Магнезиостронциевый калий-рихтерит - новая разновидность амфиболов

Таблица 1. Химический состав пород и минералов, сопутствующих магнезио-стронциевым амфиболам

Таблица 2. Химический состав амфиболов из контакта грорудита и монтичеллитовых скарнов ручья Александровского

Рис.1 и Рис.2

Таблица 3. Рентгенометрические данные о магнезиостронциевом калий-рихтерите

Параметры

Рис.3

А. А. Конев, Л. Ф. Парадина, Е. И. Воробьев, Ю. В. Малышонок, И. Л. Лапидес, 3. Ф. Ущаповская

Детально охарактеризована новая разновидность амфиболов — магнезиостронциевый калий-рихтерит. Амфибол содержит около 50 мол. % новых миналов — 30 % стронциевого калий-рихтерита и 20 % магнезиокалий-рихтёрита. Приведены результаты микрозондового анализа и данные рентгенометрических измерений.

Содержание стронция в амфиболах обычно составляет сотые, редко десятые доли процента. Так, в калиевом рихтерите из лампроитов Австралии отмечено 0,15 % окиси стронция [8], а в арфведсоните из луяврита Ловозерского массива 0,1 % [1]. В районе Мурунского щелочного массива нами установлен ряд амфиболов, содержащих 1 — 3,6 % окиси стронция, что составляет до 30 мол. % нового минала — стронциевого рихтерита KSrNaMg₅Si8O22(OH)₂. Одновременно в этом амфиболе рассчитывается около 20 мол. % магнезиорихтерита, в котором кальций замещен на магний KMgNaMg5SisO22F2(OH)2. Последний давно синтезирован и детально изучен [5]. Оставшуюся часть рассматриваемого амфибола составляют обычные миналы — рихтерит и арфведсонит. При этом все миналы калиевые, поскольку позиция А почти полностью занята калием.

Геологическая ситуация. Проявление амфибола приурочено к верховьям ручья Александровского, в 10 км восточнее Маломурунского щелочного массива. Минерал наблюдается среди небольшого (50x50 м) участка магнезиальных скарнов (монтичеллитовых, форстеритовых, шпинель-фассаитовых), заключенных в архейские гранитогнейсы. Имеются основания предполагать, что это был блок верхнепротерозойских доломитов, преобразованных под влиянием мезозойских сиенитов, секущих скарны. Скарны и сиениты, в свою очередь, рассечены маломощными (0,5 м) дайками зеленовато-серого грорудита, с которым генети­чески связано развитие описываемого амфибола. Между дайкой плот­ного микропорфиритового грорудита и черными мелкозернистыми мон-тичеллитовыми скарнами нередко развита «кайма» плотной спутанно-волокнистой амфиболовой породы мощностью 0,5—2 см. Она хорошо видна благодаря своей темно-синей окраске. В непосредственных кон­тактах со стороны грорудита и скарна порода представлена белым амфиболом (мощностью 1—1,5 мм). Иногда скарны рассечены жилами зеленоватого амфибола   (мощностью до 0,5 мм)   и в удалении от непосредственных контактов с грорудитом и при этом они пронизаны частыми тонкими (1—2 мм) прожилками голубого амфибола, так что вся жильная амфиболовая порода становится голубоватой. Ниже охарактеризованы амфиболы лишь из «каймы» около грорудита.

Грорудит сложен кварцем (40 %.), калиевым полевым шпатом (35 %) и эгирином (15 %), окруженным тонкими волокнами амфибола. Химический состав грорудита и минералов из него приведены в табл. 1 (амфибола — в табл. 2). Обращает на себя внимание высокое содер­жание в породе стронция (0,35 % окиси), что объясняется повышенным потенциалом стронция в постмагматическом флюиде.

Темно-синяя амфиболовая порода из «каймы», своего рода синий нефрит, в качестве примеси содержит 1—2% калиевого полевого шпа­та, состав которого приведен в табл. 1.

Монтичеллитовый скарн сложен в основном монтичеллитом и замещающим его серпентином (табл.1).

Химический состав амфиболов. Нами с помощью микрозонда изу­чены амфиболы в разрезе от грорудита включительно до монтичелли­тового скарна на расстоянии 10 мм (рис. 1). Результаты анализов, ус­реднённые по отдельным интервалам разреза и пересчитанные на 23 атома кислорода, приведены в табл. 2.

Эти данные свидетельствуют, что состав амфиболов в разрезе от грорудита к скарнам закономерно изменяется: уменьшается "железистость И увеличивается магнезиальность, уменьшается содержание тита­на и фтора, в некоторой мере — натрия, тогда как количество калия сохраняется на одном уровне. Постоянно возрастает содержание кальция, а стронция — лишь до центра «каймы», после чего начинает снижаться. Наконец, глинозем появляется в небольшом количестве в белых амфиболах на обеих границах «каймы». В целом в грорудите развит титанистый калиевый арфведсонит, причем его железистость снижается, а магнезиальность возрастает по мере приближения к контакту; в экзоконтакте амфибол представлен смесью миналов арфведсонита, экерманита и рихтерита, а в самой кайме развит варьирующий по составу магнезиостронциевый калий-рихтерит.

Как показывают данные табл. 2, среднее содержание окиси строн­ция в центральной части каймы 3,36 %, а наиболее высокое 3,66 %. Поскольку вариации в составе являются не следствием ошибок ана­лиза, а отражают, прежде всего, зональное изменение состава, мы при­водим расчет для амфибола с наиболее высоким содержанием строн­ция. Для него наблюдается следующее содержание миналов (мол. %): рихтерит  KCaNaMg5Si₈O22(OH)₂ —34,8;  Sr-рихтерит KSrNaMg₅Si₈022(0H)2 —29,7; Mg-рихтерит KMgNaMg₅Si₈O₂₂(OH)₂ — 19,9; арфведсонит (К, Na)Na₂Fe³+Mg4Si8O₂₂(OH)₂—12,6, что составля­ет 97 мол. % (в небольшом избытке остались кремний и натрий, кото­рые могли бы быть связаны, например в арфведсонит, если бы окисного железа было больше на 0,03 на ячейку, что, очевидно, находится в пределах ошибок анализа).

Итак, миналы стронций-рихтерит и магнезиорихтерит в сумме со­ставляют 49,6 мол. % и преобладают над суммой миналов рихтерита и арфведсонита (47,4 мол.%).

Оптические и физические свойства. Макроскопически амфибол представляет собой спутанно-волокнистую, плотную, хорошо полирующуюся массу, подобно любому нефриту. В полированном виде ка­мень обладает хорошими ювелирно-поделочными свойствами и в этом отношении может представлять практический интерес. Под микроско­пом видны волокнистые, метельчатые, сноповидные агрегаты, состоя­щие из субмикроскопических волокон. Окраска образцов изменяется от темно-синей для высокостронциевых разновидностей до небесно-голубой, зеленой и белой для других разновидностей. В шлифе все раз­новидности бесцветные. Для темно-синей определены: ng=1,626±0,003; np = 1,614±0,003; ng—np—0,012; cNg=0—5°; удлинение положитель­ное. Из-за волокнистого строения замерить угол оптических осей не удалось. Показательно почти прямое угасание и сравнительно низкое двупреломление, а также повышенные для столь магнезиального амфибола показатели преломления. Все эти особенности связаны, очевидно, с присутствием стронция. Твердость (по шкале Мооса) около 5. Плотность 3,00+0,01 (замерено крупное зерно из центра «каймы» по показателю преломления жидкости Клеричи, в которой зерно «ви­сит»). Рентгеновская плотность—3,07 (для образца с наиболее высо­ким содержанием стронция).

Структура изученного стронциевого амфибола соответствует тако­вой рихтерита, точнее, калий-рихтерита, что видно из порошкограммы (табл. 3) и параметров ячейки. Последние Отвечают параметрам Ка­лиевого магнезиорихтерита. Параметры, приведенные ниже, вычисле­ны нами на основе уравнений регресии, найденных для искусственного калиевого рихтерита [6], и по мольной доле калиевого рихтерита (0,87) в целом совпадают с вычисленными по порошкограмме.

Расхождения прежде всего связаны с влиянием иона стронция, хотя частично оно было компенсировано вхождением в позицию каль­ция более мелкого иона — магния.

Термический анализ стронциевого амфибола проводился на дериватографе фирмы MOM (Венгрия). Навеска 400 мг, ТГ — 50. Дериватограмма образца (рис. 2) характеризуется одним эндотермическим пиком (~1100°С), сопряженным с потерей массы (Дm=2,3%). Кро­ме того, при ~400 °С наблюдается незначительная (~0,1 %) «ступен­чатая» потеря массы. После прогрева синяя окраска исчезает.

ИК-спектр (рис. 3) характерен для амфиболов [4]. Детали спектра в области 400—1700 см^-1 сравнимы с особенностями спектра рихтеритов: сложная полоса при 7 = 900—1100 см^-1 и интенсивный резкий пик при 1150 см^-1, два интенсивных лика 670 и 740 см^-1 и сложная полоса в области 400—550 см^-1.

В области О—Н колебаний кроме аномальной полосы воды (3435 см"¹) наблюдается набор полос колебаний гидроксила. Наиболее интенсивный пик (3730 см^-1), скорее всего, соответствует октаэдрической катионной группировке MgMgMg в ячейках с заселенной пози­цией А [2].

Обсуждение результатов. Как показали результаты исследования необычного амфибола, минерал весьма близок к калиевому рихтериту. В то же время собственно калий-рихтеритовый минал составляет в минерале лишь 34,8 мол. %. Почти 50 мол. % представлено двумя новыми для природных амфиболов миналами — стронциевыми и магнезио-калий-рихтеритом. Нам представляется, что называть такой амфибол калий-рихтеритом неверно и считаем оправданным сложное название, приведенное в заглавии статьи.

Описанный амфибол по соотношению натрия и щелочно-земельных элементов (Са, Sr, Mg) в позиции В близок к теоретическому щелочно-известковому амфиболу — его конечному члену. До сих пор ближе всего к нему стоял винчит [7], правда, со стороны кальциевых амфи­болов, а описаный минерал — со стороны щелочных амфиболов. Состав магнезиостронциевого калий-рихтерита оказался в центре существующего разрыва в составе между щелочными и кальциевыми амфиболами.

В табл. 2 приведен анализ голубого амфибола из каритов (грорудитов, обогащенных кварцем) Мурунского массива [3]. Авторами он назван рихтеритом, однако, как видно из анализа и его пересчета, по составу этот амфибол, скорее всего, отвечает арфведсониту из грорудита, хотя и с  несколько повышенным   содержанием   кальция.   Этот свидетельствует о том, что в районе Мурунского массива наблю­дается большое разнообразие амфиболов щелочно-известкового ряда и они заслуживают специального исследования.

С точки зрения генезиса описанная серия амфиболов соответствует позднемагматическому — высокотемпературному послемагматическому этапам. Арфведсонит в грорудитах кристаллизовался уже после образования всех главных минералов на стадии окончательной консолидации этой быстро закристаллизованной магматической породы. При этом магний поступал в грорудит из потока инфильтрационных растворов, двигавшегося по полой трещине вдоль контакта при встречной диффу­зии через него компонентов скарнов и грорудита. Стронций в основном уже перешел из магмы в инфильтрационный флюид, поэтому его мак­симальная  концентрация оказалась в центре трещины, «каймы».

SUMMARY.  A  new variety of  amphiboles — magnesio-strontium potassium-richte-rite is characterised in detail. Amphibole contains about 50 mol. % of new minals: 30 % of strontium potassium-richterite and 20 % of magnesio-potassium-richterite. The results-of microsound analysis and the data of X-ray measurements are presented.

1.  Буссен  И.  В.,   Сахаров А.  С.  Петрология  Ловозерского щелочного  массива.— Л.: Наука. Ленингр. отд-ние, 1972.— 181 с.

2.  Коваленко В. И., Владыкин Н. В., Лапидес И. Л., Горегляд А. В. Щелочные амфи­болы    редкометальных    гранитоидов.— Новосибирск : Наука.   Сиб.   отд-ние,   1977.— 232 с.

3.  Лазебник К. А.  Новая  находка  каритов  в  Восточной Сибири//Докл. АН СССР.-— 1978.—240, № 3.—С. 701—703.

4.  Лапидес И. Л., Валетов Т. А. К интерпретации ОН-полос в ИК-спектрах поглоще­ния амфиболов//Докл. АН СССР.—1980 —254, № 4.—С. 986—989.

5.  Gibbs G. V., Miller J. L. Shell H. R. Sinthetic f luor-magnesio-richterite//Amer. Miner.— 1962.—47, N  1/2.—P. 75—82.

6.  Huebner J. S., Papike. Synthesis and crystal chemistry of sodium-potassium richterite (Na, K)   NaCaMg5(Si₈O₂₂(OH), F)₂//Amer. Miner,—55,  N  11/12.— P.   1973—1992.

7.  Leak B. E., Farrow С. M., Chao F., Nayak V. K- Winchit re-discovered from the type locality in India //Miner. Mag,— 1986.— 50,— P. 173—175.

8.  Prider R.  T.  Some minerals  from the  leucite-bearing rocks  of  the west  Kymberley area (West Australia) //Miner. Mag.— 1939.—25.—P. 373—387.

Ин-т зем. коры Сиб. отд-ния АН СССР, Иркутск
Поступила 23.06.87"

Ин-т геохимии Сиб. отд-ния АН СССР, Иркутск