Химический состав зональных корундов месторождения Лук Йен (Вьетнам)
|
Введение 3
Глава 1. Генетические типы месторождений корунда 5
Глава 2. Геологическое строение района Лук Йен 10
Географическое положение района Лук Йен 10
Геологическое строение месторождения Лук Йен 11
История разработки и изучения месторождений Лук Йен 12
Глава 3. Морфология и окраска 15
Исследование морфологии и окраски корундов 15
Исследование контакта корунда и шпинели 19
Глава 4.Особенности химического состава корундов 22
Проверка гипотезы о связи цвета, морфологии и химического состава 22
Исследование зональных кристаллов 28
Выводы 34
Список литературы 36
Глава 1. Генетические типы месторождений корунда 5
Глава 2. Геологическое строение района Лук Йен 10
Географическое положение района Лук Йен 10
Геологическое строение месторождения Лук Йен 11
История разработки и изучения месторождений Лук Йен 12
Глава 3. Морфология и окраска 15
Исследование морфологии и окраски корундов 15
Исследование контакта корунда и шпинели 19
Глава 4.Особенности химического состава корундов 22
Проверка гипотезы о связи цвета, морфологии и химического состава 22
Исследование зональных кристаллов 28
Выводы 34
Список литературы 36
Рубины и сапфиры района Лук Йен на севере Вьетнама является значимым месторождением рубинов, шпинелей и турмалинов ювелирного качества с 1987 года. История разработки включает как подконтрольную государству добычу самоцветов, так и нелегальную: с 1988 года правительство Вьетнама основало компанию Vinagemco для контроля за добычей, но с 1989 года по 1990 в район Лук Йен приехало более 10000 старателей (Van Long et al., 2004). Один из самых крупных и известных образцов из этого месторождения, 56-каратный рубин был куплен за 562 000 долларов (Van Long et al., 2004). Всего после этого были добыты сотни килограммов рубинов и розовых корундов ювелирного качества. Примерно с середины 1990-х годов ведутся исследования в самых разных направлениях - морфологии, химического состава, и геммологических свойств рубинов.
Несмотря на долгую историю исследований, к минеральному сырью данного месторождения только начал (Sorokina et al., 2016) применяться онтогенический подход, подразумевающий выявление закономерностей распределение химических элементов в индивидах. При становлении онтогенического подхода в минералогии наибольшее внимание традиционно уделялось морфологическим (облику, габитусу) и физическим (окраске, твердости, кристаллооптическим) свойствам кристаллов (Григорьев, 1961; Юшкин, 1977; Марин, 1981 и др.). Между тем, из более поздних работ стало ясно, что данные параметры минеральных индивидов связаны не только и не столько с термодинамическими условиями их формирования, сколько с геохимической неоднородностью минералообразующей среды (Алексеев, Марин, 2012). При этом считается, что результаты онтогенических исследований проливают свет на условия кристаллизации минералов. В этой работе термин «онтогения» будет употребляться в том же смысле, как в работе Сорокиной с соавторами и статье Алексеева и Марина (E. S. Sorokina et al. 2016; Алексеев, Марин 2012).
Объект исследования в данной работе - образцы корундов, в том числе рубины, розовые корунды, а также не ювелирные разновидности, предмет - их химический состав, в том числе зональных кристаллов, морфология, а также связь между обликом, химическим составом и цветом корундов (E. S. Sorokina et al., 2016) на выборке из 29 образцов, отобранных Павлом Борисовичем Соколовым и его коллегами. Коллекция включает как корунды из коренных проявлений, так и из аллювиальных россыпей района
Лук Йен в северном Вьетнаме. Цель исследования - всестороннее исследование особенностей микроэлементного состава, реакционных отношений корунда с другими минералами, прежде всего со шпинелью. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучить литературные источники с целью сопоставления результатов анализа корундов Вьетнама с разновидностями из других месторождений;
2) На выборке из 29 образцов с ясной морфологией попытаться выявить наличие закономерности между обликом кристалла и его химическим составом;
3) Проанализировать химический состав в корундах, в том числе в зональных кристаллах;
4) Получить представление об особенностях генезиса корунда.
Автор выражает искреннюю благодарность президенту ООО «СОКОЛОВ» Павлу Борисовичу Соколову за предоставленную для работы коллекцию корундов, терпеливые объяснения, постановку задачи и предоставленную литературу. Отдельную благодарность хотелось бы выразить моему научному руководителю Анатолию Александровичу Золотареву за неоценимую помощь в создании данной работы и Катерине Александровне Куксе.
Несмотря на долгую историю исследований, к минеральному сырью данного месторождения только начал (Sorokina et al., 2016) применяться онтогенический подход, подразумевающий выявление закономерностей распределение химических элементов в индивидах. При становлении онтогенического подхода в минералогии наибольшее внимание традиционно уделялось морфологическим (облику, габитусу) и физическим (окраске, твердости, кристаллооптическим) свойствам кристаллов (Григорьев, 1961; Юшкин, 1977; Марин, 1981 и др.). Между тем, из более поздних работ стало ясно, что данные параметры минеральных индивидов связаны не только и не столько с термодинамическими условиями их формирования, сколько с геохимической неоднородностью минералообразующей среды (Алексеев, Марин, 2012). При этом считается, что результаты онтогенических исследований проливают свет на условия кристаллизации минералов. В этой работе термин «онтогения» будет употребляться в том же смысле, как в работе Сорокиной с соавторами и статье Алексеева и Марина (E. S. Sorokina et al. 2016; Алексеев, Марин 2012).
Объект исследования в данной работе - образцы корундов, в том числе рубины, розовые корунды, а также не ювелирные разновидности, предмет - их химический состав, в том числе зональных кристаллов, морфология, а также связь между обликом, химическим составом и цветом корундов (E. S. Sorokina et al., 2016) на выборке из 29 образцов, отобранных Павлом Борисовичем Соколовым и его коллегами. Коллекция включает как корунды из коренных проявлений, так и из аллювиальных россыпей района
Лук Йен в северном Вьетнаме. Цель исследования - всестороннее исследование особенностей микроэлементного состава, реакционных отношений корунда с другими минералами, прежде всего со шпинелью. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:
1) Изучить литературные источники с целью сопоставления результатов анализа корундов Вьетнама с разновидностями из других месторождений;
2) На выборке из 29 образцов с ясной морфологией попытаться выявить наличие закономерности между обликом кристалла и его химическим составом;
3) Проанализировать химический состав в корундах, в том числе в зональных кристаллах;
4) Получить представление об особенностях генезиса корунда.
Автор выражает искреннюю благодарность президенту ООО «СОКОЛОВ» Павлу Борисовичу Соколову за предоставленную для работы коллекцию корундов, терпеливые объяснения, постановку задачи и предоставленную литературу. Отдельную благодарность хотелось бы выразить моему научному руководителю Анатолию Александровичу Золотареву за неоценимую помощь в создании данной работы и Катерине Александровне Куксе.
В результате изучения морфологии и особенностей химического состава корундов был предложен их новый генетический тип -замещение шпинели корундом, исследованы его химические особенности и сняты BSE изображения.
Изучение представительной коллекции корундов из различных коренных мраморов и аллювиальных отложений района Лук Йен в северном Вьетнаме показало, что наиболее типичные простые формы минерала - гексагональная призма и гексагональная дипирамида, часто со второстепенными гранями ромбоэдра. Также были обнаружены скелетные кристаллы, и, соответственно, выделены три морфологических типа - призматический, дипирамидальный и скелетного кристалла.
Основными примесными элементами в корунде являются Fe, Ti и Cr, в подчиненных количествах присутствуют, Ga и Zn. При этом нами были обнаружены разновидности с повышенными концентрациями хрома (9200-9500 г/т) и железа (500017000 г/т), не характерные для мраморного типа месторождений. Высокохромистые рубины приурочены к зонам тектонических деформаций в мраморах вблизи контакта с оливиновым микрогаббро, а корунды с повышенными концентрациями Fe развиваются за счет замещения высокожелезистой шпинели. Взаимосвязь формы и химического состава хорошо огранённых кристаллов на выборке из 29 корундов с явной морфологией выявить не удалось. Более того, результаты наших исследований не подтверждают выводы, сделанные ранее при исследовании корундов месторождения, о преобладании среди красных рубинов призматических кристаллов, а среди розовых кристаллов - дипирамидальных форм.
Были выявлены закономерности распределения микроэлементов в зональных кристаллах корундов. Изменение цвета в кристаллах корунда с розовыми и синими зонами прежде всего связано с резкими (на 800-1000 г/т) колебаниями содержания титана, несколько второстепенную роль играют железо и хром, однако последний не всегда напрямую связан с ростовой зональностью, а скорее подчинён уже упомянутым колебаниям микросодержаний титана. В красных кристаллах обнаружены трещины, заполненные материалом с повышенным содержанием магния (8000-20000 г/т), что позволяет сделать вывод об их заполнении карбонатным материалом с одновременным выносом хрома в этих зонах. Также содержания галия, по-видимому, связаны с изменением ростовой зональности, но причина этих изменений не очень ясна.
Образцы из нового проявления корунда не отличаются от других ни по морфологии, ни по химическому составу, так как попадают в диапазон содержания микроэлементов в рамках данного исследования. Содержания хрома и галия, однако, выше, чем средние значения для этих микроэлементов.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы была выполнена. Обзор литературы помог связать особенности распределения микроэлементов с типом месторождения корундов и выявить аномальные поля составов, которым до этого уделялось мало внимания. Реакционные отношения между корундом и шпинелью были исследованы с помощью нескольких точных методов анализа. Также удалось проследить изменения полей составов по профилям зональных кристаллов и сделать выводы о возможных причинах таких изменений.
В будущем хотелось бы продолжить анализировать данные образцы, особенно включения и характер зональности с помощью рамановской спектрометрии.
Изучение представительной коллекции корундов из различных коренных мраморов и аллювиальных отложений района Лук Йен в северном Вьетнаме показало, что наиболее типичные простые формы минерала - гексагональная призма и гексагональная дипирамида, часто со второстепенными гранями ромбоэдра. Также были обнаружены скелетные кристаллы, и, соответственно, выделены три морфологических типа - призматический, дипирамидальный и скелетного кристалла.
Основными примесными элементами в корунде являются Fe, Ti и Cr, в подчиненных количествах присутствуют, Ga и Zn. При этом нами были обнаружены разновидности с повышенными концентрациями хрома (9200-9500 г/т) и железа (500017000 г/т), не характерные для мраморного типа месторождений. Высокохромистые рубины приурочены к зонам тектонических деформаций в мраморах вблизи контакта с оливиновым микрогаббро, а корунды с повышенными концентрациями Fe развиваются за счет замещения высокожелезистой шпинели. Взаимосвязь формы и химического состава хорошо огранённых кристаллов на выборке из 29 корундов с явной морфологией выявить не удалось. Более того, результаты наших исследований не подтверждают выводы, сделанные ранее при исследовании корундов месторождения, о преобладании среди красных рубинов призматических кристаллов, а среди розовых кристаллов - дипирамидальных форм.
Были выявлены закономерности распределения микроэлементов в зональных кристаллах корундов. Изменение цвета в кристаллах корунда с розовыми и синими зонами прежде всего связано с резкими (на 800-1000 г/т) колебаниями содержания титана, несколько второстепенную роль играют железо и хром, однако последний не всегда напрямую связан с ростовой зональностью, а скорее подчинён уже упомянутым колебаниям микросодержаний титана. В красных кристаллах обнаружены трещины, заполненные материалом с повышенным содержанием магния (8000-20000 г/т), что позволяет сделать вывод об их заполнении карбонатным материалом с одновременным выносом хрома в этих зонах. Также содержания галия, по-видимому, связаны с изменением ростовой зональности, но причина этих изменений не очень ясна.
Образцы из нового проявления корунда не отличаются от других ни по морфологии, ни по химическому составу, так как попадают в диапазон содержания микроэлементов в рамках данного исследования. Содержания хрома и галия, однако, выше, чем средние значения для этих микроэлементов.
Таким образом, цель выпускной квалификационной работы была выполнена. Обзор литературы помог связать особенности распределения микроэлементов с типом месторождения корундов и выявить аномальные поля составов, которым до этого уделялось мало внимания. Реакционные отношения между корундом и шпинелью были исследованы с помощью нескольких точных методов анализа. Также удалось проследить изменения полей составов по профилям зональных кристаллов и сделать выводы о возможных причинах таких изменений.
В будущем хотелось бы продолжить анализировать данные образцы, особенно включения и характер зональности с помощью рамановской спектрометрии.
Подобные работы
- Химический состав зональных корундов месторождения Лук Йен (Вьетнам)
Бакалаврская работа, геология и минералогия. Язык работы: Русский. Цена: 4850 р. Год сдачи: 2023