Pseudobrookite from Active Fumaroles of the Tolbachik Volcanic Massif (Kamchatka). Chemistry of Pseudobrookite-Group Minerals and Its Indicator Role
- Authors: Sandalov F.D.1, Pekov I.V.1, Koshlyakova N.N.1, Ksenofontov D.A.1, Zhegunov P.S.2
-
Affiliations:
- Faculty of Geology, Moscow State University
- Institute of Volcanology and Seismology, Far Eastern Branch RAS
- Issue: Vol CLII, No 2 (2023)
- Pages: 31-59
- Section: МИНЕРАЛЫ И МИНЕРАЛЬНЫЕ ПАРАГЕНЕЗИСЫ
- URL: https://journals.rcsi.science/0869-6055/article/view/136722
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0869605523020065
- EDN: https://elibrary.ru/TBRNXX
- ID: 136722
Cite item
Abstract
For the first time there is characterized pseudobrookite from deposits of active volcanic fumaroles Arsenatnaya and Yadovitaya of the Tolbachik volcanic massif (Kamchatka). Chemical composition of pseudobrookite-group minerals and isomorphism in these oxides of different origin were studied on the base of 203 analyses (literature data and original analyses of 40 samples) from 44 localities. It is shown that at the near-surface levels pseudobrookite crystallized mainly with composition chemically close to the end-member Fe\(_{2}^{{3 + }}\)TiO5. It is known that lunar rocks contain only minerals of the “ferropseudobrookite” Fe2+Ti2O5 ‒ armalcolite MgTi2O5 series characterized by an intermediate value of the Fe2+:Mg-ratio, the highest Ti content and the absence of Fe3+. Impact minerals and there technogenic analogues are chemically close to Fe2+Ti2O5. Pseudobrookite from Tolbachik fumaroles is characterized by the high Al content (up to 7.1 wt % Al2O3), a stable level of Cu (up to 1.8 wt % CuO) and Sn (up to 1.8 wt % SnO2) admixtures, and, sporadically by the small admixture of Sc (up to 0.3 wt % Sc2O3). Cu and Sn admixtures are indicative features of the pseudobrookite of this genetic type. These elements usually are incorporated into pseudobrookite together, according to the isomorphic scheme Sn4+ + Cu2+ → 2Fe3+, which is revealed for the first time for minerals of this group. Pseudobrookite of Tolbachik fumaroles was formed participating the process of gas–metasomatic alteration of basalt at temperature 500–750 °С. Presumably, Cu and Sn were brought by volcanic gas, while basalt was a source of Ti, Al and Sc; for Fe a source could be mixed.
About the authors
F. D. Sandalov
Faculty of Geology, Moscow State University
Author for correspondence.
Email: fyodor.sandalov@yandex.ru
Russia, Moscow
I. V. Pekov
Faculty of Geology, Moscow State University
Email: fyodor.sandalov@yandex.ru
Russia, Moscow
N. N. Koshlyakova
Faculty of Geology, Moscow State University
Email: fyodor.sandalov@yandex.ru
Russia, Moscow
D. A. Ksenofontov
Faculty of Geology, Moscow State University
Email: fyodor.sandalov@yandex.ru
Russia, Moscow
P. S. Zhegunov
Institute of Volcanology and Seismology, Far Eastern Branch RAS
Email: fyodor.sandalov@yandex.ru
Russia, Petropavlovsk-Kamchatski
References
- Большое трещинное Толбачинское извержение, Камчатка, 1975–1976 (ред. С.А. Федотов). М.: Наука, 1984. С. 637.
- Вергасова Л.П., Филатов С.К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3‒17.
- Евдокимов А.Н., Багдасаров Э.А. Ассоциация и последовательность образования окислов хрома, титана и железа в кимберлитах и пикритовых порфиритах Куонамского района (Якутия) // ЗВМО. 1981. № 2. С. 204‒212.
- Кажева О.Н., Зубкова Н.В., Шефер К., Чуканов Н.В., Пеков И.В., Бритвин С.Н., Пущаровский Д.Ю. Группа псевдобрукита: кристаллохимические особенности железистого аналога армолколита // Доклады РАН. Науки о Земле. 2021. Т. 497. № 2. С. 145‒150.
- Меняйлов И.А., Никитина А.П., Шапарь В.Н. Геохимические особенности эксгаляций Большого трещинного Толбачинского извержения. М.: Наука, 1980. С. 235.
- Мец О.Ф., Полежаева Л.И., Богданова А.Н. Армолколит из микроклино‒плагиоклазовых пегматитов на Кольском полуострове // ЗВМО. 1985. № 4. С. 444‒454.
- Осипенко А.Б., Сидоров Е.Г. Пирофанит, манганоильменит и Mn‒армолколит из гипербазитовых массивов Камчатки // ЗВМО. 1999. № 6. С. 68‒73.
- Пеков И.В., Агаханов А.А., Зубкова Н.В., Кошлякова Н.Н., Щипалкина Н.В., Сандалов Ф.Д., Япаскурт В.О., Турчкова А.Г., Сидоров Е.Г. Фумарольные системы окислительного типа на вулкане Толбачик ‒ минералогический и геохимический уникум // Геология и геофизика. 2020. № 5–6. С. 826‒843.
- Розова Е.В., Францессон Е.В., Ботова М.М., Пантелеев В.В., Филиппова Л.П. Самородное железо и сложные окислы железа, титана и марганца в кимберлитах // ДАН СССР. 1984. Т. 278. № 2. С. 456‒461.
- Русаков А.А., Жданов Г.С. Кристаллическая структура и химическая формула окисла титана Ti3О5 (аносовита) // ДАН СССР. 1951. Т. 77. № 3. С. 411‒414.
- Сандалов Ф.Д., Кошлякова Н.Н., Пеков И.В., Япаскурт В.О., Ханин Д.А., Сидоров Е.Г. Касситерит из фумарольных эксгаляций вулкана Толбачик (Камчатка): химический состав и морфогенетические особенности // Новые данные о минералах. 2019. Т. 53. № 3. С. 60–70.
- Сандалов Ф.Д., Пеков И.В., Кошлякова Н.Н., Япаскурт В.О., Агаханов А.А., Сидоров Е.Г., Бритвин С.Н. Богатый халькофильными элементами (Sb, Sn, Te) рутил и высокотитанистые разновидности трипугиита и касситерита из возгонов активных фумарол вулкана Толбачик (Камчатка, Россия) // ЗВМО. 2020. № 2. С. 22–41.
- Соколова Е.В., Егоров-Тисменко Ю.К., Нишанбаев Т.П. Кристаллическая структура армолколита // Вестник Московского университета. 1991. Сер. 4. Геология. № 3. С. 82–86.
- Спиридонов Э.М., Семиколенных Е.С., Лысенко В.И., Филимонов С.В., Коротаева Н.Н., Кривицкая Н.Н. Армолколитсодержащие островодужные плагиолерцолиты и оливиновые габбро‒норит‒долериты района Балаклавы, Крым // Вестник Московского университета. 2019. Сер. 4, геология. № 3. С. 51–60.
- Цымбал С.Н., Татаринцев В.И., Легкова Г.В., Егорова Л.Н. Армолколит – первая находка в СССР // Минер. журн. 1980. Т. 2. № 5. С. 28–36.
- Цымбал С.Н., Татаринцев В.И., Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Армолколит и ассоциирующие с ним рудные минералы из трахибазальтов Припятского вала // Минер. журн. 1982. Т. 4. № 5. С. 87–94.
- Чесноков Б.В., Бушмакин А.Ф., Вилисов В.А., Крецер Ю.Л., Макагонов Е.П., Нишанбаев Т.П., Рочев А.В. Новые минералы из горелых отвалов Челябинского угольного бассейна (сообщение одиннадцатое) // Уральский минералогический сборник. 1998. № 8. С. 3‒17.
- Чураков С.В., Ткаченко С.И., Коржинский М.А., Бочарников Р.Е., Шмулович К.И. Термодинамическое моделирование эволюции состава высокотемпературных фумарольных газов на вулкане Кудрявый, Итуруп, Курилы // Геохимия. 2000. № 5. С. 485‒501.