CC BY
30
ПЕРВАЯ НАХОДКА БАТИСИТА НА СЕВЕРЕ УРАЛА
К. г.-м. н.
А. А. Соболева
К. г.-м. н.
И. В. Швецова
Гл. электронщик В. Н. Филиппов
Батисит — редкий силикат, член изоморфного ряда батисит—щерба-ковит, был обнаружен при исследовании акцессорных минералов суб-щелочных габбро, входящих в состав Ельминского габбро-гранитного массива.
Ельминский габбро-гранитный массив расположен на Северном Урале во фронтальной части Выдерьинско-Ниолсовского аллохтона, относящегося к Ляпинскому мегантиклинорию, входящему в состав ЦентральноУральского поднятия (рис. 1). Массив имеет сложное строение: первой фазой являются мелко- и среднезернистые мезо- и меланократовые габбро, преимущественно амфиболовые, небольшим распространением пользуются кристаллизовавшиеся позже порфировидные диориты, гранодиориты; а на заключительном этапе формирования массива образовались биотито-вые граниты и лейкограниты, часто гранатсодержащие, которые прорыва-
ют, пропитывают и гранитизируют габ-броиды. Имеющиеся в нашем распоряжении данные не позволяют в настоящее время однозначно ответить на вопрос, связано ли формирование массива с эволюцией единой магматической системы, т. е. был ли он истинно многофазным. Возраст габброидов ранневендский, а гранитов — раннекембрийский (по неопубликованным данным, полученным в рамках работ по созданию Госгеолкарты-1000, листа Р-40 (по цирконам, и-РЬ метод, 8ИШМР).
Характеристика пород, содержащих батисит
Батисит был обнаружен в мелкосреднезернистых мезо-меланократовых габбро. Породы имеют массивную текстуру, габбровую структуру. Характерна неравномерная зернистость — участки более меланократовых мелкозернистых габбро (цветной индекс 60) чередуются с мелко-среднезернистыми
5>:і
о,,*
Ci.gr
,1?1-
Ннжний девон.
Кушшпрсетч. ммршежпмстая и греОенеия еыгш объединённые
Н Ц*ЕМ£П
КоСЪЮ-НЛЫЧСЕНЙ рпфпрнй МВССНВ
СрСДНІІҐІ-ВСрМШЙ ОраОБИЕ.
Ч уьмдьсіьіїн евнга.
Е11 іжшсії ордовик Гру&никтяс&ига.
Раниий кембрий. Граиигы.
ЕЕЗ
И
2 км
Рис. 1. Схематическая геологическая карта района Ельминского массива. Составлена по материалам незавершенных работ по ГДП-200
Ранний миа Длоригы
Рйннийжнд Га&Зро.
Нвлвиги главные
Наївига второстепенные
I ]Х1ипиы іісаду ра ановLnj.4u.-1 ными пол рл ТДЄ.П е Н №4 М И
Границы фациальные
Мєстоіюікккєнїіє 4-3.'Гі4 ('габбро с баті гейтом)
более лейкократовыми (цветной индекс 40). Иногда отмечаются элементы порфировидной структуры, обусловленной наличием более крупных выделений плагиоклаза, занимающих до 5 об. % породы.
Габбро сложены зеленовато-бурой, желтовато-бурой роговой обманкой (40—60 об. %), интенсивно соссю-ритизированным плагиоклазом (40— 60 об. %); акцессорные минералы представлены часто встречающимися апатитом и титанитом (часть его зерен определенно имеет вторичное происхождение), более редкими цирконом и баритом. Рудные минералы включают ильменит, гематит, пирит, халькопирит. Ко вторичным минералам относятся хлорит и актинолит, замещающие роговую обманку, эпидот и серицит, развивающиеся по плагиоклазу, а также малахит. Породы катаклазированы по трещинам. В этих зонах отмечаются повышенные концентрации вторичных минералов.
Габбро, в котором был найден батисит, характеризуется повышенной щелочностью (К20+№20 — 5.19 %) при калиево-натриевом ее характере (№20/К20 — 2.04), умеренной глиноземистостью (аГ —
0.84) и высоким содержанием титана. По особенностям химического состава породы сопоставимы с базитами повышенной щелочности, формирующимися в условиях существования мощной континентальной коры.
В породе отмечается высокое содержание бария, более чем в два раза превышающее кларковую концентрацию для основных пород, что, очевидно, привело к формированию собственных минералов бария — барита и батисита.
Химический состав габбро (обр. 4-3/04)
SiC>2 Ті02 АІ2О3 Fe203 FeO MnO CaO MgO k2o Na20 P2O5 П.П.П. Сумма н2о- co2 Ba Sr
47.68 2.45 15.47 3.24 8.73 0.24 6.63 6.73 1.71 3.48 0.25 3.74 100.35 0.25 0.17 660 400
Примечание. Содержания породообразующих оксидов даны в мае. %, Ва и Бг — в г/т. Анализ произведен классическим химическим, Ва и Бг — количественным спектральным методами в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН.
Характеристика батисита
Физические свойства Кристаллы плоскопризматические, удлинены по оси с и уплощены по (010). Характерны совершенная спайность по (100), (010) и (001) и отдельность по (110) [3]. На электронно-микроскопическом изображении (рис. 2) виден плоскопризматический кристалл с вертикальной штриховкой на грани призмы (110). Размеры выделенных кристаллов составляют 100—200 мкм. Цвет батисита красно-коричневый. Концентрируется он в неэлектромагнитной фракции совместно с титанитом.
Структура Батисит — редкий силикат ромбической сингонии со сдвоенными кремнекислородными тетраэдрами. Является членом изоморфного ряда батисит №2В аТ і2 [8і4012]02—щерба-ковит (К, N8, Ва)3(Ті,№)2[8і4012]02, в котором Ва замещается К и №, а в структурную позицию Ті может входить №. Основой структуры батисита являются бесконечные метасили-катные цепочки типа [8і2+2012]^, параллельные оси с и связывающие колонки ТЮб-октаэдров. В пустотах каркаса находятся Ва и № [3].
Рентгенограмма обнаруженного нами батисита (в скобках — интенсивность): 3.36 (100), 3.21 (20), 2.76 (100), 2.63 (60), 2.12 (100), 1.865 (20), 1.763 (80), 1.585 (80), 1.541 (20), 1.468 (80), 1.394 (20), близ-
ка, но не идентична рентгенограмме 14-636, приведенной в АБТМ.
Химический состав
Исследованный нами батисит характеризуется довольно высоким содержанием К, заметными концентрациями Бе, Мп, Са, Бг (табл. 2). По составу он близок к батиситу, выявленному в Вестай-феле (Германия) [7]. Этот минерал был также обнаружен в Кимберли (Западная Австралия) [6] и в Мало-Мурунс-ком щелочном массиве (Якутия) [4].
Батисит недостаточно изучен. Известно, что он может образовываться как при кристаллизации магмы, так и в постмагматических условиях. Для описания его состава приводятся различные формулы, например (Ва, К)-•(К, №)№(Т1, гг, №>, Ге)2Б14014 (WWW-МШСЯУЗТ, батисит [429]) для высокотемпературного магматического батисита из Вестайфеля [7]; К № (Ва, Са)-
Таблица 1 -(Т1, Бе, Мп)2 Б140^(0, 0Н)2 (WWW-MINCRYST, батисит [430]) для, вероятно, более низкотемпературного батисита из Мало-Мурунского массива, характеризующегося более высокой упорядоченностью в распределении атомов по позициям [4].
Эмпирическая формула батисита из габбро Ельминского массива, рассчитанная по усредненным результатам трех электронно-зондовых анализов, выглядит так: К040№1Л1Ва0.85Са0.09-
•8г0.25Т11.89Бе0.35Мп0.25Б13.74012(0, 0Н)2. Его состав сравним с составом батисита из Мало-Мурунского массива:
К1^1.1Ва0.73Са0.11Т11.46Бе0.37Мп0.02-
•Б14012(0, 0Н)2 [4]. Можно предположить, что Бг, присутствующий в исследованном нами минерале, так же как и Са, изоморфно замещает Ва.
Приведенный ниже для сравнения состав батисита из Инаглинского массива, где он был впервые обнаружен и описан, отличается более низким содержанием Бе, Мп, Са, Бг и наличием примесей гг и №, его эмпирическая формула: К0.34^1.68Ва0.89Са0.03Т11.71Бе0.14--Мп0.01А10.11гг0.10^0.02Б14.02012(0, 0Н)2-
Рис. 2. Электронно-микроскопические изображения батисита во вторичных (а) и упругорассеянных (б)электронах
Таблица 2
Химический состав батисита
N п/п Si02 Ti02 AI2O3 Fe203 MnO CaO K20 Na20 SrO BaO Zr02 Nb205 Сумма
1 34.43 25.8 h/o 3.57 2.99 0.94 3.08 5.04 4.29 21.11 h/o h/o 101.25
2 36.18 24.96 1.3 4.83 2.73 0.85 3.1 3.85 4.63 19.41 h/o h/o 101.84
3 35.3 20.65 h/o 4.91 2.74 0.7 2.75 7.3 3.47 21.65 h/o h/o 99.47
4 39 22 0.9 1.8 0.09 0.27 2.6 8.4 0.03 22 1.9 0.36 99.35
5 39.04 25.97 — — — — — 10.07 — 24.92 — — 100
Примечание. i—3 — анализы батисита из габбро Ельминского массива, выполненные на электронном микроскопе JSM-64GG с энергодисперсионным спектрометром фирмы “Link” в ИГ Коми НЦ УрО РАН, 4 — анализ батисита из Инаглинского массива [i], 5 — теоретический состав батисита [3]
Обсуждение результатов
Впервые батисит (К-батисит) был найден в щелочно-ультраосновном Инаглинском массиве (Центральный Алдан)в эгирин-эккерманит-микро-клиновых пегматитах, секущих дуни-ты, [1], в качестве акцессорного минерала он был обнаружен в шонки-нитах этого же массива [2]. Позже этот минерал был выявлен и в других массивах Алданской провинции К-щелоч-ных пород — Мало-Мурунском и Якокутском. Его кристаллизация происходила на поздних стадиях кристаллизации массивов вместе с цирконо-силикатами, Тьсиликатами и водными щелочными силикатами [5]. В мас-
сивах Вестайфеля (Германия) батисит также был обнаружен в качестве акцессорного минерала щелочных пород [7].
Щелочные горные породы образуются в условиях мощной литосферы при небольшой степени частичного плавления неистощенного мантийного субстрата. Обнаружение ба-тисита — акцессорного минерала, свойственного обычно щелочным породам, в умеренно-щелочных габбро Ельминского массива, входящего в состав доуральских образований, может свидетельствовать о существовании на рубеже раннего и позднего венда в данном месте глу-
бинной магматической активности в условиях мощной континентальной коры.
ЛИТЕРАТУРА
1. Кравченко С. М., ВласоваЕ. В. // ДАН СССР, 1959. Т. 128. № 5. С. 1046. 2. Кравченко С. М., Власова Е. В. // Тр. ИМГРЭ, 1963. Вып. 16. С. 141. 3. Минералы / Под ред. Ф. В. Чухрова. М.: Наука, 1972. Т. III. Вып. 1. 883 с. 4. Расцветаева Р. К., Пуща-ровский Д. Ю., Конев А. А., Евсюнин В. Г. // Кристаллография, 1997. Т. 42. №» 5. С. 837. 5. MitchellR. H, Vladykin N. V. // Miner. Mag., 1993. V. 57. P. 651. 6. Prider R. T. // Miner. Mag., 1965. V. 34. №2 268. Р 403. 7. Schmahl W. W., Tillmanns E. // Neues Jahr. Miner. Monatsh., 1987. V. 3. P 107.
КЛАРКИ ЛАНТАНОИДОВ О УГЛЯХ
Д. г.-м. н. С. н. с. К. г.-м. н.
Я. Э. Юдович М. П. Кетрис И. В. Козырева
На прошедшую 20—22 сентября 11-ю Международную конференцию “Строение, геодинамика и минерагени-ческие процессы в литосфере” был представлен доклад первых двух авторов под названием “Новые оценки кларков элементов-примесей в углях”. Актуальность этого исследования очевидна. Во-первых, средние содержания элементов-примесей в углях (“угольные кларки”) столь же важны для геохимии, как и любые другие кларки (земной коры, осадочных и магматических пород, живого вещества и т. д.). Во-вторых, давно установлено [9], что присутствие в углях гумусового органического вещества (ОВ) придает этой горной породе-биолиту на всех стадиях ее формирования свойства геохимического барьера, на котором могут концентрироваться десятки элементов-примесей. В итоге неорганическое вещество углей (НОВ) оказывается гетерогенной смесью минеральных и неминеральных веществ биогенной, хемогенной и клас-тогенной природы [12]. Между тем во всем мире отмечается мощная научная активность в области геохимии углей,
обусловленная как острейшими экологическими проблемами угольной промышленности и угольной энергетики [10, 12], так и неиссякающим интересом промышленности к углям как нетрадиционному ресурсу редких элементов [3] и, в частности, редкоземельных (РЗЭ) [4].
В указанном докладе была представлена и кратко прокомментирована таблица вычисленных М. П. Кетрис кларков 40 элементов-примесей в углях, но с оговоркой, что кларки лантаноидов (кроме Ьа, Се, УЪ, а также их близкого аналога — У) и элементов платиновой группы к моменту сдачи текста доклада в печать (25.05.2005) еще вычислены не были. Тем не менее работа по расчету кларков продолжалась и к моменту начала конференции была завершена. В частности, нам впервые удалось вычислить кларки остальных одиннадцати лантаноидов, из которых четыре относят к группе “легких” (LR.EE, с атомными массами от 141 до 152) — Рг, N4 8т, Ей, а прочие семь — к группе “тяжелых” (HREE, с атомными массами от 157 до 175) — ТЪ,
Бу, Но, Ег, Тт, Ьи. Некоторым особенностям полученных цифр и посвящена настоящая заметка.
В таблице приведены результаты расчетов; мы не останавливаемся здесь на методике расчетов, которая была уже опубликована [1]. Кроме того, во избежание загромождения таблицы, в ней опущена информация об объемах выборок, по которым рассчитывались кларки.
Как и ранее [13], содержание элемента в г/т угля будем называть угольным кларком, а в г/т золы — зольным кларком. Зольный кларк используется для получения фундаментальной геохимической характеристики элемента — зольного КК (кларка концентрации — термин Вернадского), получаемого как частное от деления зольного кларка на кларк осадочных пород (для углей мира) или на геохимический фон данной угленосной толщи (для углей конкретного месторождения или бассейна). Зольные КК количественно выражают интенсивность действия угля как геохимического барьера [12]. Ранее величины зольных КК назывались
