Введение 3
Глава 1. Краткий геологический очерк района месторождения редкометальных пегматитов Колмозеро - Воронья тундра 5
Глава 2. Внутреннее строение пегматитовых жил района Колмозеро - Воронья тундра 9
Глава 3. Минералы пегматитовой жилы №2 горы Охмыльк 15
Глава 4. Исследования турмалина из пегматитовой жилы № 2 горы Охмыльк 21
4.1. Методы исследования 21
4.2. Морфологические особенности турмалина 21
4.3. Химический состав турмалина 24
4.4. Рентгеноструктурные особенности турмалина 25
4.4. Включения в турмалине 29
Глава 5. Физико-химические условия образования турмалина в редкометальных пегматитах Колмозеро-Воронья 39
5.1. Оценка температурного режима 39
5.2. Оценка кислотности-щелочности минералообразующей среды при формировании
турмалина 46
Заключение 56
Литература 57
Тема настоящей магистерской работы - «Турмалины из редкометальных пегматитов района Колмозеро - Воронья (Кольский п-ов, Россия)».
Работа выполнена на основе каменного материала, собранного В.В. Гордиенко, и переданного автору научным руководителем. Коллекция образцов, находившаяся в распоряжении автора, насчитывает 10 небольших образцов, размером 2-5 см и 5 мономинеральных проб турмалина из пегматитовой жилы №2 г. Охмыльк. Эта работа посвящена исследованию турмалина рассматриваемых пегматитов и условиям его формирования.
Редкометальные пегматиты района Колмозеро-Воронья достаточно хорошо изучены (Соседко, 1961; Гордиенко, 1970; Волошин и др., 1977; Соколов и др., 1986; Гордиенко, 1996; Гавриленко и др., 2002; Морозова, 2018). Однако, информация о разновидностях турмалина, установленных в этих жилах, в литературных источниках практически отсутствует. Поэтому подробное изучение турмалина в редкометальных пегматитах района Колмозеро-Воронья является актуальным и представляет научный интерес.
Целью работы являлось:
1. детально изучить возрастные взаимоотношения турмалина с сопутствующими минералами;
2. изучить состав турмалина;
3. выполнить оценку физико-химических условий формирования турмалина в редкометальных пегматитах:
• определить температуры и давление минералообразующей среды различными методами;
• определить щелочность - кислотность среды минералообразования и влияние изменения активностей ионов на соотношение полей устойчивости минералов.
В процессе исследований были использованы следующие минералогические методы:
- макро- и микроскопическое изучение образцов и двустороннеполированных пластинок минералов с одновременной фотосъёмкой с использованием стереомикроскопа МБС-10; поляризационного оптического микроскопа ПОЛАМ Р-211; поляризационного микроскопа Leica DM4500 P, снабжённого цифровой камерой Leica DFC 495, в РЦ «Геомодель»;
- микрозондовый анализ разновидностей турмалина и сосуществующих с ними минералов для характеристики химического состава;
- сканирующая электронная микроскопия (электронный микроскоп Hitachi S-3400N, РЦ «Микроскопии и микроанализа», СПбГУ);
- рамановская спектроскопия (спектрометр Horiba LabRam HR800, РЦ «Геомодель», СПбГУ);
- рентгенофазовый анализ для определения параметров турмалина в РЦ «Рентгендифракционные методы исследования»;
- методы реконструкции условий среды минералообразования на основе геохимических геотермобарометров и расчетов минеральных равновесий. Расчёт минеральных равновесий проводился на кафедре минералогии Института наук о Земле СПбГУ под руководством руководителя с использованием программы: Visual Basic for Aplication.
Автор выражает искреннюю благодарность за помощь при выполнении работы: Н.В. Платоновой, В.Н. Бочарову, С.Ю. Янсон, Н.С. Овчинниковой, Н.С. Власенко, В.В. Шиловских, М.В.Никитиной и научному руководителю Н.И. Пономарёвой.
Представленная работа посвящена изучению турмалина из редкометальных пегматитов района Колмозеро-Воронья, поскольку до настоящего времени имелась только минералогическое описание минерала в работе А.Ф. Соседко и информация об олените в статье П.Б. Соколова. Более подробное изучение турмалина этого района не предпринималась, несмотря на многочисленные минералого-геохимические исследования, проводимые здесь.
В процессе работы, выполненной автором, впервые детально был изучен турмалин из жилы №2 г. Охмыльк месторождения Воронья тундра:
- изучен химический состав шерла и эльбаита, представленного в виде кристаллов, и эльбаита светло-розового, образующего совместно с кварцем оторочки вокруг кристаллов шерла;
- рассчитаны кристаллохимические формулы и выполнен пересчёт на минальный состав
- доказано, что розовый эльбаит из кварц-турмалинового агрегата не является оленитом, как было предположено первоначально, а представляет собой более позднюю генерацию эльбаита;
- получены параметры элементарной ячейки шерла и эльбаита;
- изучены включения в шерле и эльбаите.
Изучение включений в турмалине показало, что в шерле они не отличаются разнообразием: они представлены биотитом и магнетитом.
Включения в эльбаите многочисленны и разнообразны: это касситерит, поллуцит, апатит, танталит, имеющий очень неоднородный состав
Автором оценены P-T условия формирования турмалина в различных ассоциациях по различным геотермобарометрам. При этом температура для ранней ассоциации, содержащей шерл, составляет 565+20, давление ~6 кбар. Для поздней эльбаитовой ассоциации температура оценена в 400 оС
На основе расчётных методов химической термодинамики оценены активности ионов в минералообразующей среде, формирующей ассоциацию, содержащую шерл. Оптимальными условиями для существования турмалина являются: для шерла в ассоциации с плагиоклазом и холмквиститом - рН =5, aNa =10-2, ак+ =10-2, aLi+ <10-2, aFeOH+ =10-3, аСа2+, Mg2+ =10-4, аMn2+ =10’6, аиэВОЭ =10-3, /HF=10бар при 500 оС; для эльбаита в ассоциации с альбитом, лепидолитом, микроклином, сподуменом, поллуцитом и амблигонитом: рН~ 4,5, aLi+< 10-2, acs+< 10-5 , ак+ =10-1 и aH4SiO4 <10-2, аи4РО4 =10-4, аизВОз 10-3, .////■'10 бар при 400 оС.
