Supplementary to the composition of the ural beryls and inclusions of syngenetic minerals in them

全文:

Введение

Результаты многолетних исследований берилла сотрудниками ВИМСа и других организаций при содействии коллег обобщены в монографии «Бериллиевые месторождения России» (Куприянова, Шпанов, 2011). Промышленные минералы бериллия (берилл, фенакит, бертрандит и минералы группы гельвина) выявлены в рудах разного генезиса, а также в комплексных месторождениях. В соответствии с геолого-экономической направленностью этой монографии химический состав минералов был охарактеризован «валовыми» анализами. Гораздо ранее в монографии «Берилл» (Фекличев, 1964) сведены результаты исследования морфологии, структуры и состава кристаллов берилла (с указанием их цвета в некоторых таблицах), а также фотографий кристаллов и деталей их сечений. Для бериллов из пегматитов описаны вариации окраски бериллов в процессе минералообразования (Платонов и др., 1979). Обзор данных о нахождении берилла в разных месторождениях и минеральных ассоциациях, вариации состава берилла и особенностей структуры также кратко изложены в справочнике «Типоморфизм минералов» (1989, с. 69–85).

На Урале наиболее исследованы знаменитые Изумрудные копи, включающие 12 месторождений, локализованных в породах восточного и юго-восточного экзоконтакта Адуйского гранитного массива (Власов, Кутукова, 1960; Жернаков, 1980). Примеры сечений кристаллов берилла с разным чередованием зеленых зон (изумруда) с почти бесцветными зонами берилла приведены В.И. Жернаковым (2009) в Минералогическом альманахе «Изумрудные копи Урала: заметки о минералогии», но без данных о составе зон. Недавно охарактеризована зональность редкоэлементного примесного состава двух слабоокрашенных кристаллов берилла из Уральских Изумрудных копей (Гаврильчик и др., 2021).

Ниже в статье приведены результаты исследования состава зон нескольких кристаллов берилла из авторской коллекции жил Мариинского (Малышевского) и Квартального месторождений Изумрудных копей на Среднем Урале, а также из гранитных пегматитов Ильменского заповедника и Светлинского месторождения на Южном Урале.

Материалы и методы исследования

Исследованы срезы восьми небольших кристаллов берилла из авторской коллекции периода 1978–1983 гг., отобранных на Среднем Урале из жил гранитных пегматитов в отвалах карьеров Мариинского (Малышевского) месторождения Уральских Изумрудных копей и Квартального месторождения в 7 км южнее Мариинского, а на Южном Урале – из копи № 242 Ильменского заповедника и из Светлинского пегматитового карьера.

Химический состав препаратов берилла в сечениях $\perp \left[0001\right]$ или $~\parallel \left[0001\right]$ исследован в лабораториях Южно-Уральскокого федерального научного центра минералогии и геоэкологии УрО РАН (ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН, г. Миасс) с использованием сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) Vega-3 Tescan с энергодисперсионной приставкой (ЭДА) Oxford Instruments X-act с расчетом содержания BeO. Ранее единичные препараты берилла исследованы методом нейтронно-активационной радиографии – облучением потоком тепловых нейтронов 1.58 · 10¹¹ n/см² · сек в течение 10 мин в реакторе ВВР-К Института ядерной физики Казахстана с последующей экспозицией на фотопластинках «Изоорто» (Попова, 1995).

Результаты исследований

Уральские Изумрудные копи известны с 1830 г. и включали около 25 выработок, к настоящему времени объединенных в 12 месторождений в породах СВ и ЮВ экзоконтакта Адуйского гранитного массива. Анализ данных о геологическом строении и минералогии месторождений Изумрудных копей Урала (Жернаков, 2009) позволяет нам изложить некоторые результаты наших исследований берилла двух разных месторождений – изумрудоносного Мариинского (Малышевского) и берилл-танталит-колумбитового Квартального, дополняющие опубликованные ранее (рис. 1).

 

Рис. 1. Схема геологического строения центрального участка Изумрудных копей и локализация месторождений, по (Жернаков, 2009) с изменениями. 1 – граниты; 2 – диориты; 3 – амфиболовые сланцы; 4 – амфиболиты; 5 – метаморфические тальк-тремолит-хлоритовые сланцы и кварциты; 6 – серпентинитовый меланж.

Fig. 1. Scheme of geological structure of the central section of the Izumrudnye kopi (Emerald mines) and location of deposits, modified after (Zhernakov, 2009). 1 – granite; 2 – diorite; 3 – amphibole schist; 4 – amphibolite; 5 – metamorphic talc-tremolite-chlorite schist, quartzite; 6 – serpentinite mélange.

 

Берилл из гранитного пегматита Мариинского месторождения исследован в сечении ^[0001] кристалла № 45 с семью периферическими чередующимися тонкими светло-зелеными и зелеными зонами, не проявленными в режиме отраженных электронов СЭМ (рис. 2а). Берилл центрального, более трещиноватого участка (b–c–d) содержит меньше Al₂O₃ при повышенных содержаниях MgO и Na₂O относительно периферических зон (табл. 1, ан. 45a–e). В берилле выявлены микровключения флогопита (g) с формульным составом (K_0.93Na_0.06)_0.99(Mg_1.89Fe_0.61Al_0.21Ti_0.04Mn_0.02)_Σ2.77 (AlSi₃O₁₀)[(OH)_1.41F_0.59)]_2, клинохлора (h) (Mg_3.59Fe_1.05 Mn_0.05)_Σ4.69Al_0.99(AlSi₃O₁₀)(OH)₈ и флюорита (f) CaF₂ (рис. 2б).

 

Таблица 1. Химический состав (мас. %) зон в бериллах Мариинского (45, 46) и Квартального (165) месторождений Среднего Урала
Table 1. Chemical composition (wt. %) of zones in beryls of the Mariinsky (45, 46) and Kvartalny (165) deposits of the Central Urals

№ обр.	45					46							165
№ ан.	a	b	c	d	e	a	b	c	d	e	f	g	a	b	c	d
SiO2	66.17	65.79	65.53	65.36	65.22	67.07	67.12	66.15	67.52	67.68	66.53	67.23	67.40	66.54	66.45	65.71
Al2O3	17.83	17.56	16.65	17.02	17.70	18.94	18.38	18.73	18.08	19.67	17.70	17.84	19.60	19.13	19.01	18.77
FeO	0.49	0.38	0.38	0.52	0.44	0.19	0.31	0.30	0.39	–	0.30	0.47	–	–	–	0.18
MgO	1.11	1.48	1.70	1.69	0.75	0.51	0.73	0.43	1.08	0.24	1.13	1.28	0.13	0.07	0.26	0.19
Na2O	1.28	1.39	1.55	1.62	1.13	0.97	1.00	0.85	1.30	0.58	1.31	1.35	0.77	0.78	0.68	0.68
BeO*	12.27	12.00	12.10	11.80	12.42	12.82	12.83	12.82	12.76	13.48	12.54	12.53	13.34	13.17	13.32	12.95
Сумма	99.15	98.60	97.91	98.01	97.66	100.50	100.37	99.28	101.13	101.65	99.51	100.60	101.24	99.69	99.72	98.48
Эмпирические формулы (расчет на Si = 6)
45a	(Be2.67Na0.23Mg0.10)Σ=3(Al1.91Mg0.05Fe0.04)Σ=2(Si6O18)								46d	(Be2.72Na0.22Mg0.06)Σ=3(Al1.89Mg0.08Fe0.03)Σ=2(Si6O18)
45b	(Be2.63Na0.25Mg012)Σ=3(Al1.89Mg0.08Fe0.03)Σ=2(Si6O18)								46e	(Be2.87Na0.10Mg0.03)Σ=3Al2.06(Si6O18)
45c	(Be2.66Na0.28Mg0.06)Σ=3(Al1.80Mg0.17Fe0.03)Σ=2(Si6O18)								46f	(Be2.72Na0.23Mg0.05)Σ=3(Al1.88Mg0.10Fe0.02)Σ=2(Si6O18)
45d	(Be2.60Na0.29Mg0.11)Σ=3(Al1.84Mg0.12Fe0.04)Σ=2(Si6O18)								46g	(Be2.69Na0.23Mg0.08)Σ=3(Al1.88Mg0.08Fe0.04)Σ=2(Si6O18)
45e	(Be2.75Na0.20Mg0.05)Σ=3(Al1.92Mg0.05Fe0.03)Σ=2(Si6O18)								165a	(Be2.85Na0.13Mg0.02)Σ=3Al2.06(Si6O18)
46a	(Be2.75Na0.17Mg0.07Fe0.01)Σ=3Al2(Si6O18)								165b	(Be2.85Na0.14Mg0.01)Σ=3Al2.03(Si6O18)
46b	(Be2.77Na0.17Mg0.06)Σ=3(Al1.94Mg0.04Fe0.02)Σ=2(Si6O18)								165c	(Be2.85Na0.12Mg0.03)Σ=3Al2.02(Si6O18)
46c	(Be2.79 Na0.15Mg0.06Fe0.02)Σ=3Al2(Si6O18)								165d	(Be2.84Na0.12Mg0.03Fe0.01)Σ=3Al2.02(Si6O18)

 

Рис. 2. Вид сечения (а) и фото в отраженных электронах (б) берилла № 45 с точками анализа.

Fig. 2. Section view (a) and BSE photo (б) of beryl no. 45 with analytical points.

 

Неоднородный зеленоватый кристалл берилла № 46 из отвала Мариинского месторождения исследован в продольном сечении ~║[0001] (рис. 3а). В срезе визуально прослеживается внутренняя зеленовато-беловатая зона роста пинакоида, переходящая в зеленоватую, подобную цвету зоны призмы. Химический состав «центрального» участка берилла (e) в пирамиде роста пинакоида характеризуется повышенными содержаниями Be, Al и Si при пониженных – Na, Mg и Fe, а другие участки зон пинакоида (g, b) и призмы (d, f) содержат меньше Fe при немного повышенных – Mg и Na (табл. 1, ан. 46a–g).

Берилл содержит секущиe разнонаправленные прожилки и отдельные минеральные включения (рис. 3, б–д). По отдельности ^[0001] вскрыты две зоны роста параллельно-шестоватых агрегатов берилла с бавенитом (рис. 3б), а в более ранних зонах роста берилла выявлены синтаксические вростки мельчайших зерен бавенита, светло-серого в режиме отраженных электронов СЭМ (рис. 3д, зерно k). Химический состав бавенита (среднее из двух близких анализов, мас. %): 24.30 CaO, 6.39 Al₂O₃, 58.22 SiO₂ BeO_расч. 7.65 и H₂O_расч. 3.87, Σ = 100.43 и эмпирической формулой Ca_4.03Be₂(Al_1.16Be_0.84)_Σ2(Si₃O₁₀)(Si₆O₁₆)(OH)₂, отражающей принадлежность бавенита к изоструктурному ряду с бозеитом Ca₄Be₄Si₉O₂₄(OH)₄.

 

Рис. 3. Вид сечения (а) и фото в отраженных электронах (б) берилла № 46 с минеральными включениями (в–д).

Fig. 3. Section view (a) and BSE photo (б) of beryl no. 46 with mineral inclusions (в–д).

 

В правой верхней части кристалла берилла видны включения пористого «лучистого» агрегата цеолита (рис. 3г), близкого по составу к жисмондину-Ca (l) (мас. %): 12.63 CaO, 0.22 Na₂O, 2.47 MgO, 1.22 FeO, 26.70 Al₂O₃, 37.16 SiO₂, 16.70 H₂O (расчет), Σ = 97.10 с расчетной формулой (Si = 2 ф.е.) (Ca_0.73Na_0.02)_Σ0.75(Al_1.69Mg_0.20Fe_0.05)_Σ1.94(Si₂O₈)(OH)₃. В ассоциации с жисмондином-Ca выявлены кварц, пирит и тоберморит (m), который содержит (мас. %): 35.51 CaO, 2.17 Al₂O₃, 43.40 SiO₂, 16.08 H₂O _расч.; Σ = 97.16 с формулой Ca_4.97(Si_5.67Al_0.33)O₁₆(OH)₂ ∙ 5H₂O. Ранее тоберморит отмечался в родингитовых жилах Баженовского месторождения хризотил-асбеста на Среднем Урале (Кривовичев и др., 1998). И берилл, и параллельно-шестоватая бавенит-берилловая зона косо рассекается прожилками флюорита CaF₂ (n) (рис. 3б).

Берилл № 165 из кварц-полевошпатового пегматита Квартального месторождения представляет собой «верхнюю» часть короткопризматического полупрозрачного голубовато-желтоватого кристалла с нечеткими зонами роста пинакоида и призмы в сечении ~║[0001] (рис. 4). По химическому составу разные участки берилла (a, b) относительно близки, а в периферической зоне призмы (d) отмечено 0.18 мас. % FeO. Части кристалла берилла смещены по продольной трещине и их «нижняя» зона (с) выделяется пониженными содержаниями Al₂O₃ и Na₂O при повышенном содержании MgO (табл. 1, ан. 165a–d). По сравнению с бериллами Мариинского месторождения берилл Квартального месторождения более чист по составу.

 

Рис. 4. Образец (а) и его BSE-фото (б) берилла Квартального месторождения.

Fig. 4. Sample (a) and its BSE photo (б) of beryl from the Kvartalnoe deposit.

 

Бериллы в жилах гранитных пегматитов Ильменских гор на Южном Урале известны с первой половины XVIII века (Менге, 1826). Два крупных кристалла берилла длиной по 25 см были найдены в 1843 г. М.И. Стрижовым в копи № 55 и переданы в музей Горного института г. Санкт-Петербурга. Более крупный кристалл берилла (длиной 60 см и 12 см в поперечнике) был добыт в 1979 г. в копи № 232, и его крупные расколовшиеся куски хранятся в музее Ильменского государственного заповедника. К настоящему времени в Ильменском заповеднике берилл известен в 70 копях, вскрывающих жилы поздних гранитных пегматитов с амазонитом, топазом, нередко и редкоземельными минералами. Среди этих жил выделяется субширотная пегматитовая жила копи № 242 с графическими зонами от контактов с гнейсо-амфиболитовой толщей протерозоя (рис. 5).

 

Рис.5. Положение жилы копи № 242 в породах гнейсо-амфиболитовой толщи PR2–3.

Fig. 5. Position of a vein in mine no. 242 in the Proterozoic rocks of gneiss-amphibolite sequence.

 

В 1978 г. копь была частично расчищена Е.П. Макагоновым, а в 2014 г. Т.П. Нишанбаевым с коллегами в центральной части жилы вскрыт биотит-кварц-полевошпатовый блоковый пегматит с полевошпат-берилловой зоной шириной до 10 см с голубовато-зелеными участками кристаллов берилла, частично выступавшими в бывшую полость, позднее заполненную аплитом с «консервацией» кристаллов берилла (рис. 6), что нетипично для пегматитов Ильменских гор. Бериллы из копи № 242 исследованы в трех небольших кристаллах № 275–277.

 

Рис. 6. Биотит-кварц-полевошпатовый пегматит с полевошпат-берилловой зоной и поздним аплитом в жиле № 242.

Fig. 6. Biotite-quartz-feldspar pegmatite with feldspar-beryl zone and late aplite in vein no. 242.

 

Берилл № 275 – часть неоднородного голубовато-зеленоватого короткостолбчатого кристалла в сечении ^[0001] с серией трещин и тонкой периферической желтовато-белой зоной, малозаметной на фото в режиме отраженных электронов (рис. 7а, б).

 

Рис. 7. Сечение зонального кристалла берилла № 275 (а), его фото в отраженных электронах с точками анализа a, b и c (б) и микровключениями танталониобатов (а–в), рутила (г) и аннита (д) из жилы № 242 Ильменского государственного заповедника.

Fig. 7. Section of zoned beryl no. 275 (а), its BSE photo with analytical points a, b, and c (б) and microinclusions of tantaloniobates (а–в), rutile, (г), and annite (д) from vein no. 242 of the Ilmeny State Reserve.

 

Центральная голубовато-зеленая зона (a) этого берилла содержит примесь Mg и она менее железистая с повышенными содержаниями Al относительно средней (преобладающей) зоны кристалла (b) и его тонкой периферической зоны (c) (табл. 2, ан. 275a–c).

 

Таблица 2. Химический состав (мас. %) зон в бериллах копи № 242 Ильменских государственного заповедника (275–277) и Светлинского месторождения (Cв-82, Св-22) на Южном Урале
Table 2. Chemical composition (wt. %) of zones in beryls from mine no. 242 of the Ilmeny State Reserve (275–277) and Svetlinskoe deposit Cв-82, Св-22) in the South Urals

№ обр.	275				276					277						Cв-82	Св-22
№ ан.	a		b	c	a	b	c	d		a		b	c	d	e	1b	2b
SiO2	67.96		67.49	67.48	66.43	66.09	66.09	66.01		65.55		65.49	65.30	65.56	65.60	65.90	66.11
Al2O3	19.46		19.00	19.18	18.61	18.42	18.23	19.03		18.91		19.19	19.27	18.83	19.31	18.11	19.40
FeO	0.54		1.09	1.05	0.93	0.88	0.88	0.64		0.76		0.56	0.79	0.57	0.51	0.43	0.31
MgO	0.11		–	–	0.20	0.25	0.18	–		–		–	–	–	–	–	–
Na2O	0.24		0.29	0.20	0.34	0.39	0.33	0.21		0.19		0.17	0.16	0.22	0.19	0.47	0.29
BeO	13.20		13.56	13.56	13.20	13.09	12.98	13.16		13.34		13.00	13.00	13.16	12.80	13.28	13.74
Сумма	101.51		101.36	101.47	99.71	99.12	98.69	99.05		98.75		98.41	98.52	98.34	98.41	98.66*	99.85
Эмпирические формулы (расчет на Si = 6)
275a		(Be2.88Na0.04Fe0.04Al0.03Mg0.01)Σ3Al2(Si6O18)							277a		(Be2.93Al0.04Na0.03)Σ3Al2(Si6O18)
275b		(Be2.88Fe0.07Na0.05)Σ3(Al1.99Fe0.01)Σ2(Si6O18)							277b		(Be2.86Al0.07Fe0.04Na0.03)Σ3Al2(Si6O18)
275c		(Be2.90Fe0.07Na0.03)Σ3(Al1.99Fe0.01)Σ2(Si6O18)							277c		(Be2.89Fe0.04Na0.04Al0.03)Σ3Al2(Si6O18)
276a		(Be2.86Na0.06Fe0.05Mg0.03)Σ3(Al1.98Fe0.02)Σ2(Si6O18)							277d		(Be2.89Na0.04Fe0.04Al0.03)Σ3Al2(Si6O18)
276b		(Be2.86Na0.07Fe0.04Mg0.03)Σ3(Al1.97Fe0.03)Σ2(Si6O18)							277e		(Be2.81Al0.12Fe0.04Na0.03)Σ3Al2(Si6O18)
276c		(Be2.87 Na0.06Fe0.05Mg0.02)Σ3(Al1.98Fe0.02)Σ2(Si6O18)							1-b		(Be2.90Na 0.08Cs0.02)Σ3(Al1.94Fe0.03)Σ1.97(Si6O18)
276d		(Be2.91Na0.06Fe0.03)Σ3(Al1.98Fe0.02)Σ=2(Si6O18)							2-b		(Be2.93Na 0.05Fe0.02)Σ3Al2(Si6O18)

Примечание. Обр. Св-82 – Camebax-micro, аналитик Л.Н. Поспелова, анализ 1b содержит 0.47 мас. % Cs₂O.

Note. Sample Св-82 – Camebax-micro, analyst L.N. Pospelova, an. 1b contains 0.47 wt. % Cs₂O.

 

В средней зоне берилла выявлены микровключения железистого Ta-Nb рутила (рис. 7б, врезка а, зерно (e) с формульным составом (Ti_0.52Fe_0.24Ta_0.18Nb_0.13Sn_0.01)O₂ в сростке с марганцовистым колумбитом-(Fe) (f) состава (Fe_0.56Mn_0.35Sc_0.09)(Nb_1.09Ta_0.51Ti_0.28W_0.12)O₆, а также обилие ориентированных по трем системам микрозерен аннита (d) (рис. 7б, врезка д), встречающихся по всей площади средней зоны роста кристалла берилла.

В сколе кристалла берилла выявлен тонкий прожилок аннита (g) K_0.94(Fe_1.10Al_0.86Mg_0.53Ti_0.06Mn_0.04)_Σ2.47(Al_0.91Si_3.09)O₁₀(OH_1.54F_0.46) в парагенезисе с мусковитом (h) K_0.98(Al_1.30Fe_0.54Mg_0.40Mn_0.03Ti_0.01)_Σ2.29(Al_0.67Si_3.33)O₁₀(OH)_1.53F_0.47), включающих агрегаты железистого Ta-Nb рутила (Ti_0.55Fe_0.19Nb_0.13Ta_0.12Sn_0.01)O₂ (a) с марганцовистыми «колумбо-танталитами» с формульными составами (Fe_0.42Mn_0.41Sc_0.17)_Σ1 (Ta_0.82Nb_0.79Ti_0.33Sn_0.06)_Σ2O₆ (b) и (Fe_0.56Mn_0.39Sc_0.05)(Ta_0.95Nb_0.56Ti_0.40 Sn_0.09)_Σ2O₆ (c), а также почти чистого рутила (Ti_0.93Fe_0.03Nb_0.02W_0.014Sn_0.005)O₂ (i) (см. рис. 7, врезки б–г). Ранее в низкосортном изумруде и хризоберилле (александрите) Мариинского месторождения отмечались включения рутила с меньшими примесями Ta и Nb (Попов, 2013; Попов, Ханин, 2021).

Берилл № 276 в сечении $\perp$[0001] голубоватый, с тонкими секущими трещинами и краевой белой зоной (рис. 8а), на фото в режиме отраженных электронов немного темнее внутренней части кристалла (рис. 8б). В составе преобладающей центральной части берилла (a–b–c) определены меньшие содержания Al и немного повышенные – Na и Mg по сравнению с бериллом № 275, а в краевой зоне (d) содержится больше Al и отсутствует Mg (табл. 2, ан. 276a–d). В центральной части этого берилла встречены мелкие включения аннита (f), а в периферической зоне – мусковита (e).

 

Рис. 8. Сечение зонального берилла № 276 (а) и его фото в отраженных электронах (б) с точками анализа.

Fig. 8. Section of zoned beryl no. 276 (a) and its BSE photo (б) with analytical points.

 

Берилл № 277 в сечении ~║[0001] из этой же жилы также голубоватый и по цвету близок кристаллу № 276, отличаясь меньшей толщиной периферической белой зоны (рис. 9а), не выделяющейся на фото в режиме отраженных электронов (рис. 9б). В голубоватом берилле (b, c, e) определено немного больше Al, чем в краевой белой зоне (d, a) (табл. 2, ан. 277а–е).

 

Рис. 9. Образец берилла № 277 (а) и его фото в отраженных электронах (б).

Fig. 9. Sample (a) of beryl no. 277 and its BSE photo (б).

 

Берилл из Санарского гранитного массива на Южном Урале впервые отметил Н.П. Барбот де Марни (1855) – трещиноватую малопрозрачную гальку «изумруда» по р. Каменке. Эта территория между реками Каменка и Санарка за ее минеральное разнообразие названа «Русской Бразилией» академиком Н.И. Кокшаровым в 1858 г., что используется и в наше время.

Бериллсодержащие пегматиты в жильных телах гранит-аплитов в районе пос. Светлый выявлены в процессе поисков золотосодержащих россыпей и шлихового опробования (Игумнов, 1935). При разведочных работах на золото в 1938 г. был вскрыт аплит с жилой пегматита и пройден небольшой карьер, вскрывший элювиальные росссыпи с морионом, раухтопазом и горным хрусталем, а позднее – в расширенном Светлинском пегматитовом карьере (рис. 10) – с топазом, бериллом, турмалином и другими минералами (Коган, 1948ф; Таланцев, 1988; Колисниченко и др., 2008).

 

Рис. 10. Положение Светлинского пегматитового карьера. 1 – гнейсо-сланцевая толща C1; 2 – сланцево-карбонатная толща Pz1-2; 3 – отработанные россыпи золота; 4 – Светлинский пегматитовый карьер.

Fig. 10. Location of Svetlinsky pegmatite quarry. 1 – Lower Carboniferous gneiss-schist sequence; 2 – Lower to Middle Paleozoic shale-carbonate sequence; 3 – former gold placers; 4 – Svetlinsky pegmatite quarry.

 

В Светлинском карьере среди многих жильных тел наиболее известно гранит-аплитовое пологозалегающее тело «Второе» (рис. 11 и 12) с субсогласными жилами мусковит-альбит-микроклиновых пегматитов и камнесамоцветной минерализацией (Таланцев, 1988), где находили бериллы разной окраски (голубой аквамарин, светло-желтый гелиодор, розовый воробьевит, бесцветные или беловатые «ростерит» и «гошенит») с разным габитусом (от призматического до субизометричного и таблитчатого), обычно в агрегатах с кварцем, мусковитом, полевыми шпатами и турмалином.

 

Рис. 11. Геологический план и разрез центральной части гранит-пегматитового тела Второе в Светлинском пегматитовом карьере, по (Таланцев, 1988). 1 – биотит-плагиоклаз-амфиболовые сланцы; 2 – кварц-плагиоклаз-биотитовые сланцы с гранатом и ставролитом; 3 – аплитовидные мусковитовые граниты; 4 – камерные гранитные пегматиты; 5–8 – участки находок аквамарина (5), ростерита (6), топаза (7) и полихромного турмалина (8).

Fig. 11. Geological plan and cross-section of the central part of the Vtoroe granitic pegmatite body in Svetlinsky pegmatite quarry, after (Talantsev, 1988). 1 – biotite-plagioclase-amphibole schist; 2 – quartz-plagioclase-biotite schist with garnet and staurolite; 3 – aplite-like muscovite granite; 4 – chamber granitic pegmatites; 5–8 – areas of findings of aquamarine (5), rosterite (6), topaz (7), and polychrome tourmaline (8).

 

Рис. 12. Вид отработанного участка Светлинского карьера с жилками пегматита в каолинизированном гранит-аплите тела Второе в 2008 г.

Fig. 12. View of a mined area in Svetlinsky quarry with pegmatite veins in kaolinized granite aplite of the Vtoroe body in 2008.

 

Из пегматита этого карьера столбчатый кристалл желтовато-зеленоватого берилла длиной 4 см в субпараллельном сростке с меньшим желтоватым бериллом передан нам С.В. Ворожевой в 1982 г. Для исследования кристалл распилен по ~$\perp$[0001]. Оба индивида берилла в сечении зонально-секториальны с более светлыми зонами роста пинакоида (рис. 13а), что контрастно проявилось и на нейтронно-активационной радиографии (Попова, 1995) с постепенным увеличением интенсивности b-излучения (рис. 13б) из-за примеси Cs₂O (0.47 мас. %) в пирамиде роста пинакоида (табл. 2, обр. Св-82, ан. 1b).

 

Рис. 13. Вид сечения зонально-секториального берилла № Св-82 (а) и его радиография (б), по (Попова, 1995).

Fig. 13. Section view of zoned-sectoral beryl no. Св-82 (a) and its radiography (б), after (Popova, 1995).

 

В другой пегматитовой жиле Светлинского карьера в 2022 г. был найден небольшой участок с бериллами, внутренние мутные голубовато-белые обломки которых регенерированы почти бесцветным прозрачным бериллом (Попов, Колисниченко, 2022). Один из таких кристаллов берилла исследован в сечении ║[0001] (рис. 14а). Его внутренний обломок характеризуется следующим составом (мас. %): 0.29 Na₂O, 0.31 FeO, 19.40 Al₂O₃, 66.11 SiO₂, BeO_расч. 13.09, Σ = 99.20 с формулой (Be_2.85Na_0.05Al_0.08Fe_0.02)Al₂(Si₆O₁₈). В этом берилле выявлены ориентированные синтаксические вростки агрегата ганита (Zn_0.68Fe_0.31Mn_0.01)Al₂O₄ с кальцитом (Ca_0.89Mn_0.07Fe_0.04)(CO₃) и кварцем (рис. 14б), а также двойники ганита с мусковитом K_0.87Al_1.78Fe_0.36(Si_3.22Al_0.78)O₁₀(OH)₂ и кварцем (рис. 14в), агрегаты сидерита (Fe_0.87Mn_0.10Mg_0.02Ca_0.01)(CO₃) (g), сфалерита (Zn_0.98Fe_0.02)S (d), халькопирита Cu_0.99Fe_0.99Zn_0.02S₂ (f), галенита PbS (e), пирита FeS₂, мусковита (h, i) и кварца (рис. 14г). Результаты анализов некоторых микрозернистых агрегатов Bi-содержащих сульфидов допускают наличие в них галенобисмутита PbBi₂S₄, выявленного ранее (в 2007 г.) по физическим свойствам и ЭД спектру.

 

Рис. 14. а – берилл № Св-22 с включениями в голубовато-белом микропористом берилле; б – агрегат ганита (b) с кальцитом (c) и кварцем (Q) (а – берилл); в – ориентированные вростки ганита (Gh), мусковита (Mu), кварца (Q) и микропор (черные); г – агрегата сидерита (g), сфалерита (d), халькопирита (f), галенита (e), пирита (Py), мусковита (h, i) и кварца (Q). Фото б–г – в отраженных электронах.

Fig. 14. a – beryl no. Sv-22 with inclusions in bluish white microporous beryl; б – gahnite aggregate (b) with calcite (c) and quartz (Q) (a – beryl); в – oriented ingrowths of gahnite (Gh), muscovite (Mu), quartz (Q) and micropores (black); г – aggregate of siderite (g), sphalerite (d), chalcopyrite (f), galena (e), pyrite (Py), muscovite (h, i) and quartz (Q).

 

Заключение

В дополнение к данным предшественников, в исследованных нами кристаллах бериллов уральских объектов установлены важные признаки их онтогенеза. В продольных и поперечных сечениях кристаллов периферические зоны и призмы, и пинакоида чаще более светлоокрашенные и отличаются составом от более ранних внутренних зон или участков. Признаки дробления раннего берилла с последующей регенерацией его прозрачным бериллом свидетельствуют о синминерализационной тектонике в процессе пегматитообразования.

В ранних зонах роста берилла из Мариинского месторождения на Среднем Урале выявлены ранее не отмечавшиеся мельчайшие синтаксические вростки бавенита, а также поздние зоны параллельно-шестоватых агрегатов сокристаллизации берилла с бавенитом. При макронаблюдениях и под бинокуляром они малозаметны, а на фото в режиме отраженных электронов бавенит в берилле проявляется только при увеличении контраста; сопутствующие поздние минералы – пирит, флюорит, тоберморит, жисмондин-Ca. На Южном Урале в бериллах из копи № 242 Ильменского заповедника выявлены синтаксические микрозерна аннита, а также сингенетичные включения колумбита и Ta-Nb рутила.

В раннем голубовато-белом берилле из Светлинского пегматитового карьера выявлены микроскопические синтаксические вростки мусковита, ганита и кварца, почти невидимые при малых увеличениях, а также кварц-мусковитовые агрегаты с пиритом, халькопиритом, сфалеритом, галенитом, сидеритом, кальцитом и микропорами. Концентрация включений такова, что берилл становится почти непрозрачным (слабо просвечивающим). Синтаксия слюд, кварца и ганита с бериллом на микроуровне встречена впервые.

Синтаксические микровростки минералов в исследуемых препаратах важно учитывать при использовании профильной или площадной записи химического состава с применением современных приборов высокой чувствительности. Сокристаллизация берилла с Fe-Mn-карбонатами (сидеритом и марганцовистым кальцитом), а также наличие Fe-содержащих сульфидов способствовали образованию лимонита и окислов марганца в коре выветривания пегматитов Светлинского карьера, где они позднее были растворены или замещены, и в процессе полевых исследований в парагенезисах минералов пегматитов не фиксируютсся, тогда как «законсервированные» в берилле минералы свидетельствуют о более сложном онтогенезе пегматитовых жил.

作者简介

V. Popova

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: popov@mineralogy.ru
俄罗斯联邦, Miass, Chelyabinsk region, 456317

V. Popov

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: popov@mineralogy.ru
俄罗斯联邦, Miass, Chelyabinsk region, 456317

M. Rassomakhin

South Urals Federal Research Center of Mineralogy and Geoecology UB RAS

Email: popov@mineralogy.ru
俄罗斯联邦, Miass, Chelyabinsk region, 456317

参考

补充文件