Тема: СТРУКТУРНЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ ТИПОМОРФИЗМ КВАРЦА ПЕГМАТИТОВ (ОШКИНСКОЕ ПЕГМАТИТОВОЕ ПОЛЕ, ЗАПАДНАЯ МОНГОЛИЯ)

Проблема изучения типоморфизма минералов по мере развития геологической и, в частности, минералогической науки, только наращивает свою актуальность, увеличивая значимость последней для поисков и разведки месторождений полезных ископаемых, а также для фундаментальных исследований в области генетической минералогии. Учение о типоморфизме минералов и рядах типоморфных признаков, несомненно, очень важно для понимания геологических процессов и закономерностей размещения полезных ископаемых в их продуктах.
Для лучшего понимания особенностей пегматитового процесса весьма подходящим является кварц, представляющийся нам «сквозным» минералом пегматитов. Практически повсеместное в пределах пегматитового тела нахождение кварца позволяет нам, изучая его типоморфные особенности в различных минеральных ассоциациях, заключать как об условиях образования минералов в ассоциации, так и об изменении условий в течение всего пегматитового процесса, а также в более поздних, наложенных процессах.
Пегматиты - продукт сложного гетерогенного процесса, начинающегося при температурах магматического расплава и заканчивающегося в температурах гидротерм. В течение этого процесса несколько раз происходит смена сред минералообразования: сначала это кристаллизация из магматического расплава, затем - из раствора, также имеет важное значение перекристаллизация ранних продуктов посредством автометосоматоза.
Типоморфизм кварца в исследовании пегматитообразования играет множество ролей, таких как: термометрия (фазовые переходы, газово-жидкие включения), индикация химизма среды (ГЖВ, примесные ионы, наличие и характер структурных дефектов) и скорости кристаллизации (размерность зёрен, параметры ЭЯ). Важным является также и факт того, что в пегматитовом процессе, динамичном в отношении метасоматического преобразования, кварц, практически не подвергающийся изменению, выступает «памятником» изначальных, дометасоматических обстановок, что позволяет получать более достоверную хронологию событий в рамках целого процесса, столь сложного и гетерогенного.
Целью работы было выбрано изучение типоморфизма кварца пегматитовых тел в пределах одного хрусталеносного пегматитового поля. Исходя из этого были поставлены следующие задачи по её достижению:
1. Изучение по литературным данным геологического строения Ошкинского пегматитового поля;
2. Изучение строения пегматитовых тел;
3. Работа с каменным материалом (отбор монофракций кварца);
4. Обработка результатов ренгенолюминесцентного и рентгеноструктурного анализов;
5. Интерпретация полученных типохимических данных и структурного типоморфизма кварца.
Для исследования было использовано всего 35 образцов, 11 из них - образцы пегматитов массива Уйпекту, 24 - Ошкинского массива. Из них было получено 35 монофракций кварца для рентгеноструктурного и рентгенолюминесцентного анализов. Были получены спектры рентгенолюминесценции (РЛ 1, РЛ 1-1, РЛ 2), дифрактограммы кварца, по которым были рассчитаны индексы кристалличности и параметры элементарной ячейки для каждой из монофракций. Материал был предоставлен руководителем ВКР Бухаровой О.В.
Рентгенолюминесцентный и рентгеноструктурный анализы производились на базе Центра коллективного пользования «Аналитический центр геохимии природных систем» (Томский государственный университет).
Промежуточные результаты исследований легли в основу публикаций и были освещены в виде докладов на XIII Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых "Геология в развивающемся мире" (Пермь, 2020), XXIV Международном научном симпозиуме студентов и молодых ученых имени академика М.А. Усова «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2020).
Автор выражает признательность научному руководителю Бухаровой О.В. за сотрудничество, предоставленные материалы и помощь в интерпретации геологической информации. Благодарности: работникам ЦКП «АЦГПС» Борозновской Н.Н. за осуществление рентгенолюминесцентного анализа и консультации в области люминесценции кварца и его типохимизма, Небера Т.С., Хрущёвой М.О. за осуществление рентгеноструктурного анализа, консультации в вопросах структурного типоморфизма кварца.

Купить

Пегматиты являются закрытой системой, в которой происходит поочерёдная смена условий минералообразования, связанная как с понижением температуры, так и с изменением сред от собственно магматических расплавов к низкотемпературным гидротермальным растворам. Такой процесс представляется очень интересным для исследования параметры кристаллизации отдельно взятых минералов, так как только в закрытых системах нам представляется возможность учитывать практически полный, за редким исключением, набор факторов минералообразования.
Химический типоморфизм кварца весьма многообразен, так как в его состав может входить весьма обширный ряд примесей, таких как: Ti, P, Fe, Mn, OH и так далее, но влияние их на структурные особенности еще недостаточно изучено. В большей степени известно о влиянии на структуру кварца алюминия, германия, лития и натрия, что имеет заметное отражение на результатах исследования.
В ходе работы, при исследовании структурного и химического типоморфизма кварца пегматитов были выявлены следующие особенности:
1. Кристалличность кварца пегматитов Ошкинского массива выше, чем Уйпектукского, что в совокупности с данными о рентгенолюминесценции кварца обоих прямо коррелируется с влиянием примесных дефектов Al,Ge,Na,Li на РЛ-спектры.
2. Полученные при исследовании ИК кварца пегматитов Уйпекту значения сопоставляются с условиями образования минеральных ассоциаций, изложенные в виде концепции этапов и геофаз А.Е. Ферсманом.
3. Установлено, что в зонах апографики, где происходило активное метосоматическое преобразование минералов, кварц, по причине кристаллизации из высокощелочных сред имеет высокий показатель ИК. А, следовательно, и в целом более метосоматически преобразованные тела будут иметь более высококристалличный кварц в каждой из зон.
4. Собственные рентгенолюминесцентные дефекты, в частности, вакансии кислорода, указывают на окислительно-восстановительные условия кристаллизации кварца. При наличии таких дефектов в пробах кварца из зон, значительно альбитизированных, можно заключить о восстановительной обстановке минералообразования, что подтверждается активным вхождением Al в структуру кристаллической решётки.
5. Для проб, спектры РЛ которых подтверждают восстановительную обстановку, но имеют низкое влияние алюминиевых центров, можно предположить дефицит Al3+, на что указывают и низкие значения параметра c элементарной ячейки.
В дальнейшем, для исследования типоморфизма кварца пегматитов, будет весьма полезным произвести высокоточный химический анализ (ICP MS) для определения примесного состава, для изучения микроструктур кварца и анализа деформаций можно использовать метод дифракции отражённых электронов (EBSD), для уточнения обстановок минералообразования в ассоциациях возможно также изучение окружающих минералов на предмет степени структурного совершенства и химического состава.

Купить