Введение 5
Глава 1. Общие сведения о корунде и шпинели 7
1.1. Корунд 7
1.2. Шпинель 9
Глава 2. Характеристика месторождения Турейн-Таунг (Могок, Мьянма) 11
2.1. Географо-геологический очерк района месторождения Турейн-Таунг 11
2.2. Минералогическая характеристика месторождения Турейн-Таунг 15
Глава 3. Исследования корунд-шпинелевых агрегатов 20
3.1 Характеристика корунд-шпинелевых срастаний 20
3.2. Методы и результаты исследования корунд-шпинелевых агрегатов 24
3.2.1. Методы исследования 24
3.2.2. Результаты исследования корунд-шпинелевых агрегатов 28
Глава 4. Включения в корунде и шпинели 36
4.1 Определение состава минеральных включений 38
4.2. Исследование флюидных включений 43
Глава 5. Обсуждение результатов 44
Заключение 49
Список литературы 50
Магистерская диссертация посвящена изучению уникальных корунд-шпинелевых агрегатов из месторождения Турейн-Таунг (Thurein-Taung), привезённых П. Б. Соколовым в 2016 г. из Могока (Мьянма) и любезно предоставленных автору для исследований. В распоряжении автора было 5 образцов, представляющих собой срастания корунда и шпинели: шестоватые агрегаты шпинели, обрастающие кристаллы корунда.
Актуальность работы заключается в том, что такой прекрасный коллекционный материал - корунд-шпинелевые срастания - не изучены. Это связано, по-видимому, с уникальностью и редкостью объектов, и, во-вторых, с ограниченным доступом к месторождению для проведения геологических и минералогических исследований, поскольку въезд для иностранных геологов в Мьянму с начала 2017 года закрыт. Информация о минералогии месторождения Турейн-Таунг также практически отсутствует. Настоящая работа опирается на книгу американского геолога Теда Темелиса (Themelis, 2008), работавшего многие годы в Мьянме.
Цель работы: изучить корунд и шпинель, образующие срастания; понять причину образования таких агрегатов.
Задачи:
1. Проанализировать литературные источники для получения информации о срастаниях корунда и шпинели в природе.
2. Детально изучить состав корунд-шпинелевых агрегатов из месторождения Турейн-Таунг и характер границ между корундом и шпинелью.
3. Определить состав включений в корунде и шпинели на основе микрозондового анализа и рамановской спектроскопии.
Методы исследования. Для выполнения поставленных задач было сделано следующее:
- изучены литературные источники, посвященные минералогии корунда и шпинели;
- изготовлены двустороннеполированные пластинки (от 2х1 см до 1,5х3 см), охватывающие одновременно и ядро корунда в агрегате, и нарастающую на него шпинель;
- сфотографированы образцы и изучены сделанные из них пластинки с помощью поляризационного микроскопа Leica DM4500 P, снабженного цифровой камерой Leica DFC 495;
- изучен химический состав корундов и шпинелей в разных агрегатах;
- детально исследована граница и область контакта между корундом и шпинелью с помощью микроскопа Hitachi S-3400N с аналитической приставкой спектрометра Oxford Instruments X-Max 20;сканирующего лазерного конфокального микроскопа Leica TCS SP5 MP и цветной катодолюминесценции на рентгеновском микроанализаторе MS-46 французской фирмы «Cameca»;
- измерены параметры кристаллической решётки шпинели в агрегатах на монокристальном дифрактометре Bruker Apex II;
- изучены включения в корунде и в шпинели с помощью рамановского спектрометра HoribaLabRamHR800;
- определена температура частичной гомогенизации углекислотно-водных включений в корунде на микроскопе Olympus BX53F с термостоликом Linkam THMS600.
Полученные результаты были доложены на совещаниях Кратц-2017 в октябре 2017 года и ИГЕМ РАН в ноябре 2017 года и опубликованы.
Автор выражает благодарность: П.Б. Соколову, В.Н. Бочарову, Н.С. Власенко, О.М Жиличевой., А.А. Золотарёву млад., С.Ю. Янсон, К.А. Бенкену, М.В. Никитиной за помощь и консультации в процессе выполнения данной работы, а также выражает отдельную благодарность научному руководителю Н.И. Пономарёвой.
В ходе настоящего исследования впервые изучены корунд-шпинелевые агрегаты из месторождения Турейн-Таунг (Мьянма). Присутствие их в ийолит-уртитовой дайке на контакте с диопсид-содержащими мраморами было отмечено (Kyaw, 2007; Themelis, 2008). В этих агрегатах корунд - синий сапфир, либо лейкосапфир - образует ядро, а разноокрашенная шпинель, в виде шестоватых агрегатов, обрастает его.
Детальное изучение корунд-шпинелевых агрегатов было выполнено с помощью цветной катодолюминесценции. При этом корунд хорошо люминисцирует, излучая при возбуждении яркий красно-рыжий цвет, а шпинель практически не светится. Граница между ними неровная, явно резорбированная. Это свидетельствует о том, что корунд претерпел частичное растворение, предшествующее образованию шпинели, нарастающей на него в виде шестоватых агрегатов. Микроскопическое изучение двустореннеполированных пластинок, охватывающих корунд и шпинель, позволило установить на границе между минералами включения графита.
В ходе исследования в корунде были выявлены минеральные и флюидные включения, а в шпинели только минеральные. При этом в корунде выделены первичные и вторичные флюидные включения. Первичные включения относятся к углекислотно-водным с большим содержанием жидкой CO2, где газовая фаза включений представляет собой смесь CO2 и H2S. Частичная гомогенизация происходила при температуре 28-31оС, что соответствует плотности жидкой CO2 0,653 г/см3. Полной гомогенизации достичь не удавалось, так как она проходила по второму типу в газовую фазу и включения взрывались.
Минеральные включения в корунде представлены кальцитом, ангидритом, ийелемитом, бадделеитом, цирконом, апатитом. Включения в шпинели представлены преимущественно графитом. На основе изучения минеральных включений в корунде и шпинели была проведена оценка физико-химических параметров минералообразования. Анализ минеральных равновесий показал, что совместное существование шпинели с графитом и корунда с флюидными и минеральными включениями возможно для 400 оС при Eh ~ -0,3, pH ~ 3,5. Также оценены активности магния и кальция (aMg =10-5, aCa =10-1) и фугитивность углекислого газа (/CO2=10-4).
Сп
