Записки Российского минералогического общества, 2023, T. 152, № 1, стр. 102-109

Флюоборит в рудовмещающих скарнах магнетит-полиметаллического месторождения Акташ в Карамазаре (северный Таджикистан)

У. А. Ятимов 1*, д. чл. В. В. Масленников 1, М. А. Рассомахин 1, П. В. Хворов 1, д. чл. С. М. Лебедева 1

1 Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН, Институт минералогии, тер. Ильменский заповедник
456317 Челябинская обл., Миасс, Россия

* E-mail: umed1990@list.ru

Поступила в редакцию 28.07.2022
После доработки 21.10.2022
Принята к публикации 14.12.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Флюоборит Mg3(BO3)(F,OH)3 обнаружен в магнетитсодержащих скарнах в нескольких метрах от контакта доломит-известковых и гранодиоритовых пород месторождения Акташ. Его диагностика осуществлена с помощью оптических, электронно-микроскопических исследований и определения химического состава (мас. %): MgO 63.29–64.56, F 18.35–21.91, B2O3 18.44–18.58, H2O 4.02–5.62, –O=F2 7.73–9.23, сумма 99.27–99.85. Так же минерал диагностирован методами рентгенофазового анализа (рефлексы 7.702, 4.445, 3.584, 2.908, 2.417, 2.22, 2.133, 1.806, 1.763, 1.678, 1.635, 1.554, 1.534, 1.485 и 1.477 Å) и рамановской спектроскопии (КР спектры с полосами 952, 848, 534, 423, 345, 239 и 175 см–1). Радиально-лучистые агрегаты флюоборита, встречающиеся в серпентине, частично замещены флюоритом. На отдельные вершины кристаллов флюоборита наросли метакристаллы магнетита. В метакристаллах магнетита сохраняются пойкилитовые включения флюоборита и флюорита.

Ключевые слова: флюоборит, бораты, серпентин-флюорит-флюоборит-магнетитовая ассоциация, скарны, месторождение Акташ, Карамазар

Флюоборит Mg3(BO3)(F,OH)3 – конечный член изоморфного ряда флюоборит–гидроксилборит, относится к гексагональным моноборатам с треугольными BO3-группами (Takeuchi, 1950; Руднев и др., 2007; Булах и др., 2021). Этот минерал впервые описан в 1926 г. под названием “фторгидроксилборат магния” на скарновом железорудном месторождении Норберг в Швеции (Geijer, 1926). Наиболее характерен он для борных, олово-борных и бор-железорудных месторождений (Граменицкий, 1966; Перцев, 1971; Александров, 1982; Kwak, Nicholson, 1988; Marincea, 2000). Флюоборит отмечается в вулканогенно-осадочных и галогенных толщах. Например, он описан на Непском месторождении калийных солей в галит-кальцитовых и галит-ангидритовых породах (Аполлонов и др., 1988), а его проявления были обнаружены в туфовых покровах Ноцера и Лацио Италии (Caponera et al., 2003; Lacalamita et al., 2017). Максимально фтористый флюоборит обнаружен в активных фумарольных эксгаляциях (вулкан Толбачик, Камчатка); для данного бората это новые условия минерализации (Булах и др., 2021). На территории Чаткало-Кураминских гор (Узбекистан) флюоборит найден на железорудных месторождениях Сюреньата и Гавасай (Едовин, Утехин, 1962; Попов, 1975). Нами флюоборит обнаружен в скарнированных породах железорудного месторождения Акташ в Карамазаре. Это первая находка флюоборита не только на этом месторождении, но и для всей территории района Карамазара.

КРАТКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Месторождение Акташ расположено в Кансайском рудном поле Западно-Карамазарского рудного района (юго-западные отроги Кураминского хребта) в северной части Республики Таджикистан. Район месторождения Акташ сложен осадочными, изверженными породами и скарнами, образовавшимися по вулканогенно-осадочным отложениям (рис. 1). Осадочные толщи сформированы доломитами и известняками (D3–C1), а также молассовыми отложениями (MZ–KZ), слагающими южную предгорную часть хребта Карамазар (Вольфсон, 1951; Рахимов, 1978). Интрузивные породы представлены гранодиоритами (С2), гранодиорит-порфирами и диоритами (C2–Т2), с которыми и связано развитие скарнов (Вольфсон, Титов, 1965).

Рис. 1.

Географическое положение (врезка) и геологическая карта восточной части месторождения Акташ (Фахриддинов и др., 1974 г., с упрощениями). 1 – четвертичные отложения; 2 – карбонатные породы палеогена; 3 – карбонатные породы верхнего девона–нижнего карбона; 4 – гранодиорит-порфиры среднего карбона–нижнего триаса; 5 – гранодиориты среднего карбона; 6 – диоритовые порфириты верхнего триасса; 7 – скарны; 8 – разрывные нарушения; 9 – полиметаллические рудные тела; 10 – точка отбора образцов. Fig. 1. Geographical position and geological map of the Aktash deposit, simplified after (Fakhriddinov et al., 1974). 1 – Quaternary sediments; 2 – Paleogene carbonate rocks; 3 – Upper Devonian–Lower Carboniferous carbonate rocks; 4 – Middle Carboniferous–Early Triassic porphyry granodiorite; 5 – Middle Carboniferous granodiorite; 6 – Late Triassic porphyry diorite; 7 – skarns; 8 – thrusts and ore zones; 9 – polymetallic ore bodies; 10 – location of samples.

Скарны залегают в основном на контакте карбонатных пород с гранодиоритами или гранодиорит-порфирами. В ассоциации со скарнами и известняками находится крупное стратиформное магнетитовое тело. Главными минералами скарнов являются пироксены ряда диопсид–геденбергит, амфиболы ряда актинолит–тремолит, гранаты ряда гроссуляр–андрадит, серпентин, эпидот и кальцит. Руды по минеральному составу подразделены на три типа: галенит-пирит-магнетитовые, галенит-сфалеритовые и халькопирит-пирротин-пиритовые (Рахимов, 1978; Ятимов и др., 2022).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Образцы для исследований были отобраны штуфным методом из небольшого выхода магнетитовых руд на месторождении Акташ в 2019 г. Минеральный состав изучен в аншлифах и шлифах на микроскопе Olympus BX51 с цифровой приставкой Olympus DP12. Для определения химического состава минералов использован сканирующий электронный микроскоп (СЭМ) Tescan Vega 3 sbu с энергодисперсионным анализатором Oxford Instruments X-act (Институт минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН). Количественный анализ проведен с использованием эталонов MINM-25-53 фирм “ASTIMEX Scientific Limited” (стандарт № 01-044) и “Microanalysis Consultants Ltd.” (стандарт № 1362).

Спектры комбинационного рассеяния света (КР) получены на спектрометре iHR 320 LabRAM фирмы Horiba Jobin Yvon, оснащенным микроскопом Olympus BX41, TV камерой и охлаждаемым CCD детектором (Институт минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН). Возбуждающей служила линия 632.8 нм He-Ne лазера (Pmax = 20 мВт), спектральная ширина щели составляла 2 см–1. Сбор рассеянного света осуществлен по схеме на отражение (180°) с зерен размером от 5 мкм со временем накопления 10 с. Запись спектров осуществлялась в программе Labspec v.5, спектры диагностированы с использованием базы данных RRUFF (http://rruff.info).

Количественный рентгенофазовый анализ руд выполнен на дифрактометре SHIMADZU XRD-6000 (Институт минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН). Расчет количества кристаллических фаз проведен методом Ритвельда (программы SIROQUANT V4).

ФЛЮОБОРИТ МЕСТОРОЖДЕНИЯ АКТАШ

На месторождении Акташ флюоборит встречается в ассоциации с флюоритом и магнетитом. Эти минералы образуют прожилки и линзы с пятнистой и вкрапленной текстурами (рис. 2, а) в скарнированных доломит-известковистых породах в 3–5 м от их контакта с гранодиоритами. Участки, обогащенные флюоборитом, имеют слоистость, которая подчеркивается вкрапленностью мелкозернистого магнетита. Слои пересечены прожилками грубозернистого магнетита, ассоциирующего с флюоритом, хлоритом и серпентином (рис. 2, а). В качестве второстепенных и акцессорных минералов в ассоциации с флюоборитом диагностированы серпентин, доломит, хлорит, пирит, халькопирит, гематит, бадделеит, апатит, гранат, пироксен, валлериит и ангидрит.

Рис. 2.

Текстурно-структурные особенности флюорит-флюоборит-магнетитовой ассоциации. а – сочетание вкрапленной и пятнистой текстур; б – радиально-лучистое гнездо спутанно-волокнистого и игольчатого флюоборита, частично замещенное флюоритом в серпентине; в – вершины игольчатых кристаллов флюоборита, частично замещенные флюоритом, обросли кристаллами магнетита, с прожилками хлорита. Mt – магнетит, Flr – флюорит, Fbo – флюоборит, Srp – серпентин, Chl – хлорит. Полированный образец (а), СЭМ-фото (б, в). Fig. 2. Textural and structural features of the fluorite–fluoroborite–magnetite assemblage. а – combination of interspersed and spotted textures; б – radiant nest of entangled-fibrous and acicular fluoroborite, partially replaced by fluorite in serpentine; в – acicular tops of fluorite crystals, partially replaced by fluorite, overgrown with magnetite crystals which are crossed by chlorite veinlets. Mt, magnetite, Flr, fluorite, Fbo, fluoroborite, Srp, serpentine, Chl, chlorite. Polished sample (а), BSE images (б, в).

Флюоборит представлен тонкими игольчатыми, удлиненно-пластинчатыми субгедральными кристаллами, собранными в радиально-лучистые агрегаты. (рис. 2, б, в). Толщина отдельных индивидов достигает 30 мкм при длине до 150 мкм. Кристаллы флюоборита частично замещались флюоритом. Вершины кристаллов обрастали метакристаллами магнетита.

Цвет агрегатов флюоборита – белый (рис. 2, а), отдельные кристаллы – полупрозрачные. В подавляющем большинстве случаев кристаллы флюоборита формируют сноповидные или радиально-лучистые срастания (рис. 2, б, в). Наблюдаются признаки замещения кристаллов флюоборита флюоритом и обрастание их метакристаллами магнетита (рис. 2, в). Редко отмечаются включения флюоборита в магнетите. Иногда в пористых флюорит-флюоборитовых агрегатах встречаются гипергенные гидроксиды марганца, меди и магния с примесью алюминия, цинка, кобальта, кремния и кальция.

В химическом составе флюоборита в качестве элементов-примесей обнаружены CaO (0.10–1.45 мас. %) и FeO (0.48–1.29 мас. %) (табл. 1). Содержания фтора колеблются в пределах 18.35–21.91 мас. %, что соответствует содержанию минала Mg3[BO3]F3 (61–72 мол. %).

Полученные рентгеновские порошковые данные для агрегата флюоборита соответствуют смеси флюоборита (рефлексы 7.702, 4.445, 3.584, 2.908, 2.417, 2.22, 2.133, 1.806, 1.763, 1.678, 1.635, 1.554, 1.534, 1.485 и 1.477 Å, эталон ICDD 11-346), флюорита (рефлексы 3.156, 1.93, 1.647 и 1.366 Å, эталон ICDD 35-816), магнетита (рефлексы 4.849, 2.971, 2.533, 2.099, 1.715, 1.617 и 1.485 Å, эталон ICDD 86-1345) и хлорита (рефлексы 14.349, 7.19, 4.784, 3.584, 2.012 и 1.974 Å, эталон ICDD 29-853) (рис. 3).

Рис. 3.

Результаты рентгеновских порошковых данных. Fig. 3. Results of X-ray powder data.

Сопоставление зарегистрированных в различных точках исследуемого образца КР-спектров со спектрами из базы данных Rruff.info показало, что положения КР-полос соответствуют флюобориту (эталонный спектр № R061042) (рис. 4, а, б). КР спектры флюоборита из месторождения Акташ с полосами 952, 848, 534, 423, 345, 239 и 175 см–1, сходны со спектром флюоборита № R061042 в области 1200–150 см–1 (рис. 4), дополнительные линии могут быть вызваны тонкой примесью флюорита.

Рис. 4.

Спектры комбинационного рассеяния (КР) флюоборита из месторождения Акташ (а) и флюоборита из базы RRUFF (б). Fig. 4. The Raman spectra of fluoroborite from the Aktash deposit (а) and fluoroborite data from RRUFF (б).

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

В магнетитовых рудах месторождения Акташ сохранились признаки двух стадий формирования – доскарновой и скарновой. Разнообразные по микроструктуре доскарновые разновидности магнетита, слагающие слоистые руды, “уничтожались” серпентин-магнетит-пироксеновыми скарнами (Ятимов и др., 2022). Эти магнетитовые руды не содержат боратов. Подобная флюорит-флюоборит-магнетитовая ассоциация типична и для других скарнированных железорудных месторождений (Граменицкий, 1966; Перцев, 1971; Александров, 1982, 1990). Однако на месторождении Акташ основная флюорит-магнетит-скарновая минерализация по отношению к флюобориту оказывается более поздней.

Таблица 1.

Химический состав (мас. %) флюоборита месторождения Акташ Table 1. Chemical composition (wt %) of fluoroborite from the Aktash deposit

MgO CaO FeO F Σ *B2O3 *H2O –O=F2 Σобщ F
1 63.34 1.29 18.35 82.98 18.44 5.62 7.73 99.31 61
2 63.73 0.94 18.83 83.50 18.50 5.43 7.93 99.50 62
3 63.89 0.48 19.92 84.29 18.47 4.89 8.39 99.26 66
4 64.31 0.19 20.67 85.17 18.56 4.61 8.70 99.64 68
5 63.29 1.45 20.29 85.03 18.47 4.72 8.54 99.68 67
6 64.46 21.91 86.37 18.55 4.02 9.23 99.71 72
7 64.37 0.10 21.24 85.71 18.55 4.33 8.94 99.65 70
Формула
1 (Mg2.97Fe0.03)3.00(BO3)1.00(F1.82(OH)1.18)3.00
2 (Mg2.98Fe0.02)3.00(BO3)1.00(F1.87(OH)1.13)3.00
3 (Mg2.99Fe0.01)3.00(BO3)1.00(F1.98(OH)1.02)3.00
4 (Mg2.99Ca0.01)3.00(BO3)1.00(F2.04(OH)0.96)3.00
5 (Mg2.96Ca0.04)3.00(BO3)1.00(F2.01(OH)0.99)3.00
6 Mg3.00(BO3)1.00(F2.16(OH)0.84)3.00
7 (Mg2.99Ca0.01)3.00(BO3)1.00(F2.10(OH)0.90)3.00

Примечание. Формула флюоборита рассчитана на сумму катионов равную 3. * Содержания B2O3 и H2O рассчитаны с учетом электронейтральности формул минералов. Указана фтористость (F) флюоборита, рассчитанная по формуле F = F/(F + OH) × 100%. Прочерк – содержание компонента ниже порога чувствительности.

Считается, что в скарнах он образуется путем взаимодействия насыщенных бором и фтором водных флюидов с магнезиальными карбонатными породами при температурах около 380–450 °C (Tell, 1972; Lacalamita et al., 2017). Для флюоборита источником бора и фтора, предположительно, служили гидротермальные флюиды, а источником магния являлись доломитовые породы (Булах и др., 2021). Другим источником могли бы быть осадочные и вулканогенно-осадочные отложения, имеющие более высокое содержание бора, чем магматические породы (Барсуков и др., 1965).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Радиально-лучистые агрегаты флюоборита обнаружены в флюорит-магнетитсодержащих скарнах в нескольких метрах от контакта доломит-известковых и гранодиоритовых пород месторождения Акташ. Для диагностики флюоборита, кроме определения состава и рентгенофазового анализа, были получены спектры комбинационного рассеяния. Игольчатые кристаллы флюоборита частично замещены флюоритом и обросли поздними метакристаллами магнетита.

Минералогические исследования проведены при финансовой поддержке РНФ (проект № 22-17-00215). Полевые работы выполнялись в рамках госбюджетной темы Института минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН (№ 122031600292-6).

Авторы благодарны к. г.-м. н. С.С. Сафаралиеву за оказанную помощь и содействие в проведении полевых работ.

Список литературы

  1. Александров С.М. Геохимия бора и олова в месторождениях магнезиально-скарновой формации. М.: Наука, 1982. 272 с.

  2. Александров С.М. Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 1990. 344 с.

  3. Аполлонов В.Н., Галкин Г.А., Кощуг Д.Г., Кровопалов О.А., Садовый В.Ф. О борной минерализации в калиеносной пачке Непского месторождения // Геология и геофизика. 1988. № 3. С. 24–30.

  4. Барсуков В.И., Камшилина Е.М., Лисицын А.Е., Соколов Г.А., Шабинын Л.И. Геохимия бора, условия образования и размещения борных месторождений. Москва: Недра, 1965. 328 с.

  5. Булах М.О., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Япаскурт В.О., Кошлякова Н.Н., Бритвин С.Н., Сидоров Е.Г. Максимально фтористый флюоборит из фумарольных эксгаляций вулкана Толбачик (Камчатка) // ЗРМО. 2021. Т. 150. № 2. С. 42–56.

  6. Вольфсон Ф.И. Структура и генезис свинцово-цинковых месторождений Западного Карамазара. М.: Изд. АН СССР, 1951. 245 с.

  7. Вольфсон Ф.И., Титов В.Н. Основные особенности геологического строения Кансайского рудного поля / Геология свинцово-цинковых месторождений Кансайского рудного поля. М.: Наука, 1965. С. 21–29.

  8. Граменицкий Е.Н. Анализ парагенезисов флюоборита // Геология рудн. месторожд. 1966. № 1. С. 16–32.

  9. Едовин Ю.И., Утехин Г.М. О флюоборите из Средней Азии // Доклады АН СССР. 1962. Т. 142. №. 3. С. 674–678.

  10. Перцев Н.Н. Парагенезисы борных минералов магнезиальных скарнов. М.: Наука, 1971. 193 с.

  11. Попов В.С. Флюоборит / Минералы Узбекистана. Ташкент: Фан УзССР, 1975. Т. 2. С. 149–150.

  12. Рахимов Ш.Х. Геолого-структурные условия локализации скарново-полиметаллических месторождений Карамазара. Ташкент: Фан, 1978. 142 с.

  13. Руднев В.В., Чуканов Н.В., Нечелюстов Г.Н., Ямнова Н.А. Гидроксилборит, Mg3[BO3](OH)3 – новый минерал и изоморфный ряд флюоборит–гидроксилборит // ЗРМО. 2007. № 1. С. 69–82.

  14. Ятимов У.А., Аюпова Н.Р., Масленников В.В., Котляров В.А., Шиловских В.В. Золото-теллуридная минерализация в рудах Pb-Zn-Fe скарнового месторождения Акташ (Западный Карамазар, Таджикистан) // Геология рудн. месторожд. 2022. Т. 64. № 4. С. 362–381.

Дополнительные материалы отсутствуют.