Введение к работе
Актуальность темы. Слюды, важнейшие породообразующие минералы, существуют в широком интервале термодинамических условий и несут большую петрогенетическую информацию (Ушакова. 1971; Лапи-дес и др., 1977; Павлишин и др., 1983; Бахтин, 1985 и др.).
На основе типоморфизма минералов разрабатываются новые, перспективные методические подходы поисков и оценки полезных ископаемых, с т. ч. слюдоносных пегматитовых жил. Типоморфизму промышленного мусковита посвящены многочисленные работы (Белянкина и др., 1958, Пономарева, 1985. Мецик, 1989, Шмаклн, 1985 и др.) и. в первую очередь, эти работы касаются изучения химического состава, геохимии малых элементов. Установлены типоморфные значения особенностей состава мусковита разных формационных типов 'гранитных пегматитов, разных генетических типов мусковита, основные схемы изоморфных замещений. Наибольшей петрогенетпческой информативностью в промышленном мусковите обладают элементы группы железа (Бахтин,1985), изоморфно входящие в структуру минерала и определяющие его нестехиометрию. Кристаллохимическая неоднородность кристалла определяется изменением химической активности и концентрации компонентов, давления и температуры, окислительно-восстановительного потенциала в процессе его роста.
Одной из важнейших проблем слюдяной отрасли является разработка поисковых и оценочных критериев пегматитовых жил, в том числе глубокозалегающих. Существующие методики проведения геолого-разведочных работ требуют большого объема горных работ и носят затратный механизм. Создание эффективных поисковых критериев требует разнообразных исследований- геолого-структурных, минералогических, термобарогеохимических, геофизических и др. К настоящему времени в той или иной степени поисковые критерии на этой основе разработаны и внедрены в практику геолого-разведочных работ. Потребность промышленности в крупноразмерном, высококачественном мусковите определяет необходимость повышения эффективности поиска объектов, содержащих сырье определенного качества и ассортимента и разработки соответствующих поисковых и оценочных критериев.
Изучение типоморфных особенностей листового мусковита основных мусковитоносных провинций России и разработка на этой основе кристаллохимических критериев и методов прогноза, поисков и
1 .
оценки качества и группового состава листового мусковита на ранних стадиях геолого-разведочных работ, повышающих их достоверность и эффективность представляется актуальной.
Цель работы. Выявление типоморфных особенностей листового мусковита разного качества и ассортимента основных мусковито-носных провинций России и разработка прогнозно-оценочных критериев, пегматитовых жил, в том числе глубоко-залегающих.
Основные задачи. 1. Выяснение особенностей строения и состава листового мусковита на основе его детального изучения спектроскопическими методами исследования вещества. 2. Типизация условий среды мусковитообразования. 3. Установление возможностей и перспектив использования типоморфных особенностей листового мусковита в поисковой минералогии.' 4. Разработка кристаллохими-ческих критериев прогноза и оценки качества и группового состава мусковита.
Научная новизна. Представительная коллекция образцов листового мусковита с основных мусковитоносных провинций России детально изучена методами оптической, инфра-красной, мессбауэровс-кой и люминесцентной спектроскопии. Установлены типоморфные особенности мусковита разных провинций, геолого-генетических и геолого-промышленных типов пегматитовых жил и листового мусковита разного качества и ассортимента. Показана генетическая и геолого-промышленная информативность ионов Fez+ и Fe3+, Mnz+ в структуре мусковита. Проведена типизация условий среды минералообра-зования и построена модель мусковитообразования в пегматитах и определена оптимальная область формирования высококачественного мусковита. Показано, что при равных количествах изоморфно входящих ионов железа в структуру мусковита высококачественные кристаллы отличаются тем, что в них изоморфные катионы, оказывающие значительное влияние на координационное окружение, расселяются по структурным позициям таким образом, что вызывают наименьшие искажения и дислокации структуры. Разработаны кристаллохимичес-кие критерии оценки качества листового мусковита и методика оценки группового состава мусковита при керновом опробовании.
Практическое значение. Выявленные кристаллохимические особенности листового мусковита разных геолого-промышленных типов, качества и сортов послужили основой для разработки прогнозных и оценочных критериев листового мусковита, создания методики оцен-
kii группового состава мусковита при керновом опробовании, создания основ и методических подходов кристаллохимического картирования мусковитоносных площадей. Методика оценки группового состава мусковита при керновом опробовании успешно прошла производственную апробацию в Мамско-Чуйском и Чупино-Лоухском районах.
Методы исследования и фактический материал. Направленность работы на создание кристаллохимических критериев прогноза и оценки мусковитоносных объектов предопределила необходимый набор методов исследования, отличающихся экспрессностью и информативностью в отношении элементов группы железа в структуре мусковита. Спектры оптического поглощения записывались в диапазоне от 400 до ЮООнм на спектрофотометрах СФ-26. СФ-56, СФ-18, Spe-kol-211 (2000 проб), мессбауэровские спектры- на спектрометре ЯГ'РС-4 (80 проб, Булатов Ф.М.), спектры люминесценции на оригинальной установке, созданной на базе монохроматора МДР-23 (Щербаков В.Д., ЦНИИгеолнеруд), спектры инфракрасного поглощения на спектрометрах ИКС-29, Spekord-80M (100 проб. Поклонов В.И.). Кроме того изучался химический состав листового мусковита (85 проб) и определялось содержание щелочных и щелочно-земельных элементов (40 проб). Экспериментальные исследования проводились в лабораториях ЦНИИгеолнеруда, Казанского госуниверситета. Института геохимии (г.Иркутск). Был изучен листовой мусковит с более чем 70 промышленных пегматитовых жил основных провинций России.
Защищаемые положения. 1 Листовой мусковит основных мусковитоносных провинций России и различных генетических и геолого-промышленных типов имеет типоморфные особенности, выражающиеся в неоднозначном распределении ионов Fe2* и Fe3t по неэквивалентным позициям в структуре минерала, которое определяется термодинамическими и физико-химическими условиями среды минералооб-разования. 2. Высококачественный листовой мусковит (сырье для производства телепластин) отличается от рядового мусковита (на фоне региональных отличий) повышенной локальней упорядоченностью изоморфных катионов в октаэдрических позициях. 3. Построена модель мусковитообразования в пегматитах и определено место и условия формирования крупноразмерного высококачественного мусковита, предложена методика количественной оценки качества листового
6 .
мусковита, основанной на его типоморфных особенностях.
Апробация работы. Основные положения диссертации изложены в ряде научно-производственных отчетов, докладывались на НТС ПГО"Иркутскгеология", "СевЗапгеология", НТС Мамско-Чуйской, Северной и Витимской геолого-разведочных экспедициях, на конференции молодых ученых в ЦНИИгеолнеруде, научно-методическом совете отдела горнорудного сырья ЦНИИгеолнеруда.
По теме диссертации опубликовано 10 работ.
Объем и структура работы. Диссертация объемом 153 страниц состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического указателя и содержит 105 страниц машинописного текста, 29 рисунков; 25 таблиц и 96 наименований литературы.
Работа выполнена в отделе геологии горнорудного и минерально-строительного сырья ЦНИИгеолнеруда под научным руководством доктора геолого-минералогических наук, профессора Н.Н.Ведерникова и кандидата геолого-минералогических наук Е.М.Аксенова, которым автор выражает глубокую благодарность. За научную поддержку и интерес к работе автор искренне признателен доктору геолого-минералогических наук, профессору А.И.Бахтину, некоторые идеи которого были использованы для решения поставленных в работе задач. Автор благодарен сотрудникам ЦШИгеолнеруд А.Е.Аксенову, В.Д.Щербакову, Ф.М.Булатову, В.И.Поклонову, Л.Ю.Новицкой. За ценные замечания при обсуждении работы, за поддержку в проведении производственной апробации методик автор признателен Бушеву А. Г., Гарнику Ю.Г., Иванову М.А.. Кочневу А.П., Лазареву А. Г., МаловуН. Д., Низамову Г. С., Родионову Г.Г., Родионову В. С., Рыц-ку Ю.Е., Ткачеву А.В., Соколову Ю.М., геологам Северной, Мамско-Чуйской и Нижнеудинской экспедиций.
