Кудрявцеваит - новый минерал кимберлитов

¹Бовкун А.В., ²Анашкин С.М., ³Бинди Л., ⁴Литвин Ю.А., ¹Гаранин В.К.

¹ Геологический факультет МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва, Россия; ² ФГУП ЦНИГРИ , Москва, Россия; ³Университет Флоренции,Флоренция, Италия; ⁴ ИЭМ РАН, Черноголовка, Россия

Кудрявцеваит – новый минерал с идеализированной формулой Na₃MgFe³⁺Ti₄O₁₂, обнаруженный в кимберлитовых породах поля Oрапа, Ботсвана. Минерал утвержден IMA-CNMNC и назван в честь выдающегося российского ученого Галины Петровны Кудрявцевой (1947-2006). Кудрявцеваит образует призматические кристаллы длиной до 100 мкм, ассоциирующие с магнезиальным ильменитом и фрейденбергитом. Цвет минерала серовато-черный, черта черная. Минерал непрозрачен в проходящем свете. Сингония ромбическая, пр. группа Pnma, a = 27,714(1), b = 2,9881(3), c = 11,3564(6) Å, V = 940,5(1) Å³, and Z = 4. Химический состав (среднее по 8 анализам, мас.%): Na₂O 16,46(15), CaO 1,01(3), MgO 5,31(5), Fe₂O₃ 22,24(32), Cr₂O₃ 1,05(6), Al₂O₃ 0,03(2), TiO₂ 53,81(50), сумма 99,91. Эмпирическая формула: (Na_2,89Ca_0,10)_å_2,99(Ti_3,67Fe³⁺_1,52Mg_0,72Cr_0,08)_å_5,99O_12.

Введение

При исследовании кимберлитов трубки АК8 (Ботсвана) в лаборатории месторождений алмаза геологического факультета МГУ имени М.В. Ломоносова был обнаружен новый Na–Mg–Fe–Ti–оксидный минерал (Анашкин и др., 2013), который после расшифровки кристаллической структуры в Университете Флоренции (Anashkin et al., 2013) был утвержден комиссией по новым минералам, номенклатуре и классификации Международной минералогической ассоциации (IMA-CNMNC) под номером IMA 2012–078(Williams et al., 2013). Минерал с идеализированной формулой Na₃MgFe³⁺Ti₄O₁₂был назван кудрявцеваитом в честь доктора геолого-минералогических наук Галины Петровны Кудрявцевой (1947–2006), выдающегося российского ученого, лауреата Премии Правительства Российской Федерации в области науки и техники. Г.П. Кудрявцева - один из основателей лаборатории месторождений алмаза и создателей научной школы по исследованию минералогии кимберлитов и родственных им пород на геологическом факультете МГУ имени М.В. Ломоносова. Научная и общественная деятельность Галины Петровны получила широкое признание в России и за рубежом.

Место находки и ассоциация

Кимберлитовая трубка АК8 расположена в северо-восточной части Ботсваны (21°18' S 25°24' E) в кимберлитовом поле Орапа, включающем около 60 кимберлитовых трубок и даек, в том числе месторождения Летлхакане (Letlhakane), Дамтшаа (Damtshaa), АК6 (Карове/Karowe) и одно из крупнейших алмазных месторождений мира Орапа. Трубка АК8 находится в 10 км на юго-восток от трубки Орапа и в 10 км на северо-запад от трубки АК6 (рис. 1 а).

Кимберлитовые тела поля Орапа локализованы в пределах протоплатформы Калахари, вблизи контакта кратона Зимбабве и архейского пояса Лимпопо (Gernon et al., 2009). Кимберлиты имеют позднемеловой возраст (около 93 млн. лет). Вмещающие их породы представлены вулканическими (лавовыми базальтами) и осадочными (песчаниками и аргиллитами) породами системы Карру, залегающими на архейских гранитогнейсах.

Трубка АК8 была открыта компанией De Beers в 1969 г. (African Diamonds PLC, 2008). Она состоит из двух тесно сближенных тел – Южного и Северо-Восточного (рис. 1 б), общая площадь которых составляет около 5-6 Га. Кимберлиты Южного тела частично выходят на дневную поверхность, местами перекрыты калькретами и/или песками мощностью до 18 м, тогда как Северно-Восточное тело является «слепым», залегая под базальтами. Мощность последних совместно с калькрет-песчанистыми образованиями составляет от 90 до 125 м (CPR_Botswana Diamonds, 2011).

аА

бБА

Ботсвана

Рис. 1. Схема расположения (а) и трехмерная модель трубки АК8 (б) (по данным African Diamonds PLC, 2008)

По результатам разведочных и оценочных работ компании African Diamonds PLC (2008) среднее содержание алмазов в кимберлитах Южного тела более высокое (0,03-0,07 кар/т), чем в породах Северно-Восточного тела (0,01-0,02 кар/т). Запасы трубки оценены в 20 млн. тонн руды при отработке до 300 м.

Кудрявцеваит был обнаружен в образце кимберлита с глубины 139 м в керне одной из скважин Северо-Восточного тела. Кимберлит данного образца (обр. KV-34) имеет порфировую структуру и массивную текстуру, сложен многочисленными вкрапленниками (до 0,8-10 мм) практически полностью серпентинизированного оливина, реже – флогопита и магнезиального ильменита, а также келифитизированного пиропа и хромдиопсида, сцементированных мелкозернистым карбонат-флогопит-серпентиновым агрегатом с фенокристаллами (< 0,5 мм) измененного оливина и микрозернами (<100 мкм) рудных минералов (хромшпинелидов, магнезиального ильменита, перовскита, титаномагнетита, рутила) (рис. 2).

Выделения кудрявцеваита приурочены к измененным участкам трещиноватых вкрапленников магнезиального ильменита округлой или неправильной формы, имеющих размер от 150 мкм до 7 мм. Все присутствующие в образце вкрапленники магнезиального ильменита окружены полиминеральными реакционными каймами сложного строения мощностью до 70-100 мкм (рис. 3), внутренние участки которых сложены кудрявцеваитом и фрейденбергитом, а внешние – шпинелидами с высокими содержаниями MgO (15,7–21,6 мас. %) и TiO₂(14,5–25,8 мас. %), а также перовскитом (± титаномагнетит, магнетит). Кроме того, Na-содержащие оксидные фазы развиты в прожилках по трещинам, рассекающим пикроильменитовые зерна (рис. 4). Осевые зоны таких прожилков образованы шпинелидами, обогащенными Mg и Ti, а периферийные участки, примыкающие к магнезиальному ильмениту – кудрявцеваитом и фрейденбергитом.

а б

Рис. 2. Общий вид порфирового кимберлита трубки АК8 (Северо-Восточное тело, обр. KV-34): а – фото прозрачно-полированного шлифа, б – изображение в отраженных электронах

ILM

пвапв

KUD

ILM

а б

KUD

ILM

Ti-Spl

KUD

ILM

в г

Рис. 3. Вкрапленники магнезиального ильменита с выделениями кудрявцеваита в измененных участках (обр. KV-34). Изображения в отраженных электронах

а б

в г

д е

Рис. 4. Фрагмент вкрапленника магнезиального ильменита с прожилком из ульвошпинели, кудрявцеваита и фрейденбергита (обр. KV-34). Изображения в отраженных электронах (а, б) и характеристических лучах NaKα (в), MgKα (г), TiKα (д) и FeKα (е)

ILM

KUD

Ti-Spl

ILM

FRE

а б

в г

Рис. 4. Фрагмент вкрапленника магнезиального ильменита c выделениями кудрявцеваита, фрейденбергита из высокотитанистого шпинелида в прожилке (обр. KV-34). Изображения в отраженных электронах (а) и характеристических лучах NaKα (б), FeKα (в) и MgKα (г)

KUD

Рис. 5. Фрагмент измененного участка вкрапленника магнезиального ильменита c агрегатом из выделений кудрявцеваита, высокотитанистого шпинелида и Сr-К-содержащей титанистой фазы (обр. KV-34). Изображение в отраженных электронах

По данным микрозондовых исследований, выполненных в лаборатории локальных методов исследования вещества кафедры петрологии геологического факультета МГУ на электронном микроскопе Jeol JSM-6480LV, оснащенном энергодисперсионным INCA-Energy 350 и волновым дифракционным INCA-Wave 500 спектрометрами, центральные участки вкрапленников магнезиального ильменита содержат 7,9–12,8 мас.% MgO и 4,6–6,6 мас. % Fe₂O₃(табл. 1)_.К краям вкрапленников содержание MgO заметно возрастает (15,9–23,1 мас.%), а Fe₂O₃ - снижается (3,2–4,8 мас.%) (рис. 6). Центральные и краевые участки пикроильменитовых вкрапленников характеризуются устойчивой примесью Cr₂O₃(1,5–4,9 мас. %).

Таблица 1

Химический состав вкрапленников ильменита из кимберлитовых пород трубки АК8

№ ан.	Компонент, мас.%
№ ан.	MgO	Al₂O₃	TiO₂	Cr₂O₃	MnO	FeO	Fe₂O₃	Сумма
4с-1	12,82	0,48	49,01	2,39	0,34	29,10	5,87	100,02
4с-2	8,33	0,22	46,54	2,22	0,46	34,48	6,15	98,39
5с	11,54	0,35	47,21	2,28	0,34	30,13	6,59	98,43
6с	11,98	0,31	48,75	2,37	0,31	29,80	5,51	99,02
7с	11,26	0,41	47,3	2,56	0,31	30,68	6,13	98,65
10с	12,48	0,37	49,06	2,43	0,32	29,28	5,45	99,38
1к-1	15,87	0,76	51,32	2,15	0,56	24,27	4,30	99,23
3к-1	19,12	0,62	54,93	1,20	0,69	19,97	3,72	100,24
1к-2	20,32	0,63	52,61	2,51	0,61	17,51	4,19	98,38
3к-2	23,06	0,60	56,43	1,53	0,73	14,67	3,88	100,89
4к	21,34	0,53	53,50	2,84	0,32	17,13	4,39	100,06
6к	21,59	0,55	54,25	3,56	0,61	16,73	3,22	100,50

Примечание. Буквами “с” и “к” в номерах анализов обозначены центральные и краевые части зерен, соответственно. Содержания Fe₂O₃и FeO рассчитаны по стехиометрии.

Рис. 6. Диаграмма состава для вкрапленников ильменита, в измененных участках которого обнаружен кудрявцеваит

Фрейденбергит обогащен MgO (4,1–4,7 мас. %) и Cr₂O₃ (2–2,6 мас. %) (табл. 2, ан. 1-4). Согласно расчетам, в нашем случае все железо в фрейденбергите отвечает Fe³⁺, что указывает на окислительные условия его образования. Усредненный состав минерала отвечает формуле (Na,Ca)_1,84Mg_0,75(Fe³⁺,Cr)_1,63(Ti,Nb)_5,90O₁₆.

В трещинах и каймах вокруг зерен пикроильменита в ассоциации с кудрявцеваитом и фрейденбергитом нередко обнаруживаются мельчайшие выделения недиагностированной гидратированной высокотитанистой фазы, обогащенной K (около 5 мас.%) и Cr₂О₃ (1,2-1,9 мас.%) (рис. 5) (табл. 2, ан. 5-7).

Таблица 2

Химический состав фрейденбергита (ан. 1-4) и недиагностированной Сr-К-содержащей титанистой фазы, ассоциирующих с кудрявцеваитах

Компонент, мас.%	Фрейденбергит				Х-фаза
Компонент, мас.%	1	2	3	4	5	6	7
SiO₂	-	-	-	-	0,47	0,00	0,35
TiO₂	66,74	67,29	66,99	65,76	58,89	60,52	59,99
Al₂O₃	-	-	-	-	0,74	0,00	0,00
Cr₂O₃	2,60	2,25	2,06	1,99	1,89	1,74	1,22
Fe₂O₃	15,96	15,95	16,73	15,99	9,84	9,20	10,99
MgO	4,05	4,12	4,66	4,32	4,39	3,67	3,69
CaO	1,56	1,69	0,95	0,62	7,42	7,79	5,64
Na₂O	7,11	7,40	6,67	8,53	0,88	0,65	1,11
K₂O	-	-	-	-	4,98	5,13	5,16
Nb₂O₅	0,34	0,41	0,36	0,69	0,36	0,41	0,00
Сумма	98,35	99,09	98,41	97,90	89,86	89,11	88,17

Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 300; Мы поможем в написании вашей работы!

Поделиться с друзьями:

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 7 8 9 10 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!