ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2012, том 446, № 1, с. 64-66
= ГЕОХИМИЯ
УДК 549.5+553.661.2 (470.21)
КУЛЬСОНИТ В МЕСТОРОЖДЕНИИ ПИРРОТИНОВОЕ УЩЕЛЬЕ (КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ): ПЕРВАЯ НАХОДКА В РОССИИ
© 2012 г. С. М. Карпов, А. В. Волошин, Е. Э. Савченко, Е. А. Селиванова, Ю. С. Полеховский
Представлено академиком Ф.П. Митрофановым 27.02.2012 г. Поступило 27.02.2012 г.
Среди ванадиевой ветви минералов группы шпинели выделяют виды: кульсонит БеУ204, маг-незиокульсонит М§У204 и вуорелайненит МпУ204. Кульсонит является редким ванадиевым минеральным видом группы шпинели. Достоверно установлены лишь три находки в мире, отвечающие по химическому составу данному минералу [1—3]. Вуорелайненит известен в фенитизирован-ных тонкозернистых массивных роговиках по
ксенолитам в Хибинском щелочном массиве [4]. При изучении минерального состава колчеданных руд месторождения Пирротиновое ущелье были выявлены ванадийсодержащие минеральные фазы, среди которых главное место занимает кульсонит.
Месторождение Пирротиновое ущелье является одним из четырех месторождений Прихиби-нья, разведку которых проводили в 20-30-е годы
Рис. 1. Морфология выделений кульсонита (Cou).
а — агрегат кристаллов с редкими включениями пирротина (Po) и графита (C); б — агрегат кристаллов с краевыми зонами голдманита (Glm) и гроссуляра (Grs); в, г — пойкилобластовые выделения кульсонита сложной формы в срастаниях с голдманитом, гроссуляром и диопсидом (Di). Ap — апатит; Tit — титанит. Снимки в обратно-рассеянных электронах.
Геологический институт Кольского научного центра Российской Академии наук, Апатиты Мурманской обл. Санкт-Петербургский государственный университет
КУЛЬСОНИТ В МЕСТОРОЖДЕНИИ ПИРРОТИНОВОЕ УЩЕЛЬЕ 65
Таблица 1. Химический состав кульсонита
Оксид 1 2 3
мас. % ФК мас. % ФК мас. % ФК
FeO 25.63 0.805 24.62 0.767 30.75 0.947
MnO 5.08 0.162 6.55 0.207 - -
MgO 0.08 0.004 0.09 0.005 - -
CaO 0.03 0.001 0.18 0.007 - -
ZnO 2.74 0.076 2.48 0.068 - -
V2O3 55.60 1.674 54.21 1.618 68.41 2.021
Fe2O3 - - - - 0.52 0..14
&2O3 9.90 0.294 9.40 0.277 - -
TiO2 - - 0.89 0.025 - -
A12O3 - - 0.85 0.037 - -
SiO2 - - 0.19 0.007 - -
Сумма 99.06 99.46 99.68
Примечание. 1, 2 — наши данные (1 — кульсонит с единичными включениями, рис. 1а; 2 — агрегат кристаллов с краевыми зонами голдманита и гроссуляра, рис. 1б) , 3 — данные работы [1]. ФК — формульные коэффициенты катионов, рассчитанные на четыре атома кислорода.
прошлого столетия с целью переработки пирро-тиновых руд для нужд химико-обогатительного производства.
Кульсонит установлен в полосчатых мелкозернистых пирротиновых рудах. В минеральном составе руд пирротин имеет доминантное значение. Кроме того, присутствуют халькопирит, сфалерит, галенит, молибденит и графит. Из нерудных минералов, составляющих не более 10—15% от объема руд, отмечены кварц, альбит, диопсид, минералы группы граната: гроссуляр и голдма-нит, титанит, апатит. Акцессорные минералы представлены простыми оксидами группы гематита (карелианит) и сложными оксидами урана и свинца, фосфатами и карбонатами REE.
Кульсонит изучен в аншлифах руд, где изредка он образует одиночные кристаллы, но чаще — агрегаты, сложные сростки индивидов размером 0.1—0.2 мм. Минерал находится в пирротине, но постоянно в ассоциации с голдманитом, гроссу-ляром и диопсидом, которые нередко образуют зональное обрастание кристаллов кульсонита.
Химический состав минерала и характер однородности—неоднородности изучали с помощью сканирующего электронного микроскопа LEO-1450 с энергодисперсионной приставкой Röntec.
Кристаллы кульсонита характеризуются внут-рифазовой однородностью. На участках мелкозернистого сложения пирротиновых руд отчетливо проявлена фазовая неоднородность кульсони-
та, где он образует пойкилобластовые агрегаты с многочисленными мелкими включениями пирротина, графита и силикатов. Характер выделений кульсонита и ассоциирующих с ним минералов показан на рис. 1.
В отраженном свете кульсонит серого цвета, изотропный; внутренние рефлексы не наблюдаются. Отражение минерала ниже, чем у магнетита. Изучение характера дисперсии отражения минерала проводили на микроспектрофотометре МСФ-21. Режимы измерений: щель монохрома-тора — 0.4 мм, зонд — 0.1 мм. Регистрация автоматическая, замеры через 20 нм, в диапазоне 400— 700 нм. Эталон — SiC (ЯеАехюп881апдагё — 474251, № 545, Германия). Значения отражений кульсонита (X, нм) Я, %: (400) 16.64, (420) 16.44, (440) 16.28, (460) 16.21, (480) 16.18, (500) 16.18, (520) 16.23, (540) 16.30, (560) 16.38, (580) 16.46, (600) 16.54, (620) 16.67, (640) 16.83, (660) 17.03, (680) 17.26 и (700) 17.50. Изучение микротвердости (УН^ кульсонита проводили на приборе ПМТ-3 при нагрузке 20 г. Минерал хрупкий. VHN (п = 3) варьируется от 319.8 до 357.4 кг/мм2, среднее значение составляет 338.6 кг/мм2. Анализ однородных зерен выполнен с помощью волнодисперси-онного электронно-зондового микроанализатора MS-46 Сашееа. Химический состав кульсонита в целом довольно устойчив (табл. 1). Минерал содержит заметное количество (мас. %) МпО 5—6, ZnO 2—3, Сг2О3 9—10, в незначительных количествах отмечают примеси М§, А1, И
5 ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 446 № 1 2012
66 КАРПОВ и др.
Таблица 2. Рентгенограмма порошка кульсонита
I/I0 d Л "изм> ^ hkl d Л "расч> ^ I/I0 d Л изм hkl d Л "расч> ^
6 3.004 220 3.0017 6 1.6331 511, 333 1.6339
10 2.56 311 2.5598 8 1.4992 440 1.5008
1 2.456 222 2.4509 2 1.2917 533 1.2947
4 2.122 400 2.1225 3 1.102 553 1.1053
3 1.7295 422 1.733
Примечание. Условия съемки: камера РКД 57.3 мм, Бе^-излучение.
Кристаллохимические формулы минерала:
1. (Fe0.805Mn0.162Zn0.076Mg0.004Ca0.001)21.048(V1.674Cr0.294) 21.968°4;
2 (Fe0.767Mn0.207Zn0.068Ca0.007Mg0.005)S1.054(V1.674Cr0.294Al0.037Ti0.025SÍ0.007)S1.964O4; 3. Fe0.94(V2.021Fe0.014)s2.035O4.
Результаты рентгенофазового исследования порошка кульсонита приведены в табл. 2. Расчетный параметр элементарной ячейки, а = 8.490(7) А, близок к параметру искусственной шпинели БеУ204, а = 8.484 А [5].
Кроме кульсонита в рудах были установлены и другие богатые ванадием минералы (У203, мас. %): карелианит (до 90), голдманит (до 20—25). Повышенное содержание ванадия также отмечают в диопсиде (до 9 мас. % У203).
В углеродистых породах Имандра-Варзугской структурной зоны, которые являются вмещающими для колчеданных руд Прихибинья, определены У и Сг в повышенных концентрациях [6]. Предполагается, что при метаморфизме, в том числе и контактово-термальном воздействии Хибинского массива, происходило перераспределе-
ние вещества, в результате чего образовывались собственные ванадиевые минеральные фазы.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Radtke A.S. // Amer. Miner. 1962. V. 47. P. 1284-1291.
2. Canet C., Alfonso P, Melgarejo C.-J, Jorge S. // Canad. Miner. 2003. V. 41. P. 561-579.
3. Спиридонов Э.М. // ДАН. 1979. Т. 245. № 2. С. 447449.
4. Михайлова Ю.А., Пахомовский Я.А., Меньшиков Ю.П. Тр. ФНС. КО РМО. Апатиты, 2004. С. 28-29.
5. HillR.J., Craig J.R., Gibbs G.V. // Phys. Chem. Miner. 1979. V. 4. P. 317-339.
6. Мележик В.А., Басалаев А.А, Предовский А.А. и др. Углеродистые отложения ранних этапов развития Земли (геохимия и обстановки накопления на Балтийском щите). Л.: Наука, 1988. 197 с.
ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК том 446 № 1 2012
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.