Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Генезис корунда (литературный обзор) 8
1.1. Гипотезы происхождения корунда 8
1.2. Корунд среди мегакристаллов высокого давления 9
1.3. Генетические типы месторождений корунда 13
ГЛАВА 2. Объект и методы исследований 27
2.1. Обоснование выбора объекта исследований 27
2.2. Методы исследований 29
2.3. Термо барогеохимические методы 30
2.3.1. Микровключения (общие сведения) 30
2.3.2. Обзор методов исследования микровключений 32
2.3.3: Термо- и криометрия включений в корундах, 33
2.4. Рентгенов с кие методы локального анализа 35
2.5. Спектроскопия 37
ГЛАВА 3. Геология и геохимия района незаметнинского месторождения 37
3.1. Исторический очерк геологических исследований накамнесамоцветы в районе незаметнинского месторождения 37
3.2. Геологическое строение района незаметнинского месторождения . 39
3.2.1. Стратифицированные образования. 41
3.2.2. Магматические комплексы 43
3.2.3. Роговики и метасоматические породы 82
3.2.4. Тектоника 86
ГЛАВА 4. Корунды незаметнинского месторождения 88
4.1. Минералогия корунда (литературный обзор) 88
4.2. Корунды незаметнинского месторождения 92
4.3. Природа окраски незаметнинских корундов 100
4.4. Включения в корундах 94
4.4.1. Термо- и криометрические исследования расплавных и сопутствующих включений 138
4.5. Возможный механизм образования корунда на незаметнинском месторождении 153
Заключение 156
Литература 159
- Корунд среди мегакристаллов высокого давления
- Термо барогеохимические методы
- Геологическое строение района незаметнинского месторождения
- Корунды незаметнинского месторождения
Введение к работе
Работа посвящена проблеме генезиса корунда комплексного месторождения Незаметнинское. К настоящему моменту ото единственное в России проявление благородного корунда (сапфира) с перспективными прогнозными ресурсами [Ляшенко, 2004; Турашева, 2004]. Геологические исследования предшественников в районе месторождения в основном были посвящены выяснению геолого-структурных, минералогических, геохимических особенностей, характера околорудных изменений и др., а также решению проблемы рудообразования, в частности, происхождения золото-вольфрамовой минерализации. Проблема генезиса корунда считалась второстепенной, и серьезно не рассматривалась. Поэтому к настоящему времени происхождение корундов Незаметнинского, как и многих других известных в районе проявлений, остается одним из серьезных актуальных вопросов. О сложности проблемы свидетельствует существование в теории большого количества достаточно обоснованных гипотез происхождения корунда, который считается полигенным минералом и может кристаллизоваться как непосредственно из магматического расплава, так и в результате процессов метаморфизма и метасоматоза. Как правило, в литературе обсуждаются корунды из россыпей, редкие сведения о коренных месторождениях лишены достаточной освещенности геологии, петрографии пород и других важных характеристик, изобилуют неопределенностями в диагностике пород и минералов, последовательности их образования. По этим причинам возникает ряд затруднений в трактовке генезиса корунда многих известных месторождений. Также практически отсутствуют сведения о физико-химических параметрах образования природных корундов. Чаще всего для определения источника минерального вещества используется комплекс геологических, минералогических и геохимических признаков, которые, при безусловной важности для решения проблемы, являются качественными и вероятностными. Именно поэтому в настоящее время для определения источника минерального вещества, кроме перечисленных признаков, привлекаются более точные сведения об условиях кристаллизации минерала, которые могут быть получены только методами термобарогеохимии: Кроме того, особый интерес представляют конкретные данные о реальном месторождении корунда, на котором выполнен комплекс исследований, позволяющий обоснованно судить о происхождении корунда.
Цель и; задачи исследования. Основная цель исследования -определить физико-химические параметры процесса образования корунда различными методами и попытаться обосновать его генезис, а также выявить геологические и петрологические особенности пород месторождения Неза метни некое.
Для достижения этой цели решались следующие задачи: минералогические и термобарогеохимические исследования корундов месторождения, петрографическое и петрохимическое изучение пород, уточнение геологической истории развития Незаметнинского месторождения.
Фактический материал и; методы исследования. Основой диссертации послужили материалы, собранные автором и сотрудниками геммологической лаборатории ДВГИ ДВО РАН в процессе целенаправленных полевых исследований на площади Незаметнинского рудного поля в период 2000-2003 г.г, В ходе полевых работ отобраны для дальнейшего изучения 500 образцов пород и 500 кристаллов корунда. В работе использовались как ставшие уже традиционными для геологической науки методы - петрографический, химический, спектральный, рентгенофлуоресцентный, так и более точный термобарогеохимический - главным образом, волюмо-, крио- и термометрия в комплексе с современными методами локального исследования микрообъектов. Для установления природы окраски различных цветовых групп корунда Незаметнинского месторождения применялся метод спектроскопии. В ходе работы просмотрено 500 шлифов пород, около 150 пластин корунда. В крио- и термометрических опытах изучено около 60 флюидных включений. Для локального рентгеновского анализа подготовлено более 50 сингенетичных минеральных включений;
Исходные материалы и личный вклад автора в решение проблемы. Основу работы составляют результаты геолого-минералогических и термобарогеохимических исследований автора на площади Незаметнинского рудного поля. Основные защищаемые положения сформулированы по результатам как проведенных лично автором, так и совместных исследований, опубликованным в статьях и тезисах. Научные задачи исследования и основные подходы к их решению намечены совместно с научным руководителем А.И. Ханчуком, зав. лабораторией Б.Л. Залищаком и ст.н.с. В.А. Пахомовой. Исследование первичных расплавных и сопутствующих им углекислотных включений в корундах месторождения Незаметнинское проведено благодаря содействию д.г.-м.н. Ф.Г. Рейфа (ГИН СО РАН) и д.г.-м.н. В.Ю. Прокофьева (ИГЕМ РАН), а сингенетичных минеральных - к.г.-м.н, В.И. Сапина (ДВГИ ДВО РАН), к.г.-м.н. А.В. Мохова и ст.н.с. М.И. Лапиной (ИГЕМ РАН). Разработка конкретных способов исследования и их практическая реализация осуществлены лично автором. В ходе исследования просмотрено более 500 шлифов пород и около 150 пластин корунда. В термо- и криометрических опытах изучено около 60 флюидных включений. Для локального рентгеновского анализа подготовлено более 50 сингенетичных минеральных включений.
Научная, новизна. Впервые систематически изучен обширный геологический материал, собранный автором- в районе Незаметнинского месторождения. Получены новые данные, позволившие уточнить некоторые детали геологического строения месторождения. В частности, впервые среди гранитоидов Незаметнинского штока установлены высокоглиноземистые разновидности - альмандин-мусковитовая и альмандин-биотит-мусковитовая (АЬОз 11.70—15.50 мас.%). На основе привлечения и освоения различных методов исследований, в том числе и нетрадиционных, изучены минеральные и флюидные включения в корундах россыпи; Исследованиями минеральных включений в корунде выявлен его парагенезис: колумбит, альбит, циркон, цинксодержащий герцинит, рутил, монацит и флюорит. Установленная совокупность сингенетичных корунду минералов, присутствие акцессорного корунда в грейзенизированных высокоглиноземистых гранит-порфирах и граносиенитах Незаметнинского месторождения, а также состав закаленных стекол первичных расплавных включений свидетельствуют о том, что наиболее вероятным коренным источником корунда, обнаруженного в Незаметнинской россыпи, являются высокоглиноземистые гранитоиды (граносиениты?) Маревского интрузивного комплекса и связанные с ними корунд содержащие метасоматиты. На основании данных, полученных в результате изучения первичных включений в корундах, определены параметры начала природного процесса: кристаллы корундов незаметнинской россыпи возникли из флюидонасыщенного граносиенитового расплава низкой вязкости, обогащенного углекислотой, фосфором и хлором, при дефиците воды во флюидной фазе, в интервале температур 780 - 820 °С и давлений 1.7-3 кбар.
Новизна подходов, использованных автором в ходе выполнения работы, заключается в комплексировании методов исследования. Практическая значимость. Научные результаты, изложенные в работе, рекомендуются к применению при изучении корунд содержащих объектов для решения спорных вопросов, касающихся генезиса корунда и его места в эволюционном ряду образования пород на конкретных месторождениях. Методические подходы, предложенные автором, могут быть использованы для выяснения роли гран ито идо в и связанных с ними метасоматитов в формировании корундовой минерализации. Определение типоморфных особенностей корундового сырья, которые определяются генетическим типом самоцветов, их минералого-геохимическими и геммологическими характеристиками, может быть использовано для разработки методик облагораживания некондиционного сырья с целью увеличения запасов месторождения:
Апробация І работы. По теме диссертации опубликовано 13 работ (11 статей и 2 тезисов). Основные положения работы докладывались и обсуждались на 1Х-ой Международной конференции по термобарогеохимии {Александров, 2001); ХІ-ой сессии Северо-Восточного отделения ВМО "Проблемы геологии и металлогении Северо-Востока Азии на рубеже тысячелетий" (Магадан, 2001); V-ой Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (МГГА, 2001); III-ем Международном минералогическом семинаре «Новые идеи и концепции в минералогии» (Сыктывкар, 2002); Научной сессии «Новые данные по геологии Востока Азии и Западной Пацифики» (по результатам НИР ДВГИ ДВО РАН 1997-2001 гг.); Научной сессии (по результатам НИР ДВГИ ДВО РАН 2002 г.); Vl-ой Международной конференции «Кристаллы: рост, свойства, реальная структура, применение» (Александров, 2003) и на Годичном собрании Минералогического общества при РАН «Минералогия, геммология, искусство" (Санкт-Петербург, 2003).
Получен Диплом Президиума и Совета Минералогического общества "За лучший доклад молодого учёного" (соавторы В.Б. Тишкина, М.И. Лапина) -"Минеральный: парагенезис корунда - ключ к решению проблемы его происхождения".
Объем и структура.работы. Диссертация состоит из 4 глав, Введения и Заключения, имеет общий объем 168 страниц, 19 иллюстраций, 55 фотографии, 14 таблиц. В списке литературы 147 источников. Основные защищаемые положения.
1. Совокупность сингенетичных минеральных включений в корунде из Незаметнинской россыпи, представленных рутилом, альбитом, цинксодержащим герцинитом, колумбитом, монацитом, цирконом и флюоритом: существенно отличается от ассоциации акцессорных минералов щелочных базальтов. В гораздо большей степени она соответствует набору акцессориев, характерных для гранитоидов Маревского интрузивного комплекса.
2. Согласно результатам изучения первичных включений минералообразующей среды в кристаллах корунда Незаметнинской россыпи, они возникли из флюидонасыщенного граносиенитового расплава, обогащенного углекислотой, фосфором и хлором при дефиците воды во флюидной фазе, в интервале температур 780 - 820°С и давлений 1.7-3 кбар.
3. Наиболее вероятным поставщиком корунда в Незаметнинскую россыпь являются высокоглиноземистые гранитоиды (граносиениты?) Маревского интрузивного комплекса и связанные с ними корунд содержащие метасоматиты.
Благодарности: Работа выполнена в геммологической лаборатории Дальневосточного геологического института ДВО РАН. На всех этапах ее подготовки, начиная с 2000 года, автор ощущал внимание и поддержку со стороны научного руководителя, директора института, члена-корреспондента РАН А.И. Ханчука, заведующего лабораторией Б.Л. Залищака, а также своего учителя по освоению основных приемов и методов термобарогеохимии к.г.-м.н. В.А. Пахомовой, советы и критические замечания которых способствовали более строгому анализу полученных результатов. Исследование первичных расплавных и сопутствующих им углекислотных включений в корундах стало возможным благодаря содействию и непосредственному участию д.г.-м.н. Ф.Г. Рейфа (ГИН СО РАН) и д.г.-м.н, В.Ю. Прокофьева (ИГЕМ РАН). Анализы закаленных стекол микровключений и минеральных включений выполнялись М.И. Лапиной в лаборатории кристаллохимии минералов им. Белова (ИГЕМ РАН) и к.г.-м.н. Н.С.Кармановым в лаборатории физических методов анализа (ГИН СО РАН). Неоценимую помощь в исследовании особенностей состава акцессорных минералов гранитоидов оказал заведующий лабораторией: кристаллохимии минералов им. Белова (ИГЕМ РАН) к.г.-м.н. А.В. Мохов. Спектры оптического поглощения регистрировались М.В. Краснобаевой (МГГУ). До конца своей жизни активное участие в диагностике минеральных включений посредством микрозондового анализа принимал к.г.-м.н. В.И. Сапин. Аналитические работы (химические, спектральные, рентгенофлуоресцентные анализы) в лабораториях ДВГИ ДВО РАН выполняли Г.И. Макарова, Л.И. Азарова, Т.К. Бабова, В,И. Сеченская, Т.А. Лотина и И.В. Боровик. Огромную помощь в оформлении работы оказали коллега по лаборатории - В.Б. Тишкина, а также заведующая лабораторией компьютерных технологий ДВГИ ДВО РАН к.г-м.н. В.В. Наумова с сотрудниками этой лаборатории СВ. Михайловой и Л.Ю. Смирновой. Автор считает приятным долгом выразить всем вышеназванным коллегам искреннюю благодарность и признательность.
Корунд среди мегакристаллов высокого давления
Петрологическая проблема генезиса «мегакристаллов высокого давления» в кимберлитах и щелочных базальтоидах, обсуждавшаяся весьма остро в конце 1980-х годов, актуальна до сих пор, в особенности это связано с решением вопроса о происхождении среди них таких минералов, как корунд, циркон и некоторых других акцессорных минералов. Под термином; «мегакристаллы высокого давления» или «дискретные нодули» понимается обширная группа минералов (пироксены, оливин, плагиоклазы, K-Na-полевые шпаты, титаномагнетиты, ильмениты, слюды, амфиболы, гранаты, апатит, циркон, корунд и др.), характеризующихся относительно гомогенным составом и размером отдельных индивидов, достигающим 20 см.
На современном уровне знаний в геологической науке обоснованы и аргументированы, по крайней мере, четыре точки зрения, касающиеся генезиса мегакристаллов: 1. Широкое распространение получило представление об интрателлурическом происхождении мегакристаллов, являющихся продуктами близликвидусной кристаллизации базальтовой магмы в глубинных магматических очагах. Сторонники этой гипотезы опираются главным образом на экспериментальные исследования в условиях высоких давлений и температур [Green & Hibberson, 1970; Irving & Green, 1970; Irving, 1971; Knutson & Green, 1975; Liu & Presnall, 1990]. В результате этих работ были получены близкие по составу к природным аналогам близликвидусные пироксены, гранат, титан-флогопит. В качестве других аргументов в пользу этой теории приводятся корреляционное сходство составов мегакристаллов и вмещающих пород, а также однородность состава и исключительно большие размеры дискретных нодулей. Считается, что последние два аргумента свидетельствуют о свободном росте кристаллов в длительно существующих стабильных физико-химических условиях. 2. К настоящему моменту накоплены многочисленные доказательства того, что некоторые из мегакристаллов является не интрателлурическими фазами, как предполагают сторонники первой гипотезы, а ксеногенными образованиями. Ю.С. Геншафт [Геншафт, 1987] и Guo [Guo, 1996] считают, что появление среди дискретных нодулей таких акцессориев, как корунд и циркон, невозможно объяснить простым фракционированием базальтового расплава при любых геологически возможных условиях. Guo, исследовав сингенетичные минеральные включения в корундах из различных областей {Австралии, Китая, Таиланда, Кении и США), пришел к выводу, что в их формировании принимали участие, по крайней мере, два: источника - весьма дифференцированный гранитоидный и карбонатитовый расплавы. Иначе, по его мнению, невозможно объяснить появление среди включений в корундах таких минералов как колумбит, пирохлор, ильменорутил, циркон, альбит, КПШ, обогащенных Fe, Си, Zn -сульфидов и др. и отсутствие среди них оливина, пироксенов и других минералов, характерных для базальтовых расплавов. Этот аргумент служит серьезным доводом в пользу того, И что эти минералы являются продуктами процессов, происходивших до излияния базальтоидов, т.е. по существу они являются ксенокристаллами. Таким образом, Guo [Guo, 1996], G.M. Oakes [Oakes, 1996], F.L Sutherland [Sutherland, 2001; 2002] и др. рассматривают щелочные базальты в качестве «конвейера», доставлявшего корунды и некоторые другие мегакристаллы к дневной поверхности из гипотетических уровней в земной коре (рис. 1). К аналогичному выводу пришли и канадские ученые Amour St. N. и Linner R.L., исследовавшие расплавные включения в сапфирах (месторождение Во: Phloi, Таиланд) с помощью микрозондового анализа. Они сделали вывод, что, вероятно, сапфир кристаллизовался из нефелинового сиенита (пегматита?), который затем в виде ксенолита был захвачен нефелиновым гавайитом [Amour & Linner, 1999].
Ю.С. Геншафт и А.Я. Салтыковский [Геншафт, 1987; Геншафт, Салтыковсшй, 1987; 1990] связывают происхождение мегакристаллов с процессами магмообразования при решающем участии мантийного метасоматоза, а также реакционного взаимодействия магмы и остаточного субстрата. Авторы считают, что мегакристаллы не являются производными базальтовой магмы, а составляют вместе с ней пара генетическую ассоциацию. Основной вклад в образование дискретных нодулей отводится флюидно-метасоматическому преобразованию глубинного вещества. Таким образом, система щелочные базальтоиды - дискретные нодули геохимически не изолирована, как это предполагается в исследованиях Guo [Guo, 1996], G.M. Oakes [Oakes, 1996], F.L Sutherland [Sutherland, 2001; 2002] и др., а рассматривается как смена последовательно развивающихся процессов, 4. Кроме изложенных выше гипотез, касающихся генезиса мегакристаллов, существует еще одна, в которой они рассматриваются в качестве мономинеральных продуктов замещения чуждых магме коровых глиноземистых1 ксенолитов [Кутыев, Шарапов, 1979; Щека, 1983]. Считается, что при этом: происходит избирательный вынос из ксенолита кремнезема: и одновременное накопление реститового глинозема с метастабильным ростом: на. глиноземистой подложке мегакристаллов корунда. Предполагается, что формирование дискретных нодулей обусловлено значительным вкладом летучих компонентов и концентрацией их вместе со щелочами, БІОг, ТІОг, AI2O3 в апикальных частях магматической камеры [Волянюк и др., 1978]. Постоянство состава кристаллов объясняется стабильностью флюидного режима в глубинном магматическом очаге. Проблема генезиса корунда и особенно его благородных разновидностей -рубина и сапфира, добывающихся во всем мире преимущественно из россыпей, пространственно приуроченых к районам распространения континентальных щелочных базальтоидов, (Восточная Австралия, Юго-Восточная Азия, Восточный Китай), была и; видимо, будет еще долгое время предметом горячих обсуждений; Отсутствие ее однозначного решения обусловлено рядом причин, среди которых наиболее значимые: 1) полигенность корунда; 2) отсутствие во многих публикациях петрографических сведений о непосредственном нахождении корунда в материнских породах, что связано с весьма редкими находками корунда; и его сростков с другими минералами в базальтоидах, поэтому в подавляющем большинстве публикации касаются исследований корундов из россыпей; 3) сложность исследования самого минерала, связанная с исключительно высокой твердостью {в шлифах, изготовленных по обычной технологии, корунд не сохраняется).
Термо барогеохимические методы
Минералообразующей среды, захваченные в процессе роста кристалла и окруженные веществом минерала-хозяина, отложенным одновременно с образованием включения. Вторичные включения образуются в результате процессов, происходящих после кристаллизации минерала-хозяина. Кроме того, Н.П. Ермаковым были выделены первично-вторичные включения. Эти включения образуются, если в процессе роста минерала происходит его растрескивание, ив дальнейшем трещина залечивается [Ермаков, 1950]. Таким образом, первично-вторичные включения по своему составу аналогичны первичным включениям, но имеют другой механизм образования, идентичный тому, который существует при консервации вторичных включений.
Вторичные включения окружены веществом минерала-хозяина, отложенным ранее образования самого включения и неравновесны с ним. Они могут образовываться при разгерметизации первичных включений вследствие различных причин (например, разницы внешнего и внутреннего давлений). Вещество, которое находилось во включении, может мигрировать по минералу-хозяину с образованием вторичных включений.
С тем, чтобы правильно установить различные типы включений; определить взаимоотношения расплавных включений с газово-жидкими и твердофазными, а также выявить закономерности их распределения в зернах минералов, необходимо предварительно изучить содержащие их породы. Обычно такое изучение проводят в шлифах или прозрачно-полированных пластинах. Многие исследователи пользуются специальными препаратами: отполированными с двух сторон пластинками (толщиной 0,3-0,5 мм), наклеенными на стекло. При изготовлении шлифов и пластин, особенно из сложных минеральных агрегатов (гранитоиды, многоминеральные гидротермальные образования), часто применяют метод зеркального отражения, что позволяет при дальнейших исследованиях идентифицировать минералы, достаточно крупные минеральные обособления и в некоторых случаях минеральные фазы в крупных флюидных включениях. Изучение изготовленных таким способом пластинок дает возможность проводить термометрические эксперименты с теми же зернами, которые были описаны при петрографическом изучении породы.
При выборе включений для исследований важны следующие критерии: 1) представительность включения; 2) отсутствие в нем постзахватных изменений; 3) расположение в зерне; 4) определение системы, из которой происходило образование включений: гомогенной или гетерогенной.
Для анализа составов включений применяются различные инструментальные (приборные) методы: микрорентгеноспектральный электронно-зондовый анализ, ионная и газовая хроматография, масс-спектрометрия, рамановская, инфракрасная и. другие виды спектроскопии, а также протон-индуцированная рентгеновская эмиссия (PIXE), масс-спектроскопия с лазерной абляцией (LA-ICPMS) и др.
Эти методы анализа индивидуальных включений возникли сравнительно недавно и сейчас интенсивно развиваются. Прежде всего, это относится к рамановской: и инфракрасной спектроскопии; в конце 80-х годов стали разрабатываться методы, использующие рентгеновское и гамма-излучение, эмиссионный лазерно-спектральный анализ жидкой фазы (ЛСА).
В современной термобарогеохимии для выявления Р-Т-условий широко используются в едином комплексе следующие методы:м гомогенизация включений нагреванием, ориентированная на определение относительных и истинных температур минералообразования;ш динамическая фазометрия, связанная с предыдущим методом, но способствующая установлению агрегатного состояния и плотности растворов, содержащихся во включении, по типам и видам гомогенизации;м декрепитация газово-жидких включений, предполагающая объективное решение ряда задач в геологии, минералогии и разведке месторождений, в частности, выявление и оконтуривание ореолов «пропаривания», возникающих вокруг рудных тел;? барометрия по включениям водных растворов для расчета давлений: в минералообразующих средах;? криометрия - для оценки солевого состава включения по температуре эвтектики, а также для определения концентрации этих солей по температуре замерзания раствора в вакуоли;? эмиссионный лазерно-спектральный анализ жидкой фазы - для оценки металл сносности гидротермальных растворов.
Информация о компонентном составе жидкой фазы включений в подавляющем большинстве получена с помощью метода водных вытяжек, который в различных модификациях используется и сейчас. Этот метод относится к методам валового анализа жидкой фазы включений, т.е. состава содержимого всех включений, находящихся в минерале, что является основным его недостатком, Не устраняет этот недостаток и широкое использование на конечных стадиях анализа таких инструментальных методов, как эмиссионный спектральный, микроспектральный, атомно-абсорбционный, пламенная фотометрия, масс-спектроскопия, ИК-спектрометрия и др. К валовым методам анализа относится и нейтронно-активационный метод, который применялся уже самостоятельно, как и некоторые модификации эмиссионного анализа.
В связи с расширением и углублением термобарогеохимических исследований стало понятно, что информация, полученная валовыми методами, недостаточна и порой ошибочна, так как каждый естественный кристалл и даже его фрагменты содержат несколько поколений (генераций) включений, нередко существенно различающихся составом и свойствами законсервированной среды. Поэтому на первый план выдвинулись методы исследования индивидуальных флюидных включений, которые лишены недостатков, присущих валовым методам, Криометрический метод является одним из наиболее распространенных и практикуемых, но он позволяет судить только о солевых компонентах раствора.
Для получения полной информации о других компонентах раствора, в особенности рудообразующих, было предпринято немало попыток создания таких методик. Созданию методики, обеспечивающей количественную оценку содержания элементов во включении, посвящены исследования В.А. Симонова [Симонов, 1978], Д.Н. Беннета и Д.Н. Гранта [Bennet & Grant, 1980] и других исследователей. Наиболее успешными оказались исследования, выполненные в БГИ СО АН СССР в 1976 - 1985 годах Ф.Ґ. Рейфом и Ю.М; Ишковым; [Ишков, Рейф, 1930; 1990; Рейф, Ишков, 1982; 1983] и позволяющие получать количественные данные о металлоносное растворов в минералах рудных месторождений;
Метод гомогенизации включений - основной и наиболее точный на сегодня метод определения температур образования минералов. Он основан на измерении температур гомогенизации содержимого включений. При этом
Геологическое строение района незаметнинского месторождения
Незаметнинское вольфрам-золоторудное месторождение и одноименная россыпь административно расположены в Красноармейском районе Приморского края, а с геологической позиции - в пределах Самаркинской аккреционной призмы Сихотэ-Алиня (рис. 7), сложенной средне-позднеюрскими турбидитами с аллохтонными глыбами известняков верхней перми и пластин кремней и кремнисто-глинистых пород триаса [Ханчук и др., 1995]. Согласно схеме тектонического районирования Приморского края [Назаренко, Бажанов, 1987 г.] месторожден ие находится в Центральной структурно-формационной зоне (СФЗ), в строении которой; участвуют образования сложного комплекса аккреционной призмы. В районе стратифицированные образования преобладают. Они представлены терригенными, кремнисто-терригенными, вулканогенно-осадочными и вулканогенными комплексами пород, позднепалеозойского, мезозойского и кайнозойского возраста. В Центральной СФЗ выделено три комплекса пород: аллохтонный — хворостянкинская (p2hv) и кремнистая толщи (Тк), автохтонный — олистостромовая толща (J2-30) и ариадненская свита {J3ar) и азональные образований — конгломератовая (N1 к) и остро горская толщи (Niog), четвертичные породы (Q) [Кандауров, 1994 г.]. Автохтонный комплекс Данный комплекс представлен нормально стратифицированной частью Самаркинской аккреционной призмы — олистостромовой толщей и ариадненской свитой. Незаметнинское месторождение расположено в пределах олистостромовой толщи автохтонного комплекса. 3.2.1.1. Юрская система. Средний - верхний отделы нерасчлененные. Олистостромовая толща J2-zO Олистостромовая толща слагает нижнюю часть разреза аккреционной призмы. Отложения толщи протягиваются в виде широкой полосы северовосточного направления на водоразделе рек Кедровки и Большой Уссурки. На площади месторождения породы олистостромовой толщи слагают крылья синклинальных структур, в ядрах которых выходят алевролиты и песчаники ариадненской свиты. Олистостромовая толща сложена алевролитами и песчаниками с резко подчиненным количеством: кремнисто-пепловых туффитов, кремней, кремнистых аргиллитов с единичными прослоями спилитов и базальтов. Характерной особенностью толщи является широкое развитие в породах взмученных текстур, обусловленных загрязнением алевролитов песчанистым материалом и обломками кремней и спилитов. Контакты толщи с ниже- и вышележащими стратифицированными образованиями тектонические, кроме галечников конгломератовой толщи и базальтов о строго рекой толщи неогена; олистостромовая толща несогласно перекрывается четвертичными отложениями; ее мощность составляет 2000 м.3.2.1.2. Юрская система. Верхний отдел, Ариадненская свита J&r
Отложения ариадненской свиты, так же как и породы олистостромовой толщи, вытянуты в виде полосы северо-восточного направления в междуречье Кедровки и Большой Уссурки, но в отличие от последних пользуются в районе меньшим распространением. Нижняя часть свиты сложена переслаивающимися алевролитами, аргиллитами и песчаниками с единичными линзами и прослоями І гравелитов, конгломератов и кремней, верхняя - песчаниками с резко подчиненным количеством алевролитов, аргиллитов, туфов риолитов и единичных линз и прослоев гравелитов. Мощность ариадненской свиты составляет около 1230 м; Аллохтонный комплекс Отложения хворостянкинской толщи находятся в аллохтонном залегании и распространены в бассейне р. Кедровки. Толща, сложена: песчаниками, алевролитами, аргиллитами, в незначительной мере кремнисто-глинистыми сланцами и кремнисто-гидрослюдистыми аргиллитами. Хворостянкинская толща имеет тектонические ограничения и контакты с подстилающими и перекрывающими ее породами. Мощность отложений толщи составляет 1250 м. 3.2.1.4. Триасовая система. Кремнистая толща Тк Отложения кремнистой толщи распространены в юго-восточной части района. Толща аллохтонно залегает в виде отдельных пластин, обломков и глыб в поздне-среднеюрских турбидитах. Она сложена кремнями, кремнисто-глинистыми и; глинисто-кремнистыми аргиллитами1 с незначительной долей алевролитов, песчаников и туфов кислого состава; Мощность толщи составляет 330 м. Азональные образования 3.2.1.5. Неогеновая система. Средний - верхний миоцен. Конгломератовая толща Nik В районе отложения конгломератовой толщи имеют незначительное распространение. Они залегают с размывом на всех стратифицируемых породах докайнозойского фундамента и перекрыты четвертичными отложениями. Гравийно-галечниковые отложения состоят из окатанных обломков кремнистых пород, роговиков, песчаников, кислых интрузивных пород и слабо сцементированы песчано-глинистым цементом. Мощность отложений конгломератовой толщи около 130 м. 3.2.1.6. Неогеновая система. Верхний миоцен. Острогорская толща Nfog В районе острогорская толща также имеет незначительное распространение и расположена в юго-восточной части. Породы толщи представлены покровами оливиновых, пироксен-оливиновых базальтов, залегающими несогласно на породах олистостромовой и конгломератовой толщ. Базальты темно-серые, черные, массивные, редко пузырчатые. Среди порфировых вкрапленников присутствуют оливин (размером до 1-2 мм), редко пироксен. Основная масса сложена микролитами Лабрадора, андезина, оливина, магнетита, иногда лейкоксена и полуразложенным стеклом; Мощность острогорской толщи составляет 100 м. 3.2.1.7. Четвертичная система Q
Четвертичные отложения практически сплошным чехлом покрывают площадь района и месторождения. По генезису они делятся на аллювиальные, пролювиальные, коллювиальные, делювиальные, элювиальные и техногенные. Мощности аллювиальных отложений от 3 до 10 м. Особенностью четвертичных аллювиальных отложений всех водотоков: вблизи месторождения является повышенная концентрация в их приплотиковой части золота и ювелирных камней (сапфиров, гиацинтов). Большинство промышленных золотоносных россыпей отработано. Среди магматических пород в районе выделено три комплекса: позднеюрскии, раннемеловой (маревский интрузивный) и позднемиоценовыи (острогорский вулканический) [Кандауров, 1994 г.]. 3.2.2.1. Позднеюрскии интрузивный комплекс Породы позднеюрского интрузивного комплекса расположены на водоразделе Кедровки и Большой Уссурки. Они представлены дайками габбро, габбродиоритов, диоритов, спессартитов и вогезитов. Дайки имеют северовосточное простирание и! прорывают отложения олистостромовой толщи и ариадненской свиты. Как правило; это крутопадающие тела с резко выраженными границами, мощность которых составляет от 1-2 м до 20-30 м.
Корунды незаметнинского месторождения
Корунды представлены в разной степени окатанными кристаллами и их обломками размером до 20 мм (фото 26). Кристаллы имеют веретенообразный, боченковидный, пластинчатый и таблитчатый облик. Часто деформированы и корродированы. Характерна хорошо выраженная отдельность по пинакоиду, реже -ромбоэдру. Излом неровный, иногда в связи с отдельностью - ступенчатый. Поверхности плоскостей отдельности гладкие, блестящие, с часто наблюдаемой тонкой штриховкой под углом 60/120 в двух, гораздо реже трех направлениях. Цвет фиолетовато-синий, серовато-синий, синий, голубой, зеленовато-синий, сине-зеленый, зеленый, желтовато-зеленый, серовато-зеленый, пурпурный, коричневый, зеленовато-коричневый, жемчужно-серый. Окраска часто зональная, пятнистая. Тон от очень светлого до темного. У некоторых камней наблюдается сильный плеохроизм. Встречены прозрачные, полупрозрачные и непрозрачные корунды. Иногда у синих камней на поверхностях отдельности, параллельных пинакоиду, видны шестилучевые звезды {под углом 60) коричневатого цвета, совпадающие с элементами симметрии. В разрезах, параллельных пинакоиду, наблюдается ростовая зональность - чередование разноокрашенных полос с езкими границами, повторяющими кристаллические грани. Для коричневых, зеленовато-коричневых и жемчужно-серых характерна «шелковистость», вызванная включениями игл рутила, встречаются камни с эффектом астеризма. Иногда включения видны невооруженным глазом.
Синтетические аналоги корунда широко используются в различных отраслях науки и техники, поэтому природа окраски, их спектроскопические и люминесцентные свойства изучены весьма детально, Окраска (цвет) природных корундов обусловлена, главным образом, ионами Fe3 , Сг3 , Ті3 , а также V3\ Мп3 изоморфно замещающими ионы алюминия, что вызывает изменение параметров элементарной ячейки, и, в свою очередь, приводит к поглощению света определенных длин волн. Помимо хромофорных центров, образованных одиночными парамагнитными ионами, большую роль в окраске корунда играют обменно-связанные пары ионов Fe3+ о Fe3\ Fe2+ -» Ti4+, Fe2+ «-» Fe3 .
Анализ характера спектров, полученных в результате исследования незаметнинских корундов, позволил выделить среди них четыре типа. К первому типу принадлежат желтые корунды, ко второму (большая часть образцов) — корунды с окраской от желтовато-зеленой, зеленой, зеленовато-голубой до синей, к третьему — синие с фиолетовым оттенком и к четвертому — пурпурные.
Первый тип. Оптический спектр поглощения желтого корунда по своей-конфигурации и расположению полос поглощения соответствует спектрам: Fe3+-содержащих минералов, в которых ионы трехвалентного железа занимают октаэдрические позиции (рис. 11). Полученный спектр имеет сильное поглощение в коротковолновой области с отчетливыми полосами поглощения (ПП) 376, 388 и 450 нм и широкое окно пропускания примерно от 650 нм и более. Полосы поглощения 376; 388 и 450 нм одни авторы [Платонов и др,. 1984] связывает с изолированными ионами Fe3+, а другие [Schwarz et. al., 2000] - с совместным влиянием ионов Fe3 и обменно-связанными парами ионов Fe3 - Fe3 .
Второй тип. К этому типу принадлежит большая часть полученных спектров (рис. 12 и 13). Разнообразие спектров этого типа обусловлено вариациями относительных интенсивностеи полос поглощения, Общим для всех спектров этого типа являются сильные ПП в близкой к ультрафиолетовой области 376 нм и387 нм и в видимой области 450 нм. Все эти полосы связаны с парами трехвалентного железа Fe3 [Schwarz et. al., 2000]. Также наблюдаются широкие ПП с максимумами - 560-570 ими - 700 нм, иногда слабое плечо около 610 нм, интенсивность этих полос варьирует. Максимальное пропускание в области 480-500 нм, 410-420 нм и более 800 нм. Для одного слабо окрашенного образца голубого цвета, имевшего край пропускания около 305 нм, дополнительно удалось выявить узкую ПП в ультрафиолетовой области в районе 330 нм. Остальные образцы имели край пропускания в районе 330-350 нм, и эта ПП была неразрешаема. В спектрах желтовато-зеленых корунд о в интенсивность ПП 376, 388 и 450 нм во много раз превосходила ПП - 560-570 и 700 нм, иногда они совсем слабые. И наоборот, чем ближе цвет образца к синему, тем более интенсивными становятся ПП - 560-570 и 700 нм, при этом узкие ПП 376, 388 и 450 нм остаются такими же сильными.
Двойную полосу поглощения -560-570 и -700 нм однозначно [Платонов и др., 1984; Schwarz et. а!., 2000] связывают с обменно-связанными парами ионов Fe2+ -» Ті4 . Установлено, что при совместном введении железа и титана в решетку искусственно выращенных кристаллов корунда возникает неаддитивная синяя окраска, а в оптических спектрах появляется полоса поглощения, аналогичная полосе поглощения 560-570 и 700 нм в природных корундах. Все эти центры проявляют отчетливый плеохроизм от светло-синих через зеленовато-синие, зеленые до желто-зеленых цветов в направлении, параллельном оптической оси, и интенсивно синим и синим с зеленоватым оттенком в перпендикулярном оси с направлении. Полоса поглощения около 610 нм, проявляющаяся в оптических спектрах многих Ре2+-содержащих природных сапфирах, оказывает существенное влияние на их цвет и плеохроизм, усиливая поглощение в длинноволновой части видимой области спектра и вызывает появление зеленых и голубых оттенков в окраске. Поскольку эта полоса не была обнаружена в спектрах синтетических сапфиров, природа ее менее изучена. По-мнению Schwarz с соавторами, эта полоса связана с электронными переходами в парах Fe2+ -е Fe2 [Schwarz et. al„ 2000].
Третий тип. Корунды, принадлежащие к третьему типу, имеют край поглощения около 310—330 нм (рис. 14). Везде наблюдается сильное поглощение, кроме области 400-480 нм. Видны слабые узкие ПП 376—388 нм, 450 нм, сильные широкие полосы около 570 нм и очень интенсивная широкая полоса с максимумом -870 нм и более слабая широкая 610 нм; Подобные спектры установлены для сапфиров из Австралии, южного Вьетнама, Камбоджи, северного Мадагаскара и
