ИКД
5013 Информационная
карта диссертации
04 кандидатская
05 докторская
5418 Исходящий номер.
дата.
 
5715 Язык
диссертации
 русский
5715 Инвентарный
номер
 
5409 Дата защиты
 2012‑03‑30 16:00
6444 Шифр научной
специальности
 25.00.05
7425 На соискание
степени
 кгмн
2061 Предствлено к защите:
61 Рукопись, в т.ч. научный доклад
52 Монография
43 Учебник
6147 Фамилия, Имя, Отчество соискателя
Бидный Алексей Сергеевич
Фамилия, инициалы
Ученая степень
Шифр научной специальности
6156 Научные руководители
Бакшеев И. А

6165 Официальные оппоненты
Мельников Е. П
Ларионова Ю. О

6255
кгмн

4662
дгмн
кгмн

6453

4626

5733 Кол‑во томов
5742 Кол‑во стр.

193
Номер тома
Кол‑во стр.

5751 Приложений
5787 Источников

120
5778 Таблиц
5760 Иллюстраций
34
121
Сведения об организации, в совете которой проходила защита
2457 Код ОКПО

2934 Телефон

2394 Телефакс

2754 Город
ауд. 829, геологический факультет МГУ
1332 Сокращенное наименование министерства (ведомства)

7452 Шифр совета
Д 501.002.06
2151 Полное наименование организации
Д 501.002.06
2358 Сокращенное наименование организации

2403 Код ВНТИЦ

2655 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

Сведения об организации, в которой работает соискатль
2988 Телефон

3087 Телефакс

2781 Город

2187 Наименование организации
Институт геологии и геохимии УрО РАН 
2385 Сокращенное наименование организации

2682 Адрес организации (индекс, республика, область, город, улица, дом)

9045 Наименование диссертации
Минералогия, возраст и генезис проявлений берилла Уральской изумрудоносной полосы
9117 Реферат
Объект исследования и цель работы. Методы исследования и аппаратура. Теоретические и практические результаты и их новизна. Степень и эффективность внедрения. Область применения.
Актуальность  работы.  Месторождения  изумруда  и  александрита  сланцевого   
геолого‑промышленного  типа  Малышевское,  Свердловское,  Аульское  и  им.   
Крупской,  расположенные  на  Среднем  Урале  и  связанные  со  слюдитовыми   
комплексами, являются самыми крупными в России и одними из крупнейших в мире.   
В годы активной отработки из них добывалось до 16% мирового объема изумрудного   
сырья высокого качества. Однако, в связи с выработкой верхних горизонтов самого   
большого  из  них  Малышевского  месторождения  и  увеличением  расходов  на   
подземные  работы,  большую  важность приобретает  задача  расширения  сырьевой   
базы  этого  вида  полезного  ископаемого,  выработки  критериев  оценки   
перспективности слюдитовых комплексов на берилловое, в том числе и изумрудное   
сырье. С 70ых гг прошлого века и до начала нынешнего в результате поисковых работ   
на  территории  Среднего  Урала  обнаружены  проявления,  которые  могут  стать   
источниками берилла,  включая  и  изумруд (Намятов  и  др.,  1976;  Гальцин,  2000;   
Рудаков,  2001).  Эти  объекты  расположены  в  так  называемой  Уральской   
Изумрудоносной полосе (УИП), вытянутой более чем на 200 км в меридиональном   
направлении  и включающей  42 месторождения  и  проявления.  В  то  время  как   
Малышевское, Свердловское и другие месторождения, находящиеся в центральной   
части полосы исследованы достаточно детально (общее число публикаций более 300),   
изученность  проявлений  берилла на  флангах УИП  слабая  и  ограничивается,  в   
большинстве случаев, описанием  геологической позиции. В связи с этим остаются   
актуальными не решенные проблемы возрастной и формационной принадлежности   
проявлений берилла УИП и их соотношения с крупными месторождениями.   
Цель работы.  Настоящая  работа  нацелена  на  решение  проблем  возрастной  и   
формационной  принадлежности  проявлений  берилла  на  флангах  Уральской   
Изумрудоносной  полосы  на  основе  комплексного  минералого‑геохимического   
изучения и определения возраста минеральных ассоциаций проявлений, выяснения   
генетических  взаимоотношений  между  ними  и  условий  формирования  берилла.   
Кроме того, предполагается выявить критерии оценки перспектив бериллоносности   
слюдитовых комплексов.   
Для достижения поставленной цели решены следующие задачи:   
1. обобщение  литературных  данных  по  месторождениям  изумруда  сланцевого   
типа;   
2. проведение  полевых  исследований  с  отбором  образцов  и  составлением   
представительной  коллекции,  предварительное  описание,  подготовка  каменного   
материала  к  аналитическим  исследованиям,  включая  выделение  мономинеральных   
фракций;   
3. оптико‑микроскопическое и электронно‑микроскопическое изучение минералов,   
характера их срастаний и определение возрастных отношений между выделенными   
минеральными ассоциациями;   
4. сравнительный  анализ  распределения  микропримесей  в  тальке,  слюдах  и   
берилле  из  проявлений  и  промышленных  месторождений  берилла;  оценка   
возможности использования микропримесей в качестве индикатора бериллоносности   
и особенностей генезиса берилла   
5. термобарометрическое изучение минеральных ассоциаций;   
6. определение изотопного возраста минералов из разных ассоциаций и формаций   
Rb/Sr и U/Pb методами.   
   
3   
Объект  исследования.  На  флангах  УИП   
исследован  ряд  объектов,  по  геолого‑структурной   
позиции  схожих  с  крупным  промышленным   
месторождением  изумруда  Малышевское. Изучены   
проявления  берилла  в  слюдитах Медведевское,   
Глинское,  Заречное  и  71  км,  а  также  не   
содержащие  берилл  карбонат‑флогопитовая  жила   
Липовского  пегматитового  поля и кварц‑слюдяные   
породы  проявления Черноусовское  (рис.  1).  Кроме   
того,  проведено  опробование  участков,   
характеризующихся  похожей  геологической   
позицией,  в  районе  пос.  Юго‑Коневское  и   
Санарское на территории Челябинской области.   
Фактический  материал  и  методы   
исследования.  В  основу  диссертации  положен   
материал, собранный автором в ходе полевых работ   
(2007‑2011  гг.)  на  территории  Свердловской  и   
Челябинской  областей. По  личным  наблюдениям   
составлены схемы геологического строения проявлений Заречное и 71 км. Образцы   
пород  из  проявления  Медведевское  предоставлены  М.П.  Поповым.  Рабочая   
коллекция  состоит  из  121  образца  слюдитов, тальковых,  хлоритовых  и  амфибол‑клиноцоизитовых сланцев, пегматоидных и кварцевых жил и 22 кристаллов берилла   
из  10  месторождений  и  проявлений.  Изготовлено  и  изучено  75  прозрачно‑полированных  шлифов,  20  плоско‑полированных  пластин  берилла  и  8  пластин   
кварца. Различными  методами  проанализированы  76  мономинеральных  фракций   
следующих  минералов:  слюды  (59),  полевого  шпата  (8),  берилла  (2), циркона  (2),   
титанита (2), талька (1), эпидота (1) и турмалина (1). Получено 157 микроскопических   
и 39 электронно‑микроскопических фотографий. В работе представлены результаты   
410 электронно‑зондовых анализов, 45 анализов LA‑ICP‑MS, 41 анализа ICP‑MS,  26   
ИК‑спектров,  1  термогравитметрический  анализ.  На  основании  полученных  Rb‑Sr   
данных построено 8 изохрон, по результатам U‑Pb анализа построено 5 графиков с   
конкордией.   
Электронно‑микроскопические  исследования  проведены  в  лаборатории  методов   
локальных  исследований  кафедры  петрологии  МГУ  на  растровом  электронном   
микроскопе  Jeol  JSM‑6480LV.  Для  локального  количественного  анализа   
минеральных  фаз  использовалась  комбинированная  система  рентгеноспектрального   
микроанализа  на  основе  энергодисперсионного  спектрометра  Inca  Energy‑350  и   
волнового  дифракционного  спектрометра  Inca  Wave‑500.  Также  содержания   
минералообразующих  элементов  определялись  на  электронно‑зондовом   
микроанализаторе Cameсa SX50 на кафедре минералогии МГУ и Cameca SX 100   
(ГЕОХИ  РАН).  Определение  содержания  элементов  методом  масс‑спектрометрии   
индуктивно‑связанной плазмы с лазерным пробоотбором (LA‑ICP‑MS) осуществлено   
с использованием масс‑спектрометра Element‑XR и лазерной установки UP‑213 в   
ГЕОХИ  РАН.  Содержания  микропримесей  в  слюдах  измерены методом  масс‑спектрометрии  идуктивно‑связанной  плазмы  на  масс‑спектрометре  Finnigan   
ELEMENT‑2 на кафедре геохимии МГУ. Анализ изотопного состава Sr выполнен на   
многоколлекторных масс‑спектрометрах высокого  разрешения  TRITON  (Thermo)  в   
лаборатории  геохронологии  и  геохимии  изотопов  ГЕОХИ  РАН,  а  также  в  ЦИИ   
   
Рис. 1. Географическое положение   
изученных проявлений УИП:    
1  Медведевское, 2  Глинское,    
3  Липовское, 4  71 км,    
5  Заречное, 6  Черноусовское.   
   
4   
ВСЕГЕИ (г. Санкт‑Петербург). Инфракрасные спектры получены с помощью Фурье‑спектрометра  ФСМ  1201  на  кафедре  минералогии  МГУ. Термогравиметрическое   
исследование проведено там же на термической установке Derivatograph Q‑1500D   
(Венгрия).  Микротермометрические  исследования  флюидных  включений   
проводились в ИГЕМ РАН с использованием измерительного комплекса, созданного   
на  основе  термокриокамеры  THMSG600  фирмы Linkam  (Англия),  микроскопа   
Amplival  (Германия),  снабженного  набором  длиннофокусных  объективов,   
видеокамерой и управляющим компьютером.   
Научная  новизна. Автором  проведено  детальное  минералого‑геохимическое   
изучение  проявлений  Медведевское,  Глинское,  71  км,  Заречное,  Черноусовское,   
карбонат‑слюдяной  жилы  Липовского  пегматитового  поля.  С  учетом  данных   
предшественников  составлены  схемы  их  геологического  строения.  Объекты   
Медведевское и 71 км охарактеризованы впервые. Впервые измерено содержание   
микропримесных  компонентов  в  кристаллах  берилла  проявлений  Медведевское,   
Глинское,  71  км,  Заречное,  месторождений  Каменское  и  Квартальное,  разных   
генераций месторождений Малышевское и Свердловское, что позволило определить   
различия между пегматитовым и гидротермально‑метасоматическим типом берилла.   
Впервые получены содержания микропримесей в монофракциях темных и светлых   
слюд из различных пород исследованных проявлений, а также из изумрудоносных   
флогопитовых слюдитов месторождений Малышевское, Свердловское, Квартальное и   
Красноболотное и проведено сравнение с содержанием примесных компонентов во   
флогопите слюдитов проявлений Черноусовское, Коневское, Санарское и карбонат‑слюдяной  жилы Липовского  пегматитового  поля,  не  содержащих  берилл. Впервые   
определен возраст бериллоносных пегматитов, постмагматических метасоматических   
пород и кварц‑плагиоклазовых жил изученных проявлений берилла, а также берилл‑мусковит‑кварц‑плагиоклазовых жил Малышевского месторождения и установлено,   
что  в  истории формирования УИП  существовало  три  этапа  образования  берилла:   
позднемпермский  (250‑260  млн.  лет),  среднетриасовый  (226‑232  млн.  лет)  и   
раннеюрский (196‑206 млн. лет). Полученные данные о возрасте позволяют уточнить   
историю  геологического  развития  Урала  в  пермское,  триасовое  и  юрское  время.   
Предложена  геолого‑минералогическая  и  геохимическая  модель  формирования   
проявлений, включающая становление бериллсодержащих пегматитов, формирование   
высокотемпературных (430‑450  
о  
С) флогопитовых слюдитов с бериллоносными кварц‑плагиоклазовыми гнездами, формирование кварц‑мусковитовыхфлюорит грейзенов   
по  ранним  флогопитовым  слюдитам,  среднетемпературную  (280‑290  
о  
С)   
мусковитизацию флогопитовых слюдитов с формированием мусковит‑берилл‑эпидот‑кварцевых жил и пропилитизацию (240‑270  
о  
С).    
Практическое значение. Выявлена  связь  между  бериллоносностью  объектов  и   
содержанием микропримесей в темных слюдах слюдитов. Берилл в месторождениях и   
проявлениях УИП ассоциирует со слюдами с содержанием Li > 500 г/т. Эту величину   
можно  использовать  как  геохимический  критерий  поиска  месторождений  берилла,   
связанных с постмагматическими слюдитами. Установлено, что кристаллы берилла   
пегматитового  и  постмагматического  гидротермально‑метасоматического   
происхождения  отличаются  по  содержанию  щелочных  металлов,  Mg  и  Fe.   
Концентрация  указанных  компонентов  в  берилле  увеличивается  от  пегматитов  к   
флогопитовым  слюдитам  и  далее  к  гидротермальным  берилл‑мусковит‑кварцевым   
жилам. Показано, что содержание Na в берилле и соотношение интенсивностей полос   
поглощения  при  3698  и  3596  см  
‑1  
  в  ИК  спектре  берилла  можно  использовать  в   
   
5   
качестве  показателя  генетического  типа  минерала.  Результаты  исследований   
включены в курс Месторождения драгоценных камней.   
Защищаемые положения:   
1. Изученные  проявления  зеленого  берилла  Уральской  Изумрудоносной  полосы   
сформированы  в течение  нескольких этапов:  (1) становление  бериллсодержащих   
пегматитов;  (2)  формирование  высокотемпературных  (430‑450  
о  
С)  флогопитовых   
слюдитов  с  бериллоносными  кварц‑плагиоклазовыми  гнездами  и  линзами;  (3)   
образование  кварц‑мусковитовыхфлюорит  грейзенов  по  ранним  флогопитовым   
слюдитам;  (4)  среднетемпературная  (280‑290  
о  
С)  мусковитизация  флогопитовых   
слюдитов  с  формированием  мусковит‑берилл‑эпидот‑кварцевых  жил;  (5)   
среднетемпературная  (240‑270  
o  
C)  пропилитизация  с  образованием  тремолит‑актинолита, хлорита.   
2. По данным Rb/Sr датирования бериллоносные пегматиты, слюдиты, и кварцевые   
жилы  месторождений  и  проявлений  Уральской  Изумрудоносной  полосы   
формируются  в  течение  трех  этапов:  позднепермского  (260‑250  млн.  лет),   
среднетриасового (226‑232 млн. лет) и раннеюрского (196‑206 млн. лет). Первый этап   
связан  со  становлением  гранитов  крупных  массивов  Мурзинского,  Адуйского  и   
Каменского.  Магматических  пород,  связанных  со  вторым  этапом,  не  выявлено.   
Третий  этап  сопряжен  с  внедрением  некоторых  пегматитовых  жил  в  восточной  и   
северо‑восточной частях Адуйского массива.   
3. По  соотношению  примесных  компонентов  в  берилле  из  месторождений  и   
проявлений  Уральской  Изумрудоносной  полосы  выделяется  два  генетических  типа   
минерала: пегматитовый и постмагматический гидротермально‑метасоматический. В   
ряду  от  пегматитов  к  высокотемпературным  слюдитам  и  далее  к   
среднетемпературным  гидротермальным  ассоциациям  берилл  эволюционирует  от   
низко‑ до высокощелочного; в нем возрастает содержание Mg и Fe. Концентрация   
щелочных  металлов  регулируется  флюидным  режимом,  а  соотношение Fe  и Mg   
определяется составом вмещающих пород.   
Апробация  диссертации  и  публикации. Основные  положения  диссертации   
опубликованы в 8 печатных работах, включая 2 статьи в журналах из списка ВАК и 6   
публикаций  материалов  конференций.  Результаты  исследований  докладывались  на   
20‑м  общем  симпозиуме  ММА  (Будапешт,  2010),  XI  Съезде  Российского   
минералогического общества (Санкт‑Петербург, 2010), Уральская минералогическая   
школа  2010 (Екатеринбург, 2010), XIX Симпозиуме по геохимии изотопов имени   
академика  А.П.  Виноградова  (Москва,  2010),  XIV  Международном  симпозиуме   
имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 65‑летию   
Победы  советского  народа  над  фашистской  Германией  в  Великой  Отечественной   
войне 1941‑1945 гг. (Томск, 2010).   
Структура  и  объем  работы. Диссертация  состоит  из  введения, 4  глав  и   
заключения.  Общий  объем   193  страницы,  включая  121  рисунок,  34  таблицы и   
список  литературы  из  120  наименований.  Кроме  того,  ряд  аналитических  данных   
вынесен в приложение.   
Благодарности. Автор  выражает  благодарность  своему  научному  руководителю   
И.А.  Бакшееву  (МГУ)  за  разностороннюю  помощь  и  поддержку.  За  содействие  в   
разработке  и осуществлении  полевых  маршрутов  автор  глубоко  признателен  М.П.   
Попову (ИГГ УрО РАН). Значительная часть аналитической работы изотопных и LA‑ICP‑MS исследований была  проведена  в ГЕОХИ  РАН  при  активном  участии  М.О. Аносовой  и  Н.М.    
Ревяко,  большую  поддержку в  ходе  работы  и  обсуждения   
полученных  результатов  оказал  Ю.А.  Костицын.  Часть  Rb/Sr  изотопных  анализов   
была  сделана  Б.В.  Беляцким  (ВНИИОкеангеология).  Электронно‑зондовые   
исследования  проведены  В.О.  Япаскуртом,  Е.В.  Гусевой,  Н.Н.  Коротаевой,  И.А.   
Брызгаловым (МГУ), Н.Н. Кононковой (ГЕОХИ РАН). Содержание микропримесей в   
слюдах  определены  методом  ICP‑MS  Д.А.  Бычковым  и  В.В.  Пуховым  под   
руководством  А.Ю.  Бычкова  (МГУ),  обработка  данных  осуществлена c  помощью   
И.Ю.  Николаевой  и  Т.О.  Кошенской  (МГУ).  Термогравиметрические  измерения   
проведены  в  МГУ,  аналитик  Л.В.  Мельчакова.  Микротермическое  исследование   
флюидных включений выполнено в ИГЕМ РАН с помощью В.Ю. Прокофьева. При   
подготовке  образцов  для  исследований  большую  помощь  оказали  А.В.  Григорьев,   
И.В.  Галиусова,  В.А.  Турков,  М.Ф.  Вигасина,  А.Н.  Ноздряков.  Часть  образцов   
берилла предоставлена М.П. Поповым и Б.А. Шукшаевым.   
Автор пользовался консультациями Э.М. Спиридонова, И.В. Пекова, В.С. Попова,   
Т.А. Осиповой, А.П. Шукшаева, Н.А. Григорьева, Ю.В. Ерохина, В.Я. Левина, А.Ф.   
Ласковенкова,  Л.А.  Паутова,  Л.  Грота  и  А.  Эртла.  В  ходе  полевых  работ  и   
исследовании  собранного  материала  оказали  помощь  А.А.  Казаченко,  Т.О.   
Кошенская, И.Н. Ермаков, А.С. Шило.   
За всестороннюю поддержку, понимание и терпение автор безгранично благодарен   
своей семье. 
5436
Фамилия, инициалы
Должность
Уч. степень
Подпись МП
Руководитель организации
6111 
6311 
6210   кархн

Председатель
диссертационного совета
6264 
6320 
6462   кархн

5634 Индексы УДК
7434 Дата
7506 Входящий номер

5616 Коды тематических рубрик

5643 Ключевое слово