WWW.LIB.KNIGI-X.RU
БЕСПЛАТНАЯ  ИНТЕРНЕТ  БИБЛИОТЕКА - Электронные материалы
 

«ХРОМАТНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ЗОНЕ ГИПЕРГЕНЕЗА МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛА ...»

На правах рукописи

ХАНИН Дмитрий Александрович

ХРОМАТНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В ЗОНЕ ГИПЕРГЕНЕЗА

МЕСТОРОЖДЕНИЙ УРАЛА

25.00.05 – минералогия, кристаллография

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2017

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном

учреждении высшего образования "Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова" (геологический факультет, кафедра минералогии)

Научный руководитель: чл.-корр. РАН, доктор геолого-минералогических наук, профессор Пеков Игорь Викторович Кривовичев Владимир Герасимович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор, профессор кафедры минералогии СПбГУ, г. Санкт-Петербург Карпенко Владимир Юрьевич кандидат геолого-минералогических наук, заместитель директора Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН, г. Москва

Ведущая организация: Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

Защита состоится «12» мая 2017 года в 14 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 501.002.06 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, Ленинские горы, д. 1, корпус "А", аудитория 415.



С диссертацией можно ознакомиться в читальном зале Отдела диссертаций Фундаментальной библиотеке МГУ имени М.В. Ломоносова (Москва, Ломоносовский проспект, д. 27) и на сайте: http://istina.msu.ru/dissertations/43706750/

Автореферат разослан «22» февраля 2017 года

Ученый секретарь диссертационного совета доктор геолого-минералогических наук Киселева И.А.

Актуальность темы. Зона гипергенеза составляет незначительную по объему часть земной коры, но ее геохимия и минеральное разнообразие уникальны. В ней установлено более 1000 минералов, и большинство из них эндемично для этой формации. Наиболее богатой минералогией обладает зона окисления халькогенидных рудных месторождений. Высокая активность кислорода - главного окисляющего агента - обусловливает тот факт, что ведущими минералами зоны гипергенеза являются оксиды и соли кислородных кислот, причем зачастую содержащие многие химические элементы в максимальных степенях окисления: S6+, Te6+, Mo6+, As5+, V5+, Sb5+, Fe3+ и др. Класс хроматов – солей хромовых кислот, содержащих анионы с Cr6+ - насчитывает всего 25 минеральных видов, но некоторые из них способны образовывать значительные скопления. Урал – классический в отношении хроматной минерализации регион мира. Здесь находится знаменитое Берёзовское месторождение, зона окисления которого – главный эталонный объект в минералогии хроматов. В 2016 году исполнилось 250 лет с момента описания здесь крокоита (1766) – первого российского нового минерала, той самой «красной свинцовой руды из Сибири», при изучении которой в 1797 году был открыт химический элемент хром. За эти два с половиной века из Берёзовского месторождения были описаны еще четыре новых минерала класса хроматов, а на территории Уральского региона обнаружены и другие проявления хроматной минерализации. Тем не менее, степень изученности берёзовских хроматов до последнего времени оставалась явно недостаточной, а прочие уральские объекты в этом отношении и вообще систематически не исследовались.





Сведения о химическом составе уральских хроматов были весьма фрагментарными. К настоящему времени многие из месторождений, где встречались эти минералы, уже отработаны, и образцы из них в лучшем случае сохранились только в музеях. На других проявлениях еще можно собрать каменный материал, но ситуация в таком густонаселенном и активно развивающемся промышленном регионе, как Урал, сегодня стремительно меняется, и можно не сомневаться, что скоро эти объекты, находящиеся в зоне хозяйственной деятельности, будут безвозвратно утрачены.

В последнее время всё большее внимание обращается, в том числе в связи с проблемами экологии, на формы нахождения и поведение химических элементов в приповерхностных частях земной коры. Зона окисления рудных месторождений является своего рода компактной природной лабораторией, где можно проследить, как ведет себя большая группа элементов в условиях гипергенеза. Таким образом, возникает весьма важная задача – детальное изучение образующихся (и преобразующихся) здесь минералов как форм концентрации химических компонентов, включая экологически опасные, и установление механизмов их мобилизации и переноса.

Сказанное определяет актуальность детального комплексного исследования хроматной минерализации и поведения хрома в процессах, протекающих в зоне окисления рудных месторождений Урала.

Цели и задачи. Основные цели работы – комплексная характеристика хроматной минерализации в зоне гипергенеза уральских месторождений, установление химических и кристаллохимических особенностей минералов, содержащих Cr6+, выявление и анализ причин, приводящих к появлению хроматной минерализации, определение условий, благоприятных для ее возникновения.

Для достижения этих целей разрабатывались следующие конкретные задачи:

- по возможности подробная характеристика хроматной минерализации "малых" объектов Урала, где, в отличие от всемирно известного Берёзовского месторождения, эти минералы изучены очень слабо или же вообще не изучались (Первомайско-Зверевское месторождение, Благодатные рудники, Троицкий прииск, Свинечное месторождение, гора Точильная и гора Суховяз на Среднем Урале, Требиатский рудник на Южном Урале);

- определение химического состава хроматов, выявление схем и пределов изоморфных замещений в них;

- детальное исследование сложной системы твердых растворов между хромсодержащими минералами с бракебушитоподобными структурами;

- установление закономерностей распределения Cr6+ между собственными фазами хроматами и содержащими примесь хрома сопутствующими гипергенными минералами, относящимися к другим химическим классам;

- выявление конкретных источников хрома и механизмов его мобилизации на стадиях, предшествующих переходу Cr3+ в Cr6+.

Фактический материал и методы исследований. Исследовано более 1050 образцов хроматов и сопутствующих гипергенных минералов и 48 образцов вмещающих метасоматитов и продуктов их выветривания из восьми месторождений Урала: это Берёзовское месторождение (включая Преображенский рудник, Нагорный квартал, Крокоитовый шурф) в г. Берёзовский, Благодатные рудники и Троицкий прииск близ пос. Монетный, гора Точильная близ г. Реж, Свинечное месторождение близ г. Нижний Тагил, Первомайско-Зверевское месторождение в Верхне-Пышминском районе, гора Суховяз в г. Верхний Уфалей (все - Средний Урал) и Требиатский рудник близ г. Магнитогорск (Южный Урал). Большая часть каменного материала собрана автором во время полевых работ 2013–2016 гг, проведенных на всех перечисленных объектах, кроме Троицкого прииска, ныне не существующего. Значительное число образцов любезно предоставлено Н.Б. Беленковым, С.В. Колисниченко, А.В. Кузнецовым, С.К. Носовым и И.В. Пековым. Также изучены образцы из коллекций Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН (систематическая коллекция и коллекция В.И. Степанова) в Москве, Минералогического музея СПбГУ и ЦНИГР музея в Санкт-Петербурге и Музея золота в г. Берёзовский, а также из коллекции А.А. Канонерова (кафедра минералогии, петрографии и геохимии УГГУ, Екатеринбург).

Первичная обработка материала включала минералогическое описание и отбор проб и монофракций для дальнейших исследований. Петрографическое изучение шлифов горных пород выполнялось с помощью оптического поляризационного микроскопа ПОЛАМ-312.

Исследование образцов методами сканирующей электронной микроскопии и электроннозондового микроанализа выполнялось (1) в Лаборатории локальных методов исследования вещества Геологического факультета МГУ на электронном микроскопе Jeol JSM-6480LV с энергодисперсионным анализатором INCA-Energy 350 и волновым анализатором INCA-Wave 500; (2) на кафедре минералогии Геологического факультета МГУ на микроанализаторе Camebax SX50; (3) на микроанализаторе Camebax microbeam в Минералогическом музее имени А.Е. Ферсмана РАН; (4) в ИЭМ РАН на сканирующих электронных микроскопах Tescan Vega TS5130MM, Camscan MV2300 с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 450 с полупроводниковым Si(Li) детектором INCA PentaFET x3 и Tescan Vega II XMU с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 450 с полупроводниковым Si(Li) детектором INCA x-sight и волновым анализатором INCA Wave 700.

Получено свыше 4000 количественных анализов и более 400 РЭМ-фотографий. Порошковые рентгенографические исследования проводились на дифрактометрах ДРОН-3М (каф.

кристаллографии и кристаллохимии Геологического ф-та МГУ) и STOE IPDS II в ресурсном центре «Рентгенодифракционные методы исследования» СПбГУ, а также фотометодом с использованием камеры РКД 57.3 (кафедра МПГ УГГУ). Исследование валового химического состава пород выполнялось с помощью рентгенофлуоресцентного анализа на установке ED 20000 в лаборатории Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН. Данные, полученные всеми методами, обработаны автором.

Научная новизна. Впервые систематически изучена хроматная и сопутствующая ей гипергенная минерализация на шести уральских объектах – это Первомайско-Зверевское месторождение, Благодатные рудники, Свинечное месторождение, гора Точильная, гора Суховяз и Требиатский рудник. Выявлены новые разновидности двух хроматов – медисто-фосфорная для касседаннеита и цинксодержащая для эмбрейита, а также две ранее неизвестных в природе фазы – PbCr4O13 и фосфато-ванадат с составом предполагаемого конечного члена Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O).

Впервые обнаружены хромсодержащие разновидности плюмбогуммита, пироморфита, сегнитита, феррибушмакинита (этот минерал найден впервые в России), карминита, гартреллита и арсенцумебита. Достоверно установлено, что так называемый "березовит" является тонкоагрегатной частичной псевдоморфозой фёникохроита и церуссита по крокоиту. Показано, что изоморфный ряд вокеленит Pb2Cu(CrO4)(PO4)(OH) – форнасит Pb2Cu(CrO4)(AsO4)(OH) является непрерывным.

Установлено, что вокеленит и эмбрейит, несмотря на принадлежность к различным структурным типам, образуют серию непрерывных твердых растворов, в которой главной варьирующей величиной выступает отношение Pb:Cu, а граница между этими минералами в данном ряду лежит в области, близкой к 0.5 атомам на формулу (а.ф.) Cu. С участием автора впервые изучена кристаллическая структура эмбрейита, что позволило вывести его кристаллохимически корректную формулу Pb2(Pb,Cu,)[(Cr,P)O4]2(H2O,OH,). Выявлена и изучена ранее неизвестная система протяженных твердых растворов между вокеленитом, бушмакинитом Pb2Al(VO4)(PO4)(OH), феррибушмакинитом Pb2Fe3+(VO4)(PO4)(OH) и фазой Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O). Это первая природная система твердых растворов с широкими пределами замещения хроматного аниона на ванадатный и самая протяженная система с участием аниона (CrO4)2-, обнаруженная в природе. Главная изоморфная схема в ней: Cr6+ + Cu2+ V5+ + M3+, где M = Fe, Al. В целом же установлено, что в гипергенных условиях реализуется сложная, многокомпонентная, со структурными переходами система протяженных твердых растворов, членами которой являются вокеленит, форнасит, бушмакинит, феррибушмакинит, фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O) и эмбрейит. Показано, что на изученных объектах, помимо собственно хроматов, реализуется и другая форма нахождения Cr6+: он может входить в виде существенной изоморфной примеси (до нескольких мас.% CrO3) в свинцовые ванадаты, арсенаты и фосфаты, замещая в них V5+, As5+ или P5+; наибольшим сродством к Cr6+ обладают минералы, относящиеся к структурным типам бракебушита (бушмакинит, феррибушмакинит, арсенбракебушит, арсенцумебит), алунита (плюмбогуммит, сегнитит), аделита (дуфтит, моттрамит) и цумкорита (гартреллит). Выявлены условия, необходимые для возникновения хроматной минерализации в зоне окисления халькогенидных руд – это присутствие высокохромистых околорудных метасоматитов, где основным носителем хрома являются слоистые силикаты, и обогащение этих пород (и самих руд) пиритом, при выветривании которого возникает свободная серная кислота, способная разлагать хромсодержащие слоистые силикаты и благоприятствующая окислению Cr3+ до Cr6+. В лиственитах Берёзовского месторождения зафиксирован хромфиллит – слюда, содержащая до 20 мас.% Cr2O3, и показано, что он и другие обогащенные хромом слоистые силикаты возникают здесь только при непосредственном метасоматическом изменении реликтовых хромшпинелидов.

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные и сделанные обобщения важны для развития минералогии и геохимии хрома, минералогии, в т.ч. генетической, зоны окисления рудных месторождений и кристаллохимии хроматов, ванадатов, арсенатов и фосфатов.

Члены группы бракебушита оказались удачным объектом для получения и интерпретации данных, позволяющих в целом понять характер гетеровалентного изоморфизма с участием Cr6+ и V5+.

Сведения, дополняющие или уточняющие характеристику минералов, в первую очередь те, что расширяют представления о вариациях их химического состава и системах твердых растворов между ними, пополнят справочную литературу и базы данных, будут использованы в учебных курсах по минералогии и кристаллохимии.

Защищаемые положения

1. Все хроматные проявления Урала находятся в сопоставимых геолого-геохимических обстановках и сформировались в очень близких условиях, а все хроматы и обогащенные Cr6+ оксосоли других химических классов здесь содержат в качестве видообразующего катиона Pb2+. Для образования хроматной минерализации в зоне гипергенеза халькогенидных руд необходимо сочетание в исходной эндогенной системе трех главных факторов – это (1) присутствие в рудах галенита и/или сульфосолей свинца; (2) развитие высокохромистых (содержащих не менее 1-2% Cr2O3) околорудных метасоматических пород, где основным носителем хрома являются слоистые силикаты (слюда, хлорит); (3) обогащенность пиритом, при выветривании дающим свободную серную кислоту, которая разлагает слоистые силикаты метасоматитов, высвобождая из них хром, и способствует окислению Cr3+ до Cr6+.

2. Минералы с бракебушитоподобными структурами образуют сложную протяженную систему твердых растворов с участием анионных групп (CrO4)2-, (VO4)3-, (PO4)3- и (AsO4)3-, членами которой являются форнасит, вокеленит, бушмакинит, феррибушмакинит и фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O). В данной системе в широких пределах реализуется замещение хроматного аниона на ванадатный, а главная схема изоморфизма такова: Cr6+ + Cu2+ V5+ + (Fe3+,Al).

3. Вокеленит и эмбрейит, обладая хотя и разными, но родственными структурами, образуют непрерывный ряд твердых растворов, где главная варьирующая величина – отношение Pb:Cu.

Структурный переход между этими минералами происходит в области, близкой к точке, отвечающей

0.5 атомам Cu в формуле, рассчитанной на T (Cr+P+As+V) = 2.

4. Шестивалентный хром в зоне гипергенеза не только формирует собственные фазы – хроматы, но и в существенном количестве рассеивается в виде примеси в сопутствующих им свинцовых ванадатах, арсенатах и фосфатах, замещая в них V5+, As5+ или P5+. Наибольшее сродство к примесному Cr6+ проявляют представители этих классов, относящиеся к структурным типам бракебушита, алунита, аделита и цумкорита.

Апробация работы. Результаты работы докладывались на 7 российских и международных конференциях. Это: Всероссийская научная конференция "Уральская минералогическая школа" (Екатеринбург, 2014 и 2015); XXII и XXIII Международные конференции студентов, аспирантов и молодых ученых Ломоносов-2015 и Ломоносов-2016 (Москва); Международная конференция "Онтогения, филогения, система минералогии" (Миасс, 2015); VII Всероссийская молодежная научная конференция «Минералы: строение, свойства, методы исследования» (Екатеринбург, 2015);

Международная конференция, посвященная 300-летию Минералогического музея имени А.Е.

Ферсмана РАН (Москва, 2016).

Публикации. По вопросам, обсуждаемым в диссертации, опубликованы 6 статей и тезисы 9 докладов.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из двух томов. Первый том объемом в 223 страницы включает Введение, 9 глав, Заключение и список литературы из 150 наименований, содержит 41 таблицу и 58 рисунков. Второй том объемом в 532 страницы состоит из двух Приложений и содержит 30 таблиц и 46 рисунков.

Благодарности. Автор благодарен всем, кто оказывал помощь и поддержку при выполнении работы, и в первую очередь своему научному руководителю И.В. Пекову. Разностороннюю помощь оказали Л.А. Паутов, И.А. Брызгалов, А.А. Агаханов, В.Ю. Карпенко, Д.И. Белаковский, Д.А.

Варламов, Д.А. Ксенофонтов, И.С. Лыкова, М.Е. Генералов, Н.Н. Коротаева, Е.В. Гусева, Н.Н.

Кошлякова, С.Г. Суставов, Ю.В. Ерохин, М.Ф. Вигасина, В.O. Япаскурт, Н.В. Зубкова, Л.И.

Марущенко, С.Н. Бритвин, С.В. Прибавкин, Е.В. Ханина, И.А. Екименкова, А.В. Пакунова, К.Г.

Ерофеева, Г.Ф. Анастасенко, И.А. Максимова, Н.И. Краснова. При написании работы автор пользовался консультациями Э.М. Спиридонова, А.А. Ульянова и Е.А. Власова. Ряд образцов для исследования был предоставлен Н.Б. Беленковым, С.В. Колисниченко, С.К. Носовым и А.В.

Кузнецовым. Отдельная благодарность – коллективу кафедры минералогии МГУ и ее заведующему Д.Г. Кощугу за поддержку на всех этапах выполнения работы.

Глава 1. Хроматная минерализация в зоне гипергенеза месторождений Урала: литературный обзор В разделе приводится очерк истории изучения минералов класса хроматов из уральских проявлений.

Подробно этот материал изложен в статье (Ханин, 2014).

Глава 2. Краткие сведения по геологии месторождений, с которыми связана хроматная минерализация В главе приводится краткое геологическое описание (в основном по литературным данным) уральских рудных месторождений, с которыми связаны изученные в работе проявления хроматов.

Глава 3. Фактический материал и методы исследования Материалы этой главы кратко охарактеризованы во Введении (раздел "Фактический материал и методы исследований").

Глава 4. Околожильные метасоматические породы месторождений, с которыми связана хроматная минерализация, распределение в них хрома и поведение при выветривании

4.1. Минеральный состав околожильных метасоматитов и продуктов их выветривания Все проявления гипергенных хроматов на Урале пространственно связаны с метасоматическими породами двух групп, сопровождающими жилы с сульфидами, которые при окислении послужили источником свинца и меди для этих минералов. К первой группе пород относятся высокохромистые метасоматические породы (листвениты, тальк-хлоритовые и тальккарбонат-хлоритовые породы), а ко второй - породы с низким содержанием хрома, но обогащенные пиритом (в первую очередь березиты, а также кварц-мусковитовые породы).

Для пород первой группы главными породообразующими минералами являются слюда (хромсодержащий мусковит, изредка хромсодержащий флогопит и хромфиллит), карбонат (магнезит), иногда клинохлор, тальк. Для них пород типичны хромшпинелиды (хромит, магнезиохромит, цинкохромит) как акцессорные, а иногда даже как второстепенные породообразующие минералы (до 7% от объема породы). Другие акцессории – сульфиды Ni, циркон, рутил. Содержание хрома в слюде лиственитов в непосредственной близости от зёрен хромшпинелидов достигает 20 мас.% в пересчете на Cr2O3, а с удалением от них снижается до первых процентов уже на расстоянии 0.5 мм. В хлорите, который развивается по хромшпинелидам лиственитов, содержание хрома достигает 2.7 мас.%, но в массе породы хлорит при этом практически не встречается. Валовое содержание в листвените хрома составляет в среднем 2200 ppm, а в тальк-карбонатных и тальк-хлоритовых породах – около 3600 ppm. Содержание Cr2O3 в хлорите этих пород достигает 2.4 мас.% около зёрен хромшпинелидов, а при удалении от них снижается в среднем до 2.0 мас.%. Таким образом, главными носителями хрома в этих породах выступают слоистые силикаты – слюды и хлорит.

Для березитов и кварц-мусковитовых пород, составляющих вторую группу, главными породообразующими минералами являются кварц, карбонат (доломит), мусковит, пирит, иногда альбит. Ведущий акцессорий – обычно апатит, типичны циркон, рутил, монацит-(Ce) и торит.

Содержание хрома в невыветрелых березитах не превышает 15 ppm, а в кварц-мусковитовых породах без хромсодержащей слюды - 130 ppm. В слюде из этих пород содержание Cr2O3 не превышает 0.1 мас.%.

4.2. Химический состав околожильных метасоматитов и продуктов их выветривания Определение валового химического состава околожильных пород разной степени гипергенного изменения проводилось с целью изучения распределения в них хрома и его поведения при выветривании. Породы анализировались методом рентгенофлуоресцентного анализа. Полученные результаты приведены в таблице 1.

Одни породы заметно обогащены магнием, а другие - калием (табл. 1, рис. 1 и 2).

Рентгенографические данные показывают, что в состав первых пород входят хлорит, тальк, железистый магнезит или доломит, а мусковит, если он есть, имеет подчиненный характер. В обогащенных калием породах главным минералом является, конечно, мусковит. На рис. 1 четко видны две совокупности точек составов. Первая из них отвечает породам с высоким содержанием магния, где преобладают хлорит и/или тальк, а также листвениту или измененному листвениту.

Вторая область отвечает породам с низким содержанием магния и высоким – калия, т.е. таким, в которых преобладает мусковит. Породы, в которых содержание MgO колеблется от 22.4 до 35.4 мас.%, представлены выветрелыми тальк-хлорит-карбонатными метасоматитами. Для всех этих пород содержание Cr2O3 варьирует от 2200 ppm (LnCr 7.7) (здесь и далее сокращение Ln отвечает натуральному логарифму величины LnCr: по вертикальной оси диаграмм значения для хрома отложены в логарифмическом масштабе) до 4800 ppm (LnCr 8.5). Точки Бер-2 и Бер-5 отвечают невыветрелым лиственитам, а точки Ksh-45, Ksh-46 - выветрелым лиственитам. Содержание MgO в породах этой группы колеблется от 16.0 до 19.3 мас.%, а содержание Cr2O3 меняется от 2000 ppm в неизмененных лиственитах до 3600 ppm в выветрелых. Во второй группе пород содержание MgO колеблется от 0.0 до 8.2 мас.%. Крайние точки с практически нулевым содержанием Cr2O3 здесь отвечают неизмененным березитам, содержание MgO в которых не превышает 0.6 мас.%. Выше них на диаграмме лежат точки анализов, соответствующие слабо выветрелым березитам, кварцмусковитовым породам, а также кварцевым "сухарям". Содержание Cr2O3 в них колеблется в достаточно широких пределах: от 15 ppm (LnCr 2.7) в слабо выветрелом березите, до 11200 ppm (LnCr 9.3) в кварцевом "сухаре" ПЗ-5 (примесь хроматов?). Основную группу точек можно разделить на две части: первая с достаточно низким содержанием Cr2O3 [от 15 до 920 (LnCr 6.8) ppm], куда попадают слабо выветрелые березиты. Также к этой группе относится точка с достаточно высоким содержанием MgO - 8.2 мас.%, соответствующая переработанному основному вулканиту, в котором содержание Cr2O3 составляет 280 ppm (LnCr 5.6). Во второй группе пород содержание Cr2O3 лежит в пределах от 1300 до 3700 ppm. Сюда попадают кварц-мусковитовые породы, выветрелые метасоматиты с большим количеством хромшпинелидов (до 1-2 %), а также кварцевые "сухари" с реликтами хромшпинелидов и хромсодержащий слюды.

По содержанию калия все точки анализов на диаграммах разделяются на две области - низкои высококалиевую (рис. 2). В первой содержание K2O не превышает 1.1 мас.%, а во второй колеблется от 2.7 до 5.2 мас.%. Первой группе точек отвечают неизмененные листвениты, а также тальк-карбонатные породы и метасоматизированные талько-хлоритовый сланец и хлоритовый сланец с серпентином. Второй группе точек преимущественно соответствуют березиты, в т.ч. слабо выветрелые, и кварц-мусковитовые породы, включая выветрелые.

–  –  –

Рис. 1. Соотношение магния и хрома в околожильных породах хроматных проявлений Урала. Квадраты - тальк-карбонатные породы, хлоритовые и тальк-хлоритовые породы и серпентинит. Круги - листвениты разной степени выветривания. Треугольники - березиты разной степени выветривания.

Рис. 2. Соотношение калия и хрома в околожильных породах хроматных проявлений Урала (пояснения в тексте).

На рис. 2 видно, что для пород, где нет или же мало талька и хлорита, характерен достаточно большой разброс значений по хрому, тогда как содержание калия варьирует мало. Основная масса точек анализов лежит в диапазоне от 3.5 до 5.2 мас.% K2O. В первой области содержание Cr2O3 варьирует от 280 ppm (LnCr 5.6) до 3900 ppm (LnCr 8.3). По полученной совокупности данных для пород, в которых среди слоистых силикатов преобладают минералы группы слюд, а не тальк и хлорит (а по минеральному составу они относятся к березитам и лиственитам разной степени выветривания), коэффициент корреляции между концентрациями K2O и Cr составляет -0.92, а для MgO и Cr он составляет 0.98. Это показывает, что для пород, относящихся к березит-лиственитовой серии, концентрация хрома растет с увеличением содержания магния (максимум соответствуют лиственитам), а находится хром, как показано выше, преимущественно в мусковите. Для серии пород, в которых преобладают хлорит или тальк, четких корреляций между содержаниями хрома и других элементов не наблюдается.

4.3. Минералы группы шпинели из околожильных метасоматитов Минералы группы шпинели, в первую очередь хромшпинелиды, широко распространены в изученных околожильных метасоматитах первой группы (см. п. 4.1). Они встречены в образцах лиственитов, в т.ч. выветрелых, тальк-карбонатных и хлоритовых пород, выветрелых тальккарбонатных, кварц-мусковитовой и хлорит-кварцевой пород, а также серпентинита. Отмечаются следующие минералы группы шпинели: цинкохромит, магнезиохромит, хромит и магнетит.

Содержание элементов в шпинелидах колеблется в широких пределах: MgO от 0.2 мас.% (0.01 а.ф.

Mg) до 12.9 (0.64 а.ф. Mg), ZnO от 0.2 мас.% (0.01 а.ф. Zn) до 18.0 (0.46 а.ф. Zn), CuO до 4.0 мас.% (0.11 а.ф. Cu), MnO до 2.6 мас.% (0.08 а.ф. Mn), содержание CaO не превышает 0.3 мас.% (0.01 а.ф.), NiO - 0.7 мас.% (0.02 а.ф. Ni), CoO до 12.9 мас.% (0.64 а.ф. Mg). Содержание Fe в пересчете на FeO меняется от 15.3 мас.% (0.44 а.ф. Fe) до 92.6 (2.94 а.ф. Fe), Al2O3 от 0.1 мас.% (0.01 а.ф. Al) до 27.6 (0.99 а.ф. Al), Cr2O3 от 17.5 мас.% (0.52 а.ф. Cr) до 55.3 (1.39 а.ф. Cr), содержание V2O3 не превышает 0.6 мас.% (0.02 а.ф. V), а TiO2 0.5 мас.% (0.01 а.ф. Ti).

У зерен хромшпинелидов в лиственитах и тальк-карбонатных породах наблюдается зональное строение. В целом наблюдается обогащение краевой части, имеющей с ядром резкую границу, железом или цинком и обеднение её магнием, алюминием и иногда хромом. В результате гидротермальной переработки пород типичные магматические хромшпинелиды, богатые Al и Mg, cменяются хромитом, цинкохромитом и Cr-содержащим магнетитом.

4.4. Слоистые силикаты околожильных метасоматитов 4.4.1. Слюды В породах присутствуют как хромсодержащие, так и бесхромовые слюды. Слюды с минимальным содержанием хрома встречены в березитах разной степени выветривания. Здесь это мусковит. Наиболее интересно поведение при выветривании слюд хрома и калия. В неизмененных березитах Берёзовского месторождения отмечаются незначительные колебания в сумме крупных катионов у мусковита (A = K+Na+Ca+Ba): от 0.83 до 1.04 а.ф. Содержание калия - основного среди них видообразующего элемента - при этом колеблется: от 9.9 мас.% K2O (0.81 а.ф. K) до 11.6 (0.99 а.ф. K). Отношение кремния к алюминию в тетраэдрических позициях варьирует в достаточно широких пределах – Si/IVAl от 3.09/0.91 до 3.35/0.65. Максимальное содержание Cr2O3 в слюде березитов не превышает 0.1 мас.%, что соответствует 0.01 а.ф. Cr. Мусковит из березитов Свинечного и Первомайско-Зверевского месторождений, а также с Точильной горы по составу близок к мусковиту Берёзовского месторождения, а слюда из Требиатского рудника немного отличается. В ней отношение Si/IVAl варьирует от 3.05/0.95 - 3.64/0.36, т.е. по составу этот минерал доходит до алюминоселадонита, который отличается немного повышенным содержанием Cr2O3: до 0.4 мас.%, что соответствует 0.02 а.ф. Cr.

Для слюды из неизмененных лиственитов Берёзовского месторождения характерно колебание суммы крупных катионов A от 0.72 до 1.03 а.ф. Содержание калия при этом варьирует от 8.4 мас.% K2O (0.72 а.ф. K ) до 10.9 (0.95 а.ф. K). Отношение Si/IVAl колеблется в достаточно широких пределах - от 2.68/1.32 до 3.36/0.66. Таким образом, здесь присутствуют две хромсодержащие слюды, образующие между собой ряд твердых растворов. Первая находится в подавляющем количестве и представлена хромсодержащим мусковитом - фукситом, а вторая относится по составу к хромфиллиту. Содержание Cr2O3 в слюдах этого ряда колеблется от 2.8 мас.% (0.15 а.ф. Cr) до 20 (1.13 а.ф. Cr) - в слюде около зёрен хромшпинелидов.

Сумма крупных катионов в мусковите выветрелых березитов варьирует в достаточно широких пределах - от 0.71 а.ф. до 1.07 а.ф., а содержание K2O при этом - от 6.0 мас.%, что соответствует

0.50 а.ф. K, до 11.5 (0.98 а.ф. K). В слюдах выветрелых лиственитов Березовского месторождения сумма крупных катионов колеблется от 0.69 до 1.02 а.ф., а содержание K2O при этом варьирует от

8.3 мас.% (0.69 а.ф. K), до 11.1 (0.96 а.ф. K). Содержание Cr2O3 в этой слюде колеблется от 0.3 мас.% (0.02 а.ф. Cr) до 1.4 (0.07 а.ф. Cr). Для слюд сильно выветрелых лиственитов ПервомайскоЗверевского месторождения сумма крупных катионов колеблется от 0.35 до 0.98 а.ф., причем содержание K2O - от 4.19 мас.% (0.35 а.ф. К) до 11.3 (0.94 а.ф. К), так что к слюдам низкокалиевые фазы отнесены нами с достаточной долей условности; видимо, это уже вещество, которое принято называть «гидромусковитом» (или смесь - продукт частичного замещения слюды каолинитоподобными фазами?). Содержание Cr2O3 в слюде близ зёрен хромшпинелидов достигает

4.2 мас.%, что соответствует 0.21 а.ф. Cr, а с удалением от них опускается до значений ниже предела обнаружения методом РСМА. Также проанализирован хромсодержащий мусковит из Берёзовского месторождения, на который нарастает крокоит (образец 47/15062). Содержание K2O в нем варьирует от 9.8 мас.% (0.81 а.ф. K) до 10.7 (0.91 а.ф. K), а Cr2O3 - от 0.4 мас.% (0.02 а.ф. Cr) до 1.2 (0.07 а.ф. Cr).

В целом для слюд из околожильных метасоматических пород при выветривании характерно практически полное выщелачивание хрома (рис. 3) и лишь частичное выщелачивание калия.

–  –  –

4.4.2. Хлорит Наряду с породами, где главным гипогенным хромсодержащим минералом является слюда, на Берёзовском, Свинечном и Первомайско-Зверевском месторождениях и на Точильной горе встречены тальк-карбонат-хлоритовые, хлоритовые и тальк-хлоритовые породы и метасоматически измененный основной вулканит, где главным носителем хрома является хлорит, по составу отвечающий минеральному виду клинохлору (рис. 4). Для хлорита из невыветрелой тальккарбонатной породы содержание Cr2O3 достигает 2.4 мас.%, что соответствует 0.18 а.ф. Cr. Для хлорита выветрелых тальк-карбонатных и тальк-карбонат-хлоритовых пород из Крокоитового шурфа содержание Cr2O3 достигает 2.7 мас.% (0.22 а.ф. Cr) близ зёрен хромшпинелидов, а с удалением от них падает и в среднем не превышает 1.0 мас.%. Хлорит встречается и в лиственитах, но только в каймах замещения и обрастания хромшпинелидов. В неизмененных лиственитах (Березовское) содержание содержание Cr2O3 в хлорите достигает 2.7 мас.%, что соответствует 0.21 а.ф. Cr, а в хлоритах из выветрелых лиственитов (Крокоитовый шурф) оно не превышает 1.2 мас.%, что соответствует 0.09 а.ф. Cr. На Свинечном месторождении содержание в хлорите из хлоритовой породы Cr2O3 колеблется от 0.3 мас.%, что соответствует 0.02 а.ф Cr, до 1.7 мас.% (0.13 а.ф. Cr), в хлорите из слабо выветрелой тальк-хлорит-кварцевой породы концентрация Cr2O3 не превышает 2.2 мас.% (0.17 а.ф. Cr), а из слабовыветрелой хлорит-кварцевой породы - достигает 0.7 мас.% (0.06 а.ф. Cr).

В целом для хлоритов из разных пород, как и для слюд, наблюдается уменьшение содержания хрома по мере их выветривания.

Рис. 4. Соотношения хрома, железа и алюминия в хлоритах околожильных пород.

Максимальное содержание Cr2O3 составляет 3.2 мас.% в хлорите, который развивается по хромшпинелиду.

4.4.3. Тальк Достаточно распространенным гипогенным минералом в околожильных метасоматических породах хроматных проявлений Урала является тальк. Он встречается как в лиственитах, так и в собственно тальк-карбонатных породах разной степени выветривания. В тонких срастаниях с хлоритом он находится в метасоматизированных хлоритовых сланцах и кварц-мусковитовом метасоматите. Максимальное содержание Cr2O3 в тальке отмечается в хлоритовых и тальккарбонатных породах и достигает 0.4 мас.% (0.02 а.ф. Cr). Таким образом, тальк, в отличие от слюд и хлоритов, не является на этих объектах значимым концентратором хрома.

Глава 5. Хроматы

5.1. Крокоит Наиболее распространенным хроматом во всех изученных объектах является крокоит. Состав его достаточно стабилен (433 анализа для более чем ста образцов). Содержание CrO3 колеблется от

28.3 мас.%, что соответствует 0.95 а.ф. Cr, до 32.5 (0.99 а.ф. Cr), а содержание PbO - от 67.4 мас.% (0.96 а.ф. Pb) до 71.5 (1.03 а.ф. Pb). Главными примесями для крокоита оказались элементы, которые могут входить в тетраэдрическую позицию, замещая хром: As2O5 до 2.7 мас.% (0.07 а.ф. As), P2O5 до 1.7 мас.% ( 0.08 а.ф. P), V2O5 до 0.3 мас.% ( 0.01 а.ф. V), SO3 до 4.9 мас.% (0.19 а.ф. S).

В ходе работы изучены образования, идентичные тем, что ранее описывались как минерал "березовит" (Самойлов, 1899). Их исследование на микроуровне (рис. 5) позволило, как считает автор, поставить точку в вопросе о самостоятельности «березовита»: показано, что это частичные псевдоморфозы фёникохроита и церуссита по крокоиту (Ханин, 2015).

–  –  –

5.2. Фёникохроит Фёникохроит - достаточно редкий на Урале хромат. Он встречен здесь только в Березовском месторождении. Фёникохроит в исследованных образцах представляет собой чаще всего параллельные сростки дисковидных расщепленных кристаллов размером до 1.5 см в поперечнике, карминно-красного до оранжево-красного цвета. На церуссит нарастают зональные по окраске кристаллы - половина, которая прирастает к церусситу, имеет оранжевый цвет, а другая – карминнокрасный. При изучении таких кристаллов под сканирующим электронным микроскопом выявлено, что карминно-красная часть их однородна и представлена фёникохроитом, в то время как оранжевая, отвечающая «березовиту», гетерогенна и представляет собой частичные псевдоморфозы фёникохроита и церуссита по крокоиту (см. раздел 5.1). Для фёникохроита, как и для крокоита, характерно незначительное количество примесей: CaO - до 0.2 мас.% (0.02 а.ф. Ca), P2O5 - до 1.0 мас.% (0.07 а.ф. P), As2O5 – до 0.8 мас.% (0.04 а.ф. As), V2O5 - до 0.1 мас.% (по 46 анализам для 5 образцов).

5.3. Эмбрейит Эмбрейит - один из редких хроматов на проявлениях Урала. В наших образцах он встречен в основном в срастаниях с крокоитом и/или вокеленитом. На Берёзовском месторождении развиты как обособленные выделения эмбрейита, так и его ритмично-зональные агрегаты с вокеленитом (рис. 6).

Именно они наиболее распространены. Реже наблюдаются почки, в которых центральная часть сложена эмбрейитом, а периферия - вокеленитом (без чередования слоев) (рис. 7). Граница между эмбрейитом и вокеленитом всегда резкая, постепенных переходов не наблюдается.

Концентрация меди в эмбрейите обычно постепенно возрастает от ранних частей агрегатов к поздним: если в центральной части ядра почки содержание CuO составляет около 0.6 мас.% (0.07 а.ф. Cu), то близ контакта с вокеленитом оно может достигать 5.2 мас.% (0.49 а.ф. Cu, что близко к формальной химической границе с вокеленитом – см. ниже). В слоях эмбрейита, перемежающихся со слоями вокеленита (рис. 6), содержание меди в пересчете на CuO колеблется от 2.5 мас.% (0.24 а.ф. Cu) до 4.7 (0.46 а.ф. Cu), что в среднем больше, чем в минерале из ядер почек. Содержание PbO варьирует от 65.3 до 77.9 мас.% (1.84 - 3.07 а.ф. Pb).

Для эмбрейита уральских месторождений характерны значительные колебания содержаний катионов в тетраэдрической позиции. Содержание P2O5 меняется от 5.0 мас.% (0.68 а.ф. P) до 9.6 (1.03 а.ф. P), а содержание CrO3 - от 10.2 мас.% (0.91 а.ф. Cr) до 15.0 (1.1. а.ф. Cr). Содержание As2O5 не превышает 2.8 мас.%, что соответствует 0.18 а.ф. As, а V2O5 - 0.5 мас.% (0.05 а.ф. V). В эмбрейите Берёзовского месторождения примесь ZnO незначительна: до 0.3 мас.% (0.03 а.ф. Zn).

Интересна новая, впервые встреченная в природе цинкистая разновидность эмбрейита, установленная при изучении срезов концентрически-зональных сферолитов, вросших в кристаллы пироморфита (рис. 8) с горы Суховяз. Краевая зона сферолитов представлена друзовым вокеленитом, а ядро их сложено массивным цинкосодержащим эмбрейитом. В нем установлено до

1.9 мас.% ZnO (0.17 а.ф. Zn), а содержание меди при этом колеблется от 0.6 до 1.2 мас.% (0.06 - 0.12 а.ф. Cu) (Ханин, 2015).

–  –  –

5.4. Касседаннеит Касседаннеит встречен нами в образце № 24230 систематической коллекции Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана РАН. Его кристаллы (до 0.1 мм) образованы в основном гранями ромбической дипирамиды (рис. 9). Срастаясь, они образуют корку оранжево-красного цвета на ванадините и пироморфите. Центральная часть кристаллов минералов группы апатита сложена V- и Cr-содержащим пироморфитом, а к краевой части он сменяется P- и Cr-содержащим ванадинитом, совместно с которым и растет касседаннеит (рис. 10).

–  –  –

Кристаллы касседаннеита неоднородны. Содержание PbO варьирует от 72.5 мас.%, что соответствует [при расчете формулы на (Cr+P+As+V+S) = 2 а.ф.] 2.56 а.ф. Pb, до 74.7 (2.61 а.ф. Pb).

Содержание меди в пересчете на CuO меняется от 2.8 мас.% (0.28 а.ф. Cu) до 3.8 (0.35 а.ф. Cu).

Ближе к центру пироморфит-ванадинитовых кристаллов касседаннеит содержит меньше меди, чем та часть его кристаллов, которая выходит на поверхность. Содержание V2O5 в касседаннеите меняется от 7.4 мас.% (0.66 а.ф. V) до 9.8 (0.8 а.ф. V), а содержание CrO3 находится в интервале от

9.5 мас.% (0.74 а.ф. Cr) до 11.4 (0.85 а.ф. Cr). Содержание P2O5 меняется в пределах от 3.6 мас.% (0.38 а.ф. P) до 4.7 (0.65 а.ф. P), а содержание As2O5 не превышает 0.6 мас.% (0.04 а.ф. As). Также отмечаются примеси Al2O3 - до 0.2 мас.% (0.02 а.ф. Al), Fe2O3 - до 0.1 мас.% (0.01 а.ф. Fe), ZnO - до

0.2 мас.% (0.02 а.ф. Zn) и Sb2O5 - до 0.1 мас.%.

Рентгенографическое исследование показало близкое сходство дифрактограмм изученного и первоначального (Cesbron et al., 1988) касседаннеита. Рассчитанные для нашего образца параметры моноклинной элементарной ячейки мало отличаются от таковых первоначального образца (табл. 2), несмотря на существенные различия в химическом составе оригинального и изученного нами материала.

–  –  –

5.5. Минералы ряда вокеленит-форнасит Наиболее распространенными после крокоита хроматами на уральских объектах являются вокеленит и форнасит, причем первый из них встречается намного чаще, чем второй. Вокеленит часто образует щетки и плотные корки по трещинам в слабо выветрелом березите. Мощность корок достигает 3 мм, а площадь - первых квадратных метров. Минералы этого ряда наблюдаются в виде чечевицеобразных кристаллов оливково-зелёного до почти чёрного цвета. Размер кристаллов достигает 3 мм. Часто корки нарастают на кристаллы крокоита или выполняют пространство между ними. В свою очередь, на них нарастают кристаллы пироморфита и плотные корки лимонита.

Вокеленит и форнасит встречаются и в пустотах кварцевых жил, где образуют корки мощностью до

1.5 см. В тесной ассоциации с форнаситом в корках ни разу не был встречен эмбрейит, в отличие от корок вокеленита.

Часто в кристаллах вокеленита и форнасита, слагающих корки, отмечается ритмичная зональность (рис. 7): чередование участков с разной величиной Pb:Cu-отношения. Наиболее ярко такая картина проявлена у вокеленита из вокеленит-эмбрейитовых агрегатов. У форнасита такая ритмичность встречается реже и обычно отмечается не в близком к конечному члену форнасите, а в тех кристаллах, где существенна доля вокеленитового компонента.

Вокеленит и форнасит Первомайско-Зверевского, Свинечного и Благодатного месторождений, Троицкого прииска и горы Суховяз встречаются в более мелких выделениях, чем на Берёзовском месторождении. В целом состав минералов ряда вокеленит-форнасит для всех объектов близок.

Интервалы содержаний видообразующих и главных примесных элементов приведены в таблице 3.

Из малых примесей установлены (мас.%): ZnO до 0.5 (0.05 а.ф. Zn) и CaO до 0.3 (0.04 а.ф. Ca). В минералах ряда вокеленит-форнасит из ассоциации с Sb-содержащим сегнититом на Березовском месторождении (Пеков и др., 2015) отмечается до 0.8 мас.% Sb2O5 (0.04 а.ф. Sb).

В образце № 45337 из коллекции Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана РАН встречена фаза, чей состав попадает в поле, для которого можно предположить конечный член состава Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O). Содержание меди в ней в пересчете на CuO варьирует от 2.0 мас.% (0.18 а.ф.

Cu) до 4.2 (0.4 а.ф. Cu), а PbO - от 60.7 мас.% (1.74 а.ф. Pb) до 66.8 (2.05 а.ф. Pb). Содержание Al2O3 находится в пределах от 1.6 мас.% (0.25 а.ф. Al) до 2.8 (0.41 а.ф. Al), а Fe2O3 - от 1.7 мас.% (0.15 а.ф.

Fe) до 3.2 (0.28 а.ф. Fe). В этой фазе отмечаются широкие вариации в содержании V2O5 - от 6.5 мас.% (0.53 а.ф. V) до 14.3 (1.08 а.ф. V), а количество CrO3 меняется в пределах от 3.9 мас.% (0.26 а.ф. Cr) до 9.6 (0.72 а.ф. Cr: этот состав уже находится в поле вокеленита), содержание P2O5 - от 4.9 мас.% (0.53 а.ф. P) до 8.0 (0.72 а.ф. P), содержание As2O5 не превышает 0.4 мас.% (0.02 а.ф. As), а SO3 - 0.2 мас.% (0.02 а.ф. S). С ростом содержания ванадия происходит уменьшение содержания меди, а с увеличением суммарного содержания алюминия и железа падает количество хрома.

Таблица 3. Интервалы содержаний видообразующих и главных примесных компонентов (в атомах на формулу) в минералах ряда вокеленит-форнасит из хроматных проявлений Урала.

Берёзовское гора Благодатны Первомайско- гора Троицкий Комп-ты м-е* Бортевая е рудники Зверевское м-е Суховяз прииск Cu 0.51-1.17 0.56-1.03 0.87-0.97 0.73-1.10 0.59-1.01 0.92-1.01 Pb 1.93-2.54 1.81-2.40 2.02-2.14 1.84-2.30 1.98-2.47 1.99-2.03 Al 0.00-0.42 0.00-0.17 0.00-0.04 0.00-0.16 0.00-0.15 0.00-0.01 Fe (III) 0.00-0.32 0.00-0.14 0.00-0.01 0.00-0.14 0.00-0.16 0.00-0.02 P 0.01-1.14 0.00-1.09 0.89-0.97 0.00-0.72 0.90-1.11 0.51-0.60 As 0.00-1.24 0.00-1.00 0.02-0.07 0.25-1.04 0.00-0.06 0.34-0.45 Cr 0.53-1.22 0.84-1.28 0.98-1.05 0.95-1.29 0.87-1.09 1.03-1.06 V 0.00-0.46 0.00-0.02 0.00-0.01 0.00-0.06 0.00-0.02 0.00 Примечание: *- в т.ч. образцы из Нагорного квартала, Преображенского рудника и Крокоитового шурфа.

5.6. Фаза PbCr4O13 В образце 88936 систематического собрания Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН автором встречена фаза, очень близкая по химическому составу к синтетическому PbCr4O13 (Chen Guang-Yi e.a., 2010). Она представлена плотной оранжевой коркой мощностью до 0.1 мм, которая развивается на галените, частично замещая его (рис. 11). Химический состав этой фазы варьирует в следующих пределах: Pb1.00-1.01(Cr3.88-3.93P0.04-0.10As0.03-0.05)O13.

–  –  –

5.7. Хроматы: обсуждение результатов Для крокоита и фёникохроита характерен устойчивый, близкий к идеальному химический состав, в отличие от всех остальных хроматов из уральских проявлений.

Касседаннеит, обнаруженный в старом образце из коллекции Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН, представляет вторую достоверную находку этого минерала в мире, после той, на материале которой он был описан как новый вид (из коллекции Минералогического музея Высшей горной школы в Париже: Cesbron e.a., 1988). Изученный нами касседаннеит содержит по сравнению с оригинальным больше меди - до 3.8 мас.% CuO (0.39 а.ф. Cu), а среднее содержание CuO в нем мас.% (в первоначальном материале - 0.61 мас.% CuO = 0.06 а.ф. Cu). Для нашего касседаннеита характерно больше фосфора - до 4.7 мас.% P2O5 (0.51 а.ф. P) при среднем содержании 4.2 мас.% против 1.6 мас.% (0.17 а.ф. P) в образце Ф. Сесброна с соавторами (1988).

Можно предположить существование серии твердых растворов между касседаннеитом и родственным ему эмбрейитом (рис. 12). Коэффициент корреляции между ванадием и фосфором составляет -0.90 по всей совокупности анализов обоих минералов (158). По порошковой рентгенограмме наш касседаннеит, как и оригинальный, близок к эмбрейиту. Однако, в отличие от порошкограммы, приведенной Ф. Сесброном с соавторами (1988), у нашего образца присутствует рефлекс с d = 13.9, что может указывать на удвоение параметра c элементарной ячейки по сравнению с таковым у оригинального касседаннеита (и эмбрейита).

Обобщая полученный материал, включающий более 800 оригинальных анализов минералов ряда вокеленит-форнасит и 138 - эмбрейита, можно выделить и в целом охарактеризовать непрерывную систему твердых растворов, объединяющую эти три минерала. Несмотря на существенное структурное отличие эмбрейита от членов ряда вокеленит–форнасит, между вокеленитом и эмбрейитом зафиксирован непрерывный ряд химических составов. Эта система носит сложный характер и достаточно четко разбивается на две протяженные ветви, которые соприкасаются в области, включающей точку, которая отвечает вокелениту идеального состава Pb2Cu(CrO4)(PO4)(OH) (рис. 13).

–  –  –

Одна из этих ветвей отвечает полному изоморфному ряду между изоструктурными вокеленитом и форнаситом Pb2Cu(CrO4)(AsO4)(OH). Преимущественно здесь проявлена изовалентная изоморфная схема P5+ As5+ (коэффициент корреляции -0.97 по всей совокупности анализов). Существование этого ряда отмечалось и ранее (Клейменов, 1998), но в нем присутствовали разрывы, которые нам удалось заполнить (Ханин и др., 2015). В этом ряду при его непрерывности преобладают разновидности обоих минералов с составами, близкими к крайним членам – мышьяковому и фосфорному (рис. 13).

Вторая ветвь протягивается на диаграмме Cu–P–As вдоль стороны треугольника Cu–P (рис.

13) и отвечает ряду твердых растворов вокеленит–эмбрейит. Эта ветвь существенно хроматфосфатная: содержание мышьяка у ее представителей в подавляющем большинстве незначительно (рис. 13), а главной варьирующей величиной выступает отношение Pb:Cu (рис. 14). Ряд твердых растворов между вокеленитом и эмбрейитом непрерывный. С участием автора впервые изучена кристаллическая структура эмбрейита, что позволило вывести его кристаллохимически обоснованную упрощенную формулу Pb2(Pb,Cu,)[(Cr,P)O4]2(H2O,OH,) (Kovrugin e.a., в печати).

–  –  –

Величина атомного отношения Cr:(P+As) у всех трех рассматриваемых минералов в подавляющем большинстве образцов близка к 1; случаи отклонения ее от этого значения более чем на 10 отн.% редки. Для членов ряда вокеленит–форнасит это однозначно объясняется упорядочением Cr6+ и T5+ (P, As) по двум неэквивалентным тетраэдрическим позициям (Fanfani, Zanazzi, 1967; Cocco e.a., 1968; Ксенофонтов и др., 2014). В то же время, небольшие, но закономерно воспроизводящиеся отклонения величины Cr:(P+As) типичны для обоих концов ряда вокеленит– форнасит. Интересно, что эти отклонения разнонаправленные – для форнасита Cr:(As+P) 1, для вокеленита Cr:(P+As) 1 – и оба нарушают хорошо известное эмпирическое правило полярности изоморфизма В.М. Гольдшмидта – о преимуществе более мелкого иона при вхождении на место более крупного: ионные радиусы P5+, Cr6+ и As5+ для тетраэдрической координации составляют, соответственно, 0.17, 0.26 и 0.335 (Shannon, 1976).

Результаты определения кристаллической структуры эмбрейита, выполненного при участии автора (Kovrugin e.a., в печати), позволили объяснить существование ряда твердых растворов между этим минералом и вокеленитом. Структурный архетип бракебушита, к которому относится вокеленит (Fanfani, Zanazzi, 1968), и структурный тип эмбрейита существенно различаются, но при этом имеют ряд общих черт, что, в частности, отражается в близости (или кратности) параметров и объемов их элементарных ячеек (табл. 4). В обоих случаях основу структуры составляют гетерополиэдрические слои, образованные двенадцативершинниками Pb2+O12 вместе с Cr6+- и P5+-центрированными тетраэдрами. Между собой эти слои соединяются через полиэдры, центрированные Cu2+ и Pb2+ (Kovrugin e.a., в печати). Близость структурного положения в вокелените и эмбрейите межслоевых катионов меди и свинца обусловливает их «взаимозаменяемость».

Порошковое рентгенографическое исследование показывает, что межплоскостные расстояния и параметры элементарной ячейки у минералов ряда вокеленит-форнасит зависят в первую очередь от соотношения As:P. При этом объем ячейки меняется в достаточно узком интервале. Так, для чистого вокеленита он составляет около 760 3, а для форнасита 785 3 Незначительные отклонения могут быть обусловлены колебаниями отношения Pb:Cu, а также достаточно широкими диапазонами вариаций состава минералов этого ряда в пределах одного образца (табл. 4).

Рентгенограммы вокеленита и эмбрейита коренным образом различаются, и по этому признаку можно уверенно разделить образцы этих двух минералов (или установить, что они находятся в смеси) при близких к пограничным значениях отношения Pb:Cu. Типичный набор дифракционных отражений эмбрейита наблюдается в образце с содержанием 0.47 а.ф. Cu, а при содержаниях Cu

0.5 а.ф. появляются рефлексы вокеленита. На основании полученных рентгенограмм можно с высокой долей вероятности предположить, что переход от структурного типа эмбрейита к структурному типу вокеленита осуществляется при содержании меди около 0.5 а.ф.

–  –  –

2xV, 3* 756 760 - - - Примечание. Различие в метриках элементарных ячеек для вокеленита и форнасита вызвано тем, что здесь для обоих минералов приняты установки, в которых решены их кристаллические структуры (Fanfani, Zanazzi, 1967; Cocco e.a., 1968; Ксенофонтов и др., 2014).

–  –  –

Исходя из нашего эмпирического материала, можно заключить, что самым сильным сродством к примесному аниону (CrO4)2- характеризуются минералы группы бракебушита, причем как ванадаты, так и арсенаты (табл. 5). Еще несколько структурных типов тоже им обладают, хотя и в несколько меньшей степени. Так, среди минералов надгруппы алунита ванадатов неизвестно, и Cr6+ входит здесь в состав арсенатов (сегнитит: до 1.7 мас.% CrO3) и фосфатов (плюмбогуммит: до 3.1 мас.% CrO3). Также это тип цумкорита: на Берёзовском месторождении встречен гартреллит, содержащий до 3.4 мас.% CrO3. В изученных образцах имеющих другие структуры оксосолей из уральских объектов содержание примеси CrO3 не поднимается выше 1.7 мас.%. Так, у представителей наиболее распространенной на хроматных проявлениях Урала структурной группы минералов – группы апатита (пироморфит, миметизит, ванадинит) содержание CrO3 не превышает 1.6 мас.% (в пироморфите, а в ванадините и миметизите – до 0.7 мас.%).

Интересной особенностью гипергенных хромсодержащих оксосолей является то, что максимальное содержание примесного хрома наблюдается у минералов, в которых присутствуют в качестве видообразующих трехвалентные катионы: Fe3+ (феррибушмакинит, арсенбракебушит, гартреллит) или Al3+ (плюмбогуммит, бушмакинит). Это говорит о том, что преобладающая схема гетеровалентного изоморфизма здесь такова: Cr6+ + M2+ Т5+ + M3+, где Т = V, As, P; M3+ = Fe, Al;

M2+ = Сu (обычно существенно доминирует), Zn.

Глава 7. Новая система твердых растворов с участием Cr6+ и V5+: минералы с бракебушитоподобными структурами Как отмечалось выше, некоторые изученные нами образцы фосфат-хроматов и фосфатванадатов со стехиометрией, отвечающей структурному типу бракебушита, одновременно содержат хром и ванадий в существенных (целые мас.

%), иногда сопоставимых между собой количествах. Они происходят из Березовского, Требиатского и Первомайско-Зверевского месторождений. В результате детального изучения этого материала выявлена ранее неизвестная сложная система протяженных твердых растворов между вокеленитом Pb2Cu(CrO4)(PO4)(OH), бушмакинитом Pb2Al(VO4)(PO4)(OH), феррибушмакинитом Pb2Fe3+(VO4)(PO4)(OH) и фазой с составом крайнего члена Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O) (Ханин, Пеков, 2016).

При рассмотрении всей совокупности анализов ванадий- и хромсодержащих бракебушитоподобных минералов (125 анализов в т.ч. 7 из литературных источников) установлено, что между ванадием и хромом существует четкая отрицательная корреляция (коэффициент -0.98), причем поле составов в координатах этих компонентов не имеет значительных разрывов (рис. 15, 16), а суммарное количество Cr и V в большинстве случаев близко к 1.0 а.ф.

Для этой системы нет отчетливой обратной корреляции между фосфором и мышьяком, как это наблюдается в системе вокеленит-форнасит, где коэффициент корреляции составляет -0.97: здесь он равен -0.86. В целом бракебушитоподобные фосфат-ванадаты обеднены As по сравнению с вокеленитом. Существенных корреляций между концентрацией V или Cr и количествами P, As или их суммы не наблюдается (рис. 16).

Соотношения в изученных минералах M-катионов показаны на рис. 17. Вдоль линии (Cu+Zn)– Fe на треугольной диаграмме (Cu+Zn)–Fe–Al располагаются, образуя поле без существенных разрывов, точки составов, отвечающих V-содержащим членам ряда вокеленит–форнасит, железной разновидности фазы Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O) и феррибушмакиниту.

Рис. 15. Соотношение хрома и ванадия в минералах с бракебушитоподобными структурами, образующих систему твердых растворов [1 – вокеленит и форнасит, 2

– бушмакинит, 3 – феррибушмакинит, 4 – фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O)]; а.ф.

– число атомов на формулу.

Рис. 16. Соотношения хрома, ванадия и суммы мышьяка и фосфора в минералах с бракебушитоподобными структурами, образующих систему твердых растворов [1 – вокеленит и форнасит, 2 – бушмакинит, 3 – феррибушмакинит, 4 – фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O)].

–  –  –

В этом ряду постепенно возрастает величина отношения Fe:(Cu+Zn) от 0.00 до 0.58 а.ф.

Прослеживаются (по всей совокупности анализов) четкие отрицательные корреляции между [1] трехвалентными (Fe+Al) и двухвалентными (Cu+Zn) катионами, [2] V и (Cu+Zn) и [3] Cr и (Fe+Al).

Положительные корреляции наблюдаются в парах Cr:(Cu+Zn) и Cr:(Fe+Al) (табл. 6).

Такиим образом, у ванадийсодержащих минералов группы бракебушита изовалентный изоморфизм по схеме P5+ As5+ проявлен достаточно слабо, зато реализуется гетеровалентный изоморфизм между Cr6+ и V5+. Ограничивают эту систему (эмпирические данные) ванадийсодержащий вокеленит с Cr0.52V0.51 - с одной стороны и бушмакинит с V1.01Cr0.08 - с другой.

Центральную часть занимают феррибушмакинит и фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O). Линейный характер четкой отрицательной корреляции между содержаниями Cr и V (коэффициент -0.98) и отсутствие существенного замещения Cr или V на P или As хорошо видны на рисунках 15 и 16.

В координатах M-катионов (рис. 17) система резко разбивается на две ветви, сочленяющиеся в очень компактном поле составов – по сути, в точке, отвечающей крайнему члену вокеленита с M = Cu. Эти ветви описываются практически только гетеровалентными замещениями Cu2+ Fe3+ и Cu2+ Al3+.

Анализ диаграмм (рис. 15-17) и коэффициентов корреляции (табл.

6) однозначно показывает, что в этой системе осуществляется в качестве главной следующая изоморфная схема:

TCr6+ + MCu2+ TV5+ + M(Fe3+,Al), или, в другой записи:

(CrO4)2- + Cu2+ (VO4)3- + (Fe3+,Al).

Объединение трехвалентных M-катионов – Fe3+ и Al – в одних скобках здесь сделано только с целью генерализации изоморфной схемы, реальная же ситуация такова, что две ветви этой системы твердых растворов – глиноземистая (вокеленит–бушмакинит) и железная (вокеленит– феррибушмакинит) – отчетливо разделены. Первая, со схемой замещений TCr6+ + MCu2+ TV5+ + MAl3+, характеризуется существенными разрывами в части как Cr:V- (рис. 15 и 16), так и Cu:Alотношения (рис. 17). Вторая, со схемой TCr6+ + MCu2+ TV5+ + MFe3+, практически непрерывна по обеим парам компонентов, T и M (рис. 15-17). Вхождение существенного (около 25% от суммы Mкатионов) количества Cu в позицию Al в бушмакините однозначно подтверждено структурными данными (Якубович и др., 2002).

Таблица 6. Коэффициенты корреляции (к.

к.) для разных пар и групп компонентов в минералах изученной системы твердых растворов.

–  –  –

Отдельного обсуждения заслуживает обнаруженная впервые фаза с Cu M3+ и V Cr, обсуждавшаяся выше. Мы записываем здесь формулу ее гипотетического конечного члена как Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O), по аналогии, в части X, с минералом группы бракебушита фейнглоситом Pb2Zn(AsO4)2(H2O) (Clark e.a., 1997), но она может содержать и кислую фосфатную группу, и тогда формула будет такой: Pb2Cu(VO4)(PO3OH)(OH).

Обнаружение этой фазы позволяет добавить к характеристике обсуждаемой изоморфной системы еще одну схему замещений:

TCr6+ + XOH- TV5+ + XH O0, или же T(1)(CrO )2- + T(2)(PO )3- T(1)(VO )3- + T(2)(PO OH)2-.

Точки, отвечающие этой фазе, находятся на диаграммах (рис. 15–17) на границе поля вокеленита с полями феррибушмакинита и бушмакинита, и, соответственно, реальный состав ее далек от состава конечного члена. Приближенная к действительности упрощенная формула этой фазы может быть записана так: Pb2(Сu,M3+)[(V5+,Cr6+)O4](PO4)(H2O,OH), где M3+ = Fe, Al (Ханин, Пеков, 2016).

V5+ «предпочитает» входить в вокелените в хроматный тетраэдр, замещая отличающийся по заряду Cr6+ и вовлекая при этом M-катионы в сложную схему гетеровалентного изоморфизма, нежели изовалентно замещать P5+ и As5+, демонстрирующие в минералах ряда вокеленит–форнасит полную смесимость в другой тетраэдрической позиции. Отметим, что для такого разделения благоприятны именно бракебушитоподобные структуры, где существуют две кристаллографически различные T-позиции, а не, например, цумкоритоподобные.

Обобщая полученные данные, можно утверждать, что в зоне окисления рудных месторождений реализуется весьма сложная, многокомпонентная, со структурными переходами система протяженных твердых растворов, охватывающая свинцовые минералы структурного типа бракебушита и родственные им виды с общей упрощенной формулой Pb2M(TO4)2X. В изо- и гетеровалентные замещения вовлекаются все компоненты, занимающие позиции T (Cr6+, V5+, As5+, P5+), M (Fe3+, Al3+, Cu2+, Zn2+) и X (OH-, O2-, H2O0). От точки с составом крайнего члена вокеленита

Pb2Cu(CrO4)(PO4)(OH) протягиваются пять рядов твердых растворов:

- вокеленит – форнасит Pb2Cu(CrO4)(AsO4)(OH) (полный изоморфный ряд);

- вокеленит – эмбрейит Pb2(Pb,Cu,)[(Cr,P)O4]2(H2O,OH,) (непрерывный ряд составов с существенной структурной перестройкой от вокеленита к эмбрейиту);

- вокеленит – бушмакинит Pb2Al(VO4)(PO4)(OH) (протяженный ряд с незначительной перестройкой структуры, выраженной в смене от вокеленита к бушмакиниту пр. гр. на P21/m и уменьшении вдвое объема элементарной ячейки; описан нами с двумя существенными разрывами);

- вокеленит – феррибушмакинит Pb2Fe3+(VO4)(PO4)(OH) (протяженный, в основном в части вокеленита, почти непрерывный ряд с незначительной перестройкой структуры, выраженной в смене от вокеленита к феррибушмакиниту пр. гр. на P21/m и уменьшении вдвое объема элементарной ячейки);

- вокеленит – фаза Pb2Cu(VO4)(PO4)(H2O) (протяженный, в основном в части вокеленита, ряд;

кристаллографические и структурные характеристики второго конечного члена неизвестны).

Глава 8. Источник хрома и механизмы его мобилизации в зоне гипергенеза Суммируя полученные данные, можно проследить источник и эволюцию в эндогенных процессах хрома, который позже, на гипергенном этапе вошел в состав хроматов.

Исходным источником этого элемента на всех хроматных проявлениях Урала являются серпентинизированные гипербазиты с хромшпинелидами. За это говорит присутствие серпентинитов и установленная нами положительная корреляция между хромом и никелем в лиственитах и хлоритсодержащих околожильных метасоматитах (коэффициент корреляции 0.81 по всей совокупности проб).

Затем, близ кислых интрузивных или метамофических пород, а также при образовании кварцевых жил происходит процесс гидротермальной переработки серпентинитов с образованием околожильных метасоматитов - лиственитов, тальк-хлорит-карбонатных, тальк-карбонатных, талькхлоритовых и хлорит-кварцевых пород. В них сохраняется хромшпинелидная минерализация иногда до 5-7% от объема породы приходится на хромшпинелиды, которые в этих метасоматитах значительно уже отличаются по составу от первичных: они заметно обедняются Al и Mg и обогащаются Fe и Zn, вплоть до образования цинкохромита. В процессе формирования околожильных апосерпентинитовых метасоматитов начинается уже и растворение хромшпинелидов с замещением их с краев и по трещинам слоистыми силикатами – слюдой и хлоритом. Этот процесс очень наглядно маркируется перемещением хрома: в непосредственной близости от зёрен разлагающихся хромшпинелидов слюда обогащается хромом (вплоть до 20 мас.% Cr2O3, т.е. до образования хромистого аналога мусковита – хромфиллита) и приобретает ярко-зеленую окраску, а по мере удаления от них содержание Cr2O3 в ней постепенно снижается – иногда до 3 мас.% уже на расстоянии в 0.5 мм. То же происходит и с хлоритом: в его чешуйках, развивающихся непосредственно по хромшпинелидам, отмечается максимальное содержание хрома (до 3.3 мас.%), а по мере удаления оно снижается подчас до 1.0 мас.%.

В процессе выветривания околожильных пиритсодержащих пород можно выделить четыре стадии, каждой из которых отвечает определенное поведение хрома. Хромшпинелиды и кварц устойчивы к выветриванию и остаются неизмененными в течение всего процесса.

На первой стадии начинается окисление пирита, который покрывается тонкой пленкой оксидов/гидроксидов железа, а также происходит частичное разложение карбонатов. Силикаты остается неизмененными.

При дальнейшем выветривании пород (вторая стадия) продолжается окисление пирита с образованием частичных псевдоморфоз по нему лимонита. Этот процесс маркируется падением содержания серы в породе с 19000 ppm до 1000 ppm (в среднем). В хромсодержащих породах происходит полное растворение карбонатов и образование лимонита в кавернах, оставшихся от их кристаллов и агрегатов. Содержание хрома в породе при этом увеличивается до 3600 ppm в лиственитах и до 4800 ppm в тальк-карбонат-хлоритовых породах из-за «самообогащения» породы хромсодержащими слоистыми силикатами при растворении ее карбонатной и сульфидной составляющих. Содержание Cr2O3 в слюде снижается от 7.0 (в среднем) до 1.5 мас.%, а в хлорите – с 2.7 до 1.0 мас.%.

На третьей стадии выветривания околожильных метасоматитов происходит полное разложение пирита. В кварцевых жилах отмечается также полное окисление сульфидов (за редким исключением) – пирита, галенита, блеклой руды, халькопирита, сфалерита: их растворение или замещение кислородными соединениями Fe, Pb, Cu, Zn, S, As, Sb. В слюдах низкохромистых пород наблюдается падение содержания калия – в среднем от 11.0 мас.% (0.95 а.ф. К) до 8.6 (0.75 а.ф. К), а содержание ванадия остается таким же (до 0.1 мас.% V2O3). В хромсодержащих породах тоже происходит частичное разрушение слюд (с их обесцвечиванием) - вынос калия и хрома, и хлоритов с выносом хрома. Содержание K2O в слюдах в массе породы опускается в среднем с 10.7 мас.% (0.91 а.ф. К) до 8.3 (0.69 а.ф. К), а Cr2O3 - с 1.23 мас.% (0.07 а.ф. К) до 0.1 (0.01 а.ф. Cr). Содержание ванадия снижается незначительно, в среднем оставаясь на уровне около 0.1 мас.% V2O3. Иногда отмечается и более низкое содержание калия - в продуктах изменения слюды, которая заполняет каверны или частично выходит в полости выщелачивания карбоната. В таких случаях происходит образование так называемого "гидромусковита", содержание K2O в котором опускается вплоть до 4.2 мас.% (0.35 а.ф. К) (возможно, это уже смесь частично декатионированной и гидратированной слюды с минералом типа каолинита), а содержание Cr2O3 не превышает 0.8 мас.% (0.04 а.ф. Cr). В хлорите содержание Cr2O3 снижается до цифр ниже предела обнаружения электронно-зондовым методом. В околожильных породах практически полностью разрушаются акцессорные фосфаты. В кавернах от растворенного карбоната и в друзовых полостях кварцевых жил на этой стадии уже происходит кристаллизация гипергенных оксосолей шестивалентного хрома и пятивалентных ванадия, фосфора и мышьяка.

На четвертой, заключительной стадии выветривания хромсодержащих пород образуются кварцевые "сухари": остаются только кварц и редкие зёрна хромшпинелидов, рутила и циркона, а реликты слюды или хлорита сохраняются только в тех случаях, когда они «законсервированы» в массивном кварце. Количество таких реликтов весьма мало: обычно не превышает 1% от первоначального объема выветривающийся породы. Каверны от выщелоченных минералов заполняются глинистой массой и/или хроматами. Низкохромистые породы также выветриваются до состояния кварцевого "сухаря", а каверны в них обычно оказываются заполнены гидроксидами железа и глинистыми минералами.

Подчеркнем, что важнейшую роль в процессе мобилизации хрома на гипергенном этапе играет пирит - как самих кварцевых жил, так и лиственитов, березитов и близких к ним пород (где его по объему несопоставимо больше, чем в жилах). В отличие от других сульфидных минералов этих систем, которые являются в основном моносульфидами, в пирите на один атом Fe приходится два атома S, и, таким образом, в процессе его окисления атмосферным кислородом в присутствии воды наряду с сульфатом железа возникает свободная серная кислота: FeS2 + H2O + 3.5O2 = Fe2+SO4 + H2SO4. Ее роль представляется очень важной. Она двояка. Во-первых, это сильная кислота, создающая существенно кислую среду (рH 3: Яхонтова, Грудев, 1987), в которой легко разлагаются не только карбонаты, но и слоистые силикаты, устойчивые к химическому выветриванию в близнейтральных средах. Разложение слюд и хлоритов, включая хромсодержащие, происходит на второй – четвертой стадиях процесса выветривания (см. выше). За счет нормальных слюд сначала образуются слюды с дефицитом калия (выносятся слабосвязанные крупные межслоевые катионы, которые могут замещаться на H+ в разных формах: Минералы, 1992), затем "гидрослюды" и, наконец, глинистые минералы. Хлориты в этом процессе также полностью разрушаются. При полном разложении хромсодержащих силикатов (подчеркнем, что хромшпинелиды при этом не изменяются) весь содержавшийся в них Cr оказывается в растворе. Серная кислота также способствует высвобождению из слоистых силикатов ванадия и разложению акцессорных фосфатов околожильных пород: так мобилизуются компоненты, необходимые для образования фосфато- и ванадато-хроматов. Вторая роль H2SO4 – уже не как кислоты, а как сильного окислителя. В этом качестве она «работает», видимо, вместе с атмосферным кислородом, растворенным в грунтовых водах. В результате возникает обогащенный хроматным анионом (CrO4)2- кислотный раствор, который способен реагировать с катионами металлов, в т.ч. поставляемых разлагающимися рядом, в этих же условиях сульфидами. Поскольку хроматы двухвалентного свинца наиболее труднорастворимы в гипергенных условиях (Williams, 1974), то именно они здесь и кристаллизуются.

Чем больше возникает на гипергенном этапе серной кислоты (т.е. чем более богата пиритом была система изначально), тем интенсивнее идет процесс экстракции хрома из околожильных пород и тем большие их объемы могут быть в него вовлечены. Действительно, самую мощную хроматную минерализацию мы наблюдаем именно там, где были наиболее интенсивно развиты богатые пиритом метасоматиты и рудные жилы - это Берёзовское месторождение.

Таким образом для возникновения гипергенной минерализации, представленной хроматами свинца, необходимо соблюдение одновременно трех основных условий, а именно присутствие в зоне окисления:

- пород, обогащенных хромом в относительно легко высвобождаемой при низких температурах форме; в природе наиболее реально его нахождение в составе обогащенных Cr3+ слоистых силикатов (в отличие от них, хромшпинелиды, да и островные силикаты с хромом, например, гранаты, устойчивы в гипергенных процессах);

- богатых скоплений пирита – источника серной кислоты, выступающей одновременно в виде агента, высвобождающего хром из слоистых силикатов, и в виде окислителя, переводящего (дополнительно, плюс к кислороду воздуха) Cr3+ в Cr6+;

- значимых скоплений галенита как источника Pb2+ – катиона, наиболее подходящего для образования труднорастворимых в гипергенных условиях хроматов.

Как показало настоящее исследование, три этих условия выполняются на всех хроматных проявлениях Урала. Видимо, в связи с необходимостью сочетания сразу нескольких геохимических факторов хроматная минерализация встречается в природе относительно редко, но уж там, где эти условия выполняются, она может быть весьма богатой и разнообразной.

Публикации по теме диссертации

Статьи

1. Ханин Д.А. Минералы класса хроматов на Урале: проявления, история исследования, современное состояние изученности (обзор публикаций) // Вестник УрО Российского минералогического общества. ИГГ УрО РАН Екатеринбург, 2014. Т. 11. С. 105–131.

2. Пеков И.В., Ханин Д.А., Япаскурт В.О., Пакунова А.В., Екименкова И.А. Минералы ряда бёдантит – сегнитит из зоны окисления Березовского золоторудного месторождения, Средний Урал: вариации химического состава, поведение примесей, сурьмяные разновидности // Записки РМО. 2015. № 3. С. 89–105.

3. Ханин Д.А., Пеков И.В., Пакунова А.В., Екименкова И.А., Япаскурт В.О. Природная система твердых растворов форнасит–вокеленит–эмбрейит и вариации химического состава этих минералов из месторождений Урала // Записки РМО. 2015. № 4. С. 36-60.

4. Ксенофонтов Д.А., Пеков И.В., Кабалов Ю.К., Зубкова Н.В., Екименкова И.А., Ханин Д.А. Термическая устойчивость и структурные трансформации вокеленита при повышенной температуре // Минеральное разнообразие: исследование и сохранение. Вып. 8. София, 2016. С. 39–42.

5. Ханин Д.А., Пеков И.В. Минералы с бракебушитоподобными структурами: новая система твердых растворов с участием Cr6+ и V5+ // Записки РМО. 2016. № 2. С. 96–112.

6. Ханин Д.А., Пеков И.В., Пакунова А.В., Екименкова И.А., Япаскурт В.О. Примесный Cr6+ в гипергенных оксосолях хроматных проявлений Урала // Вестник МГУ, сер. 4, геол. 2016. № 4. С. 23–29.

7. Kovrugin V.M., Siidra O.I., Pekov I.V., Chukanov N.V., Khanin D.A., Agakhanov A.A. Embreyite: structure determination, chemical formula and comparative crystal chemistry // Miner. Mag. (в печати).

Тезисы докладов на конференциях

1. Ханин Д.А., Суставов С.Г. Форнасит с горы Бертевая (Средний Урал) // XХ Всероссийская научная конференция «Уральская минералогическая школа-2014». Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2014. С. 260–262.

2. Суставов С.Г., Ханин Д.А., Шагалов Е.С. О находке крокоита в поздних золотоносных кварц-карбонатных жилах Берёзовского месторождения // Уральская минералогическая школа-2015. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН,

2015. С. 99–105.

3. Ханин Д.А., Кошлякова Н.Н. Форнасит и вокеленит из Первомайско-Зверевского месторождения (Средний Урал) // Уральская минералогическая школа-2015. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2015. С. 111–113.

4. Ханин Д.А. Вокеленит и цинкистый эмбрейит Суховязского месторождения (Челябинская область) // XXII Международная конференция студентов, аспирантов и молодых ученых "Ломоносов-2015", секция "Геология". М., МАКС Пресс, 2015. CD-диск.

5. Ханин Д.А. О природе "березовита" // VII Всероссийская молодежная научная конференция «Минералы:

строение, свойства, методы исследования». Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2015. С. 123–124.

6. Ханин Д.А., Пеков И.В., Марущенко Л.И. К характеристике ритмично-зональных агрегатов вокеленита и эмбрейита из Берёзовского месторождения (Средний Урал) // Онтогения, филогения, система минералогии.

Институт минералогии УрО РАН, Миасс, 2015. С. 189–192.

7. Ksenofontov D.A., Pekov I.V., Kabalov Yu.K., Zubkova N.V., Ekimenkova I.A., Khanin D.A. Thermal stability and

structural transformations of vauquelinite at high temperature // VIII International symposium “Mineral Diversity:

Research and Preservation”. Sofia, 2015, 17.

8. Ханин Д.А. О находках хромсодержащего плюмбогуммита на Урале // Международный молодежный научный форум ЛОМОНОСОВ-2016. М., МАКС Пресс, 2016. CD-диск.

9. Ханин Д.А., Пеков И.В. Новые данные о касседаннеите // Международная конференция, посвященная 300летию Минералогического музея имени А.Е. Ферсмана РАН, Москва, 2016. С. 188–189.



Похожие работы:

«СТЕПАНОВА Елена Николаевна РОЛЬ ЖЕНЩИНЫ В СОЦИАЛЬНО-ПОЛИТИЧЕСКОЙ ТРАНСФОРМАЦИИ ТАЙВАНЯ (КОНЕЦ XX – НАЧАЛО XXI ВВ.) Специальность 23.00.02 – Политические институты, процессы и технологии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата полит...»

«ВИКУЛИНА МАРИНА АЛЕКСАНДРОВНА ОЦЕНКА ЛАВИННОЙ АКТИВНОСТИ, ОПАСНОСТИ И РИСКА (НА ПРИМЕРЕ ХИБИН) 25.00.31 – гляциология и криология Земли Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук МОСКВА – 2009 Работа выполнена в Научно-исследовательской лаборатории снежных л...»

«ВОЛОЧАЕВА Оксана Федоровна ПОЛИТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В СОВРЕМЕННОМ ИНФОРМАЦИОННОМ ОБЩЕСТВЕ: НОВЫЕ АКТОРЫ И ВЕКТОРЫ РАЗВИТИЯ Специальность 23.00.02 Политические институты, процессы и технологии АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора полит...»

«ФАРХУТДИНОВ ИСХАК МАНСУРОВИЧ ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И ПЕРСПЕКТИВЫ НЕФТЕГАЗОНОСНОСТИ ЮЖНОЙ ЧАСТИ ЮРЮЗАНО-СЫЛВЕНСКОЙ ДЕПРЕССИИ Специальность: 25.00.12 – Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Санкт-П...»

«Хохлова Дарья Евгеньевна МНОГОАКТНЫЙ СЮЖЕТНЫЙ БАЛЕТ В ТВОРЧЕСТВЕ ДЖОНА КРАНКО (СПЕКТАКЛЬ "ОНЕГИН" В ШТУТГАРТСКОМ ТЕАТРЕ, 1965 Г.) Специальность – 17.00.01 – Театральное искусство. АВТОРЕФЕРАТ диссертации...»

«Груздева Мария Львовна Генезис и самоорганизация полифункциональной системы и нравственного содержания сознания Специальность 09.00.01 Онтология и теория познания Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора философских наук Киров \/ооа с/...»

«Шинкарев Алексей Александрович СТРУКТУРНАЯ И ФАЗОВАЯ НЕОДНОРОДНОСТЬ ОРГАНО-СМЕКТИТОВ В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ Специальность 25.00.05 – Минералогия, кристаллография АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Москва – 2011 Работа выполнена в Центральном научно-исследова...»

«УДК: 553.411.3/9[575.172].(553.041) Холиков Азимжон Бабамуратович ЗОЛОТОНОСНОСТЬ МЕТАСОМАТИЧЕСКИ ПРЕОБРАЗОВАННЫХ ПОРОД И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАЗМЕЩЕНИЯ В ГОРАХ СУЛТАНУВАЙС 04.00.11 Геологи...»

«КУЗЬМИНА Оксана Николаевна ГЕОЛОГИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ И УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТО-СУЛЬФИДНОГО ОРУДЕНЕНИЯ ВОСТОЧНОГО КАЗАХСТАНА (НА ПРИМЕРЕ БАЙБУРИНСКОГО И ЖАЙМИНСКОГО РУДНЫХ ПОЛЕЙ) Специальности: 25.00.1...»

«Алебастрова Алла Анатольевна Восприятие "Другого" в рискогенном социальном пространстве 00.09.11 Социальная философия по философским наукам Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата философских наук Саратов–2013 Работа выполнена в ФГБОУ ВПО "Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского". Нау...»

«Каширина Мария Валерьевна Фальсеоинтеракции в системе высшего профессионального образования: социологический анализ Специальность 22.00.04 – Социальная структура, социальные институты и процессы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Екатеринбург –...»

«Графов Дмитрий Борисович ПОЛИТИЧЕСКИЙ ЛОББИЗМ ИНОСТРАННЫХ ИНТЕРЕСОВ в США Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата политических наук Специальность 23.00.02 – политические институты, процессы и технологии Москва 2015 Работа выполнена на кафедре политологии и политической философии ФГБОУ ВПО "Диплома...»

«Пудов Глеб Александрович Истоки художественного стиля медной бытовой утвари и посуды Урала (XVIII век). Специальность 17.00.04 Изобразительное и декоративно-прикладное искусство и архитектура Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата искусствоведения СанктПетербург Диссертация выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении...»

«ГУСЕВ ГЕРМАН ГЕННАДЬЕВИЧ МЕЖГОСУДАРСТВЕННОЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В СФЕРЕ БОРЬБЫ С ТЕРРОРИЗМОМ НА ГЛОБАЛЬНОМ И РЕГИОНАЛЬНОМ УРОВНЯХ Специальность 23.00.04 Политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития (политические науки) Автореферат диссертации на соискание у...»

«Соколов Сергей Александрович СТРУКТУРНО-ГЕОМОРФОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ И НЕОТЕКТОНИЧЕСКОЕ РАЙОНИРОВАНИЕ ТЕРРИТОРИИ ВОРОНЕЖСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА Специальность 25.00.01 – Общая и региональная геология Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогическ...»

«ПОПКОВ ИВАН ВАСИЛЬЕВИЧ ИЗУЧЕНИЕ МОРФОЛОГИИ И УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ДИСЛОКАЦИЙ СЕВЕРО-ЗАПАДНОГО КАВКАЗА В СВЯЗИ С НЕФТЕГАЗОНОСНОСТЬЮ Специальность 25.00.12 – Геология, поиски и разведка нефтяных и газовых месторождений АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук...»

«Акинин Вячеслав Васильевич ПОЗДНЕМЕЗОЗОЙСКИЙ И КАЙНОЗОЙСКИЙ МАГМАТИЗМ И ПРЕОБРАЗОВАНИЕ НИЖНЕЙ КОРЫ В СЕВЕРНОМ ОБРАМЛЕНИИ ПАЦИФИКИ Специальность: 25.00.04 – Петрология, вулканология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степен...»

«Каташинских Варвара Сергеевна ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ МАГИСТРАТУРЫ В СОВРЕМЕННЫХ УСЛОВИЯХ Специальность 22.00.04 — социальная структура, социальные институты и процессы АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата социологических наук Екатеринбург Работа выполнена на кафедре прикла...»

«ОЛЕЙНИК ВЛАДИМИР ИГОРЕВИЧ ПОЛИТИЧЕСКИЙ ИСЛАМ В СВЕТСКОМ ГОСУДАРСТВЕ: ПРОБЛЕМЫ РАДИКАЛИЗАЦИИ (НА МАТЕРИАЛАХ ЗАПАДНОЙ ЕВРОПЫ) Специальность 23.00.02 – Политические институты, процессы и технологии Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата политических наук Москва 2017 Диссертация выполнена на кафедре политологии и п...»

«ДЕРКАЧЕВ Александр Никитович МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ИНДИКАТОРЫ ОБСТАНОВОК ПРИКОНТИНЕНТАЛЬНОГО ОСАДКООБРАЗОВАНИЯ ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ ТИХОГО ОКЕАНА Специальность: 25.00.28 океанология АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук Владивосток, 2008 Работа выполне...»

«Облогов Глеб Евгеньевич ЭВОЛЮЦИЯ КРИОЛИТОЗОНЫ ПОБЕРЕЖЬЯ И ШЕЛЬФА КАРСКОГО МОРЯ В ПОЗДНЕМ НЕОПЛЕЙСТОЦЕНЕ – ГОЛОЦЕНЕ Специальность: 25.00.08 – инженерная геология, мерзлотоведение и грунтоведение Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого...»

«Коновалов Александр Олегович Ближний Восток в системе внешнеполитических приоритетов Российской Федерации: геополитические концепции XXI в., перспективы, реальность Специальность 23.00.04 Политические проблемы международных отношений, глобального и регионального развития...»








 
2017 www.lib.knigi-x.ru - «Бесплатная электронная библиотека - электронные материалы»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.