ПОЛЕВЫЕ ШПАТЫ ЩЕЛОЧНОГО ХИБИНО - ЛОВОЗЕРСКОГО КОМПЛЕКСА: ОСОБЕННОСТИ СТРУКТУРЫ И ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА
|
Введение 4
1. Геологическая характеристика Хибино - Ловозёрского комплекса 7
2. Особенности минералогии Хибино - Ловозёрского комплекса 14
3. Полевые шпаты: особенности структуры и химического состава 16
Заключение 39
Список использованной литературы 40
Приложение - Кадастр минералов Хибино - Ловозёрского комплекса
1. Геологическая характеристика Хибино - Ловозёрского комплекса 7
2. Особенности минералогии Хибино - Ловозёрского комплекса 14
3. Полевые шпаты: особенности структуры и химического состава 16
Заключение 39
Список использованной литературы 40
Приложение - Кадастр минералов Хибино - Ловозёрского комплекса
Важнейшей характеристикой щелочной формации, к которой относятся массивы Кольского полуострова (Хибинский и Ловозёрский), является необычное широкое минеральное разнообразие. Подобные объекты представляют собой, по мнению многих ученых, «минералогический рай», для которого характерно разнообразие и уникальность минеральной организации. Так А.П. Хомяков [5], относительно Хибино - Ловозёрского комплекса, отмечает, что по числу минеральных видов он намного превосходит объекты любых других генетических типов, соизмеримых по площади. Кроме того, подобные щелочные комплексы, в том числе и Хибино - Ловозёрский, подсчитывают более 40 % эндемичных минералов от общего числа минеральных видов [6]. Несмотря на огромный объём минералогических работ, проведенных на территории комплекса (А.Е. Ферсман, П.К.Семёнов, В.И. Герасимовский, Н.В. Широкшин, А.В. Миддендорф, В. Рамзай, М.В. Кузьменко, Л.С. Бородин, И.П. Тихоненков, Л.Л. Шилин, И.В. Буссен, М.Н. Соколова и ряд других) до сих пор минералогия массивов остаётся изученной не до конца, о чем свидетельствую постоянные находки в них новых минеральных видов. Кроме того, оба массива являются крупными месторождениями многих редких и редкоземельных металлов. В связи с этим, изучение минеральной организации и типоморфных свойств минералов Хибино - Ловозёрского комплекса представляются важным как в научном, так и практическом значении. Минералы из группы полевых шпатов являются одними из основных породообразующих минералов для всех пород слагающих Хибино - Ловозёрский комплекс. Полевые шпаты кристаллизуется в широком интервале температур и давлений. Для них характерны изоморфные замещения и распад твердых растворов. Типохимизм и структурный типоморфизм полевых шпатов играют роль в установлении условий образования минерала и пород, его содержащих.
Ц,елью ВКР являлось исследование особенностей структуры и химического состава полевых шпатов Хибино - Ловозёрского комплекса.
Для достижения цели перед автором были поставлены следующие задачи:
1. Подготовить пробы полевого шпата для аналитического исследования;
2. Выполнить интерпретацию результатов исследования;
3. Провести сравнение выявленных особенностей полевых шпатов двух массивов комплекса - Ловозёрского и Хибинского.
Материалом для написания выпускной квалификационной работы послужили пробы полевого шпата, отобранные при прохождении первой производственной практики в минералогическом музее ТГУ им. И.К. Баженова, в ходе которой был проведен реестр музейных образцов, выполнена работа с фондами музея, а именно с навыками обработки, систематизации поступающих и хранящихся образцов, экспонатов и материалов, ведения их учета на бумажных и электронных носителях, этикетирования образцов в витринах и запасниках. Всего в ходе практики было отобрано 77 проб основных породообразующих минералов щелочных массивов Кольского полуострова - полевых шпатов и нефелина, 15 из которых были исследованы в данной работе. Остальные пробы могут служить материалом для дальнейших исследований.
Отбор проб осуществлялся с помощью молотка, а отбор фракций - вручную под бинокуляром размерностью до 0,25 мм. Разделение произведено главным образом по цвету зерен с учетом их кристаллографических особенностей, но тем не менее в ряде случаев добиться абсолютной чистоты фракций относительно примесей всё - таки не удалось.
Отбор мономинеральных фракций может существенным образом повлиять на окончательную интерпретацию результатов. Это связано главным образом с неоднородностью полевых шпатов. Обычными представителями полевошпатового материала являются гомогенные зёрна плагиоклаза и калишпата, антипертитовые и пертитовые зерна. Сложность отбора и соответствующие ограничения при интерпретации обусловлены тем, что в выделенную фракцию могут попасть в произвольных количественных соотношениях любые варианты этого четырёхчленного разделения.
Помимо основных задач, автору необходимо было в рамках ВКР выполнить следующее:
1. Рассмотреть геологическое строение и особенности минеральной организации Хибино - Ловозёрского комплекса, используя литературные данные и каменный материал коллекции Минералогического музея ТГУ;
2. Составить минеральный кадастр Хибино - Ловозёрского комплекса с данными о представительности рассматриваемых массивов в коллекции Минералогического музея ТГУ;
Аналитические исследования включали следующие анализы: рентгеновский спектральный микроанализ (Inca Оксфорд Energy350, интегрированный с электронным микроскопом VEGA II LMU, аналитик Пешков А. А.) и рентгеноструктурный (рентгеновский дифрактометр Panalytical X’ PERT PRO MRD Extended, аналитик Небера T.C.). Весь комплекс анализов был проведен в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета (ЦКП «АЦГПС» ТГУ). Для аналитических исследований автором был проведен отбор фракций полевого шпата по цветовым и кристаллографическим характеристикам при помощи стереомикроскопа фирмы Leica ES2.
Особая благодарность выражается научному руководителю Зениной Ксении Сергеевне, а также зав. музеем Свешниковой Валентине Леонтьевне за всестороннюю помощь и консультацию. Выражается благодарность всем сотрудникам ЦКП "Аналитический центр геохимии природных систем" за предоставленную возможность проведения аналитических исследований.
Работа состоит из 3 глав, списка литературы, включающего 22 источника. Текст сопровождается 16 иллюстрациями, 7 таблицами и 1 приложением.
Ц,елью ВКР являлось исследование особенностей структуры и химического состава полевых шпатов Хибино - Ловозёрского комплекса.
Для достижения цели перед автором были поставлены следующие задачи:
1. Подготовить пробы полевого шпата для аналитического исследования;
2. Выполнить интерпретацию результатов исследования;
3. Провести сравнение выявленных особенностей полевых шпатов двух массивов комплекса - Ловозёрского и Хибинского.
Материалом для написания выпускной квалификационной работы послужили пробы полевого шпата, отобранные при прохождении первой производственной практики в минералогическом музее ТГУ им. И.К. Баженова, в ходе которой был проведен реестр музейных образцов, выполнена работа с фондами музея, а именно с навыками обработки, систематизации поступающих и хранящихся образцов, экспонатов и материалов, ведения их учета на бумажных и электронных носителях, этикетирования образцов в витринах и запасниках. Всего в ходе практики было отобрано 77 проб основных породообразующих минералов щелочных массивов Кольского полуострова - полевых шпатов и нефелина, 15 из которых были исследованы в данной работе. Остальные пробы могут служить материалом для дальнейших исследований.
Отбор проб осуществлялся с помощью молотка, а отбор фракций - вручную под бинокуляром размерностью до 0,25 мм. Разделение произведено главным образом по цвету зерен с учетом их кристаллографических особенностей, но тем не менее в ряде случаев добиться абсолютной чистоты фракций относительно примесей всё - таки не удалось.
Отбор мономинеральных фракций может существенным образом повлиять на окончательную интерпретацию результатов. Это связано главным образом с неоднородностью полевых шпатов. Обычными представителями полевошпатового материала являются гомогенные зёрна плагиоклаза и калишпата, антипертитовые и пертитовые зерна. Сложность отбора и соответствующие ограничения при интерпретации обусловлены тем, что в выделенную фракцию могут попасть в произвольных количественных соотношениях любые варианты этого четырёхчленного разделения.
Помимо основных задач, автору необходимо было в рамках ВКР выполнить следующее:
1. Рассмотреть геологическое строение и особенности минеральной организации Хибино - Ловозёрского комплекса, используя литературные данные и каменный материал коллекции Минералогического музея ТГУ;
2. Составить минеральный кадастр Хибино - Ловозёрского комплекса с данными о представительности рассматриваемых массивов в коллекции Минералогического музея ТГУ;
Аналитические исследования включали следующие анализы: рентгеновский спектральный микроанализ (Inca Оксфорд Energy350, интегрированный с электронным микроскопом VEGA II LMU, аналитик Пешков А. А.) и рентгеноструктурный (рентгеновский дифрактометр Panalytical X’ PERT PRO MRD Extended, аналитик Небера T.C.). Весь комплекс анализов был проведен в центре коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» Томского государственного университета (ЦКП «АЦГПС» ТГУ). Для аналитических исследований автором был проведен отбор фракций полевого шпата по цветовым и кристаллографическим характеристикам при помощи стереомикроскопа фирмы Leica ES2.
Особая благодарность выражается научному руководителю Зениной Ксении Сергеевне, а также зав. музеем Свешниковой Валентине Леонтьевне за всестороннюю помощь и консультацию. Выражается благодарность всем сотрудникам ЦКП "Аналитический центр геохимии природных систем" за предоставленную возможность проведения аналитических исследований.
Работа состоит из 3 глав, списка литературы, включающего 22 источника. Текст сопровождается 16 иллюстрациями, 7 таблицами и 1 приложением.
Автором при подготовке ВКР были получены навыки работы с минералогической коллекцией, составления бумажного и электронного каталога, пробоподготовки материалов для аналитических исследований.
Была изучена обширная литература (1 - 9) по геологии и минералогии Хибино - Ловозёрского комплекса.
Автор познакомился с требованиями оформления минеральных кадастров и составил, согласно принятой кристаллохимической классификации Международной Ассоциацией по новым минералам и Российским минералогическим обществом, кадастр минералов Хибино - Ловозёрского комплекса. Было выявлено, что комплекс представлен на настоящий момент 630 минеральными видами. Максимальное число приходится на Хибинский массив. В коллекции музея ТГУ представлено порядка 4,6 % от общего числа минералов данного комплекса.
Исследуемый полевой шпат двух массивов представлен микроклином и ортоклазом. Устанавливается взаимосвязь химического состава и рентгенолюминесценции от минеральной ассоциации образца, из которого была отобрана соответствующая проба полевого шпата. Так для полевого шпата ассоциирующегося с эгирином и астрофиллитом устанавливается повышенное содержание железа и интенсивное свечение РЛ данного элемента. В отношении проанализированных полевых шпатов наиболее информативными оказались данные по рентгенолюминесценции минералов, указывающие на повышенный фон щелочности минералообразования (РЛ Fe3+) и проявление процессов альбитизации пород Хибино - Ловозерского комплекса (РЛ Мп2+ в КПШ). Известно, что термолюминесценция в подкрепление к данным рентгенолюминесценции также дает характеристику условиям минералообразования, но часто не первичным, а наложенным [14]. В случае данных полученных автором, термолюминесценция полевых шпатов также может дополнительно характеризовать особенности генезиса минералов группы полевых шпатов, особенно в отношении изменения температуры минералообразования (широкий разброс интенсивности ТЛ).
Все исследуемые КПТТТ пертитизированы, что подтверждается данными рентеноспектрального микроанализа, рентгенофазового и рентгенолюминесцентного анализа.
Результаты исследования полевых шпатов из музейной коллекции Хибино - Ловозёрского комплекса, полученные при выполнении автором ВКР, встроены в электронный каталог минералогического музея. Электронный каталог представляет собой базу данных о минералогической коллекции музея в виде файлов Exel. К каждому внесенному в каталог образцу прикреплена фотография, дано описание минерального состава, указаны размеры. Полученные автором результаты включены в каталог в виде дополнительной информации по минеральному составу. Каждый образец, из которого автором был отобран полевой шпат, сопровождается рентгенограммой минерала. Химический состав отражён в виде рассчитанной кристаллохимической формулы. Также прикреплена дополнительная информация о результатах люминесцентного анализа минерала.
Была изучена обширная литература (1 - 9) по геологии и минералогии Хибино - Ловозёрского комплекса.
Автор познакомился с требованиями оформления минеральных кадастров и составил, согласно принятой кристаллохимической классификации Международной Ассоциацией по новым минералам и Российским минералогическим обществом, кадастр минералов Хибино - Ловозёрского комплекса. Было выявлено, что комплекс представлен на настоящий момент 630 минеральными видами. Максимальное число приходится на Хибинский массив. В коллекции музея ТГУ представлено порядка 4,6 % от общего числа минералов данного комплекса.
Исследуемый полевой шпат двух массивов представлен микроклином и ортоклазом. Устанавливается взаимосвязь химического состава и рентгенолюминесценции от минеральной ассоциации образца, из которого была отобрана соответствующая проба полевого шпата. Так для полевого шпата ассоциирующегося с эгирином и астрофиллитом устанавливается повышенное содержание железа и интенсивное свечение РЛ данного элемента. В отношении проанализированных полевых шпатов наиболее информативными оказались данные по рентгенолюминесценции минералов, указывающие на повышенный фон щелочности минералообразования (РЛ Fe3+) и проявление процессов альбитизации пород Хибино - Ловозерского комплекса (РЛ Мп2+ в КПШ). Известно, что термолюминесценция в подкрепление к данным рентгенолюминесценции также дает характеристику условиям минералообразования, но часто не первичным, а наложенным [14]. В случае данных полученных автором, термолюминесценция полевых шпатов также может дополнительно характеризовать особенности генезиса минералов группы полевых шпатов, особенно в отношении изменения температуры минералообразования (широкий разброс интенсивности ТЛ).
Все исследуемые КПТТТ пертитизированы, что подтверждается данными рентеноспектрального микроанализа, рентгенофазового и рентгенолюминесцентного анализа.
Результаты исследования полевых шпатов из музейной коллекции Хибино - Ловозёрского комплекса, полученные при выполнении автором ВКР, встроены в электронный каталог минералогического музея. Электронный каталог представляет собой базу данных о минералогической коллекции музея в виде файлов Exel. К каждому внесенному в каталог образцу прикреплена фотография, дано описание минерального состава, указаны размеры. Полученные автором результаты включены в каталог в виде дополнительной информации по минеральному составу. Каждый образец, из которого автором был отобран полевой шпат, сопровождается рентгенограммой минерала. Химический состав отражён в виде рассчитанной кристаллохимической формулы. Также прикреплена дополнительная информация о результатах люминесцентного анализа минерала.