Редкоэлементный состав берилла из месторождений сподуменовых пегматитов провинции Кунар, Афганистан

С.Г. Скублов; А. Юсуфзай; А.Н. Евдокимов; А.К. Гаврильчик

МИНЕРАЛОГИЯ, 2024, том 10, № 2, с. 58- 77

MINERALOGY, 2024, volume 10, No 2, pp. 58-77

УДК 549.646.1:550.42 DOI: 10.35597/2313-545X-2024-10-2-4

РЕДКОЭЛЕМЕНТНЫЙ СОСТАВ БЕРИЛЛА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СПОДУМЕНОВЫХ ПЕГМАТИТОВ ПРОВИНЦИИ КУНАР, АФГАНИСТАН

С.Г. Скублов1, А. Юсуфзай2 3, А.Н. Евдокимов2, А.К. Гаврильчик2

1 Институт геологии и геохронологии докембрия РАН, наб. Макарова 2, г. Санкт-Петербург,

199034 Россия; skublov@yandex.ru 2 Санкт-Петербургский горный университет императрицы Екатерины II, 21 линия, 2, г. Санкт-Петербург, 199106 Россия; s215138@stud.spmi.ru, evdokimov_an@pers.spmi.ru 3 Кабульский Политехнический Университет, Кабул, Афганистан

Статья поступила в редакцию 16.04.2024 г., после доработки 07.05.2024 г., принята к печати 11.05.2024 г.

Аннотация. Исследование редкоэлементного состава берилла из месторождений Чамбалак и Дигал пегматитового поля Дарай Печ провинции Кунар (Афганистан) методом масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) позволило установить секториальность кристалла берилла из месторождения Чамбалак. Внутренняя часть профиля идентифицирована как зона, обусловленная секторами роста пинакоида (0001), внешняя часть - как зона, обусловленная ростом граней призмы (10 1 0). На границе этих двух простых форм наблюдается резкое увеличение содержания Cs, Na, Ca, Fe, Mg и V. В зоне роста призмы проявлена ростовая зональность берилла: понижение в процессе роста к краю кристалла содержания Na, Fe, V, Ni и Cr. Для воды и Mg установлена тенденция повышения содержания в зоне роста призмы. Для берилла из месторождения Дигал граница между секторами роста пинакоида и призмы не наблюдается. Есть основание рассматривать профиль для него как отражение роста граней призмы. Сопоставление берилла по содержанию индикаторных элементов, рост которых отвечает тренду фракционирования пегматитового расплава - Cs, Li и Rb, из пегматитовых месторождений провинции Кунар с бериллом из других объектов показало, что пегматитовый расплав в месторождениях провинции Кунар был умеренно фракционированным, соответствующим начальным стадиям эволюции. Показано, что состав берилла из зон роста призмы и пинакоида может принципиально отличаться в отношении ряда элементов.

Ключевые слова: берилл, сподуменовые пегматиты, типоморфизм минералов, редкие элементы, метод SIMS, провинция Кунар, Афганистан.

Финансирование. Исследование выполнено в рамках темы научно-исследовательских работ Института геологии и геохронологии докембрия РАН № FMUW-2022-0005.

Благодарности. Авторы признательны С.Г. Симакину и Е.В. Потапову за аналитические работы на ионном зонде и М.П. Попову (Уральский государственный горный университет, г. Екатеринбург) за конструктивные замечания и рекомендации в процессе подготовки рукописи.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов, связанных с рукописью.

Вклад авторов. С.Г. Скублов, А. Юсуфзай, А.Н. Евдокимов - разработка концепции, исследование, написание черновика рукописи; А.К. Гаврильчик - визуализация, редактирование финального варианта рукописи. Все авторы одобрили финальную версию статьи перед публикацией.

Для цитирования: Скублов С.Г., Юсуфзай А., Евдокимов А.Н, Гаврильчик А.К. Редкоэлемент-ный состав берилла из месторождений сподуменовых пегматитов провинции Кунар, Афганистан. Минералогия, 10(2), 58-77. DOI: 10.35597/2313-545X-2024-10-2-4.

TRACE ELEMENT COMPOSITION OF BERYL FROM SPODUMENE PEGMATITE DEPOSITS OF THE KUNAR PROVINCE, AFGHANISTAN

S.G. Skublov1, A. Yosufzai2-3, A.N. Evdokimov2, A.K. Gavrilchik2

1 Institute of Precambrian Geology and Geochronology RAS, nab. Makarova 2, St. Petersburg, 199034 Russia;

skublov@yandex.ru 2 Empress Catherine II St. Petersburg Mining University, 21liniya 2, St. Petersburg, 199106Russia; s215138@stud.spmi.ru, evdokimov_an@pers.spmi.ru 3 Kabul Polytechnic University, Kabul, Afghanistan Received 16.04.2024, revised 07.05.2024, accepted 11.05.2024

Abstract. The study of trace element composition of beryl from the Chambalak and Digal deposits of the Darai Pech pegmatite field of the Kunar province (Afghanistan) using secondary ion mass spectrometry (SIMS) revealed the sectoriality of the beryl crystal from the Chambalak deposit. The inner and outer parts of the profile are identified as the pinacoid (0001) and prism (10 1 0) growth zones, respectively. At the boundary of these two simple forms, the Cs, Na, Ca, Fe, Mg, and V content strongly increases. The prism growth zone exhibits the growth pyramids: a decrease in the Na, Fe, V, Ni, and Cr content during growth towards the edge of the beryl crystal. The H2O and Mg content increases in the prism growth zone. No boundary between the pinacoid and prism growth zones is observed in beryl from the Digal deposit. There is a reason to consider its profile as the prism growth zone. A comparison of beryl based on the content of indicative elements, the increase of which corresponds to the fractionation trend of pegmatite melt (Cs, Li, and Rb), from pegmatite deposits of the Kunar province with beryl from other objects showed that pegmatite melt in the studied deposits was moderately fractionated corresponding to the initial evolution stages. It is shown that the content of some elements of beryl from the prism and pinacoid growth zones can fundamentally differ.

Keywords: beryl, spodumene pegmatites, typomorphism of minerals, trace elements, SIMS method, Kunar province, Afghanistan.

Funding. This study was supported by state contract of the Institute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of Sciences no. FMUW-2022-0005.

Acknowledgements. The authors are grateful to S.G. Simakin and E.V. Potapov for ion probe analyses and M.P. Popov (Urals State Mining University, Yekaterinburg) for criticism and recommendations, which allowed us to improve the manuscript.

Conflict of interest. The authors declare that they have no conflicts of interest.

Author contribution. S.G. Skublov, A. Yosufzai, A.N. Evdokimov - conceptualization, investigation, writing - original draft; A.K. Gavrilchik - visualization, writing - review & editing. All the authors approved the final version of the manuscript prior to publication.

For citation: Skublov S.G., Yosufzai A., Evdokimov A.N., Gavrilchik A.K.Trace element composition of beryl from spodumene pegmatite deposits of the Kunar Province, Afghanistan. Mineralogy, 10(2), 58-77. DOI: 10.35597/2313-545X-2024-10-2-4

ВВЕДЕНИЕ

В последнее время такие редкие металлы, как Li, Be, Cs, Ta и ряд других, во многих странах рассматриваются как стратегически важное сырье («критические» металлы), имеющее принципиальное значение для национальных экономик, вопросов безопасности и технологического развития (Попов, 2022; Алексеев, 2023; Jiang et al., 2023). Редкометалльные пегматиты провинции Кунар в составе пегматитового поля Дарай Печ, расположенные в северо-восточной части Афганистана и известные c древнейших времен, образуют одну из

крупнейших пегматитовых провинций мира с промышленной минерализацией Та, Li, Cs, Ве, Sn и драгоценных камней (Mashkoor et а1., 2022).

Берилл является наиболее распространенным бериллийсодержащим минералом в гранитных пегматитах. Он имеет широкий спектр окраски из-за примесей различных малых и редких элементов ^ит et а1., 2016; КЪа1еа1 et а1., 2022). В берилле могут реализовываться два типа парного гетеровалентного изоморфизма: октаэдрическое замещение двухвалентным катионом трехвалентного А1 - У1А13+ + °П ^ У1М2+ + - и тетраэдрическое замещение одновалентным катионом двухвалент-

ного Ве - IVBe2+ + CD ^ IVLi+ + CNa+ (Aurisicchio et al., 1988). Оба типа замещения требуют вхождения катиона Na+ в структурные каналы для баланса зарядов. Для Li, кроме вхождения в тетраэдрическую позицию на место Be (Aurisicchio et al., 1988), также предполагается вхождение в структурные каналы, или в октаэдрическую позицию Y на место Al (Staatz et al., 1965; Andersson, 2006).

Особенности редкоэлементного состава берилла могут указывать на эволюцию вмещающего его пегматита. Тенденция изменения состава берилла при образовании пегматитов в направлении увеличения содержания щелочей (Na, Li и Cs) и понижения содержания Fe и Mg, установленная на основе микрорентгеноспектрального анализа содержания главных и малых элементов, была задокументирована на примере различных пегматитов по всему миру (Duan et al., 2024). Тем не менее, ряд недавних исследований редкоэлементного состава берилла показал, что эта тенденция не распространяется на все пегматиты (Lum et al., 2016; Bacik et al., 2021; Pauly et al., 2021; Fan et al., 2022; Suo et al., 2022; Lei et al., 2023).

Многие исследования зональности берилла по малым и редким элементам не учитывают возможную секториальность этого минерала, когда изменения состава связаны не с изменениями условий кристаллизации, а с различной «емкостью» секторов роста простых форм в отношении ряда малых и редких элементов (Sunagawa, Urano, 1999). В настоящей работе представлены результаты исследования методом масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) зональности в отношении малых и редких элементов двух крупных кристаллов берилла из месторождений Чамбалак и Дигал провинции Кунар, Афганистан, c позиций как возможной сек-ториальности кристаллов, так и изменения условий кристаллизации при пегматитообразовании.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ

Месторождения сподумена, берилла, колумбита и танталита, из которых были отобраны образцы берилла, расположены в пределах пегматитового поля Дарай Печ в провинции Кунар на востоке Афганистана (рис. 1). Пегматитовые тела месторождений Чамбалак и Дигал обнажаются в бортах одноименных долин рр. Чамбалак и Дигал в диапазоне абсолютных превышений над уровнем моря от 1546 до 2200 м.

Пегматитовое поле Дарай Печ расположено в центральной части тектонической зоны Нуристан в провинции Кунар. Здесь широко развиты мезо-кай-нозойские интрузии, с которыми связаны пегматитовые жилы. Интрузивные породы занимают около 50 % площади района: выделяются раннемеловые габбро-монцонит-диориты комплекса Нилау и оли-гоценовые граниты комплекса Лагман. Характерной особенностью гранитов палеогенового возраста является наличие многочисленных жил редкоме-талльных пегматитов, пространственно связанных с двуслюдяными гранитами третьей фазы комплекса Лагман (Rossovskiy, ^тугеу, 1977).

В районе наблюдается сильно пересеченный горный рельеф, где обнажены многофазовые проявления пегматитов на разных гипсометрических уровнях (Rossovskiy, СЬтуге^ 1977; Mosazai et а1., 2017). Снизу вверх по разрезу обнажений на склонах гор расположены 1) плагиоклаз-микроклиновые пегматиты с биотитом, мусковитом и редким бериллом; 2) микроклин-альбитовые пегматиты с рудоразборным (добыча которого производится вручную после производства буровзрывных работ) бериллом; 3) альбитовые пегматиты со сподуменом, колумбит-танталитом, полихромным турмалином и кунцитом; 4) сподумен-микроклин-клевеландито-вые пегматиты с лепидолитом, танталит-колумбитом, полихромным турмалином и кунцитом.

Наиболее широко распространены альбити-зированные микроклиновые пегматиты с крупнокристаллическим бериллом. Этот тип пегматитовых жил распространен в массивах габбродиоритов и кварцевых диоритов.

Минералы Ве в пегматитах Афганистана представлены почти всеми известными разновидностями берилла, включая: 1) крупнокристаллические бесщелочные и слабощелочные разновидности; 2) крупнокристаллический № берилл; 3) крупнокристаллический берилл; 4) мелкокристаллический № и берилл; 5) крупнокристаллический Li-Cs берилл. Практическое значение имеют рудоразборные кристаллический бесщелочной и слабощелочной берилл. В меньшей степени в качестве рудоразборного сырья представлен № и берилл. Кондиционным считается берилл, индивиды которого по длине составляют более 0.5 см.

Месторождения Чамбалак и Дигал приурочены к зоне эндоконтакта массива габброидов с кварцевым диоритом раннемелового возраста комплекса Нилау. Замеры трещиноватости габброидов свидетельствуют о многостадийности тектонических дви-

Рис. 1. Район исследований: а - общее положение тектонической зоны Нуристан в Афганистане; б - геологическая карта центральной части пегматитового пояса Восточного Афганистана, составлено авторами по материалам (Rossovskiy, Chmyrev, 1977; Doebrich et al., 2006; Mosazai et al., 2017); в - спутниковый снимок пегматитового поля Дарай Печ и положение месторождений Чамбалак (2) и Дигал (3).

1 - аллювий, пески, гравий, глины, Q3-4; 2 - сланцы, алевролиты, песчаники, T3; 3 - песчаники, андезиты, базальты, C-P; 4 - гнейсы, сланцы, кварциты, амфиболиты, PR3; 5 - мраморы, гнейсы, кварциты, амфиболиты, PR2; 6 - гнейсы, кварциты, амфиболиты, PR1; 7-11: магматические породы: 7-9 - олигоценовый комплекс Лагман: 7 - граниты-Ш, P3gr; 8 - гранодиориты, граносиениты-II, P3gdy; 9 - диориты, плагиограниты-I, P3dip; 10 - комплекс Нилау, K1gbm: габбро, монцониты, диориты, гранодиориты; 11 - комплекс Панджшир, PRgrg: гранитогнейсы; 12 - крупные и мелкие разломы; 13 - граница провинции; 14 - граница страны. Прямоугольником показан район исследования.

Fig. 1. Area of studies: a - general position of the Nuristan tectonic zone in Afghanistan; б - geological map of the central part of the pegmatite belt of Eastern Afghanistan, composed using materials (Rossovskiy, Chmyrev, 1977; Doebrich et al., 2006; Mosazai et al., 2017); в - satellite image of the Darai Pech pegmatite field and the position of the Chambalak (2) and Digal (3) deposits.

1 - alluvium, sand, gravel, clay, Q3-4; 2 - shale, siltstone, sandstone, T3; 3 - sandstone, andesite, basalt, C-P; 4 - gneiss, schist, quartzite, amphibolite, PR3; 5 - marble, gneiss, quartzite, amphibolite, PR2; 6 - gneiss, quartzite, amphibolite, PR1; 7-11 - igneous rocks: 7-9 - Oligocene Lagman complex: 7 - granite-III, P3gr; 8 — granodiorite, granosyenite-II, P3gdy; 9 -diorite, plagiogranite-I, P3dip; 10 - Nilau complex, K1gbm: gabbro, monzonite, diorite, granodiorite; 11 - Panjshir complex, PRgrg: granite gneiss; 11 - large and small faults; 12 - border of provinces; 13 - border of the country. Rectangle shows the area of study.

жений в постинтрузивную стадию с образованием серии пологопадающих контракционных трещин, которые впоследствии были выполнены пегматитовыми жилами. Тела пегматитов имеют плитообраз-ную форму и пологое залегание, их протяженность достигает 2.0 км, а средняя мощность 2.5 м.

Внутреннее строение жил зональное или частично-зональное (рис. 2а-в). Минеральный состав представлен разнозернистым кварц-альбитовым агрегатом, блоками пегматоидных кварц-микроклиновых срастаний, блоками кварца и блоковым микроклином, выполняющими целые зоны. Отдельные интервалы выполнены кварц-

мусковитовым агрегатом и мономинеральным са-харовидным альбитом. Берилл является рудным минералом и встречается во многих минеральных ассоциациях. Как правило, он образует крупные кристаллы, сосредоточенные, в основном, в краевых зонах рудных тел в кварц-альбитовой ассоциации. Однако размер кристаллов неодинаковый и увеличивается от зальбандов к центральной зоне пегматитов. В краевых частях жильных тел кристаллы берилла достигают не более 4 см в длину, а в зоне развития блокового микроклина их размер увеличивается до 15 см. В ядре пегматитовых тел встречаются отдельные экземпляры берилла длиной до 40 см.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ

При изготовлении препарата (стандартной шайбы диаметром один дюйм) кристаллы берилла из месторождений Чамбалак и Дигал были разрезаны перпендикулярно граням призмы (оси удлинения), чтобы изучить зональность берилла по траверсу от центра к краю кристалла в плоскости, параллельной базальному пинакоиду (рис. 2г, д). Фрагменты кристаллов берилла были помещены в шайбы вместе с зернами оливина, необходимого для оценки фона при анализе содержания летучих компонентов. Анализ состава берилла выполнялся на ионном зонде Сатеса IMS-4f в Ярославском филиале Физико-Технологического института им. К.А. Валиева РАН (г. Ярославль, аналитики Е.В. Потапов и С.Г. Симакин). Методика измерения содержания малых и редких элементов, включая летучие компоненты (воду и галогены), подробно изложена в работах (Скублов и др., 2022, 2024). Точность определения составляет 10-15 % для элементов с концентрацией >1 г/т и 10-20 % для элементов с концентрацией 0.1-1 г/т. Предел обнаружения определен как 5-10 мг/т. Диаметр аналитического кратера составляет около 20 мкм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Берилл из месторождения Чамбалак

Образец берилла В2 с фрагментом граней призмы имеет короткостолбчатый облик (рис. 2г), его размер в поперечнике превышает 10 см. Для исследования был выпилен сектор с точками определений состава 22-20 из центральной части кристалла, которой условно соответствует точка 22.

Основной фрагмент с точками 19-1 представляет собой продолжение части кристалла от края мелкого фрагмента (точка 19) до грани призмы (точка 1). Точки 1-6 поставлены по линии, перпендикулярной грани призмы со сгущением, примерно на расстоянии 1 мм друг от друга. Остальные точки расположены на прямой линии, идущей к проекции оси удлинения, на расстоянии примерно 2-3 мм друг от друга. В исследованном сечении берилла фиксируется зональность: внутренняя (центральная) часть кристалла имеет более светлый оттенок, кроме того, она более однородная без видимых трещин. В эту часть берилла были поставлены точки 22-12. Внешняя часть кристалла визуально отличается слабым коричневатым оттенком, возможно, из-за присутствия микровключений. В эту часть берилла были поставлены точки 1-11. Ниже рассмотрим зональность по малым и редким элементам по профилю (табл. 1, рис. 3).

Крупноионные литофильные элементы. Эти элементы входят в каналы структуры берилла, за исключением Li, замещающего Ве в тетраэдрической позиции. Наибольшее содержание среди щелочных элементов установлено для № (1486 г/т, здесь и ниже для интервалов приводится среднее содержание по точкам без учета выбросов). Центральная часть кристалла (точки 22-12, рис. 3) отличается пониженным, по сравнению с краевой, содержанием этого элемента - от 1099 до 1636 г/т, в среднем, 1254 г/т. Какая-либо закономерность в вариациях содержания № в центральной части не наблюдается. Во внешней части кристалла происходит скачкообразное увеличение содержания № - от 1308 г/т в точке 12 до 1916 г/т в точке 11. В точках 11-1 содержание № варьирует от 1343 до 2462 г/т, при среднем содержании 1718 г/т. Наблюдается тенденция понижения содержания № от точки 11 к краю кристалла (точка 1).

Распределение К контрастирует с распределением для большей части точек (15 точек) оно не превышает 1352 г/т при минимальном значении 95 г/т, при этом какие-либо закономерности в вариациях не наблюдаются. В других 7 точках содержание К заметно выше - от 1966 до 5669 г/т, что может быть связано с попаданием в поле анализа микровключений калийсодержащих минералов (например, калиевого полевого шпата, биотита).

На третьем месте по уровню содержания находится Cs (385 г/т). В центральной части кристалла его содержание варьирует от 169 до 263 г/т, в среднем, 217 г/т. Характер распределения Cs в этом

B2 B3

Рис. 2. Общий вид размещения и схема строения пегматитовых жил с положением изученных кристаллов и аналитических точек (составлено А. Юсуфзаем): а - месторождение Чамбалак; б - месторождение Дигал; в - внутренние строение микроклин-альбитовых пегматитовых жил месторождение Чамбалак; г - обр. В2, месторождение Чамбалак; д - обр. В3, месторождение Дигал.

1 - биотит-амфиболовые диориты, кварцевые диориты, габбродиориты; 2 - зона измененного диорита; 3 - зона аплита; 4 - зона среднезернистого, сахаровидного и мелкопластинчатого альбита с кварцем, мусковитом, шерлом, бериллом, апатитом и гранатом; 5 - зона крупнозернистого кварц-альбит-микроклинового пегматита; 6 - кристаллы блокового микроклина; 7 - шерл; 8 - берилл; 9 - гранат; 10 - апатит.

Fig. 2. General view of location and structure of pegmatite veins with position of the studied beryl crystals and analytical points (compiled by A. Yosufzai): a - Chambalak deposit; б - Digal deposit; в - internal structure of microcline-albite pegmatite veins of the Chambalak deposit; г - sample B2, Chambalak deposit; д - sample B3, Digal deposit.

1 - biotite-amphibole diorite, quartz diorite, gabbrodiorite; 2 - altered diorite zone; 3 - aplite zone; 4 - medium-grained, sugar-like and fine platy albite zone with quartz, muscovite, schorl, beryl, apatite, and garnet; 5 - coarse-grained quartz-albite-microcline pegmatite zone; 6 - blocky microcline crystals; 7 - schorl; 8 - beryl; 9 - garnet; 10 - apatite.

а а

-о

гч

02 &

о

И Я

в

о а о

о и

а

и о

-1" —

а с

и

Ч

я *

В

И ч и а

а

и

5 и

<м <М н.о. 33.7 53.5 40.5 0.30 235 10.0 126 1.91 2.56 1966 377 1188 1.01 1685 0.61 259 6.57 136 14880 42.5 286

<М ..00105144114166998091.07 3 е^' ©' ю ^ <1 г-' <1 <1 Й ^ 5 ^ 2 9 т ^ ^-о ^

19 20 .3.6.7351075985994395074.40 00 ^ СП ^ ^ ^ ^ ^ ^ ^ 55 00 3 Г--- ^ ^ ЧО ^ч" ^

73.6 21.0 17.3 14.5 0.04 219 8.44 73.1 1.87 2.22 95.0 410 1339 1.67 1546 0.64 82.2 0.27 189 22499 14.4 275

17 18 71.4 24.1 7.36 47.5 0.17 241 9.80 91.8 2.33 2.66 4347 467 1636 1.10 1910 0.76 38.1 0.46 150 15401 16.5 312

00 .1.2.8.43475542492187743.25 оооо'^'^ч'^ ^ ОО^'ОО^Н^ОО^^^ЧОООГП

15 16 92.2 20.2 18.3 14.7 0.06 169 8.70 59.2 1.66 1.92 285 375 1141 0.07 1381 0.37 84.1 1.13 152 14773 32.8 364

133 21.7 23.3 14.9 0.04 182 9.86 72.1 I.65 2.42 95.4 363 1102 5.59 1487 0.72 131 II.1 122 17582 23.9 249

13 14 сч СП © СП ^ кп ©ООГЧОО^^О^СЛЧО^Ч^ЧО^^'ПОО ^ -ч' ® г- о сп ^ 25 2 40 Й 140 гп ° 00

17.3 30.3 28.8 81.8 0.27 227 10.2 87.5 1.86 3.30 5669 426 1345 1.89 1591 I.35 141 0.51 126 13699 II.5 297

<м н.о. 29.0 26.3 41.8 0.30 263 10.7 101 2.19 3.15 1992 418 1308 1.55 1736 1.07 152 1.18 131 14571 13.3 267

н.о. 65.9 13.7 40.9 1.96 520 14.3 736 4.54 3.42 1050 693 1916 1.97 2925 1.24 346 6.27 135 13114 21.6 371

о 101 22.2 8.52 31.6 0.20 447 11.3 91.2 4.12 2.36 1352 629 1636 1.31 2045 0.56 31.1 1.34 122 12195 10.8 318

н.о. 45.7 17.2 30.9 3.14 557 11.6 101 5.41 2.75 636 654 1959 1.06 2228 0.84 97.8 18.8 116 15661 24.2 287

00 сч ^чООЧОиП^ СЧ ^^^н^с^гпГЛгЧ^ОООО^^^ЧОсЛ о Г-' © сК 1 О ^ го' ^ ^ ^ ОО ^ ^ 2 Г- ^ ^О сК СМ чо ^ ^ т м ^ О ^^^■^'^^^^'¡^©ООО^ОД'4'"4

ю ич н.о. 22.7 12.0 21.2 0.09 493 10.3 82.7 3.96 1.88 201 508 1547 0.67 2054 0.32 42.2 0.45 160 16952 19.2 322

•о ..68.89246988071683944.64 3 00 -ч' сК ^ "Л 00 "Л 1 ОО 00 Й ^ Д <-м ^ т т ю ® п Н н о

со 3 ^ 00 ^ сК Ы ОО 2 £ ® £ ^ $ ^ £

55.2 70.3 10.8 25.2 0.36 464 9.77 97.6 55.2 2.59 273 518 1642 1.51 1834 0.44 41.9 2.55 154 19508 12.5 268

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

<М н.о. 40.4 4.06 26.6 1.48 587 11.5 71.1 2.73 4.52 411 537 1579 4.47 1975 0.44 12.6 1.43 152 21194 8.67 270

.8.9477087798339457.880.74 а з Е а 2 ^зй^-^ДЗ« 2 ^^

Элемент

домене повторяет распределение № - от точки 18 до точки 14 содержания понижаются, а далее к точке 12 наблюдается отчетливый рост. Во внешней части происходит резкое увеличение содержания Cs - от 447 до 616 г/т, в среднем 525 г/т (не учитывая точку 7 с содержанием 839 г/т).

Для распределения Са характерно обеднение центральной части кристалла этим элементом (20.2-49.0 г/т, в среднем 28.2 г/т) по сравнению с внешней (22.276.1 г/т, в среднем, 47.3 г/т), несмотря на перекрытие составов по трем точкам.

Содержание Li, за исключением двух «выбросов» (точка 8 - 69.2 г/т, точка 19 - 189 г/т) находится в узком диапазоне от 109 до 160 г/т при среднем значении 136 г/т. При этом содержание Li в центральной и внешней частях кристалла перекрывается. Для кра-§ евой части можно говорить о тен-5 тз денции увеличения содержания Li ^ .3 к самому краю кристалла берилла.

0 § Аналогично выглядит рас-

« пределение КЪ с перекрытием соей

<2 става для двух частей кристалла

д . й и отсутствием закономерностей.

й § Содержание КЪ варьирует от 14.5

к Л до 81.8 г/т, в среднем, составляя

| ^ 34.4 г/т. Содержание Sr в берилле на-

Ц1 13 ходится на низком уровне, в основ-

8 13 ном не превышая 0.5 г/т и достигая

1 ®

^ £ значения 3.1 г/т (не учитывая вероят-

« ный захват включения в точке 7).

" I

д Помимо крупноионных ли® тофильных элементов в каналы « <и кристаллической структуры берил-® ;§ ла могут входить молекулы Н2О, а

О ^^

^ , й также галогены (С1 и F) и В. Изме-^ "В ренное содержание Н2О составляет § ц в среднем 16255 г/т. В центральной ^ щ части кристалла (не учитывая точку 19) содержание Н2О незаконо-^ < мерно варьирует от 13699 до 17674 г/т, составляя в среднем 15418 г/т. В краевой части содержание Н2О

. . . . , . . . . , | . . . | . . . . • • • • • • • • • • • ' 1 ' 1 ' ! ' 1 ' 1 ' Na • • • • •

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

• • • • - • • • • • • • 1 . г . г . г ■ 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 Cs-# . • . • • •

• • • • • • • • • • • . . 1 .... г .... 1 ... . • • ж • . •

• • • • • • • • • • 1.1.1. 1 • I* • • 1 •••• •

1 з 5 7 9 11 1 13 15 17 19 21

• • • ■ • • • • • • • 1 . 1 1 I 1 1 1 1 1 i 1 i 1 i 1 i 1 V !• • • • ; •

• • •

~—'—I r

Cs

• • • • •

1 3 5 7 9 11

—I—1—i—1—I—1—I—1—I—1—г

1 3 fi 7 Q 11 13 1fi 17 1Q 91

13 15 17 19 21

—i—■—I—1—I—■—I—■—I

V

1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21

Рис. 3. Профили распределения малых и редких элементов (г/т) в берилле (обр. В2) из месторождения Чамбалак с положением аналитических точек.

Пунктиром показана предполагаемая граница между секторами роста простых форм (пинакоида и призмы). Fig. 3. Distribution profiles of trace elements (ppm) in beryl (sample B2) from the Chambalak deposit with analytical points. The dotted line shows the suggested boundary between the growth zones of simple forms (pinacoid and prism).

монотонно увеличивается (от 12195 до 21194 г/т, Содержание F варьирует от 8.67 до 71.2 г/т, в

в среднем 16448 г/т), достигая максимума в краю среднем 22.8 г/т, не обнаруживая закономерностей.

кристалла. Переход в содержании H2O между цен- Содержание Cl заметно выше - от 197 до 371 г/т

тральной и краевой частями кристалла плавный, а при среднем значении 283 г/т, но его вариации по

не скачкообразный. профилю точек также бессистемны. Содержание В

в основном не превышает 20 г/т и не изменяется. В одной точке содержание В составляет около 50 г/т, что, вероятно, связано с микровключениями борсо-держащих минералов.

Переходные металлы. Эти элементы, к которым следует отнести и Fe, замещают А1 в октаэдри-ческой позиции. Примесь Fe наиболее значительна (1796 г/т). Центральная часть кристалла характеризуется меньшим диапазоном содержания Fe (1381-1910 г/т при среднем содержании 1590 г/т), чем краевая (1824-2265 г/т при среднем содержании 2023 г/т). Переход в содержании Fe между центральной и краевой частями кристалла скачкообразный. В точке 12 содержание составляет 1736 г/т, а в точке 10, относящейся уже к краевой части, содержание Fe заметно выше - 2045 г/т. При этом для краевой части зафиксирован тренд уменьшения содержания Fe к краю кристалла.

Распределение Mg демонстрирует более сложные тенденции. В центральной части его содержание незакономерно варьирует от 315 до 467 г/т при среднем содержании 385 г/т. На границе центральной и краевой частей происходит скачкообразное увеличение содержания Mg: 418 г/т в точке 12 и 693 г/т в точке 11, относящейся уже к краевой части. Далее по профилю к краю кристалла четыре точки (11-8) имеют максимальное содержание Mg в диапазоне 629-783 г/т. Затем в точке 7 содержание Mg падает до 473 г/т и далее монотонно увеличивается к краю кристалла до 553 г/т.

Содержание Мп варьирует от 53.8 до 126 г/т, составляя, в среднем 84.2 г/т. В центральной части кристалла (точки 22-12) видимые закономерности в распределении Мп не наблюдаются, а вариации в содержании - максимальные. В краевой части (точки 11-1), переход к которой по профилю распределения плавный, прослеживается тенденция понижения содержания Мп к краю кристалла.

В распределении V, несмотря на его низкое содержание (не более 8 г/т), установлена тенденция скачкообразного повышения содержания при переходе от центральной к краевой части кристалла и далее тренд понижения содержания к краю кристалла. При этом во всех точках краевой части содержание V выше, чем в любой точке из центральной части. Профиль распределения для центральной части субгоризонтальный без выраженной зональности.

Содержание Со более низкое, чем содержание V, но характер распределения этого элемента в центральной и краевой частях повторяет распре-

деление V. Отличие заключается в том, что содержания перекрываются для различных частей кристалла. Содержание Т и Sc также низкое (на уровне первых граммов на тонну), закономерности в распределении этих элементов не обнаружены.

Распределение № имеет иной характер: наблюдается общий тренд понижения содержания от центра к краю кристалла. Диапазон содержания № меняется в широких пределах - от 259 г/т в центре берилла до первых граммов на тонну на краю кристалла. Аналогичная ситуация с общим трендом понижения содержания от центра к краю кристалла наблюдается и для Сг, максимальное содержание которого в центре кристалла составляет 53.5 г/т.

Содержание Ga, рассеянного элемента-«двойника» А1, варьирует от 8.44 до 14.9 г/т и составляет в среднем 10.6 г/т. В центральной части кристалла распределение Ga не зональное и составляет в среднем 9.61 г/т. В краевой части (точка 11) оно скачкообразно повышается до 14.3 г/т и далее к краю кристалла понижается с широкими вариациями до значений около 10 г/т, характерных для центральной части.

Берилл из месторождения Дигал

Образец берилла В3 представляет собой вы-колок с фрагментами граней призмы. Первоначальный размер крупного кристалла оценить сложно. Для исследования был выпилен фрагмент (сектор) от граней призмы по направлению к центру кристалла длиной около 2 см (рис. 2д), в который были поставлены точки 18 (край кристалла) - 1 (направление к центру). Окраска исследованного фрагмента кристалла однородная молочно-зеленоватого оттенка. В районе точек 17 и 18 наблюдается потемнение, вызванное, вероятно, вторичными процессами. Ниже рассмотрим зональность по малым и редким элементам (табл. 2, рис. 4).

Крупноионные литофильные элементы. Содержание №а ступенчато понижается по профилю от 1815 г/т в точке 18 до 1267 г/т в точке 5 и потом повышается к краю (1517 г/т в точке 1). Содержание К варьирует в широком диапазоне: от 110 до 7632 г/т при среднем содержании 2547 г/т. В самом краю кристалла (точки 3-1) оно систематически падает. Содержания Cs демонстрируют закономерное увеличение от начала профиля в центральной части (точка 18 - 239 г/т) до края кристалла (706 г/т в точке 2 и 600 г/т в точке 1). Между точками 10 и 11 наблюдается разрыв в едином распределении.

a со

lis

«

à о о

2 S3

S <и

4 а

05 S s я я -

и

5Й

® 2 а &

® £

- та

<u «

§ .¡у>

- а

V S

ю £

(Я j?

чЪ <S «я л

I

5 ИГ

§ I

4 Ô

Л

И s

is <2

5 <= 3 Î3 а ^

Я S

й и

H 1=

Л и

§

15 и

« U

о я

Я M

Я H я

&

о g

U

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

00 н.о. 29.2 30.8 81.0 0.17 239 12.2 84.2 3.94 1.92 4985 803 1815 1.06 2191 0.77 149 1.16 134 24694 13.3 192

.6.9.8.778.2.61670115968272.21

71.2 25.4 27.1 19.4 0.06 241 10.4 94.2 3.64 2.27 110 740 1759 1.87 2278 0.68 124 0.82 138 23935 12.3 253

14 15 66.7 27.3 18.6 56.5 1.33 248 10.9 77.9 3.73 2.07 2871 619 1548 1.83 2175 0.51 85.8 2.62 120 22304 25.7 235

н.о. 28.6 26.9 24.9 0.15 279 10.9 92.2 7.61 2.23 198 753 1780 0.14 2242 0.69 135 2.55 116 18810 25.3 313

12 13 77.5 35.1 57.8 45.3 0.52 326 12.2 86.9 4.74 1.87 1716 644 1512 1.79 2356 0.94 315 5.09 121 9230 55.5 379

76.5 25.1 28.5 23.6 0.15 336 11.9 98.2 5.50 2.27 302 633 1585 2.50 2274 1.05 150 2.23 104 12394 61.7 360

о 22.0 24.3 24.7 60.3 0.21 316 10.9 88.6 4.63 2.11 3823 602 1464 1.63 2048 0.67 124 1.25 112 10144 34.4 287

н.о. 27.0 52.0 37.6 0.77 476 12.2 94.4 1.99 2.46 2138 517 1520 1.34 2385 0.93 291 0.63 118 10686 39.2 281

0\ 00 44.1 31.1 47.7 60.2 1.43 493 12.8 94.3 1.62 3.49 3794 548 1571 1.34 2321 0.99 251 17.82 100 9308 48.8 297

81.4 27.2 34.7 32.0 0.36 428 12.4 104 3.24 3.11 1527 528 1540 1.85 2180 1.11 202 7.30 122 9742 199 380

ю 86.9 31.4 52.1 80.5 0.95 506 11.5 89.2 4.15 2.50 5262 541 1348 2.64 1912 0.91 264 1.13 135 10450 27.4 357

I.46 32.3 48.9 70.1 2.10 484 II.0 80.0 2.79 2.99 4658 557 1278 1.99 1679 0.96 281 2.45 125 10728 16.8 302

un н.о. 35.3 77.2 44.0 0.70 527 10.8 78.3 2.60 3.13 2270 568 1267 2.40 1486 1.35 438 1.58 125 10519 33.7 326

н.о. 32.7 53.1 126 I.93 616 II.0 83.0 2.56 3.07 7633 570 1329 2.76 1475 1.53 306 0.98 122 9111 31.6 353

m <N .6.0.1.782.1.8166982614016243236 сК m г- -о ГС ^ о ^ £ ГС $ £ ^ Я t ^ en ^ £

н.о. 37.8 64.2 42.8 1.28 706 11.5 93.3 2.19 3.72 1253 637 1458 2.38 1635 1.34 339 1.05 143 21835 228 477

- 3 .8.0.6307.6088277746458925 ^ О К О ^ О ^ч' сК О СК ^ in ^ in m Tfr Tfr 1 3330.6162.5.86155.171.28.1145 1 1 5

Элемент

Содержание Са в берилле варьирует в узких пределах: от 24.3 до 37.8 г/т (в среднем 30.1 г/т), при этом можно говорить о слабой тенденции увеличения содержания к краю кристалла. Содержание Li варьирует от 100 до 155 г/т. при среднем значении 125 г/т. В интервале точек 18-3 содержание Li варьирует в пределах 120 ± 20 г/т. К краю кристалла (точки 2 и 1) Li демонстрирует рост до 155 г/т. Содержание Rb бессистемно варьирует в пределах 20-80 г/т (не считая выброс в точке 4 - 126 г/т). Содержание Sr в берилле низкое, в основном не превышает 1.5 г/т и достигает значения 2.1 г/т.

Распределение H2O более сложное: в центральной части кристалла (точки 18-12) содержание понижается от 24694 до 12394 г/т и далее в интервале точек 11-4 остается на уровне около 10000 г/т. На краю кристалла происходит резкий рост до 21835 г/т в точке 2. В точке 1 на самом краю кристалла зафиксировано аномально высокое содержание 51389 г/т, которое, возможно, связано с попаданием в область анализа флюидного включения.

Распределение F во многом копирует распределение содержаний H2O. От точки 18 до точки 4 (исключая точку 8) оно варьирует от 12.3 до 61.7 г/т, составляя в среднем 31.4 г/т. К краю кристалла происходит резкий рост содержания до 228 г/т в точке 2. Максимальное содержание 442 г/т на самом краю кристалла отмечено в точке 1, как и в случае с H2O, что также можно связать с флюидным включением. Содержание Cl заметно выше: от 192 г/т в точке 18 до 545 г/т в точке 1. От точки 18 к точке 6 (302 г/т) оно увеличивается по сложной волнообразной траектории и далее к краю кристалла возрастает прямолинейно. Содержание В, в основном, не превышает 8.5 г/т, не обнаруживая закономерностей. В точке 9 содержание В составляет около 18 г/т, что можно рассматривать как выброс.

Рис. 4. Профили распределения малых и редких элементов (ppm) в берилле (обр. В3) из месторождения Дигал с положением аналитических точек.

Fig. 4. Distribution profiles of trace elements (ppm) in beryl (sample B3) from the Digal deposit with analytical points.

Переходные металлы. Содержание Fe наиболее значительно (2007 г/т). От точки 18 до точки 9 оно варьирует незначительно (2048-2385 г/т, в среднем 2241 г/т), понижается к точке 5 с содержанием 1486 г/т и плавно повышается к краю кри-

сталла (1797 г/т в точке 1). Распределение Mg более простое: от точки 18 (803 г/т) происходит понижение содержания к точке 8 (528 г/т) и далее плавное увеличение к краю кристалла (692 г/т в точке 1). Содержание Мп не систематически варьирует от

69.6 до 104 г/т, составляя в среднем 87.8 г/т. Содержание V лежит в диапазоне от 1 до 8 г/т, составляя в среднем 3.6 г/т. Несмотря на отклонения в средней части профиля, можно говорить о тенденции понижения содержания V к краю кристалла берилла. Содержание Со укладывается в интервал 0.4-1.8 г/т. Наблюдается тенденция увеличения содержания Со к краю кристалла.

Содержание Ti и Sc низкое, на уровне первых граммов на тонну. Также как и Со, Ti демонстрирует тенденцию к увеличению содержаний к краю кристалла. Закономерности в распределении Sc не обнаруживаются. Диапазон содержания Ni меняется в широких пределах: от 85.8 г/т в центре берилла до 438 г/т в краевой части. В целом содержание Ni увеличивается от центра к краю кристалла. Распределение Cr по профилю повторяет поведение Ni, несмотря на вариации состава: содержание Cr растет к краю кристалла. Содержание Ga варьирует в узких пределах от 10.1 до 12.8 г/т (в среднем 11.5 г/т), не обнаруживая зональности.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Секториальность. К настоящему времени накоплен значительный фактический материал, связанный с неоднородным строением кристаллов минералов. Возникновение секториальности кристаллов объяснялось отличием в относительных скоростях роста граней разных простых форм, соотношением скорости роста кристалла и диффузии элементов вблизи поверхностного слоя кристаллической решетки (Watson, Liang, 1995; Watson, 1996), отличающейся адсорбцией катионов на поверхности грани (Dowty, 1976). Также высказано предположение об отличии механизмов роста граней разных простых форм (Попов, 2011).

Для целого ряда минералов установлено отличие в распределении редких элементов в пирамидах роста разных простых форм (Rakovan, Reeder, 1994, 1996; Rakovan et al., 1997; Левашова и др.., 2022). Однако об особенностях распределения редких элементов в секторах роста разных простых форм информация ограничена (Taran,Vishnevsky, 2019; Pauly et al., 2021). Изучение берилла показало, что его самые стабильные и распространенные простые формы - (0001) и (10 10), из-за разной скорости роста которых (для базального пинакоида скорость примерно вдвое выше) образуется характерное секториальное строение (Sunagawa, Urano, 1999).

Кристалл берилла, как правило, имеет призматический габитус, образованный восемью гранями, шесть из которых относятся к призме (1010), а две - к базальному пинакоиду (0001) (Giuliani et al., 2019). Соответственно, в идеальном случае зона, образованная секторами роста пинакоида, находится в центральной части сечения, перпендикулярного оси удлинения призмы, а зона, образованная секторами роста призмы, окаймляет зону роста пи-накоида. При этом соотношение объема (площади в плоском сечении, перпендикулярном оси удлинения) зон роста пинакоида и призмы меняется в зависимости от степени удаления от гипотетического центра, от которого начался рост кристалла. Вблизи центра зона роста пинакоида - минимальная, а зона роста призмы - максимальная по площади. И, наоборот, к краю кристалла площадь секторов роста призмы становится минимальной, а площадь сектора роста пинакоида - максимальной. Тем не менее, на конкретных примерах установлено, что в сечении призматического кристалла берилла параллельно оси удлинения преобладает зона, обязанная росту пинакоида, а зона роста призмы имеет подчиненное значение (Sunagawa, Urano, 1999).

В результате исследования состава берилла микрорентгеноспектральным методом в специально выбранных сечениях определено, что граница между зонами, обусловленными ростом разных простых форм берилла, фиксируется резким (скачкообразным) изменением содержания ряда элементов (Mg и Na) в профиле, идущем от проекции оси удлинения к краю кристалла перпендикулярно границам зон роста простых форм (Scandale, Lucchesi, 2000).

По результатам изучения примесного состава берилла из грейзенов месторождения Шерловая гора по профилям в сечениях, перпендикулярных оси удлинения, показано, что существует два типа распределения ряда редких элементов (С.Г. Скублов, А.К. Гаврильчик, неопубл. данные). Первый - максимальное содержание элемента выдержано в центральной зоне кристалла, которое резко (скачкообразно) снижается по краям, а второй обратен первому. При отсутствии четко выраженной цветовой зональности и равномерном распределении флюидных включений предполагается, что такой характер распределения элементов связан с особенностями зон роста простых форм в кристалле. Используя представления о секториальном строении кристалла берилла (Sunagawa, Urano, 1999; Giuliani et al., 2019), центральную часть профиля можно

отнести к сектору роста пинакоида (0001), а оставшуюся внешнюю часть профиля от резкого изменения характера распределения ряда редких элементов (границы зона роста пинакоида) и до граней кристалла - к секторам роста призмы (1010). На примере аквамарина из месторождения Шерло-вая гора показано, что в секторе роста пинакоида происходит накопление Fe, Ga и Cs, а в секторе роста призмы - накопление Li, Mg и С1 (С.Г. Скублов, А.К. Гаврильчик, неопубл. данные).

Для берилла В2 из месторождения Чамбалак граница между зонами роста пинакоида (внутренняя часть профиля) и призмы (внешняя часть профиля), весьма вероятно, находится между точками 12 и 11 (рис. 3). Именно в этой части профиля наблюдается отчетливое резкое увеличение содержания Cs (в среднем 217 г/т для сектора роста пинакоида и 525 г/т - для сектора роста призмы), №а (1254 г/т и 1718 г/т, соответственно), Са (28.2 г/т и 47.3 г/т), Fe (1590 г/т и 2023 г/т), Mg (385 г/т и 576 г/т) и V (1.93 г/т и 8.75 г/т). Наиболее контрастно смена характера распределения на условной границе секторов роста двух простых форм (пинакоида в центральной части сечения, перпендикулярного оси удлинения кристалла, и призмы в краевой части) проявлена для Cs, №а, Mg и V.

Если рассматривать только часть профиля, относящуюся к сектору роста призмы, то можно охарактеризовать ростовую зональность берилла, поскольку рост граней призмы происходил в направлении, перпендикулярном оси удлинения кристалла от центра к краю кристалла. Соответственно, часть кристалла, которая ближе к оси удлинения (точка 11), образовалась раньше участка с точкой 10, точка 10 - раньше точки 9 и т. д. Для части профиля, соответствующего сектора роста пинакоида, ростовая зональность может не наблюдаться, т. к. идеальная модель роста кристалла предполагает примерно одновременное формирование грани пи-накоида по мере удаления от геометрического центра кристалла.

В случае с кристаллом берилла В2 в части профиля, относящейся к сектору роста призмы, зафиксировано понижение в процессе роста кристалла содержания №а, Fe и V. Кроме того, понижается содержание № и Сг. Характер распределения № и Сг нетипичный, их содержание понижается от центра к краю кристалла также и в части профиля, относящегося к сектору роста пинакоида, что сложно проинтерпретировать. Для воды и Mg установлена тенденция повышения в секторе роста призмы по

мере роста кристалла. Для Mg эта закономерность проявлена не для всех точек, а только для внешней части зоны сектора роста призмы (точки 1-7). Для воды увеличение содержания наблюдается на всем протяжении сектора роста призмы, но зато отсутствует резкая граница в переходе от пинакоида к призме.

Для берилла B3 из месторождения Дигал в распределении по профилю ни по одному элементу не наблюдается скачкообразного изменения в содержании, которое можно рассматривать в качестве границы между секторами роста пинакоида и призмы (рис. 4). Наиболее показательно распределение Cs: его содержание монотонно увеличивается от наиболее удаленной от граней кристалла (точка 18) до приближенной к ним (точка 1). Похоже ведет себя и Cl, но с некоторыми отклонениями в виде двух максимумов в профиле. Есть основание считать данный профиль как представляющий сектор роста только одной простой формы - призмы, если предположить, что в исследованный фрагмент уплощенного кристалла не попала центральная его часть, отвечающая сектору роста пинакоида, или сектор роста пи-накоида был подавлен по каким-то причинам.

Характер распределения других элементов несколько более сложный. Содержание Na постепенно уменьшается от центральной части к точке 6 и далее от точки 5 до края кристалла (точка 1) возрастает. Содержание Mg аналогично уменьшается от 18 до 10 точки и потом возрастает от 8 до 1 точки. Возрастание только в краевой зоне от 4 к 1 точке демонстрируют Li, вода, F и Fe, при этом в остальной части профиля распределение этих элементов может быть незакономерным. Содержание Ni, Cr, Co и Ti увеличивается от центральной части кристалла (точка 18) до его края (точка 1), но не так однозначно как в случае с Cs.

Состав берилла как отражение эволюции пегматитового расплава. В процессе фракционирования расплава берилл, образованный на более поздних стадиях, отличается повышенным содержанием щелочных элементов (например, Na, Cs, Li) и обеднением Fe, Mg, и геохимически им близкими редкими элементами по сравнению с бериллом, образованным на ранних стадиях эволюции расплава (Cerny, Turnock, 1975; Cerny, 2002; Cerny et al., 2003; Neiva, Neiva, 2005; Uher et al., 2010; Sardi, Heimann, 2014). В частности, содержание Cs в берилле устойчиво растет в процессе магматической эволюции во всех пегматитах мира (Cerny, 2002; Pauly et al., 2021; Fan et al., 2022). Также при иссле-

довании берилла из различных участков зональных пегматитов установлено, что содержание Na в нем может понижаться по мере эволюции пегматитовой системы (Uher et al., 2010; Sardi, Heimann, 2014; Suo et al., 2022). Одной из причин, объясняющих эту тенденцию, является кристаллизация альбита, совместная с бериллом, в значительных количествах на поздних стадиях. Кроме того показано, что содержание Li в берилле далеко не всегда является индикатором эволюции магматического расплава (Duan et al., 2024).

Поведение Fe в берилле подчиняется более сложным закономерностям. С одной стороны, установлен существенный рост содержания Fe при сравнении ранних генераций пегматитового берилла и поздних (например, в среднем, 1352 г/т и 3079 г/т соответственно) (Duan et al., 2024). Но такая закономерность не согласуется с общим трендом фракционирования, установленным для пегматитовых систем (Neiva, Neiva, 2005; Uher et al., 2010; Suo et al., 2022). Как правило, понижение содержания Fe в берилле является следствием совместной кристаллизации с ним таких железосодержащих минералов, как турмалины, гранаты и танталониобаты (Neiva, Neiva, 2005; Uher et al., 2010; Suo et al., 2022). Поэтому использование Fe в составе берилла в качестве индикатора эволюции магматической системы спорно, поскольку фактор минерального парагенезиса, включающего минералы-концентраторы Fe, является переменным и сложно учитываемым.

По сути дела, как показывает анализ различных источников, только увеличение содержания Cs в пегматитовом берилле может уверенно положительно коррелировать с процессом эволюции магматического расплава, что подтверждается результатами исследования пегматитов мира (Cerny et al., 2003; Wang et al., 2009; Bacik et al., 2021; Pauly et al., 2021). С другой стороны, для конкретных объектов и остальные малые и редкие элементы в составе берилла могут выступать индикаторами условий образования пегматитов.

На диаграмме соотношения содержания Cs и Li в берилле фигуративные точки состава берилла из секторов роста призмы для образцов В2 и В3 имеют близкий состав (рис. 5а). Среднее содержание Cs для них составляет 474 г/т. Берилл из зоны роста пинакоида для образца В2 отличается от них более низким содержанием Cs (в среднем, 217 г/т), что необходимо учитывать при оценке степени фракционирования пегматитового расплава по редкоэлементному составу берилла. Сравнение

данных по составу берилла из промежуточной и верхней зоны пегматитов месторождения Шихюао (Shihuiyao), северо-восточный Китай (группы фигуративных точек 4 и 5 на рис. 5а), показывает, что в процессе эволюции пегматитового расплава состав берилла существенно обогатился как Cs, так и Li. На их фоне пегматитовый расплав из месторождений Чамбалак и Дигал можно охарактеризовать как умеренно фракционированный.

Сравнение составов магматической и мета-соматической генераций берилла из пегматитов месторождения Калифорния Блю Майн (California Blue Mine), США (группы фигуративных точек 6 и 7 на рис. 5а), проанализированных в пределах одного зерна, где центральная часть отвечает магматической стадии, а внешняя кайма - метасоматической, показывает экстремальное обогащение краевых частей берилла Cs под воздействием водного флюида, и сопоставимое с предыдущим примером обогащение Li. При этом состав центральной части берилла, отвечающий магматической стадии, пересекается с составом берилла из зон роста призмы из месторождений провинции Кунар. Тренды изменения состава берилла из месторождений Шихюао и Калифорния Блю Майн в целом соответствуют направлению тренда фракционирования пегматитового расплава, приведенного в (Duan et al., 2024). Фигуративные точки состава берилла из месторождений провинции Кунар не образуют подобного тренда и в большей степени соответствуют начальным стадиям эволюции пегматитового расплава.

Аналогичная ситуация наблюдается на диаграмме соотношения содержания Cs и Rb в берилле для тех же самых объектов (рис. 5б). Отличаясь по содержанию Cs, фигуративные точки берилла из месторождений провинции Кунар сходны по содержанию Rb. Из них с точками, отвечающими секторам роста призмы, по составу пересекается берилл магматической стадии из месторождения Шихюао. Берилл из этого месторождения, образованный на следующей стадии эволюции пегматитового расплава, отличается повышенным содержанием как Cs, так и Rb. Состав берилла магматической стадии из месторождения Калифорния Блю Майн отвечает тренду фракционирования пегматитового расплава по (Duan et al., 2024), отличаясь повышенным содержанием Rb. В метасоматическом берилле содержание Rb резко падает, несмотря на увеличение содержания Cs, однако в пределах краевой части зерна по мере роста метасоматической генерации берилла содержание Rb увеличивается, а содержание

Рис. 5. Соотношение содержания (г/т) Cs c Li (а) и Rb (б) для берилла из пегматитовых месторождений провинции Кунар (1, 2 - точки, относящиеся к секторам роста призмы и пинакоида, соответственно, обр. В2, месторождение Чамбалак; 3 - точки, относящиеся к секторам роста призмы, обр. В3, месторождение Дигал), пегматитов месторождения Шихюао, Китай (4 - из пегматитов промежуточной зоны; 5 - из пегматитов верхней зоны; Duan et al., 2024) и пегматитов месторождения Калифорния Блю Майн, США (6 - ранняя магматическая генерация; 7 - поздняя метасома-тическая генерация; Pauly et al., 2021). Тренд фракционирования показан согласно (Duan et al., 2024).

Fig. 5. Cs vs Li (a) and Rb (b) correlation (ppm) for beryl from pegmatite deposits of the Kunar province (1, 2 - points related to the prism and pinacoid growth zone, respectively, sample B2, Chambalak deposit; 3 - points related to the prism growth zone, sample B3, Digal deposit), pegmatites of the Shihuiyao deposit, China (4 - intermediate zone pegmatites; 5 -upper pegmatite zone; Duan et al., 2024), and pegmatites of the California Blue Mine deposit, United States (6 - early magmatic generation; 7 - late metasomatic generation; Pauly et al., 2021). The fractionation trend is shown according to (Duan et al., 2024).

Cs, напротив, уменьшается (Раи1у et а1., 2021). Такой тренд изменения состава противоположен магматическому тренду, а его возникновение, вероятно, связано с особенностями метасоматических процессов на данном месторождении. В итоге, по соотношению Cs и Rb берилл из месторождений провинции Кунар также не демонстрирует тренда эволюции состава и больше соответствует бериллу из пегматитов начальной стадии фракционирования.

ВЫВОДЫ

Исследование редкоэлементного состава берилла из пегматитовых месторождений Чамбалак и Дигал провинции Кунар методом SIMS позволило установить секториальность кристалла берилла из месторождения Чамбалак. Внутренняя часть профиля идентифицирована как сектор роста пина-коида (0001), а внешняя часть - как сектор роста

призмы (1010). На границе пирамид роста двух простых форм наблюдается отчетливое резкое увеличение содержания Cs (в среднем 217 г/т для зоны роста пинакоида и 525 г/т для зоны роста призмы), № (1254 г/т и 1718 г/т соответственно), Са (28.2 г/т и 47.3 г/т), Fe (1590 г/т и 2023 г/т), Mg (385 г/т и 576 г/т) и V (1.93 г/т и 8.75 г/т). Наиболее контрастно смена характера распределения на границе двух простых форм проявлена для Cs, №а, Mg и V. Часть профиля, относящаяся к сектору роста призмы, отвечает ростовой зональности берилла, которая состоит в понижении в процессе роста кристалла содержания №а, Fe и V, а также № и Сг. Содержание № и Сг понижается от центра к краю кристалла также и в части профиля, относящегося к сектору роста пинакоида, что сложно проинтерпретировать. Для воды и Mg установлена тенденция повышения в секторе роста призмы по мере роста кристалла. Для берилла из месторождения Дигал в распределении по профилю ни по одному элементу не наблюдается скачкообразного изменения в содержании, которое можно рассматривать в качестве границы между секторами роста пинакоида и призмы. Наиболее показательно распределение Cs: его содержание монотонно увеличивается от наиболее удаленной от граней кристалла до приближенной к ним. Есть основание считать данный профиль как обусловленный ростом только одной простой формы - призмы.

Сопоставление берилла по содержанию индикаторных элементов, увеличение которых отвечает тренду фракционирования пегматитового расплава Li и Rb) из пегматитовых месторождений провинции Кунар с бериллом, отвечающим разным стадиям пегматитообразования для месторождения Шихюао (Китай) и Калифорния Блю Майн (США), показало, что пегматитовый расплав из месторождений Чамбалак и Дигал можно охарактеризовать как умеренно фракционированный. Фигуративные точки состава берилла из месторождений провинции Кунар не образуют тренда фракционирования, установленного для других объектов, и в большей степени соответствуют начальным стадиям эволюции пегматитового расплава. Другой важный вывод - установленная секториальность берилла, при которой состав минерала из сектора роста призмы систематически отличается повышенным содержанием Cs и ряда других индикаторных элементов, по сравнению с сектором роста пинакоида.

ЛИТЕРАТУРА

Алексеев В.И. (2023) Воджинит как минерал-индикатор танталоносных пегматитов и гранитов. Записки Горного института, 262, 495-508. DOI: 10.31897/ PMI.2023.19

Левашова Е.В., Попов В.А., Левашов Д.С., Румянцева Н.А. (2022) Распределение редких элементов по секторам и зонам роста в цирконе из миаскитового пегматита Вишневогорского массива, Южный Урал. Записки Горного института, 254, 136-148. DOI: 10.31897/ PMI.2022.29

Попов В.А. (2011) Практическая генетическая минералогия. Екатеринбург, УрО РАН, 167 с.

Попов М.П. (2022) Особенности редкометалльно-го оруденения и генетическая связь минеральных ассоциаций в восточном обрамлении Мурзинско-Адуйского антиклинория (Уральская изумрудоносная полоса). Записки Горного института, 255, 337-348. DOI: 10.31897/ PMI.2022.19

Скублов С.Г., Гаврильчик А.К., Березин А.В. (2022) Геохимия разновидностей берилла: сравнительный анализ и визуализация аналитических данных методами главных компонент (PCA) и стохастического вложения соседей с t-распределением (t-SNE). Записки Горного института, 255, 455-469. DOI: 10.31897/ PMI.2022.40

Скублов С.Г., Левашова Е.В., Мамыкина М.Е., Гусев Н.И., Гусев А.И. (2024) Полифазный Белокури-хинский массив гранитов, Горный Алтай: изотопно-геохимическое исследование циркона. Записки Горного института, 1-24. EDN RGKCIJ

Andersson L.O. (2006) The positions of H+, Li+ and Na+ impurities in beryl. Physics and Chemistry of Minerals, 33, 403-416. https://doi.org/10.1007/s00269-006-0086-x

Aurisicchio C., Fioravanti G., Grubessi O., Zanaz-zi P.F. (1988) Reappraisal of the crystal chemistry of beryl. American Mineralogist, 73, 826-837.

Bacik P., Fridrichova J., Uher P., Vaculovic T., Bizovska V., Skoda R., Dekan J., Miglierini M., Malickova I. (2021) Beryl crystal chemistry and trace elements: Indicators of pegmatite development and fractionation (Damara Belt, Namibia). Lithos, 404, 106441. https://doi.org/10.1016/j. lithos.2021.106441

Cerny P. (2002) Mineralogy of beryllium in granitic pegmatites. Reviews in Mineralogy and Geochemistry, 50, 405-444. https://doi.org/10.2138/rmg.2002.50.10

Cerny P., Turnock A. (1975) Beryl from the granitic pegmatites at Greer Lake, Southeastern Manitoba. The Canadian Mineralogist, 13, 55-61.

Cerny P., Anderson A.J., Tomascak P.B., Chapman R. (2003) Geochemical and morphological features of beryl from the Bikita granitic pegmatite, Zimbabwe. The Canadian Mineralogist, 49, 1003-1011. https://doi.org/10.2113/ gscanmin.41.4.1003

Doebrich J.L., Wahl R.R., Chirico P.G., Wandrey C.J., Bohannon R.G., Orris G.J., Bliss J.D., Wasy A., Younusi M.O. (2006) Geologic and mineral resource map of Afghanistan (No. 2006-1038). Geological Survey (US). https://pubs.usgs. gov/of/2006/1038/

Dowty E. (1976) Crystal structure and crystal growth; II, Sector zoning in minerals. American Mineralogist, 61, 460-469.

Duan Z., Jiang S.Y., Su H.M., Salvi S., Monnier L., Zhu X., Lv X. (2024) Beryl as an indicator for elemental behavior during magmatic evolution and metasomatism in the large Shihuiyao Rb-Nb-Ta-Be deposit, Inner Mongolia, NE China. Ore Geology Reviews, 166, 105940. https://doi. org/10.1016/j.oregeorev.2024.105940

Fan Z.W., Xiong Y.Q., Shao Y.J., Wen C.H. (2022) Textural and chemical characteristics of beryl from the Baishawo Be-Li-Nb-Ta pegmatite deposit, Jiangnan Orogen: Implication for rare metal pegmatite genesis. Ore Geology Reviews, 149, 105094. https://doi.org/10.1016/j. oregeorev.2022.105094

Giuliani G., Groat L.A., Marshall D., Fallick A.E., Branquet Y. (2019) Emerald deposits: A review and enhanced classification. Minerals, 9, 105. https://doi.org/10.3390/ min9020105

Jiang S.Y., Wang W., Su H.M. (2023) Super-enrichment mechanisms of strategic critical metal deposits: current understanding and future perspectives. Journal of Earth Sciences, 34, 1295-1298. https://doi.org/10.1007/ s12583-023-2001-5

Khaleal F.M., Saleh G.M., El Saeed R.L., Lentz D.R. (2022) Occurrences and genesis of emerald and others beryl mineralization in Egypt: A review. Physics and Chemistry of the Earth, Parts A/B/C, 128, 103266. https://doi. org/10.1016/j.pce.2022.103266

Lei X.F., Jiang S.Y., Romer R.L., Su H.M., Cao M.Y., Zhao C.L. (2023) Petrogenesis of the Weiling beryl-bearing granitic pegmatite - A giant LCT-type pegmatite in the Northern Wuyi area, South China. Ore Geology Reviews, 160, 105572. https://doi.org/10.1016/j.oregeorev.2023.105572

Lum J.E., Viljoen F., Cairncross B., Frei D. (2016) Mineralogical and geochemical characteristics of BERYL (AQUAMARINE) from the Erongo Volcanic Complex, Namibia. Journal of African Earth Sciences, 124, 104-125. https://doi.org/10.1016/jjafrearsci.2016.09.006

Mashkoor R., Ahmadi H., Rahmani A.B., Pekkan E. (2022) Detecting Li-bearing pegmatites using geospatial technology: the case of SW Konar Province, Eastern Afghanistan. Geocarto International, 37, 14105-14126. https://doi.org/10.1080/10106049.2022.2086633

Mosazai A.M., Yousufi A., Ahmadi H. (2017) The geological characteristics and economical importance of pegmatite belt of Afghanistan. Геология и охрана недр, 65 (4), 26-33.

Neiva A.M.R., Neiva J.M.C. (2005) Beryl from the granitic pegmatite at Namivo, AltoLigonha, Mozambique.

Neues Jahrbuch für Mineralogie, 181, 173-182.

Pauly C., Gysi A.P., Pfaff K., Merkel I. (2021) Beryl as indicator of metasomatic processes in the California Blue Mine topaz-beryl pegmatite and associated miarolitic pockets. Lithos, 404-405, 106485. https://doi.org/10.1016Zj. lithos.2021.106485

Rakovan J., Reeder R.J. (1994) Differential incorporation of trace elements and dissymmetrization in apatite: The role of surface structure during growth. American Mineralogist, 79, 892-903.

Rakovan J., Reeder R.J. (1996) Intracrystalline rare earth element distributions in apatite: Surface structural influences on incorporation during growth. Geochimica et CosmochimicaActa, 60, 4435-4445. https://doi.org/10.1016/ S0016-7037(96)00244-X

Rakovan J., McDaniel D.K., Reeder R.J. (1997) Use of surface-controlled REE sectoral zoning in apatite from Llallagua, Bolivia, to determine a single-crystal Sm-Nd age. Earth and Planetary Science Letters, 146, 329-336. https:// doi.org/10.1016/S0012-821X(96)00226-9

Rossovskiy L.N., Chmyrev VM. (1977) Distribution patterns of rare-metal pegmatites in the Hindu Kush (Afghanistan). International Geology Review, 19, 511-520. https://doi.org/10.1080/00206817709471047

Sardi F.G., Heimann A. (2014) Pegmatitic beryl as indicator of melt evolution: example from the Velasco district, Pampeana pegmatite province, Argentina, and review of worldwide occurrences. The Canadian Mineralogist, 52, 809-836. https://doi.org/10.3749/canmin.1400032

Scandale E., Lucchesi S. (2000) Growth and sector zoning in a beryl crystal. European Journal of Mineralogy, 12, 357-366. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2000/0001-0357

Staatz M.H., Griffitts W.R., Barnett P.R. (1965) Differences in the minor element compositions of beryl in various environments. American Mineralogist, 50, 17831795.

Sunagawa I., Urano A. (1999) Beryl crystals from pegmatites: morphology and mechanism of crystal growth. Journal of Gemmology, 26, 521-533.

Suo Q.Y., Shen P., Luo Y.Q., Li C.H., Feng H.X., Cao C., Pan H.D., Bai Y.X. (2022) Beryl mineralogy and fuid inclusion constraints on the Be enrichment in the Dakalasu No.1 pegmatite, Altai, NW China. Minerals, 12, 450. https:// doi.org/10.3390/min12040450

Taran M.N., Vyshnevskyi O.A. (2019) Be, Fe2+-substitution in natural beryl: an optical absorption spectroscopy study. Physics and Chemistry of Minerals, 46, 795-806. https://doi.org/10.1007/s00269-019-01040-2

Uher P., Chudik P., Bacik P., Vaculovic T., Galiova M. (2010) Beryl composition and evolution trends: an example from granitic pegmatites of the beryl-columbite subtype, western Carpathians, Slovakia. Journal of Geosciences, 55, 69-80. http://doi.org/10.3190/jgeosci.060

Wang R.C., Che X.D., Zhang W.L., Zhang A.C., Zhang H. (2009) Geochemical evolution and late re-equilibration of Na-Cs-rich beryl from the Koktokay# 3 pegmatite (Altai,

NW China). European Journal of Mineralogy, 21, 795-809. https://doi.org/10.1127/0935-1221/2009/0021-1936

Watson E.B. (1996) Surface enrichment and trace-element uptake during crystal growth. Geochimica et Cosmochimica Acta, 60, 5013-5020. https://doi.org/10.1016/ S0016-7037(96)00299-2

Watson E.B., Liang Y. (1995) A simple model for sector zoning in slowly grown crystals: Implications for growth rate and lattice diffusion, with emphasis on accessory minerals in crustal rocks. American Mineralogist, 80, 11791187. https://doi.org/10.2138/am-1995-11-1209

REFERENCES

Alekseev V.I. (2023) Wodginite as an indicator mineral of tantalum-bearing pegmatites and granites.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Journal of Mining Institute, 262, 495-508. DOI: 10.31897/ PMI.2023.19

Andersson L.O. (2006) The positions of H+, Li+ and Na+ impurities in beryl. Physics and Chemistry of Minerals, 33, 403-416. https://doi.org/10.1007/s00269-006-0086-x

Aurisicchio C., Fioravanti G., Grubessi O., Zanazzi P.F. (1988) Reappraisal of the crystal chemistry of beryl. American Mineralogist, 73, 826-837.

Bacik P., Fridrichova J., Uher P., Vaculovic T., Bizovska V., Skoda R., Dekan J., Miglierini M., Malickova I. (2021) Beryl crystal chemistry and trace elements: Indicators of pegmatite development and fractionation (Damara Belt, Namibia). Lithos, 404, 106441. https://doi.org/10.1016Zj. lithos.2021.106441