Семинар "Геохимия щелочных пород" 

школы "Щелочной магматизм Земли"-2008

Гакманит из пегматита г. Карнасурта Ловозерского массива

Ковальская Т.Н.*, , Готтлихер Й.***, Котельников А.Р.*, Сук Н.И.*, Ковальский А.М.* , Котельникова З.А.**

*ИЭМ РАН, Черноголовка; **ИГЕМ РАН, Москва;

***Институт синхротронного излучения, Карлсруэ, Германия

Ловозерский щелочной массив на Кольском полуострове является одним из крупнейших расслоенных интрузивов, с которым связаны гигантские месторождения редких и радиоактивных элементов, таких как Sr, REE, Ti, Nb, Zr, Th. В строении массива различными исследователями выделяются: комплекс эвдиалитовых луявритов, который слагает верхнюю часть массива и состоит из чередующихся горизонтов лейкократовых, мезократовых и меланократовых разностей, а также эвдиалитовых луявритов, фойяитов и уртитов; мощный дифференцированный комплекс, залегающий ниже, сложенный многократно повторяющимися трехчленными пачками фойяит-уртит-луявритов; комплекс нефелиновых, нефелин-гидросодалитовых и пойкилитовых сиенитов, сосредоточенных главным образом в краевых частях массива и, возможно, подстилающих породы дифференцированного комплекса, а также комплекс жильных щелочных пород. Рекордную активность в генерации пегматитов проявляют содалитовые сиениты, с которыми связаны крупнейшие и богатейшие в отношении минерализации пегматиты. Крупнейшие пегматитовые тела обнаружены возле г. Карнасурт, г. Непха и г. Аллуайв.

Образцы для исследований были собраны в ходе полевых работ сезонов 2005-2007 гг. Исследования флюидных включений проводились на установке THMSG-600 фирмы Linkam, составы минералов определялись на рентгеновском микроанализаторе Camebax с энергодисперсионной приставкой Link AN10000.

Гакманит в пегматитах, выходящих на поверхность возле г. Карнасурт (северо-западная часть Ловозерского массива), представлен полупрозрачной фиолетовой разностью, быстро тускнеющей и обесцвечивающейся на свету. Сосредоточен  он в центральной зоне,  где образует срастания с микроклином и натролитом. В пегматитовой жиле возле г. Карнасурт, по данным микрозондового исследования,  встречены гакманиты двух типов: 1) анионная группа представлена хлором Na_7.2[Si_5.2Al_5.2]O₂₄Cl_1.8; 2) анионная группа представлена хлором и сульфат-анионом Na_7.2[Si_5.2Al_5.2]O₂₄Cl_1.6(SO₄)_0.16 (рис. 1).

Рис. 1. Типы содалитов в пегматитах г. Карнасурт. 1, 4, 5 √ Cl-содалит, 2 √ S-содержащий содалит, 3, 6 √ натролит.

Также нами была проведена спектроскопия рентгеновского поглощения XANES  для образцов гакманита розового и голубого цветов. Было проведено сравнение полученных спектров со спектрами для пирита, пирротина и ярозита. Полученные в ходе сравнения данные свидетельствуют о двух формах нахождения серы в гакманите: в виде сульфат-иона и в виде иона S^2-. 

К настоящему времени по данным о составах содалитов и температурах их образования оценена минимальная концентрация солей (NaCl, Na₂SO₄) в минералообразующем флюиде: от 10-20 мас.% NaCl-экв. для двусодалитовых парагенезисов до 1.5-3 мас.% NaCl-экв. для парагенезисов, содержащих нозеан. Также оценена мольная доля серы во флюиде: 0.02 для двусодалитовых парагенезисов и 0.04-0.27 для нозеансодержащих парагенезисов (Сук и др., 2007).

Ранее нами определены температуры образования содалит-содержащих парагенезисов √ они составляют примерно 450^оС (Устинов и др., 2006). С целью определения состава флюида при формировании пегматитов г. Карнасурт были исследованы флюидные включения в гакманите. Они состоят из газового пузырька, занимающего примерно треть от всей площади включения, жидкой фазы и солей, отложенных по стенкам включения (рис. 2). Термометрия флюидных включений дала следующие результаты: температуры гомогенизации включений составляют приблизительно 190 до 220^оС. Температура плавления льда во включениях в гакманите составила от -6.5 до -4.4^оС. К сожалению, температуру эвтектики определить не удалось. Расчет массовой доли NaСl во флюиде дал следующие результаты: m NaCl-экв = 9.86 мас. %, что хорошо согласуется с данными Сук и др. (2007).

Рис. 2. Флюидное включение в гакманите г. Карнасурт.

Для подтверждения полученных в ходе термометрии флюидных включений результатов, нами были поставлены первые эксперименты по синтезу гакманита в гидротермальных условиях.

Выводы

1.      В пегматитовом теле возле г. Карнасурт обнаружены два типа содалитов: хлор-содалит и серосодержащий содалит.

2.      C помощью спектров ретгеновского поглощения XANES установлено две формы нахождения серы в гакманите из пегматитов г. Карнасурт: S^2- и SO₄^2-

3.      Проведено изучение флюидных включений в гакманите. Рассчитана концентрация NaCl-экв во флюиде.

Работа выполнена при поддержке РФФИ гранты ╧ 06-05-64904, ╧ 07-05-00217, 07-05-00389 Гранта Президента РФ МК-4797.2008.5 и Фонда содействия отечественной науке.

Литература

Сук Н.И., Котельников А.Р., Ковальский А.М. Минеральная термометрия и состав флюидов содалитовых сиенитов Ловозерского щелочного массива // Петрология. 2007. Том 15, ╧ 5, С. 474-492.

Устинов В.И., Гриненко В.А., Котельников А.Р., Сук Н.И., Ковальская Т.Н., Смирнова Е.П. Термометрия содалитсодержащих ассоциаций пород Ловозерского и Тикшеозерского щелочного массива. // Материалы Всероссийского совещания ╚Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород╩ 18-23 сентября 2006 г. Миасс. 2006. С. 267-272.