CC BY
0МИНЕРАЛОГИЯ, 2021, том 7, № 3, с. 32-46
MINERALOGY (RUSSIA), 2021, volume 7, No 3,pp. 32-46
УДК 549.646.1 DOI: 10.35597/2313-545X-2021-7-3-2
ОСОБЕННОСТИ РЕДКОЭЛЕМЕНТНОГО СОСТАВА БЕРИЛЛА ИЗ УРАЛЬСКИХ ИЗУМРУДНЫХ КОПЕЙ
А.К. Гаврильчик^, С.Г. Скублов2-', Е.Л. Котова;
1 Санкт-Петербургскийгорныйуниеерситет,21 линия2, г. Санкт-Петербург, 199106Россия;
gavrilchik_ak2@pers.spmi.ru
2 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, наб. Макарова 2, г. Санкт-Петербург,
199034 Россия; skublov@yandex.ru
Статья поступила в редакцию 27.05.2021 г., принята к печати 23.07.2021 г.
FEATURES OF TRACE ELEMENT COMPOSITION OF BERYL FROM THE URALIAN IZUMRUDNYE KOPI
A.K. Gavrilchik^, S.G. Skublov2 i, E.L. Kotova^
'St. PetersburgMining University, 21 Liniya 2, St. Petersburg, 199106Russia; gavrilchik_ak2@pers.spmi.ru 2 Institute ofPrecambrian Geology and Geochronology,
Russian AcademyofSciences, nab. Makarova 2, St. Petersburg, 199034Russia; skublov@yandex.ru
Received 27.05.2021,accepted 27.07.2021
Аннотация. В результате исследования берилла с различным типом цветовой зональности из Уральских Изумрудных копей методом масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) установлено, что содержания ряда элементов закономерно изменяются к краю кристалла вне зависимости от характера окраски центральной и краевой частей кристалла. Содержание Na, Mn, Ga, Fe и Rb увеличивается к периферии обоих кристаллов, формируя U-образный тип зональности. Менее отчетливо U-образный характер зональности проявлен для Ni и Со. Содержание Ti, наоборот, уменьшается к краю, образуя колоколообразную зональность. Распределение ряда элементов демонстрирует иной характер зональности. Для кристалла берилла (обр. 24), насыщенность окраски и прозрачность которого увеличивается от центра к периферии кристалла от бесцветного до зелено-желтого оттенка, распределение Sc, Сг и V формирует U-образную зональность с увеличением содержания к краю кристалла, Li - колоколообразную зональность. В кристалле прозрачного берилла с более насыщенной зеленой окраской в центре (обр. 25) характер зональности в распределении этих элементов диаметрально противоположный: Sc, Сги V демонстрируют колоколообразную зональность, Li - U-образную. Содержание каждого из этих элементов для обоих кристаллов совпадает в краевых зонах, имеющих окраску, сопоставимую по интенсивности и прозрачности, несмотря на отличие в цветовой гамме при резко отличающемся распределении в центральной части. На дискриминационных диаграммах, предложенных для идентификации изумрудов из различных регионов мира, фигуративные точки берилла из Уральских Изумрудных копей либо попадают в поле составов уральских изумрудов, либо расположены вблизи него.
Ключевые слова: берилл, зональность, редкие элементы, метод SIMS, Изумрудные копи, Средний Урал.
Abstract. It was found as a result of SIMS study of beryl with various color zoning from the Uralian Izumrudnye Kopi that the content of a number of trace elements regularly varies to the margin of the crystal regardless of the color nature of the central and marginal crystal parts. The Na, Mn, Ga, Fe and Rb content increases towards the periphery of both crystals forming a U-shaped zoning. This pattern is less pronounced for Ni and Co. The Ti content, on the contrary, decreases towards the crystal margin forming a bell-shaped zoning. The distribution of a number of elements demonstrates another zoning pattern. For the beryl crystal (sample 24), the color saturation and transparency of which increases from a colorless to green-yellow from the cen-
ter to the periphery of the crystal, the Sc, Cr and V forms U-shaped zoning with an increasing content to the margin of the crystal and Li exhibits a bell-shaped zoning. In transparent beryl crystal with more intense green color in the center (sample 25), the zoning pattern is dramatically distinct: bell-shaped for Sc, Cr and V and U-shaped for Li. The content of each element for both crystals coincides in the marginal zones, which have color comparable in intensity and transparency, in spite of different color pattern with a strongly contrasting distribution in the central part. In discriminant diagrams for the identification of emeralds from various world regions, the composition of beryl from the Uralian Izumrudnye Kopi correspond to the field of compositions of the Uralian emeralds or is close to them.
Keywords: beryl, zoning, trace elements, SIMS method, Izumrudnye Kopi, Central Urals.
Для цитирования: Гаврильчик A.K., Скублов С.Г., Котова Е.Л. Особенности редкоэлементного состава берилла из Уральских Изумрудных копей. Минералогия, 7(3), 32-46. DOI: 10.35597/2313-545Х-2021-7-3-2.
For citation: Gavrilchik А.К., Skublov S.G., Kotova E.L. Features of trace element composition ofberyl from the Uralian Izumrudnye kopi. Mineralogy, 7(3), 32-46. DOI: 10.35597/2313-545X-2021-7-3-2.
Введение
Для решения вопросов генезиса берилла и установки географической привязки (по месторождению или стране происхождения) образцов в настоящее время все чаще используют комплексный анализ данных, включающий изучение содержания элементов-примесей, исследование микровключений и спектроскопические характеристики (например, Karampelas et al., 2019). Однако подавляющая часть таких работ относится к ювелирной разновидности зеленого берилла (изумруду) и выполнена преимущественно для зарубежных месторождений (Aurisicchio et al., 2018; Giuliani et al., 2019). Помимо решения генетических проблем анализ данных по геохимии изумруда продемонстрировал возможность их использования для разработки различных дискриминационных диаграмм и определения географического происхождения минерала (Saeseaw et al., 2019; Popov at al., 2021). Бериллы из месторождений Урала, не относящиеся к изумрудам, недостаточно охарактеризованы в отношении редко-элементного состава. Имеющиеся геохимические данные, даже полученные локальными методами (ЛА ИСП MC), не рассматривают возможную зональность кристаллов берилла по редким элементам (Бидный и др., 2011). Анализ редкоэлементной ростовой зональности берилла позволяет пролить свет на характер изменения параметров среды кристаллизации минерала (Aurisicchio et al., 2018). В качества объекта исследования авторами выбраны два призматических кристалла берилла, не относящиеся к изумруду по характеру и интенсивности
окраски. Образцы слабоокрашенных кристаллов зеленого берилла из Уральских Изумрудных копей, используемые в данном исследовании, являются частью учебной коллекции научно-вспомогательного фонда Горного музея.
Геологическое строение Уральских Изумрудных копей
В южной части Свердловской области находится пояс месторождений и проявлений изумруда, простирающийся на 180 км в меридиональном направлении при ширине 3-6 км, всемирно известный под названием Уральские Изумрудные копи. Берилловая минерализация на рассматриваемых объектах приурочена к апогипербазитовым или апобазитовым слюдитам гидротермального генезиса (Куприянова, 2002). Слюдиты залегают вдоль восточных контактов позднепалеозойских Мурзинского, Адуйского и Каменского гранитных массивов ядра Мурзинско-Адуйского комплекса, контролируемого глубинным Сусанским разломом на сопряжении контрастных по составу коры тектонических блоков - Мурзинско-Адуйского микроконтинента и Режевского вулканогенного прогиба.
Экзоконтактовая зона представлена метамор-физованными породами основного и ультраосновного состава (амфиболиты, хлоритовые, тальк-актинолитовые и тальковые сланцы) (Бидный и др., 2011). Среди сланцев вдоль контактов с гранитами залегают цепочки будинированных серпе-нитинизированных гипербазитов. Метаморфические породы содержат жилы слюдитов, общее про-
Рис. 1. Поперечное сечение исследованного берилла из Уральских Изумрудных копей с точками анализа (диаметр точек вне масштаба) в образцах №№ 24 (а) и 25 (б).
Отраженный свет. Здесь и далее, номера точек соответствуют таковым в табл. 1 и 2. Пунктиром показана условная граница центральной и краевой частей кристалла.
Fig. 1. Transverse section of studied beryl from the Uralian Izumrudnye Kopi and analytical points (diameter not to scale) in samples nos. 24 (a) and 25 (6).
Reflected light. Hereinafter, the point numbers correspond to those in Tables 1 and 2. The dotted line shows the conditional boundary between central and marginal parts of the crystal.
стирание которых совпадает с меридиональным простиранием вмещающих толщ. В самих слюдитах и во вмещающих породах развиты берилл-кварц-мусковит-плагиоклазовые жилы, которые могут занимать секущее положение по отношению к слюди-там или залегать согласно с ними. Берилловая минерализация локализована в обоих типах жил.
Распределение кристаллов берилла на месторождениях Уральских Изумрудных копей неравномерное. Чаще всего изумруды встречаются в виде отдельных скоплений-гнезд с общим весом кристаллосырья до нескольких килограммов. Кристаллы изумрудного сырья отличались большими размерами (отдельные индивиды до 15 см), хорошим выходом продукции и высоким качеством (интенсивной зеленой окраской). Вместе с изумрудами в слюдитовых жилах встречались ограночные фенакит и хризоберилл (Popov, 2016).
Методы исследований
Для исследования были выбраны относительно крупный (около 8 мм в поперечнике и около 15 мм по удлинению) кристалл берилла желтовато-зеленого оттенка (обр. № 24) и меньший по размеру (около 4 мм в поперечнике и 6 мм по удлинению) более ярко окрашенный кристалл зеле-
ного берилла (обр. № 25). Оба кристалла огранены гексагональной призмой. Кристаллы отобраны в 1830 г. на территории, относящейся к Сретенскому месторождению (до открытия месторождения). Музейная дореволюционная привязка образцов: «правый берег р. Токовой (сейчас это руч. Сретенский), впадающей в р. Большой Рефт, в 65 верстах на восток от Екатеринбурга» указывает на место первых находок изумрудов в первой половине 19 в.
При изготовлении препарата кристаллы берилла были разрезаны перпендикулярно граням призмы. В задачи исследования входило изучение ростовой зональности берилла от центра к краю кристалла в плоскости, параллельной базопинако-иду. Для этого были запланированы два профиля на 16-17 точек анализа, расходящихся лучами из центра перпендикулярно граням призмы (рис. 1). Такое сечение кристалла соответствует зонам роста двух простых форм: гексагональной призмы и пинакоида. Достоверно сказать, в зону каких простых форм попали точки обоих профилей, можно только после тщательного морфологического анализа. Предположительно части обоих профилей находятся в пределах зоны роста гексагональной призмы {1010}, при этом простая форма пинакоида, скорее всего, не попала в исследуемую область.
Точки анализа расположены от центра кристалла до его границ примерно на равном расстоянии друг от друга вдоль профилей. Профили расположены таким образом, чтобы захватить все цветовые области в кристалле: зеленую и бесцветную.
Содержания редких элементов, а также воды и летучих элементов определено на ионном микрозонде Cameca IMS-4f методом масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) в Ярославском филиале Физико-технологического института имени К.А. Валиева РАН (г. Ярославль) по методикам (Носова и др., 2002; Портнягин и др., 2002; Portnyagin et al., 2008). Анализы проводились в два приема с использованием различных протоколов при определении летучих (CI, F, Н), легких (В, Li) элементов и основного набора (Na, Mg, Р, К, Са, Sc, Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Ga, Rb, Cs).
Первичный пучок ионов 02~ с энергией 10 кэВ фокусировался на поверхности образца в пятно диаметром 20-30 мкм. Интенсивность тока первичных ионов составляла 5 нА (протокол «летучие») и 1.5 нА (основной протокол). Область сбора вторичных ионов ограничивалась полевой диафрагмой диаметром 10 и 25 мкм соответственно. Вторичные ионы с энергиями в диапазоне 75125 эВ использовались для формирования аналитического сигнала (прием энергетической фильтрации). Отдельное измерение включало в себя три цикла накопления с дискретным переключением масс-пиков. Содержание редких элементов рассчитывалось из нормализованных к матричному иону 30Si+ интенсивностей ионов соответствующих элементов с использованием калибровочных кривых, построенных по набору стандартных стекол (Jochum et al., 2000, 2006).
Определение содержаний Р, Sc, Fe, Ni и Со потребовало учета изобарных наложений. Вклад 30Si:H+ в расчетах концентрации Р оценивался на основании измерения интенсивности сигнала в области 29 а.е.м., формируемого ионами 29Si+ и 28Si1H+, и природной распространенности изотопов Si. Вычитание сигнала ионов 29Si16O+ + 28Si17O+ в области 45 а.е.м. при определении содержаний Sc потребовало дополнительного измерения интенсивности сигнала на 44-й массе (28Si16O+ + 44Ca+). Вклад 44Ca+находился путем пересчета измеренной интенсивности 42Ca+ на основании известных значений природной распространенности изотопов Са (Aurisicchio et al., 2018). Сигнал 56Fe+ и 59Co+ корректировался с учетом спектра кластер-
ных ионов 812+ в предположении, что соотношение интенсивностей ионов 81+ / 812+ для данной матрицы известно и в условиях контроля уровня зарядки образца изменяется незначительно. Вклад 46Ti16O+ учитывался при расчете концентрации N1 на основе измерения изотопа 62№. Интенсивность сигнала TiO+ оценивалась на основании измерений интенсивности ионного тока 47^+ и известного соотношения интенсивностей Т\+ / ТЮ+.
При анализе содержания воды применялись стандартные меры понижения уровня фона. До начала измерений каждый образец находился в условиях высокого вакуума (10-8 торр) аналитической камеры масс-спектрометра не менее 12 часов. Анализ предварялся процедурой очистки области анализа от проводящей пленки золота и слоя поверхностных загрязнений, осуществляемой ионной бомбардировкой, и процедурой автоподстройки потенциала образца. Статический первичный пучок перекрывал область сбора вторичных ионов, имеющую диаметр 10 мкм, совмещенную с центром подготовленной площадки размером около 40 х 40 мкм.
Препараты с исследуемыми образцами содержали зерно безводного силиката (оливина), на котором производилось измерение уровня фона, определяемого адсорбцией водородсодержащих молекул из остаточной атмосферы аналитической камеры прибора. Концентрации воды вычислялись из отношения ионных токов 1Н+ / 3081+ на основании калибровочных зависимостей: С[Н20] / С[&02] = (1(1Н+)-1(1Н+)Ьё) /1(3^+) х КОЧ х К(&02), где С[Н20] и С[8Ю2] - концентрации Н20 и 8Ю2 в мае. %, 1(1Н+) и 1(3^+) - измеренные интенсивности вторичных ионов в имп/сек, I(1H+)bg - интенсивность фонового сигнала, КОЧ - коэффициент относительной чувствительности. Поправочный коэффициент К(8Ю2) учитывает зависимость КОЧ от содержания SiO2, для которой использовалась линейная аппроксимация: К(8Ю2) = (1 - (8Ю2 - 50) х 0.0185).
Калибровки получены с использованием образцов природных и экспериментальных стекол (всего 28 стандартных образцов), охватывающих широкий диапазон изменения содержания 8Ю2 (4177 мае. %) иводы (0.1-8 мае. %) (8оЬо1еу, СЬашз1^п, 1996; БапуизЬеузку е! а1., 2000; Кате^эку е! а1., 2000; Татю е! аЦ 2001; ЗЫвИкта е! аЦ 2010; неопубликованные данные Р.Е. Бочарникова). По результатам калибровки максимальное отклонение от референсного значения не превышало 15 %, а погрешность определения характеризуется величиной 7%.
Аналогичный подход использовался при расчетах концентраций Б и С1. Стандартное стекло №8Т-610 (ЯосЬо11 е! а1., 1997) использовалось в качестве монитора перед проведением аналитической сессии. Погрешность измерения редких элементов не превышала 10 % для концентраций выше 1 г/т и 20 % для концентраций в интервале 0.1-1 г/т. Порог обнаружения редких элементов в основном находится в интервале 0.005-0.010 г/т.
Результаты исследования
Характеристика кристаллов. Образец № 24 прозрачного берилла светло-зелено-желтого цвета на срезе характеризуется зональным изменением цвета. Насыщенность окраски и прозрачность усиливаются от центра к периферии от бесцветного до зелено-желтого оттенка (рис. 1а). Центральная часть составляет примерно 80 % от общей площади поперечного сечения и представляет собой полупрозрачную область белого цвета, скорее всего, с большим количеством газово-жидких включений. Внешняя часть кристалла - каемка светло-зеленого цвета, мощность которой около 1 мм (примерно 20 % от общего объема). Расположение точек анализа на профилях выбрано таким образом, чтобы несколько точек в каждом траверсе располагались во внешней зеленой зоне кристалла. Направление самих профилей выбрано, чтобы избежать попадания в трещины либо включения.
Образец № 25 прозрачного берилла с более насыщенной зеленой окраской в центре кристалла на приполированной поверхности характеризуется наличием нескольких зон с разной окраской. Первая зона более насыщенного зеленого цвета в центральной части кристалла (точки 3-13) не имеет четких границ. Эта область размыта и, скорее всего, продолжается по удлинению кристалла. Вся остальная часть кристалла (вторая зона) либо слабоокрашенная, либо практически бесцветная. Количество включений и трещин в этом кристалле незначительно. Профиль с точками 1-8 (рис. 16) расположен в верхней левой части кристалла перпендикулярно грани. Берилл в пределах этого профиля отличается большей насыщенностью цвета. Второй профиль (точки 8-16) большей частью расположен в бесцветной зоне кристалла.
Зональность по редким элементам. Зональность по редким элементам в образце № 24, в целом, согласуется с зональностью окраски. В центральной части кристалла (точки 5-12) содержание
большей части измеренных элементов варьирует незначительно. Контрастность между содержанием элементов в центральной и краевой зоне кристалла наиболее проявлена для М§, Бе, Сг, V, 8с, ва, ЯЬ, Се и №.
В центральной части кристалла содержание Mg выдержанное (в среднем 1145 г/т). В краевой зоне оно скачкообразно (в 2.5 раза и более) увеличивается (рис. 2а) и достигает максимума на самой границе кристалла (2709 г/т в точке 1 и 2879 г/т в точке 17, табл. 1). Среднее содержание Бе в центральной части составляет 405 г/т (рис. 26). Распределение Бе в краевой зоне изменяется не так резко по сравнению с М§. Рост содержания происходит более плавно с увеличением примерно в 1.5 раза, в среднем до 810-833 г/т.
Содержание других металлов, в основном, не превышает 100 г/т. Наиболее контрастным является распределение главного элемента-хромофора Сг: в центральной части кристалла он распределен (рис. 2в) выдержанно от 28 до 32 г/т (при среднем содержании 30 г/т). В краевой зоне содержание его последовательно увеличивается до 99 и 121 г/т в точках 2 и 16 соответственно, но на самом краю кристалла (в точках 1 и 17) происходит резкое (примерно в пять раз) уменьшение содержания Сгдо 18-21 г/т.
Распределение другого элемента-хромофора V, отвечающего за зеленую окраску берилла наряду с Сг, имеет некоторые отличия (рис. 2г). При переходе от центральной к краевой зоне содержание V увеличивается скачкообразно (с 16 до 47-52 г/т). В пределах краевой зоны оно меняется незначительно, особенно в точках 2-4. На самом краю кристалла содержание V в обоих профилях падает примерно одинаково до 34-35 г/т (табл. 1).
Натрий не является элементом-хромофором, однако характер его распределения значительно меняется, коррелируя с цветовой зональностью (рис. 2д). В центральной и бесцветной зоне (точки 5-13) содержание № выдержанное (в среднем 4879 г/т). В краевой зоне (точки 1-3 и 14-17) происходит увеличение его содержания в среднем до 5570-5935 г/т.
Распределение Се в целом повторяет характер зональности по №. В центральной части кристалла (точки 5-13) содержание Се варьирует незначительно и составляет в среднем 245 г/т (рис. 2е). В краевых зонах оно увеличивается до 330-350 г/т. При переходе от центра к краевым зонам фиксируются локальные «всплески» содержания Се на уровне 350 г/т (точки 4 и 14). Зональность по ЯЬ
lylg ............а ■ / ■
- \ h / - Г " ( :
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Na ............д
Л . V \ / -■—■ / : ■
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ti ■ ■ ■ VV .............И г-К Ч:
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Li N ■ т ■
Fe ............б
■ \ ■ V. : \ л7: W :
12 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Cs : \ ............fe ■ ' / -
iJ
W-..V ■
■ -"V
Cr .........в ■ /1
l\ A
i
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Rb \ Ж ■ Г
fi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ca ........п
: 11 V/;
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
но : Л ........С
: W
V
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ni .............О
Л ■ M
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
LL т.
U\ a ; ■ . ■ ■ .
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Рис. 2. Зональность по редким элементам (г/т) в образце берилла № 24 из Уральских Изумрудных копей. Fig. 2. Trace element zoning (ppm) ofberyl from the Uralian Izumrudnye Kopi (sample no. 24).
дублирует профиль распределения Сз (рис. 2ж), но при более низких содержаниях. В центральной части содержания ЯЬ в среднем составляют 12 г/т, в краевой части - 27 г/т. В переходных точках 4 и 14 также наблюдаются локальные максимумы содержания Сз.
Содержание Мп в пределах всего кристалла меняется слабо (от 72 до 89 г/т), однако и для этого элемента фиксируется зональность с увеличением
его содержания к краю кристалла (рис. 2з). Если в центральной части (точки 4-13) среднее содержание составляет 75 г/т, то в краевой зоне оно увеличивается до 84 г/т. Содержание И незначительно понижается в краевой зоне по сравнению с центром (где в среднем оно составляет 13 г/т), но не симметрично (рис. 2и). В более прозрачной краевой зоне содержание И составляет в среднем 7 г/т, а в менее прозрачной - 10 г/т. Содержание 8с
00
МП 00
SO <N
00 00 <N
О
<N ©
чо чо"
^н МП m О © vjj (N (NOO^O^OOOm^O
С^ 00
£ ^ -
й g «и ^ ^ <N ^ HH^SOTHOIO^ 00 МП ^ -t © ОС <N © JS «= © © МП <N ^ 50 н h in
^^ -400 g 05 t-- m цн !_, m
МП I 00 Tt 1 «4 <N
МП © 1 СЛ Г- ^ ^ SO ^
^ЧООО^^^ООООо^ЮГЧ«4"!
© (N Г- "IS c^ OS Г1 rt m
© © m' © <s cK 00 £ ^t ^ ~
© 00
<N
m
© so
МП r-H
S? СЛ ю °
Г- 00 ЧО МП
^t !-н r- ^ os
m oo
^ so m
^ CM ^
(-■ ^o ©
<N f- О Г- 'Л й
J Ю ^ СП en
2 сК 3 uS t.
^Ч ЧО ^ ^ ^
Mn^H^^O^fNOO^^QmMn^O <N МП 00 МП OS
- ~ -- CM о ^ ^t^,—н
m
<N
© cm m
C^ 00 <"П
SO OS ТГ ^
.* —i* oo ^ мз сз CD ^ nю m 5?
© ^ч'
<N c^ m'
SO c^ CM (-■
© m m
<N ©
O^ ^ li^' m
"S^INn'N^'N'-OOON^ONOOtNMm ^ 2 <N МП ® uS vjo ^Ч' Tt О OS (N m
K-l ^ч^"^ ^ 1Л н н cn h ^ О
SO ^
in m OS
. cm ^ тТ ^ ^
^hMO^J^H;;]
£ ^ 3 ©3 5S
sn ГЧ съ ^r ^r if ^ч <N Tt
00 Tt
it^of; t^ ^ ©
00
00 ^ гп : чо <N m' S m
и а н in n ^^
in ^^
m so ^ oo
чо (-■
(N
СЭ <2 СП l> ^r
о n in м rn (N <N
©
'П ^ 'П in ^Л . . ^ Tt m © ^q g
съ Tt © m
I <N 00 ^t <N
^t гч МП cK гч ^ rn
^r 00
m
Si Г-' r^ in 00 • •
«n ,-H ^ ^ Ml
00 -л 0 ЧО f-^ ^ч' oo <N ^
МП
^ oo c^ m f— ^н so
^t КЛ (N мл ^t
c^1 c^1 ^ч ts сэ as m сл m
МП
rS)
£ m ОС 2 00 ^ сэ- ^ чо_ ©
m
<N <N ^ SO <N
МЛ <N
<N <N
CN
: (N ю oo о ^ ^ и- о
• <N Г-' Г-' !> Ч|Э. (^MnMnt^l^©^^
мп m (N rn
^ © о ^ - ts
m ©
(N МЛ
МП <N
МЛ (N
^t ^ МП © C5
oo мл © ^ 00 00
m
m
SO ^t 1 cs m ts
m
f^OOc^^^^t^H^tMnMn^iNcn^H^r^OO^C^ s: 5 cK t © ГЧ fS cK ГЧ m 00
MntN'N^4 ^-ноомпслооооотоогч^©^-4
N m
мпг? I t-Ocj-^.^o^c^i1:^ 00 .n -H rn^^. gg
m
k> Св u ;H ч <u 0-J5 cd и
m
— О -H
о и
<D
ч
<D
ч
ID
a a о
iC
<D
IS
<D
4 rn
5 X
а
<D
4 .
О тз
о ¡3
а <D
И "в g
<N
cd
Ю ТЗ
cd
IH СЧ «
о t4 тЗ
S
ж
a у
У
(D
в пределах кристалла также варьирует ограниченно (от 4 до 12 г/т), но зональность для него проявлена контрастно (рис. 2к): содержание увеличивается в краевой зоне в среднем до 10 г/т по сравнению с 5 г/т в центральной части.
Распределение Са, в целом, совпадает с цветовой зональностью кристалла (рис. 2л). В точках 1-5 и 11-17 (зеленая зона) содержание Са стабильно и варьирует на уровне 100 г/т, тогда как в центральной части (точки 6-12, бесцветная зона) происходит резкое увеличение содержания до 150 г/т. В точке 7 отмечен скачкообразный рост до 286 г/т. Распределение К также зонально (рис. 2м). В краевых точках точках (1—6 и 11—17) содержание элемента стабильно. В краевых зонах кристалла его поведение зависит от прозрачности. В непрозрачной краевой зоне содержание К составляет в среднем 160 г/т, в прозрачной -204 г/т. Содержание К в центре кристалла составляет в среднем 470 г/т (не учитывая точку 7).
Распределение Li в целом коррелирует с цветовой зональностью кристалла (рис. 2н) с равномерным распределением по цветовым зонам. Так, в зеленых зонах (точки 1-3 и 14-17) содержание Li составляет 706-841 г/т. В центральной части (точки 5-12) распределение Li не зонально и его содержание составляет в среднем 952 г/т. Примечательной особенностью зональности по Li являются четко выраженные «провалы» в содержании элемента в переходных точках между центральной и краевой зонами. Так, в точке 4 содержание Li падает до 744 г/т, а в точке 13 достигает минимального значения 706 г/т.
Содержание Ni и Ga составляет 2-12 г/т, при этом в краевой непрозрачной части (точки 1-4) отмечены максимальные концентрации (рис. 2о,
«s «
vg Й £
1Л ГЧ
s
a
в a a "
о -j a
§ s
S3 *
C5 (U
— ja
«a sî5 © °
H "S В я
Z «
§ !s
<3 S
» =
И
I § i É
a
о
о U
so 6046 2501 13.9 107 36.7 9.17 7.01 49.3 3.61 81.7 797 0.74 7.01 6.97 21.1 314 0.12 853 32588 7342 1704
"О 6535 2880 136 226 93.2 8.52 6.05 44.6 26.2 92.3 818 0.88 8.55 8.00 28.1 311 0.07 773 29229 7872 1643
5917 2296 28.7 346 133 8.00 6.14 50.2 42.9 83.0 721 0.65 5.73 7.33 20.0 224 0.06 853 30534 7359 1686
m 5788 2619 120 258 96.5 11.0 6.57 51.5 161 81.1 665 0.60 5.92 7.71 24.3 368 0.09 743 30534 7181 1529
<N 5031 2676 512 232 27.2 9.76 68.5 155 75.2 602 0.58 6.29 4.79 17.7 264 0.38 437 31795 6262 1896
- 4062 2373 52.7 129 87.7 34.7 5.52 82.1 229 77.3 526 0.46 6.29 4.87 13.8 234 0.06 377 31687 4816 1889
О 4423 2558 65.8 125 179 37.5 9.34 87.5 309 75.9 589 0.43 5.16 5.46 13.1 218 0.21 393 31075 5172 2319
as 4591 2813 103 88.9 77.9 49.9 6.27 85.1 419 82.1 626 0.69 5.56 5.22 14.1 354 0.06 385 34174 5433 1809
00 4601 2917 51.4 93.3 72.7 48.6 11.2 82.0 404 79.9 632 0.61 5.92 5.11 14.8 347 0.09 397 32983 5454 2025
4862 3173 103 65.4 51.6 12.4 85.1 439 76.3 679 0.60 4.58 5.21 14.9 345 0.09 400 34880 5725 1866
so 4299 2642 63.3 169 69.2 52.6 6.15 84.2 372 76.7 602 0.52 6.12 5.25 14.8 350 0.07 383 34595 5217 1671
"О 4769 2911 135 101 85.6 40.7 6.52 88.4 295 79.5 556 0.64 5.65 5.26 15.8 293 0.08 389 33020 5569 1794
4490 2759 77.0 91.6 82.7 41.5 6.43 87.7 310 84.3 623 0.62 6.06 5.87 14.8 310 0.06 401 32572 5307 1741
m 5547 2656 56.8 122 247 16.8 6.84 60.4 193 83.2 694 0.87 6.07 8.26 20.6 361 0.07 673 32750 6724 1613
<N 6545 2970 84.8 150 74.1 9.18 7.33 46.4 34.3 91.0 843 1.06 9.17 8.88 26.5 327 0.07 814 33978 7863 1855
- 6077 2704 87.0 111 66.1 9.23 6.98 45.4 4.29 83.1 878 0.75 6.08 8.67 26.5 324 0.08 835 33294 7374 1825
| Точка I f * a a P > I £ ¿3 g о i§ о rn 3 о
2п). Распределение Со повторяет таковое для N1 вплоть до роста содержания в точках 1-4 (рис. 2р), но при гораздо меньших содержаниях (не более 1 г/т).
Распределение летучих компонентов не зонально. Содержание воды составляет в среднем 33662 г/т, Б - 10 г/т, С1 - 1803 г/т (рис. 2с, 2т, 2у). Для точки 3 установлены синхронные пики воды и Б. Содержание С1, напротив, в точке 3 понижается. В целом содержание С1 максимально в центральной части (в среднем 1909 г/т) и минимально в прозрачной краевой зоне (1669 г/т). Содержание В незначительно и не превышает 0.5 г/т.
В образце № 25 характер распределения ряда редких элементов также согласуется с зональностью окраски. Содержание Бе заметно отличается в центральной и краевой частях кристалла (рис. За). В центральной части (точки 5-11) содержание Бе уменьшается от точки 7 (679 г/т) к границам этой зоны, где в точке 11 отмечено минимальное содержание 526 г/т (табл. 2.). Далее в каждой краевой зоне происходит рост содержания Бе - до 878 г/т в точке 1 и 818 г/т в точке 15. Распределение содержаний Мп сходно с таковым для Бе (рис. 36). Центральная часть кристалла характеризуется равномерным распределением Мп (в среднем 78 г/т), а его краевые части - увеличением содержания до 92 г/т. При этом на краю кристалла происходит резкое уменьшение содержания до 82 г/т.
Распределение Mg более сложное (рис. Зв). Максимальное содержание в центре фиксируется, как и для Бе, в точке 7 (3173 г/т). К периферии содержание Mg понижается синусоидально. В точках 1-6 среднее содержание составляет 2774 г/т, в точках 11-16- 2557 г/т.
Распределение элементов-хромофоров Сг и V зонально при сравнении центральной и краевой части кристалла. Содержание Сг максимально в точке 7 (439 г/т) (рис. Зг). На «левой» границе центральной зоны (точки 4 и 5) оно уменьшается примерно до 300 г/т, на «правой» границе (точки 12 и 13) - до 155 г/т. В обеих краевых зонах проис-
Fe 1 а
\ - Л
\ \ V /Ч /
Мп " А ..........б ■ Л ■
к , h:
\ / w :
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
35000 34000
32000 31000
V - и .....д : ■ \ V ■
1 23456789 10 11 12 13 14 15 16 17
Li : \ ■ \ И. /V : /' :
; ■ /
123456789 10 11 12 13 14 15 16 17
Са : Л К А
\ .
1 23456789 10 11 12 13 14 15 16 17
, X: ho о; \ ; .....С
г ■
Sc ..
5500 5000 4500
Rb ■—■ Л ■ . ■ к /-Л ■
- w.^ / v л и /
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
К I о V
V\ : ■ \;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
■ \ Л''
LJ
Мд К в
' Л A I К А
V V V\ ■ К-
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Na / Л Ж ■ /\ _
: к / ■ч /
■
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ga л
■Л
" \ Г Л ■
V.- —Л /
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
NL I п А ■
К /1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
F У
"\ xv /\
.Д Г V
V V
Сг : rJ Л \ ......Г
I / \ , , , S. .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Cs ■ Л r-i 3 Л ■
■Л/ к
I- у ■
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Ti I) М
А
I i у ■ чу .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Со ■ : Д ......Р
\ Л, ■ Л: / .
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
В Г
J Ь ■
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
Рис. 3. Зональность по редким элементам (г/т) в образце берилла № 25 из Уральских Изумрудных копей. Fig. 3. Trace element zoning (ppm) ofberyl from the Uralian Izumrudnye Kopi (sample no. 25).
ходит резкое падение содержания Сг вплоть до 4 г/т в крайних точках 1 и 16. Содержание V также резко понижается в краевых зонах кристалла (точки 1-3 и 12-16) до 45 г/т (рис. Зд). В центральной зоне кристалла (точки 4-11) распределение V имеет «плоский» характер в отличие от Сг. Среднее содержание V в центре кристалла составляет около 85 г/т. Сходное распределение свойственно 8с (рис. Зе). В центральной части кристалла (точки 4-12) оно плавно понижается к краю от 53 до 27 г/т. В
краевой части содержание выдержанное и составляет около 10г/т.
Содержание № минимально в центральной части (точки 4-11) и в среднем составляет 4512 г/т (рис. Зж). В краевых зонах происходит резкий рост содержания № примерно до 6540 г/т, но на самой границе кристалла содержание снижается до 6046 г/т. Сз неравномерно распределен в кристалле (рис. Зз). Его содержание изменяется в пределах 218-368 г/т, при этом наблюдается большой
разброс значений даже между соседними точками. Точки более насыщенного цвета (1-9) имеют среднее содержание 335 г/т. В другой части кристалла (точки 10-16), за исключением точки 13, среднее содержание Се гораздо ниже и составляет 261 г/т.
Содержание Ы равномерно распределено в центральной части кристалла (рис. Зи) и не превышает в среднем 396 г/т (точки 4-12). В краевой части кристалла содержания увеличиваются примерно в 2.5 раза (до 853 г/т). Характер распределения ЯЬ аналогичен таковому для Ы (рис. Зк). Центральная часть содержит в среднем 14 г/т ЯЬ, а в краевой части происходит увеличение его содержания до 26 г/т. Распределение содержаний Оа имеет сходный характер (рис. Зл) со стабильными концентрациями в центральной зоне (точки 5-12), не превышающими 5 г/т. В краевой зоне кристалла содержания увеличиваются до 7-9 г/т.
Распределение Т1 имеет сложный характер (рис. Зм). Краевые зоны кристалла характеризуются стабильным содержанием в пределах 6-7 г/т, тогда как центральная часть отличается нестабильным распределением элемента в пределах 5-12 г/т. Содержания Са равномерно распределены в зеленой зоне (точки 1-9, за исключением точки 3) и в среднем не превышают 100 г/т (рис. Зн). В более прозрачной зоне содержания Са неравномерно возрастают до точки 12 (240 г/т), после чего характер распределения меняется. Содержания Са уменьшаются, достигая на краю кристалла (точка 16) минимального значения 67 г/т. Содержание К равномерно в пределах части кристалла с более насыщенной окраской и до точки 11 составляет в среднем 117 г/т (рис. Зо). В точке 12 происходит резкое увеличение уровня содержания К до 512 г/т с последующим постепенным уменьшением к краю кристалла (точка 16) до 107 г/т.
Содержания N1 и Со изменяется в узких пределах от 4 до 9 г/т для N1 и от 0.4 до 1 г/т для Со (рис. Зп, Зр). Для обоих элементов в точках 2 и 15 происходит всплеск содержания с последующим уменьшением на границе кристалла.
Летучие компоненты (вода, С1, Б) характеризуются разным распределением. Распределение С1 в кристалле аналогично распределению Оа и Ы (рис. Зт). Содержание в центральной части (точки 4-11) составляет в среднем 940 г/т. К краю (точки 2 и 14) оно увеличивается в среднем до 1900 г/т, понижаясь примерно до 1770 г/т на краю кристалла. Содержание воды в пределах кристалла
с более насыщенной окраской (точки 1-9) составляет 33583 г/т (рис. Зс). В остальной части кристалла среднее содержание воды ниже (31063 г/т) и характеризуется понижением к краю (29229 г/т в точке 15), возрастая до 32588 г/т в точке 16. Содержание F, напротив, в части с более насыщенной окраской (точки 1-9) составляет в среднем 11 г/т, а в остальной части кристалла -16 г/т (рис. Зу).
Обсуждение результатов
Неоднородность внутреннего строения кристаллов изумруда в значительной степени определяется зональным распределением Сг и первичных флюидных включений (Жернаков, 1980). Для уральских изумрудов основными элементами зональности являются бесцветная и зеленая прозрачные зоны и молочно-белая полупрозрачная. Слабая прозрачность молочно-белой зоны обусловлена многочисленными флюидными включениями. Зональная окраска уральских изумрудов обусловлена чередованием бесцветных и зеленых зон, реже -молочно-белых, бесцветных и зеленых. Наиболее широкие зеленые зоны характерны для внешних частей кристаллов (Жернаков, 1980). Изученные кристаллы берилла, помимо отличий в характере окраски, также отличаются по зональности. В образце 24 интенсивность окраски повышается от центра к периферии кристалла от бесцветного до зелено-желтого оттенка (рис. 1а). В образце 25, напротив, более насыщенная зеленая окраска фиксируется в центре кристалла (рис. 16).
Несмотря на то, что кристаллы берилла часто зональны с чередованием зон различного цвета и/ или оттенка, исследования зональности распределения редких элементов ограничены (Marshall et al., 2012, 2016; Lum et al., 2016; Bacik et al., 2019).
Зональное распределение Fe в аквамарине из вулканического комплекса Эронго (Намибия), определяющее интенсивность его окраски, положительно коррелирует с характером распределения Ti, Na, Mg, CshSch отрицательно -cSin Al (Lum et al., 2016). Такое соотношение связано либо с прямым изоморфным замещением А13+ в октаэдри-ческой позиции трехвалентными катионами (Fe3+, Sc3+, Cr3+, V3+), либо с привлечением одновалентных катионов (Na+, Cs+) для достижения баланса по заряду при изоморфном замещении А13+ на двухвалентные катионы (Fe2+, Mg2+, Mn2+).
Сложная зональность аквамарина из пегматитов Высоких Татр (Словакия), проявленная в рас-
пределении Mg, Fe и Na, также объясняется компенсирующим вхождением Na при изоморфном замещении двухвалентными катионами трехвалентного A1 (Bacik et al., 2019). Резкое обеднение краевой зоны берилла Na связывается уже с одновременной или предшествующей кристаллизацией альбита, что приводит к его дефициту при дорас-тании каймы берилла.
Для зонального изумруда из месторождения Давдар (Китай) установлена положительная корреляция Cr, V, Mg и Na. Рост содержания этих элементов проявлен в яркоокрашенных зонах кристалла (Marshall et al., 2012). Положительная корреляция между Сг и V и менее выраженная между этими элементами и Fe установлена для зонального изумруда из австралийского месторождения Пуна (Marshall et al., 2016). Вариации в содержании Сг и V в изумруде объяснены колебаниями состава флюида, которые в меньшей степени воздействуют на содержание Fe.
Исследование распределения редких элементов для двух разновидностей гелиодора из грейзе-нов месторождения Шерловая Гора выявило разный характер ростовой зональности (Гаврильчик и др., 2021). В яркоокрашенном гелиодоре содержания Fe, Ti и Sc положительно коррелируют с содержанием Na, К, Cs и Li, а также воды и С1, и увеличиваются от центра к краю кристалла. Такой характер зональности отвечает широко проявленному в берилле типу изоморфизма, когда происходит либо прямое замещение трехвалентного А1 трехвалентными Fe и Sc, либо его замещение двухвалентным Fe с компенсацией заряда, обеспечиваемой вхождением одновалентных крупноионных литофильных элементов (Na, Cs, Li, К, Rb) в структурные каналы берилла. Одновременно с этим происходит вхождение в каналы воды и С1. Большая часть кристалла прозрачного светлоокрашенного гелиодора гомогенна по составу, а содержания редких элементов изменяются только в узкой краевой зоне: содержание Na, Li и С1 уменьшается в краевой зоне, отрицательно коррелируя как с Fe, Ti и Sc, так и с К, Са и Cs. Уменьшение содержания этих элементов, вероятно, вызвано одновременной кристаллизацией гелиодора с минералами-концентраторами Na, Li и С1, например, альбитом и литиевой слюдой. В обоих кристаллах гелиодора зональность окраски либо отсутствует, либо проявлена незначительно (Гаврильчик идр., 2021).
Для изученных кристаллов берилла из Уральских Изумрудных копей, отличающихся как по ха-
рактеру, так и по типу зональности окраски, установлены две разновидности зональности по редким элементам. В первом случае, содержания элементов закономерно изменяются к краю кристалла вне зависимости от характера окраски центральной и краевой частей кристалла. Содержание Мп, Оа, Ре и ЯЬ увеличивается к периферии обоих кристаллов с образованием и-образной зональности. Менее отчетливо и-образная зональность проявлена для N1 и Со. Содержание Т1, наоборот, уменьшается к краю, образуя колоколообразную зональность (рис. 2, 3).
Зональность ряда элементов отличается. В образце № 24 распределение 8с, Сг и V характеризуется и-образной зональностью с увеличением содержания к краю кристалла, - колоколообраз-ной зональностью. В образце № 25 распределение этих элементов диаметрально противоположное. Если рассмотреть распределение каждого элемента одновременно для двух кристаллов, то заметно, что содержание каждого из этих элементов совпадает в краевой зоне обоих кристаллов при резко отличающемся распределении в центральной части (рис. 4). Краевая зона каждого кристалла имеет сопоставимый по интенсивности и прозрачности характер окраски, несмотря на отличие в цветовой гамме. Есть все основания связывать поведение 8с, Сг, V и берилла из Уральских Изумрудных копей с характером цветовой зональности. Влияние Сг и V на проявление зеленой и желто-зеленой окраски в берилле является широко известным (Куприянова, 1989). Однако для 8с и ранее такие данные не были получены.
По ряду элементов зональность проявлена в образце № 24, но при этом не проявлена в образце № 25. В образце № 24 распределение Mg и Се и-образно, а распределение К - колоколообразное. В образце № 25 проявлена и-образная зональность по С1, не фиксируемая в образце 24 (рис. 2 и 3).
В кристалле берилла с зеленым оттенком (обр. № 25) наблюдается повышенное содержание ряда элементов (Mg, Се, Р, К,) и воды в части профиля (точки 1-9) с более насыщенной (менее прозрачной) окраской. Возможно, что корреляция содержания этих элементов с насыщенностью окраски определяется наличием флюидных включений.
Рассматривая соотношение сумм щелочных и переходных элементов в составе берилла (рис. 5), следует отметить, что точки составов для каждой зоны кристалла образуют индивидуальные трен-
Рис. 4. Зональность по некоторым редким элементам (г/т) в берилле из Уральских Изумрудных копей. Fig. 4. Selected trace element zoning (ppm) ofberyl from the Uralian Izumrudnye Kopi.
ды. Состав слабоокрашенной центральной зоны в образце № 24 отличается сравнительно узким диапазоном содержания обеих групп элементов и минимальным содержанием переходных элементов. Краевая зона в образце № 24 с более интенсивной окраской в желто-зеленых тонах характеризуется как более высоким содержанием рассматриваемых элементов, так и широким диапазоном значений. Как для центральной, так и для краевой зоны тренды фигуративных точек демонстрируют положительную корреляцию.
Центральная часть кристалла берилла (обр. № 25) с относительно интенсивной зеленой окраской отличается повышенным содержанием переходных элементов (в том числе, обеспечивающих окраску этой зоны) и пониженным - щелочных элементов. Фигуративные точки образуют тренд с четко выраженной положительной корреляцией. Слабоокрашенная краевая зона этого кристалла отличается от центральной повышенным содержанием щелочных элементов при сохранении содержаний переходных элементов. Корреляция между фигуративными точками не фиксируется. Точки, относящиеся к краевым зонам обоих кристаллов,
Рис. 5. Соотношение щелочных и переходных элементов в берилле из месторождения Уральские Изумрудные копи.
Здесь и на рис. 6,1,2- точки анализов в образцах №№ 24 (1) и 25 (2); 3, 4 - центральная (3) и краевая (4) части кристалла.
Fig. 5. Correlation between alkaline and transition elements in beryl from the Urals Izumrudnye Kopi.
Here and in Figs. 6,1,2 - analytical points for samples nos. 24 (1) and 25 (2); 3, 4 - central (3) and marginal (4) parts of the crystal.
Рис. 6. Соотношения редких элементов (г/т) в изумрудах различных местонахождений (Saeseaw et al., 2019).
Поля составов для изумрудов из: 1 - Колумбии, 2 - Китая, 3 - Бразилии, 4 - Замбии, 5 - Афганистана, 6 - Мадагаскара, 7 - Эфиопии, 8 -России (Урал).
Fig. 6. Trace element correlations (ppm) in emeralds from various occurrences (Saeseaw et al., 2019).
Compositional fields of emeralds from: 1 - Colombia, 2 - China, 3 - Brazil, 4 - Zambia, 5 - Afghanistan, 6 - Madagascar, 7 - Ethiopia, 8 - Russia (Urals).
занимают на диаграмме (рис. 5) близкое положение. Это может свидетельствовать о близких параметрах кристаллизации для них. На дискриминационных диаграммах, предложенных для идентификации изумрудов из различных регионов мира (Saeseaw et al., 2019), точки составов для бериллов из Уральских Изумрудных копей ожидаемо либо попадают в поле составов уральских изумрудов, либо тяготеют к нему (рис. 6).
Заключение
В результате исследований распределения редких элементов в берилле с различном типом цветовой зональности из Уральских Изумрудных копей установлено, что содержания ряда элементов закономерно изменяются к краю кристалла вне зависимости от характера окраски центральной и краевой частей кристалла. Содержания Na, Mn, Ga, Fe и Rb увеличиваются к периферии обоих кристаллов, формируя U-образный тип зональности. Менее отчетливо U-образный характер зональности проявлен для Ni и Со. Содержание Ti, наоборот, уменьшается к краю, образуя колоколообразную зональность.
Распределение ряда элементов демонстрирует иной характер зональности. Для кристалла берилла (обр. 24), насыщенность окраски и прозрачность
которого увеличивается от центра к периферии кристалла от бесцветного до зелено-желтого оттенка, распределение 8с, Сг и V формирует и-образную зональность с увеличением содержания к краю кристалла, Ы - колоколообразную зональность. В кристалле прозрачного берилла с более насыщенной зеленой окраской в центре (обр. 25) характер зональности в распределении этих элементов диаметрально противоположный - 8с, Сг и V демонстрируют колоколообразную зональность, Ы - и-образную зональность. Следует отметить, что содержание каждого из этих элементов для обоих кристаллов совпадает в краевых зонах, имеющих сопоставимый (пускай и субъективно) по интенсивности и прозрачности характер окраски, несмотря на отличие в цветовой гамме при резко отличающемся распределении в центральной части.
Авторы признательны С.Г. Симакину и Е.В. Потапову за аналитические работы на ионном микрозонде. Помощь М.В. Никитиной и А.В. Березина при пробоподготовке в значительной степени способствовала выполнению исследования. Критические замечания М.П. Попова способствовали улучшению качества работы. Исследование выполнено в рамках темы НИР ИГГДРАН (РМЫи-2019-0002).
Литература
Бидный A.C., Бакшеев И.А., Попов М.П., Аносова М.О. (2011) Сравнительная характеристика берилла из месторождений Уральской изумрудоносной полосы по данным ЛА-ИСП-МС-и ИК-спектроскопии. Вестник Москоескогоуниеерситета, 4(2), 34-41.
Гаврильчик А.К., Скублов С.Г., Котова Е.Л. (2021) Редкоэлементный состав берилла из месторождения Шерловая Гора, Юго-Восточное Забайкалье. Записки РМО, (2), 1-14.
Жернаков В.И. (1980) Морфология и внутреннее строение уральских изумрудов / Онтогения пегматитов Урала. Свердловск, УНЦ АН СССР, 79-90.
Куприянова И.И. (1989) Берилл / Типоморфизм минералов. М., Недра, 1989. С. 69-85.
Куприянова И.И. (2002) О генезисе Малышевско-го бериллий-изумрудного месторождения (Средний Урал, Россия). Геология рудных месторождении, 44(4), 304—320.
Носова А.А., Сазонова Л.В., Наркисова B.B., Си-макин С.Г. (2002) Элементы-примеси в клинопироксе-нах из палеозойских вулканитов Тагильской островной дуги Среднего Урала. Геохимия, (3), 254-268.
Портнягин M.B., Симакин С.Г., Соболев A.B. (2002) Фтор в примитивных магмах офиолитового комплекса Троодос (о. Кипр): методика определения и основные результаты. Геохимия, (7), 691-699.
Aurisicchio С., Conte А.М., Medeghini L., Ottoli-ni L., De Vito C. (2018) Major and trace element geochemistry of emerald from several deposits: Implications for genetic models and classification schemes. Ore Geology Reviews, 94, 351-366.
Bacik P., Fridrichova J., Uher P., Rybar S., Bizovs-ka V., Luptakova J., Vrablikova D., Pukancik L., Vaculo-vic T. (2019) Octahedral substitution in beryl from weakly fractionated intragranitic pegmatite Predne Solisko, Tatry Mountains (Slovakia): the indicator of genetic conditions. Journal ofGeosciences, 64, 59-72.
Danyushevsky L.V., Eggins S.M., Falloon T.J., Christie D.M. (2000) H2O abundance in depleted to moderately enriched mid-ocean ridge magmas; Part I: Incompatible behaviour, implications for mantle storage, and origin of regional variations. Journal of Petrology, 41, 1329-1364.
Giuliani G., Groat L.A., Marshall D., Fallick A.E., Branquet Y. (2019) Emerald deposits: A review and enhanced classification. Minerals, 9, 105.
Jochum K.P., Dingwell D.B., Rocholl A., Stoll В., Hofmann A.W., Becker S., Besmehn A., Besserte D., Di-etze H.J., Dulski P., Erzinger J., Hellebrand E., Hoppe P., Нога I., Janssens K., Jenner G.A., Klein M., McDono-ugh W.F., Maetz M., Mezger K., Munker C., Nikogo-sian I.K., Pickhardt C., Raczek I., Rhede D., Seu-fert H.M., Simakin S.G., Sobolev A.V., Spettel В., Straub S., Vincze L., Wallianos A., Weckwerth G., Weyer S., Wolf D., Zimmer M. (2000) The preparation and preliminary characterisation of eight geological MPI-DING
reference glasses for in-situ microanalysis. Geostandards Newsletter, 24, 87-133.
Jochum K.P., Stoll B., Herwig K., Willbold M., Hofmiann A.W., Amini M., Aarburg S., Aboucha-mi W., Hellebrand E., Mocek B., Raczek I., Stracke A., Alard O., Bouman C., Becker S., Dücking M., Brätz H., Klemd R, De Bruin D., Canil D., Cornell D., De Hoog C.J., Dalpe C., Danyushevshy L., Eisenhauer A., Gao Y., Snow J.E., Groschopf N., Günther D., Latkoc-zy C., Guillong M., Hauri E.H., Höfer H.E., Lahaye Y., Horz K., Jacob D.E., Kaseann S.A., Kent A.J.R, Ludwig T., Zack T., Mason P.R.D., Meixner A., Rosner M., Misawa K., Nash B.P., Pfänder J., Premo W.R, Sun W.D., Tiepolo M.,Vannucci R, Vennemann T., Wayne D., Wood-head J.D. (2006) MPI-DING reference glasses for in situ microanalysis: New reference values for element concentrations and isotope ratios. Geochemistry, Geophysics, Geosys-tems, 7, Q02008.
Kamenetsky V.S., Everard J.L., Crawford A.J., Varne R, Eggins S.M., Lanyon R (2000) Enriched end-member of primitive MORB melts: Petrology and geochemistry of glasses from Macquarie island (SW Pacific). Journal ofPetrology, 41, 411-430.
Karampelas S., Al-Shaybani B., Mohamed F., Sang-sawong S., Al-Alawi A. (2019) Emeralds from the most important occurrences: chemical and spectroscopic data. Minerals, 9, 561.
Lum J.E., Viljoen F., Cairacross B., Frei D. (2016). Mineralogical and geochemical characteristics of beryl (aquamarine) from the Erongo volcanic complex, Namibia. JournalofAfricanEarthSciences, 124, 104-125.
Marshall D., Downes P.J., Ellis S., Greene R, Loughrey L., Jones P. (2016) Pressure-temperature-fluid constraints for the Poona emerald deposits, Western Australia: fluid inclusion and stable isotope studies. Minerals, 6, 130.
Marshall D., Pardieu V., Loughrey L., Jones P., Xue G. (2012) Conditions for emerald formation at Davdar, China: fluid inclusion, trace element and stable isotope studies. MineralogicalMagazine, 76, 213-226.
Popov M.P. (2016) Mineralogical signs of rare-metal and semi-precious ore mineralization in the Murzinskaya-Aduyskaya beryllium (gemstone) subprovince. News of the UralStateMining University, 43(3), 59-63.
Popov M.P., Solomonov V.l., Spirina A.V., Iva-nov M.A., Kuptsova V.V., Nikolaev A.G. (2021) An analysis of geochemical features of crystallization of emeralds as an approach to determine the deposit of them. News of the UralStateMining University, 2(62), 16-21.
Portnyagin M., Almeev R, Matveev S., Holtz F. (2008) Experimental evidence for rapid water exchange between melt inclusions in olivine and host magma. Earth and PlanetaryScience Letters, 272, 541-552.
Rocholl A.B.E., Simon K., Jochum K.P., Bruhn F., Gehann R, Kramar U., Luecke W., Molzahn M., Pernic-ka E., Seufert M., Spettel B., Stummeier J. (1997) Chemical characterisation of NIST silicate glass certified reference
material SRM 610 by ICP-MS, TIMS, LIMS, SSMS, INAA, AAS and PIXE. GeostandardsNewsletter, 21, 101-114.
Saeseaw S., Renfro N.D., Palke A.C., Sun Z., Mc-Clure S.F. (2019) Geographic origin determination of emerald. Gems & Gemology, 55, 614-646.
Shishkina T.A., Botcharnikov RE., Holtz F., Al-meev R.R., Portnyagin M.V. (2010) Solubility of H2O and CO2-bearing fluids in tholeiitic basalts at pressures up to 500 MPa. Chemical Geology, 277, 115-125.
SobolevAV., Chaussidon M. (1996) H2O concentrations in primary melts from island arcs and mid-ocean ridges: Implications for H20 storage and recycling in the mantle. Earth and PlanetaryScience Letters, 137, 45-55.
Tamic N., Behrens H, Holtz F. (2001) The solubility of H2O and CO2 in rhyolitic melts in equilibrium with a mixed C0-H20 fluid phase. Chemical Geology, 174,333-347.
References
Aurisicchio C., Conte A.M., Medeghini L., Ottoli-ni L., De Vito C. (2018) Major and trace element geochemistry of emerald from several deposits: implications for genetic models and classification schemes. Ore Geology Reviews, 94, 351-366.
Bacik P., Fridrichova J., Uher P., Rybar S., Bizovs-ka V., Luptakova J., Vrablikova D., Pukancik L., Vaculo-vic T. (2019) Octahedral substitution in beryl from weakly fractionated intragranitic pegmatite Predne Solisko, Tatry Mountains (Slovakia): the indicator of genetic conditions. Journal ofGeosciences, 64, 59-72.
Bidny A.S., Baksheev I.A., Popov M.P., Anoso-va M.O. (2011) Beryl from deposits of the Urals Emerald Belt, Russia: ICP-MS-LA and infrared spectroscopy study. Moscow UniversityGeologyBulletin, 66(2), 108-115.
Danyushevsky L.V., Eggins S.M., Falloon T.J., Christie D.M. (2000) H2O abundance in depleted to moderately enriched mid-ocean ridge magmas; Part I: Incompatible behaviour, implications for mantle storage, and origin of regional variations. Journal of Petrology, 41, 1329-1364.
Gavrilchik A.K, Skublov S.G., Kotova E.L. (2021) [Trace element composition of beryl from the Sherlovaya Gora deposit, Southeastern Transbaikalia, Russia]. Zapiski RMO [Proceedings of the Russian Mineralogical Society], (2), 1-14 (inRussian)
Giuliani G., Groat L.A., Marshall D., Fallick A.E., Branquet Y. (2019) Emerald deposits: a review and enhanced classification. Minerals, 9, 105.
Jochum K.P., Dingwell D.B., Rocholl A., Stoll B., Hofmann A.W., Becker S., Besmehn A., Besserte D., Di-etze H.J., Dulski P., Erzinger J., Hellebrand E., Hoppe P., Horn I., Janssens K, Jenner G.A., Klein M., McDono-ugh W.F., Maetz M., Mezger K, Munker C., Nikogo-sian I.K, Pickhardt C., Raczek I., Rhede D., Seu-fert H.M., Simakin S.G., Sobolev A.V., Spettel B., Straub S., Vincze L., Wallianos A., Weckwerth G., We-
yer S., Wolf D., Zimmer M. (2000) The preparation and preliminary characterisation of eight geological MPI-DING reference glasses for in-situ microanalysis. Geostandards Newsletter, 24, 87-133.
Jochum K.P., Stoll B., Herwig K, Willbold M., Hofmiann A.W., Amini M., Aarburg S., Abouchami W., Hellebrand E., Mocek B., Raczek I., Stracke A., Alard O., Bouman C., Becker S., Dücking M., Brätz H., Kl-emd R, De Bruin D., Canil D., Cornell D., De Hoog C.J., Dalpe C., Danyushevshy L., Eisenhauer A., Gao Y., Snow J.E., Groschopf N., Günther D., Latkoczy C., Guil-long M., Hauri E.H., Höfer H.E., Lahaye Y., Horz K, Jacob D.E., Kasemann S.A., Kent A.J.R., Ludwig T., Zack T., Mason P.R.D., Meixner A., Rosner M., Misawa K, Nash B.P., Pfänder J., Premo W.R., Sun W.D., Tiepolo M., Vannucci R, Vennemann T., Wayne D., Wood-head J.D. (2006) MPI-DING reference glasses for in situ microanalysis: New reference values for element concentrations and isotope ratios. Geochemistry, Geophysics, Geosys-tems, 7, Q02008.
Kamenetsky V.S., Everard J.L., Crawford A.J., Varne R., Eggins S.M., Lanyon R. (2000) Enriched end-member of primitive MORB melts: Petrology and geochemistry of glasses from Macquarie island (SW Pacific). Journal ofPetrology, 41, 411-430.
Karampelas S., Al-Shaybani B., Mohamed F., Sang-sawong S., Al-Alawi A. (2019) Emeralds from the most important occurrences: chemical and spectroscopic data. Minerals, 9, 561.
Kupriyanova I.I. (1989) [Beryl], Tipomorfism min-eralov. Spravochnik [Typomorphism of minerals. A guidebook], Moscow, Nedra, 69-85 (in Russian)
Kupriyanova I.I. (2002) On the genesis of the Maly-shevsk beryllium-emerald deposit (Middle Urals, Russia). Geology ofOre Deposits, 44(4), 276-290.
Lum J.E., Viljoen F., Cairacross B., Frei D. (2016). Mineralogical and geochemical characteristics of beryl (aquamarine) from the Erongo volcanic complex, Namibia. JournalofAfricanEarthSciences, 124, 104-125.
Marshall D., Downes P.J., Ellis S., Greene R, Loughrey L., Jones P. (2016) Pressure-temperature-fluid constraints for the Poona emerald deposits, Western Australia: fluid inclusion and stable isotope studies. Minerals, 6, 130.
Marshall D., Pardieu V., Loughrey L., Jones P.,
Xue G. (2012) Conditions for emerald formation at Davdar, China: fluid inclusion, trace element and stable isotope studies. MineralogicalMagazine, 76,213-226.
Nosova A.A., Narkisova V.V., Sazonova L.V., Simakin S.G. (2002) Minor elements in clinopyroxene from Paleozoic volcanics of the Tagil island arc in the Central Urals. Geochemistrylnternational, 40(3), 219-232.
Popov M.P. (2016) Mineralogical signatures of rare-metal and semiprecious ore mineralization in the Murzinka-Aduy beryllium (gemstone) subprovince. News of the Ural StateMining University, 43(3), 59-63.
Popov M.P., Solomonov V.I., Spirina A.V., Iva-nov M.A., Kuptsova V.V., Nikolaev A.G. (2021) An analysis of geochemical features of crystallization of emeralds as an approach to determine the deposit of them. News of the UralStateMining University, 2(62), 16-21.
Portnyagin M., Almeev R, Matveev S., Holtz F. (2008) Experimental evidence for rapid water exchange between melt inclusions in olivine and host magma. Earth and PlanetaryScience Letters, 272, 541-552.
Portnyagin M.V., Simakin S.G., Sobolev A.V. (2002) Fluorine in primitive magmas of the Troodos ophiolite complex, Cyprus: analytical methods and main results. Geo-chemistrylnternational, 40(7), 625-632.
Rocholl A.B.E., Simon K., Jochum K.P., Bruhn F., Gehann R, Kramar U., Luecke W., Molzahn M., Peraic-ka E., Seufert M., Spettel В., Stummeier J. (1997) Chemical characterisation of NIST silicate glass certified reference material SRM 610 by ICP-MS, TIMS, LIMS, SSMS, INAA, AAS andPIXE. GeostandardsNewsletter, 21, 101-114.
Saeseaw S., Renfro N.D., Palke A.C., Sun Z., Mc-Clure S.F. (2019) Geographic origin determination of emerald. Gems & Gemology, 55, 614-646.
Shishkina T.A., Botcharaikov RE., Holtz F., Almeev RR, Portnyagin M.V. (2010) Solubility of H2O and CO2-bearing fluids in tholeiitic basalts at pressures up to 500 MPa. Chemical Geology, 277, 115-125.
Sobolev A.V., Chaussidon M. (1996) H2O concentrations in primary melts from island arcs and mid-ocean ridges: Implications forH20 storage and recycling in the mantle. Earth and Planetary Science Letters, 137, 45-55.
Tamic N., Behrens H., Holtz F. (2001) The solubility of H2O and CO2 in rhyolitic melts in equilibrium with a mixed C0-H20 fluid phase. Chemical Geology, 174, 333— 347.
Zhernakov V.I. (1980) [Morphology and internal structure of the Urals emeralds]. Ontogeniya pegmatitov Urala [Ontogeny of the Urals pegmatites]. Sverdlovsk, UNTs UrO RAN, 79-90 (in Russian).
