УДК 551.231
НОВЫЕ МИНЕРАЛЫ В ПРОДУКТАХ ФУМАРОЛЬНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ БОЛЬШОГО ТРЕЩИННОГО ТОЛБАЧИНСКОГО ИЗВЕРЖЕНИЯ
© 2012 г. Л. П. Вергасова1, С. К. Филатов2
1 Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН 683006 Петропавловск-Камчатский, бульвар Пийпа, 9, e-mail: vlp@kscnet.ru
2Кафедра кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета 199034 Санкт-Петербург, Университетская набережная, 7/9, e-mail: filatov.stanislav@gmail.com Поступила в редакцию 03.04.2011 г.
Приводится сводка и охарактеризованы некоторые физические свойства и химизм новых природных соединений семи различных классов из отложений фумарол Большого трещинного Толбачин-ского извержения (1975—1976 гг., Камчатка), установленных по данным минералогических и кри-сталлохимических методов исследования.
Исполнилось 35 лет с начала поствулканической деятельности на новообразованных телах — шлаковых конусах и лавовых потоках Большого трещинного Толбачинского извержения (БТТИ, 1975—1976 гг., Камчатка), крупнейшего в современную эпоху Курило-Камчатского региона базальтового извержения [Большое трещинное ..., 1984]. За это время в результате целенаправленных режимных наблюдений на БТТИ с использованием современных минералогических и кристаллохимических методов исследований, выполненных в Институте вулканологии и сейсмологии (ИВиС) ДВО РАН и на кафедре кристаллографии Санкт-Петербургского государственного университета (СПбГУ), обнаружено 120 минералов эксгаляций. Это значительно превышает количество минеральных видов, установленных в отложениях фумарол на вулканах Камчатки [Набоко, 1959; Серафимова, 1979]. Причем каждый четвертый фумарольный минерал БТТИ оказался новым (табл. 1).
Минералы вулканических эксгаляций — особая генетическая группа. Систематические исследования, выполнявшиеся длительное время в одном методическом плане, позволили не только накопить обширный экспериментальный материал, но также получить ряд приводимых ниже обобщений и на этом основании выделить объекты исследования в особую генетическую группу минералов вулканических эксгаляций [Вергасова, Филатов, 1993]. Такие минералы образуются в поверхностных условиях при участии флюидной фазы при повышенных температурах и давлении, близком к атмосферному. Результаты исследований, анализа и систематики минералов фумарол БТТИ вносят дополнение в понимание геохимических особенностей конденсированных флюид-
ных потоков основных магм, их металлоносно-сти, значительно расширяют представление о минеральных формах концентрации меди и о формах нахождения отдельных рудных компонентов в постмагматическом процессе.
С остыванием первых порций лавы, излившихся в пределах Северного прорыва (СП) БТТИ, на поверхности лавовых потоков появились пестро окрашенные пятна. Последние имели четкую пространственную связь с фумаролопроявлени-ем. Появление пестро окрашенных пятен на фоне темно-серых изверженных пород (вулканитов) может служить одним из признаков отделения вулканических эксгаляций и формирования связанных с ними минеральных образований. Фума-рольная деятельность на Новых Толбачинских вулканах и лавовых потоках продолжается с разной степенью активности и поныне, наиболее интенсивно в кратерных зонах Первого, Второго, Третьего конусов СП и конуса Южного прорыва (ЮП). Поствулканическая деятельность БТТИ характеризуется широким развитием температурных неоднородностей, значительным преобразованием изверженных пород под воздействием фу-марольных газов и формированием разнообразных минеральных новообразований и рудных скоплений, распространенных в участках поверхностной разгрузки газов. Комплексное исследование твердых продуктов фумарольной деятельности БТТИ выявило их уникальность по масштабу проявления, разнообразию минеральных фаз и богатству элементного состава. При этом значительно, на 52 наименования, был расширен список минералов, встречающихся на вулканах Камчатки, выявлена широкая ассоциация минералов меди (40, из них 10 ведущих). Установлено,
эли
ого
О П/
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
13.
14.
15.
16.
17.
18.
19.
20.
21.
22.
23.
24.
25.
26.
27.
28.
29.
30.
31.
32.
. Новые минеральные виды, обнаруженные в отложениях фумарол Большого трещинного Толбачин-ержения (Камчатка, 1975—1976 гг.)
Название минерала
Формула минерала
Литература
Меняйловит
Толбачит Меланоталлит Пономаревит Лесюкит
Хлорартинит
Аларсит
Копарсит
Урусовит
Филатовит Брадачекит Ламмерит-ß
Ленинградит Аверьевит
Пауфлерит Пийпит
Федотовит
Камчаткит
Ключевскит
Алюмоключевскит
Влодавецит
Набокоит
Атласовит
Вергасоваит
Софиит
Ильинскит
Бернсит
Хлороменит
Георгбокиит
Парагеоргбокиит
Прьюиттит
Аллохалькоселит
Фториды Ca4AlSi(SO4)F13 • 12H2O Хлориды и оксохлориды CuCl2 Cu2OCl2 К4Си4ОС110 Al2(OH)5Cl • 2H2O
Карбонаты Mg2(CO3)ClOH3H2O Арсенаты
AlAsO4
Cu4O2[(As,V)O4]a Cu[AlAsO5]
K[(Al,Zn)2(Al,Si)2Os] NaCu4(AsO4)3 ß-Cu3(AsO4)2
Ванадаты PbCu3(VO4)2Cl2
Cu5(VO4)2O2 • nMX
Сульфаты и оксосульфаты ß-VOSO4
K4Cu4O2(SO4)4 • MeCl
K2Cu3O(SO4)3 KCu3OCl(SO4)2 K3Cu3Fe3+O2(SO4)4 K3Cu3AlO2(SO4)4 AlCa2(SO4)2F2Cl • 4H2O Cu7Te O4(SO4)5 • KCl Cu6Fe3+Bi3+O4(SO4)5 • KCl Cu3O[(Mo,S)O4][SO4]
Селениты и оксоселениты Zn2(SeO3)Cl2 NaCu5O2(SeO3)2Cl3 KCdCu7O2(SeO3)2Cl9 Cu8ZnO2(SeO3)4Cl6 Cu5O2(SeO3)2Cl2 ß-Cu5O2(SeO3)2Cl2 KPb15ZnCu6O2(SeO3)2Cl10 Cu+Cu2+5PbO2(SeO3)2Cl5
[Вергасова и др., 2004]
[Вергасова, Филатов, 1983] [Вергасова, Филатов, 1982] [Вергасова и др., 1988в] [Вергасова и др., 1997а]
[Вергасова и др., 1998б]
[Семенова и др., 1994]
[Vfergasova et al., 1999a]
[Krivovichev et al., 2000; Vfergasova et al., 2000]
[Vfergasova et al., 2004]
[Filatov et al., 2001]
[Старова и др., 2011]
[Вергасова и др., 1990]
[Вергасова и др., 1998а; Starova et al., 1997 ]
[Krivovichev et al., 2007]
[Вергасова и др., 1984; Филатов, Вергасова, 1989]
[Вергасова и др., 19886]
[Вергасова и др., 1988а]
[Вергасова и др., 1989а]
[Gorskaya et al., 1995]
[Вергасова и др., 1995а]
[Попова и др., 1987]
[Попова и др., 1987]
[Bykova et al., 1998]
[Вергасова и др., 1989б] [Вергасова и др., 1997б] [Krivovichev et al., 2001] [Vfergasova et al., 1999b] [Вергасова и др., 1999] [Вергасова и др., 2006] [Кривовичев, 2008] [Вергасова и др., 2005]
ие. Жирным шрифтом выделен кислород оксосолей, не входящий в кислотные остатки.
что на фоне преобладания литофильных компонентов (К, Ш, М& Са, А1, 81, Rb, Сз, Р, V, С, О, Д С1) значительная роль в минералообразующих процессах принадлежит таким халькофильным элементам, как 8, Си, Zn, РЬ, Аз, 8е, Аи, В1, Те (в порядке убывания). Из сидерофильных компонентов встречаются Fe и Мо. Максимально высокое содержание рудных элементов отмечается обычно для меди, свинца и цинка. В зоне проявления активных фумарольных процессов на Втором конусе СП БТТИ установлено современное вулканогенно-эксгаляционное рудопроявление, преимущественно медного состава [Набоко, Гла-ватских, 1983]. Оно сопровождалось Аз, V, 8е, В1, Те, Аи минерализациями. Это говорит о том, что наиболее интенсивное образование эксгаляцион-ных рудных минералов имеет место в постмагматический период прорыва магнезиальных базальтов в 1975 г. в пределах Северной группы Новых Толба-чинских вулканов [Большое трещинное ..., 1984]. Рудообразующий процесс происходил со значительным привносом щелочных компонентов № и К. Практически на всех участках приповерхностное медное рудопроявление сопровождается фторметасоматическим изменением пород. Отмечалось местами также интенсивное преобразование изверженных пород под воздействием фумарольных газов, которое характеризуется полным выносом петрогенных компонентов, кроме кремния (в результате сернокислотного выщелачивания), или формированием метасома-тически измененных пород с алюминиевой специализацией, имеющих широкое распространение в пределах Первого конуса СП БТТИ [Верга-сова и др., 2007].
Новые минералы фумарол БТТИ. Особенностью современной вулканогенно-эксгаляционной минерализации БТТИ является обнаружение значительного числа новых природных соединений. К настоящему времени (см. табл. 1) установлено и описано 32 (из них 24 в составе рудного вещества) новых минерала, в открытии и исследовании 29 из которых непосредственное участие принимали авторы настоящей статьи. Большинство новых минералов не имело аналогов среди природных и синтезированных соединений. Синтетические аналоги были выявлены для толбачита, мелано-таллита, хлорартинита, аларсита, брадачекита, ламмерита-Р, меняйловита и георгбокиита. Ме-ланоталлит, включенный в таблицу новых минералов, ранее считался сомнительным минералом. Об этом минерале с вулкана Везувий ^атЬошш, 1935] было известно только то, что он неустойчив и меняет свой черный цвет на зеленый, вследствие чего был назван в свое время меланоталлитом (те1апо1а11о — с итальянского — черно-зеленый). Для него также были определены химический состав и кристаллохимические характеристики.
Как видно из табл. 2, большая часть новых минералов обнаружена в отложениях фумарол Второго конуса — мощного очага разгрузки флюидных потоков, на который приходится основной объем излившихся лав (преимущественно, магнезиальные базальты умеренной щелочности) в пределах Северной группы Новых Толбачинских вулканов [Большое трещинное ..., 1984].
Названия новым минералам даны по географическому признаку (по месту находки) как, например, толбачит, камчаткит, ключевскит. Ряд названий отражает химический состав, например, аларсит, хлороменит, копарсит. Некоторые новые минералы названы в честь отечественных вулканологов, например, пономаревит, аверье-вит, меняйловит и др., а также в честь отечественных и зарубежных ученых, внесших значительный вклад в дело развития Наук о Земле, например, пийпит, софиит, влодавецит, георгбокиит, урусовит, федотовит, брадачекит, пауфлерит и др. Все новые минералы БТТИ были в свое время утверждены Комиссией по новым минералам и названиям минералов Международной минералогической ассоциации (IMA), на каждый новый минерал был выдан диплом Комиссии по новым минералам Российского минералогического общества (РМО, ранее ВМО).
Физические свойства нов
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.