V-cr-nb-w-содержащий рутил из метаморфических пород слюдянского комплекса (южное прибайкалье)

Резницкий Л.З.; Скляров Е.В.; Суворова Л.Ф.; Бараш И.Г.; Карманов Н.С.

Инд. авторы:	Резницкий Л.З., Скляров Е.В., Суворова Л.Ф., Бараш И.Г., Карманов Н.С.
Заглавие:	V-cr-nb-w-содержащий рутил из метаморфических пород слюдянского комплекса (южное прибайкалье)
Библ. ссылка:	Резницкий Л.З., Скляров Е.В., Суворова Л.Ф., Бараш И.Г., Карманов Н.С. V-cr-nb-w-содержащий рутил из метаморфических пород слюдянского комплекса (южное прибайкалье) // Записки Российского минералогического общества. - 2016. - Т.145. - № 4. - С.61-79. - ISSN 0869-6055.
Внешние системы:	РИНЦ: 26422009;
Реферат:	rus: Приведены результаты исследования акцессорного рутила из метаморфических пород с хром-ванадиевой минерализацией, входящих в состав Слюдянского кристаллического (гранулитового) комплекса Южного Прибайкалья. Геохимические особенности изученного рутила уникальны по сочетанию изоморфных примесей, обычно свойственных либо рутилу основных изверженных пород (Cr), либо кислых пород и сопряженных метасоматитов (W), а также по аномально высоким для метаморфических пород концентрациям Nb и V. Максимальные зафиксированные содержания V₂O₃ - 15.38, Cr₂O₃ - 4.33, Nb₂O₅ - 11.09, WO₃ - 12.36 мас. %. Для W и V концентрации такого уровня ранее в природном рутиле не отмечались. Проведено сопоставление с рутилом Cr-V-содержащих метаморфических пород разных проявлений мира и с другими генетическими типами, рассмотрены оптимальные схемы изоморфных замещений и вероятные условия их реализации. eng: The paper displays data on accessory rutile in Cr-V-rich metamorphic rocks of the Sludyanka crystalline (granulite) complex in the South Baikal region. Geochemical features of studied rutile are unique by the combination of isomorphic admixtures typical as for mafic igneous rocks (Cr), so for felsic igneous and associated metasomatic rocks (W), and by contents of Nb and V which are abnormally high for metamorphic rocks. Maximal concentrations of these elements are, wt %: V₂O₃ - 15.38, Cr₂O₃ - 4.33, Nb₂O₅ - 11.09, WO₃ - 12.36. So high contents of W and V has never been described in natural rutile. The studied rutile is compared with this mineral in other Cr-V-bearing rocks in the world and rutile occurrences of diverse genetic types. There are discussed possible schemes of an isomorphic replacement and probable conditions of their realization.
Ключевые слова:	tungsten; niobium; chrome; vanadium; metamorphic rocks; rutile; изоморфизм; вольфрам; ниобий; хром; ванадий; метаморфические породы; рутил; isomorphism;
Издано:	2016
Физ. характеристика:	с.61-79
Цитирование:	1. Васильев Е. П., Резницкий Л. 3., Вишняков В. Н., Некрасова Е. А. Слюдянский кристаллический комплекс. Новосибирск: Наука, 1981. 198 с. 2. Конев А. А., Резницкий Л. 3., Феоктистов Г. Д., Сапожников А. H., Конева А. А., Скляров Е. В., Воробьев Е. И., Иванов В. Г., Ущаповская 3. Ф. Минералогия Восточной Сибири на пороге XXI века (новые и редкие минералы). М.: Интермет Инжиниринг, 2001. 240 с. 3. Кориневский В. Г., Котляров В. А. Минеральное многообразие ключевитов // Уральский минералогический сборник. 2010. № 17. С. 77-102. 4. Резницкий Л. 3., Скляров Е. В., Ущаповская 3. Ф., Нартова Н. В., Кашаев А. А., Карманов Н. С., Канакин С. В., Смолин А. С., Некрасова Е. А. Ванадиодравит NaMg₃V₆ · [Si₆0₁₈][B0₃]₃(0H)₄ - новый минерал из группы турмалина // ЗВМО. 2001. № 2. С. 59-72. 5. Резницкий Л. 3., Скляров Е. В., Армбрустер Т., Галускин Е. В., Ущаповская 3. Ф., Полеховский Ю. С., Карманов Н. С., Кашаев А. А., Бараш И. Г. Батисивит V₈Ti₆[Ba(Si₂0)]0₂₈ - новый минеральный вид из группы дербилита // ЗРМО. 2007. № 5. С. 65-75. 6. Резницкий Л. 3., Скляров Е. В., Армбрустер Т., Ущаповская 3. Ф., Галускин Е. В., Полеховский Ю. С., Бараш И. Г. Новый минерал оксиванит V₃O₅ и изоморфный ряд оксиванит-бердесинскиит V₂TiO₅ в метаморфических породах слюдянского комплекса (Южное Прибайкалье) // ЗРМО. 2009. № 3. С. 70-81. 7. Резницкий Л. 3., Скляров Е. В., Галускин Е. В. Непрерывный изоморфный ряд диопсид-космохлор CaMgSi₂O₆-NaCrSi₂O₆ в метаморфических породах слюдянского комплекса // Геология и геофизика. 2011. Т. 52. № 1. С. 51-65. 8. Рипп Г. С., Карманов Н. С., Дорошкевич А. Г., Бадмацыренов М. В., Избродин И. А. Хромсодержащие минеральные фазы в карбонатитах Северного Забайкалья // Геохимия. 2006. № 4. C. 437-444. 9. Румянцева Е. В., Лапшин С. Г. Минералогия и геохимия щелочноамфиболовых пропилитов и хром-ванадиевых слюдитов Онежского прогиба / Использование новых достижений геолого-минерагенических исследований в изучении складчатых областей. Л.: ВСЕГЕИ, 1986. С. 52-64. 10. Слободин Б. В., Ходос М. Я., Белышева М. Г. Исследование твердого раствора Ti_1-xV_xO₂ со структурой рутила методом инверсионной вольтамперометрии // Журнал прикладной химии. 1990. Т. 53. № 1. С. 43-46. 11. Соболев Н. В. Глубинные включения в кимберлитах и проблема состава верхней мантии. Новосибирск: Наука, 1974. 264 с. 12. Соболев Н. В., Логвинова А. M., Лаврентьев Ю. Г., Карманов Н. С., Усова Л. В., Козьменко О. А., Рагозин А. Л. Nb-рутил из микроксенолита эклогита кимберлитовой трубки Загадочная, Якутия // Докл. РАН. 2011. Т. 439. № 1. С. 102-105. 13. Ходос M. Я., Белышева Г. M., Кривошеев Н. В. Природа твердых растворов со структурой рутила в системе TiO₂-Nb₂O₅ // Журнал неорганической химии. 1988. Т. 33. № 4. С. 1066-1068. 14. Шлюкова 3. В., Цепин А. И., Борисова Е. А., Власова Е. В., Дмитриева М. Г. Новая V, Zr, Nb-разновидность рутила // Докл. АН СССР. 1986. Т. 287. С. 969-973. 15. Antonio M. R., Song I., Yamada H. Coordination and valence of niobium in TiO₂-NbO₂ solid solutions through X-ray absorption spectroscopy. J. Solid State Chem. 1991. Vol. 93. P. 183-192. 16. Armbruster T., Galuskin E. V., Reznitsky L. Z., Sklyarov E. V. X-ray structural investigation of the oxyvanite (V₃O₅) - berdesinskiite (V₂TiO₅) series: V⁴⁺ substituting for octahedrally coordinated Ti⁴⁺. Eur. J.Miner. 2009. Vol. 21. P. 885-891. 17. Armbruster T., Kadiyski M., Reznitsky L. Z., Sklyarov E. V., Galuskin E. V. Batisivite, the first silicate related to the derbylite-hemloite group. Eur. J. Miner. 2008. Vol. 20. P. 975-981. 18. Aurisicchio C., De Vito C., Ferrini V., Orlandi P. Nb and Ta oxide minerals in the Fonte del Prete granitic pegmatite dike, Island of Elba, Italy. Canad. Miner. 2002. Vol. 40. P. 799-814. 19. Belkasmi M., Cuney M., Pollard P. J., Bastoul A. Chemistry of the Ta-Nb-Sn-W oxides minerals from the Yichum rare metal granite (SE China): genetic implications and comparison with Moroccan and French Hercynian examples. Miner. Mag. 2000. Vol. 64. N 3. P. 507-523. 20. Bowles J. F. W., Vaughan D. J., Howie R. A., Zussman J. Rock-forming minerals. Vol. 5A. Non-silicates: Oxides, Hydroxides and Sulphides. London: The Geological Society, 2011. 920 p. 21. Brenan J. M., Shaw H. F., Phinney D. I., Ryerson F. J. Rutile-aqueous fluid partitioning of Nb, Ta, Hf, Zr, U and Th: implications for high field strength element depletions in island-arc basalts. Earth Planet. Sci. Lett. 1994. Vol. 128. P. 327-339. 22. Bromiley G. D., Hilairet N. Hydrogen and minor element incorporation in synthetic rutile. Miner. Mag. 2005. Vol. 69. P. 345-358. 23. Canet C., Alfonso P., Melgarejo J.-C., Jorge S. V-rich minerals in contact-metamorphosed Silurian sedex deposits in the Poblet area, southwestern Catalonia, Spain. Canad. Miner. 2003. Vol. 41. N 3. P. 561-579. 24. Bursill L. A., Guang Jun S. Temperature dependence of the solubility limit of chromia (Cr₂O₃)in titania (TiO₂). J. Sold State Chem. 1984. Vol. 51. P. 388-395. 25. Černý P., Chapman R., Göd R., Niedermayr G., Wise M. A. Exsolution intergrowrhs of titanian ferrocolumbite and niobian rutile from the Weinebene spodumene pegmatites, Carinthia, Austria. Miner. Petrol. 1989. Vol. 40. P. 197-206. 26. Černý P., Chapman R., Simmons W. B., Chackowsky L. E. Niobian rutile from the McGurire granitic pegmatite, Park Country, Colorado: Solid solution, exsolution, and oxidation. Amer. Miner. 1999. Vol. 84. P. 754-763. 27. Černý P., Chapman R., Masau M. Two-stage exsolution of a titanian (Sc,Fe³⁺)(Nb,Ta)O₄ phase in niobian rutile from southern Norway. Canad. Miner. 2000. Vol. 38. P. 907-913. 28. Černý P., Novak M., Chapman R., Ferreira K. J. Subsolidus behavior of niobian rutile from the Pisek region, Czech Republic: a model for exsolution in W- and Fe²⁺ >> Fe³⁺-rich phases. J. Geosci. 2007. Vol. 52. P. 143-159. 29. Černý P., Paul B. G., Hawthorne F. C., Chapman R. A niobian rutile - disordered columbite intergrowrh from the Huron Claim pegmatite, Southern Manitoba. Canad. Miner. 1981. Vol. 19. P. 541-548. 30. Challis A., Grapes R., Palmer K. Chromian muscovite, uvarovite, zincian chromite: products of regional metasomatism in Northwest Nelson, New Zealand. Canad. Miner. 1995. Vol. 33. P. 1263-1284. 31. Chang L. L. Y., Scroger M. G., Phillips B. High-temperature, condensed-phase equilibria in the system Ti-W-O. J. Less-Common Metals. 1967. Vol. 12. P. 51-56. 32. Colasanti C. V., Jonson E. A., Manning C. E. An experimental study of OH solubility in rutile at 500-900 °C, 0.5-2 GPa, and a range of oxygen fugasities. Amer. Miner. 2011. Vol. 96. P. 1291-1299. 33. Devaraju T. C., Raith M. M., Spiering B. Mineralogy of the Archean barite deposit of Ghattihosahalli, Karnataka, India. Canad. Miner. 1999. Vol. 37. P. 603-617. 34. Döbelin N., Reznitsky L. Z., Sklyarov E. V., Armbruster T., Medenbach O. Schreyerite, V₂Ti₃O₉. New occurrence and crystal structure. Amer. Miner. 2006. Vol. 91. P. 196-202. 35. Donohue C. L., Essene E. J. Granulite-facies conditions preserved in vanadium- and chromium-rich metapelites from the Paradise Basin, Wind River Range, Wyoming, USA. Canad. Miner. 2005. Vol. 43. P. 495-511. 36. El Goresy A. Meteoritic rutile: a niobium bearing mineral. Earth Plant. Sci. Let. 1971. Vol. 11. P. 359-361. 37. Graham J., Morris R. C. Tungsten- and antimony-substituted rutile. Miner. Mag. 1973. Vol. 39. P. 470-473. 38. Haggerty S. E. The mineral chemistry of new titanates from the Jagersfontein kimberlite, South Africa: Implication for metasomatism in upper mantle. Geochim. Cosmochim. Acta. 1983. Vol. 47. P. 1833-1854. 39. Hammer V. M. F., Beran A. Variations in the OH concentration of rutiles from different geological environments. Miner. Petrol. 1991. Vol. 45. P. 1-9. 40. Hlava P. F., Prinz M., Keil K. Niobian rutile in an Apollo 14 KREEP fragment. Meteoritics. 1972. Vol. 7. N 4. P. 479-485. 41. Höller W., Stumpfl E. F. Cr-V oxides from the Rampura Agucha Pb-Zn-(Ag) deposit, Rajasthan, India. Canad. Miner. 1995. Vol. 33. P. 745-752. 42. Ishida S., Hayashi M., Fujimura Y., Fujioshi K. Spectroscopic study of the chemical state and coloration of chromium in rutile. J. Amer. Ceram. Soc. 1990. Vol. 73. P. 3351-3355. 43. Liu L., Xiao Y., Aulbach S., Li D., Hou Z. Vanadium and niobium behavior in rutile as a function of oxygen fugacity: evidence from natural samples. Contrib. Miner. Petrol. 2014. Vol. 167. P. 1026 (1-22). 44. Lucassen F., Koch-Müller M., Taran M., Franz G. Coupled H and Nb, Cr, and V trace element behavior in synthetic rutile at 600 °C, 400 MPa and possible geological application. Amer. Miner. 2013. Vol. 98. P. 7-18. 45. Luvizotto G. L., Zack T. Nb and Zr behavior in rutile during high-grade metamorphism and retrogression: An example from Ivrea-Verbano Zone. Chem. Geol. 2009. Vol. 261. P. 303-317. 46. Luvizotto G. L., Zack T., Triebold S., von Eynatten H. Rutile occurrence and trace element behavior in medium-grade metasedimentary rocks: example from the Erzgebirge, Germany. Miner. Petrol. 2009. Vol. 97. P. 233-249. 47. Marvin U. B. Lunar niobian rutile. Earth Planet. Sci. Lett. 1971. Vol. 11. P. 7-9. 48. Medenbach O., Schmetzer K. Schreyerite, V₂Ti₃O₉, a new mineral. Amer. Miner. 1978. Vol. 63. P. 1182-1186. 49. Meinhold G. Rutile and its applications in earth sciences. Earth-Sci. Rev. 2010. Vol. 102. P. 1-28. 50. Michaildes K. M. An EPMA and SEM study of niobian-tungstenian rutile from the Fanos aplite granite, Central Macedonia, Northern Greece. Neues Jahrbuch fur Mineralogie, Monatshefte. 1997. Vol. 12. P. 549-563. 51. Mogessie A., Purtscheller F., Tessardi R. Chromite and chrome spinel occurrences from metacarbonates of the Oetztal-Stubai Complex (northern Tyrol, Austria). Miner. Mag. 1988. Vol. 52. P. 229-236. 52. Novák M., Zdeněk J., Škoda R., Černý P., Šrein V., Veselovský F. Minerals in the system WO₃-Nb₂O₅-TiO₂-Fe₂O₃-FeO and their breakdown products from the pegmatite No. 3 at Dolni Bory-Hatĕ, Czech Republic. Eur. J. Miner. 2008. Vol. 20. P. 487-499. 53. O'Keeffe M., Ribble T. J. Interdiffusion and the solubility limits of Cr₂O₃ in the rutile phase of TiO₂. J. Sold State Chem. 1972. Vol. 4. P. 351-356. 54. Okrusch M., Hock R., Schüssler U., Brummer A., Baier M., Theisinger H. Intergrown niobian rutile phases with Sc- and W-rich ferrocolumbite: an electron-microprobe and Rietveld study. Amer. Miner. 2003. Vol. 88. P. 986-985. 55. Otero-Diaz L. C., Soria J., Alario-Franco M. A. Extended defects in vanadium doped rutile an EPR and TEM study. Phys. status. solidi. 1984. A82. N 2. P. 379-388. 56. Pan Y., Fleet M. E. Barian feldspar and barian-chromian muscovite from the Hemlo area, Ontario. Canad. Miner. 1991. Vol. 29. P. 481-498. 57. Pan Y., Fleet M. E. Mineral chemistry and geochemistry of vanadian silicates in the Hemlo gold deposit, Ontario, Canada. Contrib. Miner. Petrol. 1992. Vol. 109. P. 511-525. 58. Platt R. G., Mitchell R. H. Transition metal rutiles and titanates from the Deadhorse Creek diatreme complex, northwestern Ontario, Canada. Miner. Mag. 1996. Vol. 60. P. 403-413. 59. Potter E. G., Mitchell R. H. Mineralogy of the Deadhorse Creek volcanoclastic breccia complex, northwestern Ontario, Canada. Contrib. Miner. Petrol. 2005. Vol. 150. P. 212-229. 60. Raase P., Raith M., Ackermand D., Viswanatha M. N., Lal R. K. Mineralogy of chromiferous quartzites from south India. J. Geol. Soc. India. 1983. Vol. 24. P. 502-521. 61. Rice C. M., Darke K. E., Still J. W. Tungsten-bearing rutile from Kori Kollo gold mine, Bolivia. Miner. Mag. 1998. Vol. 62. P. 421-429. 62. Sánchez-Vizcaino V.L., Franz G., Gómez-Pugnaire M. T. The behavior of Cr during metamorphism of carbonate rocks from the Nevado-Filabride Complex, Betic Cordilleras, Spain. Canad. Miner. 1995. Vol. 33. P. 85-104. 63. Schreyer W., Weding G., Abraham K. Corundum-fuchsite rocks in greenstone belts of Southern Africa: Petrology, geochemistry, and possible origin. J. Petrol. 1981. Vol. 22. P. 191-231. 64. Schuiling R. D., Feenstra A. Geochemical behaviour of vanadium in iron-titanium oxides. Chem. Geol. 1980. Vol. 30. P. 143-150. 65. Scott K. M., Radford N. W. Rutile compositions at the Big Bell deposit as a guide for exploration. Geochem.: Exploration, Environment, Analysis. 2007. Vol. 7. P. 353-361. 66. Sobolev N. V., Yefimova E. S. Composition and petrogenesis of Ti-oxides associated with diamonds. Int. Geol. Rev. 2000. Vol. 42. P. 758-767. 67. Sōmiya S., Hirano S., Kamiya S. Phase relations of the Cr₂O₃-TiO₂ system. J. Solid State Chem. 1978. Vol. 25. P. 273-284. 68. Suwa K., Suzuki K., Agata T. Vanadium grossular from the Mozambique metamorphic rocks, south Kenya. J. Southeast Asian Earth Sci. 1996. Vol. 14. P. 299-308. 69. Tiepolo M., Vannucci R., Oberti R., Foley S., Bottazzi P., Zanetti A. Nb and Ta incorporation and fractionation in titanian pargasite and kaersutite: crystal-chemical constraints and implications for natural systems. Earth Planet. Sci. Lett. 2000. Vol. 176. P. 185-201. 70. Tollo R. P., Haggerty S. E. Nb-Cr-rutile in the Orapa kimberlite, Botswana. Canad. Miner. 1987. Vol. 25. P. 251-264. 71. Urban A. J., Hoskins B. F., Grey L. E. Characterization of V-Sb-W-bearing rutile from the Hemlo gold deposit, Ontario. Canad. Miner. 1992. Vol. 30. P. 319-326. 72. Valigi M., Cordischi D., Natale P., Porta P., Keijzers C. P. Structural, thermogravimetric, magnetic, electron spin resonance, and optical reflectance study of the NbOx-TiO2 system. J. Solid State Chem. 1988. Vol. 77. P. 255-263. 73. Vlassopoulos D., Rossman G. R., Haggerty S. E. Coupled substitution of H and minor elements in rutile and the implications of high OH contents in Nb- and Cr-rich rutile from upper mantle. Amer. Miner. 1993. Vol. 78. P. 1181-1191. 74. Zack T., von Eynatten H., Kronz A. Rutile geochemistry and its potential use in quantitative provenance studies. Sediment. Geol. 2004. Vol. 171. P. 37-58.