Townendite, Na8ZrSi6O18, an Indicator of Extremely High Agpaicity and Important Concentrator of Zirconium in Peralkaline Rocks of the Lovozero Pluton, Kola Peninsula
- Authors: Pekov I.V.1,2, Zolotarev A.A.3, Chukanov N.V.4, Yapaskurt V.O.1, Turchkova A.G.1
-
Affiliations:
- Faculty of Geology, Moscow State University
- Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS
- Department of Crystallography, Saint Petersburg State University
- Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS
- Issue: Vol CLII, No 2 (2023)
- Pages: 1-21
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-6055/article/view/136719
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869605523020053
- EDN: https://elibrary.ru/TBNFPI
- ID: 136719
Cite item
Abstract
Townendite, ideally Na8ZrSi6O18, earlier considered as an extremely rare mineral, is found in large amount in a hyperagpaitic pegmatoid aegirine-nepheline-sodalite-microcline rock with eudialyte, kazakovite, villiaumite, lomonosovite and alkali sulfides in deep levels at Mt. Kar-nasurt, Lovozero alkaline pluton, Kola peninsula, Russia. Townendite forms transparent lilac to light violet segregations up to 6 × 4 cm. Its crystal structure was studied on single-crystal XRD data, R1 = 2.29%. The mineral is trigonal, R-3m, a = 10.2910(3), c = 13.1577(4) Å, V = = 1206.77(7) Å3, and Z = 3. The simplified crystal chemical formula derived from the structure refinement is: ANa3B(Na2.7□0.3)Σ3C(Na1.8Mn0.2)Σ2MZrSi6O18. The IR spectrum shows only trace amount of OH groups. Townendite serves as a proto-phase for the formation in nature of Ca- and Mn-poor (Ca + Mn < 0.5 apfu) OH-bearing lovozerite-group zirconosilicates. Two different in crystal chemical mechanism natural evolution series are found: (1) townendite ANa3BNa3CNa2MZrSi6O18 → kapustinite ANa3B(Na2–3□0–1)C□2MZrSi6O15–16(OH)2–3 → → litvinskite A(Na2–3□0–1)B(□,H2O)3C□2MZrSi6O13–14(OH)5–6; (2) townendite → zolotarevite ANa3B(H2O,□)3CNa2MZrSi6O15(OH)3 → litvinskite. The abundance of products of townendite alteration in near-surface rocks of the Lovozero complex shows that this mineral is widespread in deep levels of the pluton in “fresh” peralkaline intrusive rocks and pegmatites and is (1) a bright indicator of extremally high agpaicity and (2) an important, sporadically main concentrator of Zr and Hf in them. The major amount of townendite occurs in unaltered rocks of the fifth intrusive phase of the Lovozero pluton which are protholith rocks of the well-known porphyry-like lovozerite lujavrites.
About the authors
I. V. Pekov
Faculty of Geology, Moscow State University; Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry RAS
Author for correspondence.
Email: igorpekov@mail.ru
Russia, Moscow; Russia, Moscow
A. A. Zolotarev
Department of Crystallography, Saint Petersburg State University
Email: igorpekov@mail.ru
Russia, Saint Petersburg
N. V. Chukanov
Federal Research Center of Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry RAS
Email: igorpekov@mail.ru
Russia, Moscow Oblast, Chernogolovka
V. O. Yapaskurt
Faculty of Geology, Moscow State University
Email: igorpekov@mail.ru
Russia, Moscow
A. G. Turchkova
Faculty of Geology, Moscow State University
Email: igorpekov@mail.ru
Russia, Moscow
References
- Буссен И.В. Ловозеритовые луявриты реки Элемарайк (геолого-минералогическая характеристика). Отчет по теме “Ловозерское комплексное месторождение редких металлов”. Фондовые материалы. Апатиты, Кольский филиал АН СССР, 1958. С. 221.
- Буссен И.В., Сахаров А.С. Петрология Ловозерского щелочного массива. Л.: Наука, 1972. С. 296.
- Герасимовский В.И. Новый минерал из Ловозерских тундр-ловозерит // Тр. Ин-та геол. наук. 1940. В. 31. С. 9–15.
- Золотарев А.А. Кристаллохимия минералов групп лабунцовита и ловозерита. Дис. канд. геол.-минер. наук, СПб.: СПбГУ, 2007. 198 c.
- Зубкова Н.В., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Гришин В.Г., Кошлякова Н.Н., Япаскурт В.О., Ксенофонтов Д.А., Турчкова А.Г., Пущаровский Д.Ю. Новые данные по минералогии и кристаллохимии группы ловозерита: необычные разновидности казаковита и литвинскита // ЗРМО. 2021. Ч. 150. № 5. С. 134–152.
- Илюшин Г.Д., Демьянец Л.Н., Илюхин В.В., Белов Н.В. Структурообразование аналогов природных минералов и синтетических фаз в гидротермальной системе NaOH–ZrO2–SiO2–H2O // ДАН СССР. 1983. Т. 271. № 5. С. 1133–1136.
- Когарко Л.Н., Лазуткина Л.Н., Кригман Л.Д. Условия концентрирования циркония в магматических процессах. М.: Наука, 1988. 121 c.
- Костылева-Лабунцова Е.Е., Боруцкий Б.Е., Соколова М.Н., Шлюкова З.В., Дорфман М.Д., Дудкин О.Б., Козырева Л.В. Минералогия Хибинского массива. Т. 2. М.: Наука, 1978. 586 c.
- Кривовичев С.В. Локальный подход и теория ловозеритовых структур // Тр. МИАН. 2015. Т. 288. С. 120–132.
- Пеков И.В. Генетическая минералогия и кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических системах. Дис. докт. геол.-минер. наук. М.: МГУ, 2005. 652 c.
- Пеков И.В., Екименкова И.А., Чуканов Н.В., Задов А.Е., Ямнова Н.А., Егоров-Тисменко Ю.К. Литвинскит Na2(□,Na,Mn)Zr[Si6O12(OH,O)6] – новый минерал из группы ловозеритa // ЗВМО. 2000. № 1. С. 45–53.
- Пеков И.В., Чуканов Н.В., Ямнова Н.А., Егоров-Тисменко Ю.К., Задов А.Е. Новый минерал капустинит Na5.5Mn0.25ZrSi6O16(OH)2 из Ловозерского массива (Кольский полуостров) и новые данные по генетической кристаллохимии группы ловозерита // ЗВМО. 2003. № 6. С. 1–14.
- Семенов Е.И. Минералогия Ловозерского щелочного массива. М.: Наука, 1972. 307 с.
- Тамазян Р.А., Малиновский Ю.А. Кристаллохимия силикатов семейства ловозерита. // Кристаллография. 1990. Т. 35. № 2. С. 398–405.
- Хомяков А.П. Минералогия ультраагпаитовых щелочных пород. М.: Наука, 1990. 196 c.
- Хомяков А.П., Капцов В.В., Щепочкина Н.И., Рудницкая Е.С., Крутецкая Л.М. Явление сверхбыстрого гидролиза ультращелочных титано- и цирконосиликатов. Экспериментальная проверка // ДАН СССР. 1978. Т. 243. № 4. С. 1028–1031.
- Черницова Н.М., Пудовкина З.В., Воронков А.А., Капустин Ю.Л., Пятенко Ю.А. О новом кристаллохимическом семействе ловозерита. // ЗВМО. 1975. № 1. С. 18–27.
- Ямнова Н.А., Егоров-Тисменко Ю.К., Пеков И.В., Екименкова И.А. Кристаллическая структура литвинскита – нового природного представителя группы ловозерита // Кристаллография. 2001. Т. 46. № 2. С. 230–233.
- Ямнова Н.А., Аксенов С.М., Зубкова Н.В., Пеков И.В. Новые данные о кристаллохимии минералов группы ловозерита // Минеральное разнообразие: исследование и сохранение. София, 2015. Вып. 7. С. 159–166.
Supplementary files
