Калиевый сульфид в кимберлитах трубки Интернациональная (Якутия)
В.В. Шарыгин
Институт геологии и минералогии СО РАН, Новосибирск, Россия, sharygin@uiggm.nsc.ru
Калиевый хлорсодержащий сульфид был обнаружен в основной массе неизмененного доломитового кимберлита из трубки Интернациональная (Якутия). В качестве фенокристов (< 5-10 об.%) в изученном кимберлите присутствуют оливин (Fo89) и флогопит (Mg# 0.91-0.92; BaO < 0.1 мас.%). Мелкозернистая основная масса представлена доломитом (MgO 21.8-22.1; CaO 30.8-31.6; SrO до 0.6 мас.%), флогопитом (Mg# 0.96-0.97; BaO до 3.3 мас.%), гейкелитом-Mg-ильменитом, пирротином (Fe 63.57; S 36.40 мас.%), K-сульфидом и, возможно, Na-K хлоридами. Вторичные изменения выражены очень слабо и фиксируются лишь по присутствию слюдоподобного бората типа сайбеллита в основной массе.
Пирротин является основной сульфидной фазой в изученном кимберлите. К-сульфид присутствуют в меньших количествах. В основном, он образует оторочки вокруг пирротина, реже одиночные ксеноморфные или полигональные зерна в основной массе (рис. 1). Размер зерен К-сульфида обычно не превышает 50 мкм. Согласно петрографическим данным, кристаллизация K-сульфида происходила после образования силикатов (оливин, флогопит) и оксидов (гейкелит, Mg-ильменит) и немного раньше доломита (см. рис. 1).
Химический состав К-Cl-сульфида трубки Интернациональная
На данный момент в природе обнаружены три калиевых сульфида, содержащих хлор: джерфишерит K6NaFe24S26Cl, бартонит K6Fe24S26(S,Cl) и хлорбартонит K6Fe24S26(Cl,S) [2, 3, 5]. Как показывают результаты исследований последних лет, джерфишерит является обычной фазой для основной массы свежих кимберлитов Якутии и Канады [1 и др.]. Сосуществование хлорбартонита (бартонита), джерфишерита и расвумита KFe2S3 характерно для щелочных ультрамафитов Койот Пик, Калифорния, и ультраагпаитовых жильных пород г. Коашва, Хибины [2, 3, 5]. К-сульфид (бартонит-хлорбартонит ?) с варьирующим содержанием хлора был обнаружен в мелилитолитах вулкана Пиан ди Челле, Италия [4]. Обзор литературных данных по K-Cl-сульфидам показывает, что в природе существуют как хлорсодержащие, так и бесхлорные разновидности бартонита и джерфишерита. Например, бартонит, хлорсодержащий бартонит и фаза, переходная к джерфишериту, сосуществуют в пределах одной магматической породы, что предполагает изоморфизм Cl↔S [2]. Следует также отметить, что бартонит, хлорбартонит и джерфишерит относятся к одной структурной группе минералов на базе Fe8S14 кластеров [2, 3, 5]. Суммируя все вышеизложенное, на данный момент становиться очень проблематичным корректная идентификация K-Cl-сульфидов только лишь по данным микрозондового анализа. И именно с этой проблемой мы столкнулись в случае K-Cl-сульфида из свежих кимберлитов трубки Интернациональная.
Ксеноморфные выделения K-Cl-сульфида в этих кимберлитах не дают каких-либо оснований к отнесению этой фазы к тетрагональной или кубической сингонии. По содержанию хлора данный сульфид соответствует джерфишериту. Однако по концентрации K (9.7-10.2 мас.%) и S (35.6-36.4 мас.%), а также суммарному количеству переходных (transition) элементов (Fe+Ni+Co+Cu - 21.2-21.9, в ф.е.) (таблица, рис. 2), он наиболее близок к бартониту и хлорсодержащему бартониту из пород Койот Пик и Пиан ди Челле [2, 4]. Таким образом, по результатам микрозондового анализа мы пока относим K-Cl-сульфид трубки Интернациональная к хлорсодержащему бартониту или хлорбартониту. В целом, в пределах отдельных зерен не наблюдается существенных вариаций по составу от края к центру. Однако для разных зерен характерны варьирующие концентрации Ni (0.7-2.6 мас.%) и Fe (49-51.8 мас.%), тогда как содержания Cu практически постоянны (0.6-0.9 мас.%). Вариации состава K-Cl-сульфида трубки Интернациональная в сопоставлении с данными по бартониту и хлорбартониту других проявлений показаны на рис. 2.
Обсуждение
Петрографические и химические данные свидетельствуют о том, что не только джерфишерит, но и хлорсодержащий бартонит может присутствовать как позднемагматическая фаза в кимберлитах Якутии. Появление того или иного K-Cl-сульфида в кимберлитах, по-видимому, зависит от локальных условий кристаллизации кимберлитовой магмы.
Работа выполнена при поддержке СО РАН (интеграционный проект 6.15).
Литература
1. Шарыгин В.В., Головин А.В., Похиленко Н.П., Соболев Н.В. Джерфишерит в неизмененных кимберлитах трубки Удачная-Восточная, Якутия // Доклады РАН. 2003. Т. 390. ╧ 2. С. 242-246.
2. CzamanskeG.K., ErdR.C., LeonardB.F., ClarkJ.R.Bartonite, anewpotassiumironsulfidemineral // Am. Mineral. 1981. V. 66. P. 369-375.
3. Evans H.T., Clark J.R. The crystal structure of bartonite, a potassium iron sulfide, and its relationship to pentlandite and djerfisherite // Am. Mineral. 1981. V. 66. P. 376-384.
4. Stoppa F., Sharygin V.V., Cundari A. New mineral data from the kamafugite-carbonatite association: the melilitolite of Pian di Celle, Italy // Mineral. Petrol. 1997. V. 61. ╧ 1. P. 27-45.
5. YakovenchukV.N., PakhomovskyY.A., Men'shikovY.P., IvanyukG.Y., KrivovichevS.V., BurnsP.C.Chlorbartonite, K6Fe24S26(Cl,S), anewmineralspeciesfromahydrothermalveinintheKhibinamassif, KolaPeninsula, Russia: Descriptionandcrystalstructure // Can. Mineral. 2003. V. 41. P. 503-511.
Таблица
Представительные анализы (в мас.%) К-сульфида из кимберлитов трубки Интернациональная.
n | 2 | 1 | 1 | 1 | 1 | 4 | 1 | 1 | 1 | 1 |
K | 9.70 | 10.22 | 9.94 | 10.13 | 9.96 | 10.00 | 10.08 | 9.99 | 10.10 | 9.70 |
Na | 0.02 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.01 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 |
Fe | 51.83 | 49.84 | 50.61 | 49.77 | 49.76 | 49.66 | 49.29 | 49.24 | 49.01 | 49.13 |
Ni | 0.75 | 0.91 | 1.11 | 1.31 | 1.84 | 1.91 | 2.11 | 2.22 | 2.46 | 2.58 |
Co | 0.03 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.02 | 0.03 | 0.01 | 0.02 |
Cu | 0.88 | 0.83 | 0.84 | 0.80 | 0.64 | 0.69 | 0.60 | 0.87 | 0.62 | 0.78 |
S | 35.58 | 36.26 | 35.87 | 36.28 | 36.30 | 36.33 | 36.41 | 36.34 | 36.20 | 35.85 |
Cl | 1.46 | 1.53 | 1.42 | 1.44 | 1.42 | 1.42 | 1.52 | 1.52 | 1.52 | 1.52 |
Сумма | 100.24 | 99.60 | 99.82 | 99.75 | 99.95 | 100.04 | 100.02 | 100.21 | 99.92 | 99.58 |
Расчет формулы на 27(S+Cl) |
K | 5.818 | 6.011 | 5.923 | 5.968 | 5.867 | 5.885 | 5.906 | 5.864 | 5.951 | 5.769 |
Na | 0.025 | 0.000 | 0.000 | 0.000 | 0.002 | 0.012 | 0.000 | 0.000 | 0.001 | 0.000 |
Fe | 21.772 | 20.522 | 21.113 | 20.526 | 20.521 | 20.460 | 20.220 | 20.237 | 20.217 | 20.457 |
Ni | 0.301 | 0.356 | 0.441 | 0.514 | 0.722 | 0.747 | 0.823 | 0.868 | 0.965 | 1.022 |
Co | 0.011 | 0.007 | 0.009 | 0.008 | 0.009 | 0.008 | 0.006 | 0.013 | 0.004 | 0.009 |
Cu | 0.325 | 0.299 | 0.309 | 0.290 | 0.233 | 0.250 | 0.215 | 0.314 | 0.224 | 0.285 |
S | 26.034 | 26.008 | 26.067 | 26.064 | 26.078 | 26.077 | 26.018 | 26.016 | 26.012 | 26.003 |
Cl | 0.966 | 0.992 | 0.933 | 0.936 | 0.922 | 0.923 | 0.982 | 0.984 | 0.988 | 0.997 |
n - среднее для одного зерна.
зеркало на сайте "Все о геологии"
зеркало на сайте "Все о геологии"