Редкие щелочные металлы в слюдах миароловых пегматитов жилы шахдаринской (юго-западный памир)

Соколова Е.Н.; Смирнов С.З.; Кунгулова Э.Н.; Королюк В.Н.; Коноваленко С.И.

Инд. авторы:	Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Кунгулова Э.Н., Королюк В.Н., Коноваленко С.И.
Заглавие:	Редкие щелочные металлы в слюдах миароловых пегматитов жилы шахдаринской (юго-западный памир)
Библ. ссылка:	Соколова Е.Н., Смирнов С.З., Кунгулова Э.Н., Королюк В.Н., Коноваленко С.И. Редкие щелочные металлы в слюдах миароловых пегматитов жилы шахдаринской (юго-западный памир) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2017. - Т.328. - № 5. - С.83-96. - ISSN 2500-1019. - EISSN 2413-1830.
Внешние системы:	РИНЦ: 29384508;
Реферат:	rus: Работа посвящена минералогии субредкометалльных турмалиноносных миароловых гранитных пегматитов жилы Шахдаринской, ЮЗ Памир. Расшифровка закономерностей образования и распределения литиевой, рубидиевой и цезиевой минерализации в жиле Шахдаринской имеет большое значение для понимания поведения редких металлов при кристаллизации наиболее низкотемпературных пегматитовых и редкометалльно-гранитных расплавов. Целью данной работы является минералого-геохимическая характеристика пегматитов жилы Шахдаринская, химический анализ и классификация слюд, сопоставление их состава с особенностями минералообразующией среды. В работе впервые опубликованы результаты минералого-геохимического изучения турмалиноноcных миароловых пегматитов жилы Шахдаринская, сделана попытка сопоставления особенностей состава слюд и среды их кристаллизации. Для получения результатов использованы методы оптической микроскопии, рамановской спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (волно-дисперсионной спектрометрии и энерго-дисперсионной спектрометрии), вторично-ионной масс-спектроскопии. Исследованы минералы из трех выделенных структурно-вещественных комплексов жилы: кварц-двуполевошпатового, который слагает основной объем жилы; из околомиаролового кварц-альбит-слюдистого комплекса; а также из миароловой полости, стенки которой сложены кристаллами кварца, слюдой и альбитом. Установлено, что темные слюды кварц-полевошпатового комплекса представлены аннит-сидерофиллитом, обогащенным Li, Ta, Nb и Rb. В околомиароловом и миароловом комплексах они сменяются на триоктаэдрические фтористые литиевые слюды, наиболее близкие по составу к полилитиониту. Наиболее ранние литиевые слюды имели повышенное содержание Mn и Fe, которые в краевых частях и слюдах миаролы практически отсутствуют. Важной особенностью данных полилитионитов является повышенные концентрации Rb₂O - до 1,2 мас. %, и Cs₂O - до 0,6 мас. %. Показано, что от околомиароловго к миароловому комплексу увеличивается доля цезия по отношению к рубидию. На основании исследований расплавных и флюидных включений в кварце установлено, что кристаллизация литиевых слюд, обогащенных рубидием и цезием, происходила из сред с аномально высокими концентрациями редких щелочей и других редких и летучих элементов. eng: The study is focused on the mineralogy of rare-element rich tourmaline-bearing miarolitic pegmatities of the Shakhdarinskaya vein (SW Pamirs, Tajikistan). The results of the study are crucially important for understanding the regularities of distribution and behavior of Li, Rb and Cs in the course of crystallization of the most low-temperature pegmatitic and rare-element rich granitic magmas. The major objective of the study was the understanding of mineralogy and geochemistry of the pegmatite with special emphasis on chemistry, classification and nature of Li, Cs and Rb-rich micas. The paper represents the first information on mineralogy of the Shakhdarinskaya vein along with the attempt of comparison with the features of the mineral-forming media. Optical microscopy, Raman spectroscopy, WDS and EDS X-ray spectral microanalysis and SIMS were applied in order to obtain the data on mineral compositions and structure of micas and inclusions of mineral forming media. Micas from three major assemblages: quartz-two-feldspar one, which builds the most part of the Shakhdarinskaya pegmatite; near-miarolitic quartz-albite-mica assemblage; and miarolitic assemblage, which is composed of quartz, albite and mica from miarolitic pockets, were studied. Dark mica from the quartz-feldspar assemblage is represented by intermediate composition of the annite-siderophyllite series, enriched in Li, Cs, Rb, Nb. Micas of nearmiarolitic and miarolitic assemblages belong to trioctahedral lithium-fluorine mica - polylithionite. The early Li-micas were enriched in Fe and Mn, which are almost absent in the rims of the niarmiarolitic mica and they are totally absent in miarolitic mica. Polylithionites of the Shakhdarinskaya pegmatite are strongly enriched in Rb₂O up to 1,2 wt. % and Cs₂O up to 0,6 wt. %. It is demonstrated that Cs enrichment of the polylithionite increases more than Rb one from nearmiarolitic to miarolitic assemblage. Based on fluid and melt inclusion analysis it was established that Li, Rb and Cs-enriched mica were formed from mineral-forming media that were anomalously enriched in rare alkali metals, boron and fluorine.
Ключевые слова:	Памир; жила Шахдаринская; слюда; полилитионит; cesium; цезий; миароловый пегматит; miarolitic (cavity) pegmatite; polilithionite; mica; Shakhdarinskaya vein; Pamir;
Издано:	2017
Физ. характеристика:	с.83-96
Цитирование:	1. 1. Россовский Л.Н., Коноваленко С.И. О Южно-Азиатском пегматитовом поясе // Доклады АН СССР. - 1976. - Т. 229. - № 3. - C. 695-698. 2. 2. Загорский В.Е., Перетяжко И.С., Шмакин Б.М. Гранитные пегматиты. Т. 3. Миароловые пегматиты. - Новосибирск: Изд-во Наука, 1999. - 487 с. 3. 3. Коноваленко С.И. Типы миароловых пегматитов кристаллической толщи Юго-Западного Памира // Геммология. Сборник статей. - Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2006. - С. 69-75. 4. 4. Коноваленко С.И. Коллекционное сырье миароловых пегматитов Юго-Западного Памира // Геммология. Сборник статей. - Томск: Изд-во Томского ЦНТИ, 2009. - С. 62-73. 5. 5. Cerny P., Ercit T.S. The classification of granitic pegmatites revisited // Canadian Mineralogist. - 2005. - V. 43. - P. 2005-2026. 6. 6. Коноваленко С.И., Сазонтова Н.А., Смирнов С.З. Состав, строение и режим формирования миароловых пегматитов Лесхозовской жилы (Юго-Западный Памир) // Петрология магматических и метаморфических комплексов: Материалы научной конференции. - Томск, 2001. - Вып. 2. - C. 226-228. 7. 7. Cs-dominant polylithionite in the Koktokay#3 pegmatite, Altai, NW China: in situ micro-characterization and implication for the storage of radioactive cesium / R.C. Wang, H. Hu, A.C. Zhang, F. Fontan, P. de Parseval, S.Y. Jiang // Contributions to Mineralogy and Petrology. - 2007. - V. 153. - Iss. 3. - P. 355-367. 8. 8. Wang A., Freeman J.J., Jolliff B.L. Understanding the Raman spectral features of phyllosilicates // Journal of Raman Spectroscopy. - 2015. - V. 46. - P. 829-845. 9. 9. On Li-bearing micas: estimating Li from electron microprobe analyses and an improved diagram for graphical representation / G. Tischendorf, B., Gottesmann H.J. Forster, R.B. Trumbull // Mineralogical Magazine. - 1997. - V. 61. - № 6. - P. 809-834. 10. 10. Foster M.D. Interpretation of the composition of trioctahedral micas // U.S. Geological Survey, Professional Paper. - 1960. - V. 354-B. - P. 11-49. 11. 11. Voloshinite, a new rubidium mica from granitic pegmatite of Voron’i Tundras, Kola Peninsula, Russia / I.V. Pekov, N.N. Kononkova, A.A. Agakhanov, D.I. Belakovsky, S.S. Kazantsev, N.V. Zubkova // Geology of Ore Deposits. - 2010. - Iss. 52. - P. 591-598. 12. 12. Thomas R., Davidson P., Hahn A. Ramanite-(Cs) and ramanite-(Rb): New cesium and rubidium pentaborate tetrahydrate minerals identified with Raman spectroscopy // American Mineralogist. - 2008. - V. 93. - Iss. 7. - P. 1034-1042. 13. 13. Geochemistry, mineralogy, and evolution of Li-Al micas and feldspars from the Mount Mica pegmatite, Maine, USA / K.L. Marchal, W.B. Simmons, A.U. Falster, K.L. Webber, E. Roda-Robles // Canadian Mineralogist. - 2014. - P. 221-233. 14. 14. Jambor J.L., Vanko D.A. New mineral names // American Mineralogist. - 1990. - V. 75. - P. 706-713. 15. 15. Rubidium- and cesium-dominant micas in granitic pegmatites / P. Černý, R. Chapman, D.K. Teertstra, M. Novák // American Mineralogist. - 2003. - P. 1832-1835. 16. 16. Sokolovaite CsLi₂AlSi₄O₁₀F₂ - a new mineral species of the mica group / L.A. Pautov, A.A. Agakhanov, G.K. Bekenova // New data on minerals. - 2006. - Iss. 41. - P. 5-13. 17. 17. Deveaud S., Millot R., Villaros A. The genesis of LCT-type granitic pegmatites, as illustrated by lithium isotopes in micas // Chemical Geology. - 2015. - V. 411. - P. 97-111. 18. 18. Dill H.G. Pegmatites and aplites: their genetic and applied ore geology // Ore Geology Reviews. - 2015. - V. 69. - P. 417-456. 19. 19. Conditions of pocket formation in the Oktyabrskaya tourmalinerich gem pegmatite (the Malkhan field, Central Transbaikalia, Russia) / I.S. Peretyazhko, V.Y. Zagorsky, S.Z. Smirnov, M.Y. Mikhailov // Chemical Geology. - 2004. - V. 210. - Iss. 1-4. - P. 91-111. 20. 20. Cs-rich lithium micas and Mn-rich lithian siderophyllite in miarolitic NYF pegmatites of the Konigshain granite, Lausitz, Germany / H.J. Forster, G. Tischendorf, D. Rhede, R. Naumann, B. Gottesmann, W. Lange // Neues Jahrbuch Fur Mineralogie-Abhandlungen. - 2005. - P. 81-93. 21. 21. Gem-quality morganite from Monte Capanne pluton (Elba Island, Italy) / F. Caucia, L. Marinoni, A.M. Callegari, A. Leone, M. Scacchetti // Neues Jahrbuch Fur Mineralogie-Abhandlungen. - 2016. - V. 193. - Iss. 1. - P. 69-78. 22. 22. Sokolovaite and evolved lithian micas from the Eastern Moblan granitic pegmatite, Opatica subprovince, Quebec, Canada / E.G. Potter, R.P. Taylor, P.C. Jones, A.E. Lalonde, G.H.K. Pearce, R. Rowe // Canadian Mineralogist. - 2009. - V. 47. - Iss. 2. - P. 337-349. 23. 23. Андреева И.А. Генезис и механизмы образования редкометальных щелочных гранитов массива Халдзан-Бурегтей, Монголия: данные изучения расплавных включений // Петрология. - 2016. - Т. 24. - № 5. - С. 499-514. 24. 24. Webster J.D., Holloway J.R., Hervig R.L. Partitioning of lithophile trace elements between H₂O and H₂O+CO₂ fluids and topaz rhyolite melt // Economic Geology. - 1989. - V. 84. - № 1. - P. 116-134. 25. 25. Audetat A., Pettke T. The magmatic-hydrothermal evolution of two barren granites: a melt and fluid inclusion study of the Rito del Medio and Canada Pinabete plutons in northern New Mexico (USA) // Geochimica et Cosmochimica Acta. - 2003. - V. 67 (1). - P. 97-121. 26. 26. Late magmatic crystallization in the tourmaline-bearing miarolitic granitic pegmatites (by example of Shakhdarinskaya and Leskhozovskaya veins, SW Pamir, Tajikistan) / E. Astrelina, S. Smirnov, A. Ragozin, N. Karmanov, S. Konovalenko // European Current Research on Fluid Inclusions (ECROFI-XXI) Montanuniversitet Leoben. - Austria, 9-11 August, 2011. - P. 24-25. 27. 27. Смирнов С.З. Флюидный режим кристаллизации водонасыщенных гранитных и пегматитовых магм: физико-химический анализ // Геология и геофизика. - 2015. - Т. 56. - № 9. - C. 1643-1663. 28. 28. The transition from peraluminous to peralkaline granitic melts: Evidence from melt inclusions and accessory minerals / R. Thomas, J.D. Webster, D. Rhede, W. Seifert, K. Rickers, H.J. Forster, W. Heinrich, P. Davidson // Lithos. - 2006. - V. 91. - № 1-4. - P. 137-149. 29. 29. Rickers K., Thomas R., Heinrich W. The behavior of trace elements during the chemical evolution of the H₂O-, B-, and F-rich granite-pegmatite-hydrothermal system at Ehrenfriedersdorf, Germany: a SXRF study of melt and fluid inclusions // Miner. Deposita. - 2006. - V. 41. - № 3. - P. 229-245. 30. 30. Thomas R., Davidson P. Revisiting complete miscibility between silicate melts and hydrous fluids, and the extreme enrichment of some elements in the supercritical state - Consequences for the formation of pegmatites and ore deposits // Ore Geology Reviews. - 2016. - V. 72. - P. 1088-1101. 31. 31. Перетяжко И.С., Царева Г.М., Загорский В.Е. Первая находка аномально цезиевых алюмосиликатных расплавов в онгонитах (по данным изучения расплавных включений) // Доклады РАН. - 2007. - Т. 413. - № 6. - C. 791-797. 32. 32. Борные кислоты в процессах пегматитового и гидротермального минералообразования: петрологические следствия открытия сассолина (H₃BO₃) во флюидных включениях / И.С. Перетяжко, В.Ю. Прокофьев, В.Е. Загорский, С.З. Смирнов // Петрология. - 2000. - Т. 8. - № 3. - C. 241-266. 33. 33. Thomas R., Davidson P. Evidence of a water-rich silica gel state during the formation of a simple pegmatite // Mineralogical Magazine. - 2012. - V. 76. - Iss. 7. - P. 2785-2801. 34. 34. Veksler I.V., Thomas R., Schmidt C. Experimental evidence of three coexisting immiscible fluids in synthetic granite pegmatite // American Mineralogist. - 2002. - V. 87. - P. 775-779. 35. 35. Образование и свойства водно-силикатных жидкостей в системах Na₂O-Al₂O₃-SiO₂-H₂O и гранит-Na₂O-SiO₂-H₂O при 600 °С и 1,5 Кбар / В.Г. Томас, С.З. Смирнов, О.А. Козьменко, В.А. Дребущак, В.С. Каменецкий // Петрология. - 2014. - Т. 22. - № 3. - C. 327-344.