 3,15 3,24* 3,oo 3,116* г/см3 3,135* 3,19* 3,o5* Литература [Konovalenko et al., 2o15] [Caballero, Camara, Ottolini, 2oo2] [Oberti et al., 2oo3] [Гинзбург, 1965; Oberti Camara, Ottolini, 2oo5] [Oberti et al., 2oo9] Примечание. *Расчетные данные. Фиолетово-синяя окраска ферропедрисита, обо-тащенного железом, по данным оптической микро-спектрофотометрии, определяется интенсивными широкими полосами поглощения переноса заряда Fe -> Fe - 55o, 68o нм, что формирует окно пропускания в фиолетово-синий области спектра [Коно-валенко, Бахтин, Николаев, 2o16]. Анализ условий образования показывает, что появление минерала происходит на стадии преобразования пегматитов в условиях выноса из них фтора во вмещающие карбонатные породы и одновременного привноса извне некоторого количества магния. Во вмещающих мраморах на удалении от жил в этом случае чаще всего формируется фторпедрисит, как на Тастыге [Oberti et al., 2oo5], а вблизи контакта -ферро-фторпедрисит, как на Сутлугском проявлении [Oberti et al., 2oo9]. В самих пегматитах в силу изначального дефицита в системе магния и потери ушедшего с флюидом фтора возникает ферропедри-сит. Появление литиевых амфиболов с существенным преобладанием в октаэдрах структуры Fe2+ объясняется специфическим составом флюидов, участвовавших в формировании сподуменовых пегматитов Южного пегматитового пояса Сангилена. Согласно имеющимся данным, этот флюид был беден водой и имел резковосстановленный характер газовой фазы, где доминировали HCO-3, N2, метан и тяжелые углеводы [Кузнецова, Прокофьев, 2011; Ко-новаленко, Гармаева, 2012]. В ходе преобразования пегматитов, когда в них возникал литиевый амфибол, система становилась уже открытой и газовые компоненты первичного флюида, законсервированные во включениях минералов, смешивались в краевых зонах жил с новым, более окисленным внешним флюидом. Часть Fe2+ в ходе этого процесса переходила в Fe3+, но в целом доля такого железа была незначительна, что и предопределяло появление фер-ропедрисита. Заключение Охарактеризованный в статье ферропедрисит, обнаруженный в эндоконтактовой зоне пегматитовых жил Сутлугского поля, по всей вероятности, является достаточно широко распространенным литиевым амфиболом сподуменовых пегматитов Юж-но-Сангиленского пояса Тувы. Он должен быть обычным для всех редкометалльных пегматитовых жил, формирующихся в неспокойной тектонической обстановке. Посвящается памяти Сергея Ивановича Конова-ленко, геолога, минералога, педагога, полевика, первооткрывателя новых минералов - тусионита, ташелгита, ферропедрисита и россовскиита.

Скачать электронную версию публикации