Минералы группы лампрофиллита широко распространены в агпаитовых щелочных породах, недосыщенных кремнеземом. При этом обзор литературных данных показывает, что они не известны в кварцсодержащих ассоциациях.
Для объяснения этого был выполнен ряд экспериментов по плавлению лампрофиллита и смесей лампрофиллит-кремнезем.
Исходным материалом послужил лампрофиллит из пегматита г. Лепхе-Нельм (Ловозерский массив) и SiO2 марки ОСЧ.
Эксперименты проводились в платиновых капсулах закалочным методом. Выдержка составляла от 3.5 до 304 часов. Равновесие достигалось в ряде опытов ╚сверху╩ и ╚снизу╩, в других только ╚сверху╩. Результаты экспериментов изучались в иммерсионных препаратах и методом электронно-микрозондоваго анализа.
Температура плавления собственно лампрофиллита составляет 860-870°С.Он
плавится с образованием расплава, нестехиометричного таусонита ((Sr1-xNax)TiO3-x/2), рутила и фрейденбергита (Na2Fe2-xTi6+xO16). Полное плавление достигается при температуре
около 1100° С. Наиболее высокотемпературной титановой фазой
является таусонит, при более низкой температуре кристаллизуются рутил, затем
- фрейденбергит и, наконец,
лампрофиллит.
Добавление к лампрофиллиту 10 масс.% кремнезема резко меняет порядок
кристаллизации: первой кристаллизующейся фазой оказывается рутил. Он остается
единственной кристаллической фазой до температуры около 975°С,
при которой к нему присоединяется таусонит. Ниже девятисот градусов вместо
рутила присутствует титаносиликат стронция. Он образует вытянутые
призматические кристаллы и ксеноморфные выделения между кристаллами кварца и
лампрофиллита. Микрозондовым анализом в этой фазе обнаруживается 38.8-40.5 % SiO2, 27.3-31.5% TiO2, 0.8-1.5% FeO,
1.6% MnO, 0.8-1% MgO, 20.6-26.3 % SrO 0.5-1.3 % BaO, 0.3-0.4 % CaO, 2.4-2.7 %
Na2O и 0.1 % K2O. По химическому составу эта фаза близка к минералам группы
лабунцовита, хотя прямой аналог среди известных минералов отсутствует. Отличием
от природных минералов этой группы является повышенное содержание титана и
ниобия. Возможно, эти элементы в большей, чем для природных минералов,
степени входят в позицию D из-за высокой температуры и большой скорости
кристаллизации.
Кристаллизация этой
фазы в данной системе говорит о том, что минералы группы лабунцовита имеют
большую, чем лампрофиллит, устойчивость при высокой активности кремнезма.
В эксперименте при температуре 766°С обнаружено сосуществование стекла, лампрофиллита и кремнезема. Результаты этого эксперимента показывают, что, в принципе, ассоциация лампрофиллита с кварцем возможна. Однако большая по сравнению с лампрофиллитом, устойчивость лабунцовитоподобных фаз в обстановках, богатых кремнекислотой, делает нахождение этой ассоциации в природных системах маловероятной.
Работа выполнена при
финансовой поддержке РФФИ (гранты ╧╧ 05-05-64144-а и 04-05-64830-а) и ведущей
научной школы (грант ╧ НШ-00-15-98497).