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
- EDN: NIAWVN
- DOI: 10.31857/S0869605523010100
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.
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).
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.
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).
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.
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.
№ | 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 |
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
Александров С.М. Геохимия бора и олова в месторождениях магнезиально-скарновой формации. М.: Наука, 1982. 272 с.
Александров С.М. Геохимия скарно- и рудообразования в доломитах. М.: Наука, 1990. 344 с.
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.
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.
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.
Вольфсон Ф.И. Структура и генезис свинцово-цинковых месторождений Западного Карамазара. М.: Изд. АН СССР, 1951. 245 с.
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.
Граменицкий Е.Н. Анализ парагенезисов флюоборита // Геология рудн. месторожд. 1966. № 1. С. 16–32.
Едовин Ю.И., Утехин Г.М. О флюоборите из Средней Азии // Доклады АН СССР. 1962. Т. 142. №. 3. С. 674–678.
Перцев Н.Н. Парагенезисы борных минералов магнезиальных скарнов. М.: Наука, 1971. 193 с.
Попов В.С. Флюоборит / Минералы Узбекистана. Ташкент: Фан УзССР, 1975. Т. 2. С. 149–150.
Рахимов Ш.Х. Геолого-структурные условия локализации скарново-полиметаллических месторождений Карамазара. Ташкент: Фан, 1978. 142 с.
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.
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.
Инструменты
Записки Российского минералогического общества