Алферова Мария Сергеевна

Название работы:

Ахтарандит и самоцветные разновидности гранатов производные низкоградного метаморфизма

Присвоенная ученая степень: кандидат геолого-минералогических наук
Специальность: 25.00.05 - минералогия, кристаллография
Классификационный индекс:
Ведущая организация: РГГРУ имени С. Орджоникидзе (геологоразведочный факультет)
Руководитель: профессор доктор геолого-минералогических наук Эрнст Максович Спиридонов;
Оппонент: профессор доктор геолого-минералогических наук Сергей Викторович Белов; доцент кандидат геолого-минералогических наук Василий Олегович Япаскурт;
Место защиты: ауд. 829, геологический факультет МГУ имени М.В. Ломоносова
Дата защиты: 2010-05-14 16:00
Издательство: Москва
Количество страниц: 160
Язык: русский

Содержание работы:

Общая характеристика работы.
Введение.
ЧАСТЬ 1. Проблема ахтарандита.
ЧАСТЬ 2. Самоцветные разновидности хром-содержащих гранатов и ассоциирующих с ними минералов родингитовой минеральной ассоциации.
Публикации по теме диссертации.

Реферат:

Актуальность темы Гранаты уграндитового ряда гроссуляр, андрадит и уваровит, рассматриваемые в работе, широко распространены в различных по генезису горных породах. Их хром-содержащие
благородные разновидности - самоцветные хром-содержащий гроссуляр, уваровит, демантоид относительно редки и вызывают повышенный интерес. Происхождение этих камней до настоящего
времени предмет научных дискуссий. По общепринятому мнению это продукты постмагматической гидротермальной активности базит-гипербазитовых комплексов. Однако этому представлению
противоречат многочисленные геологические и минералого-геохимические данные.

Ахтарандит минералогическая загадка трёх столетий. Это псевдоморфоза по неизвестному минералу тригонтритетраэдрического облика, найденная в 1790 г. в долине р. Вилюй (Якутия)
в ассоциации с гроссуляром и вилюитом в скарноподобных образованиях. На проявлении самоцветного хром-содержащего гроссуляра г. Отдельной (Талнах) в 1999 году с нашим участием
была сделана вторая в мире находка ахтарандита. Вопрос о происхождении ахтарандита псевдоморфозы по неизвестному минералу является спорным до настоящего времени. По подобию
внешнего облика в качестве его протофазы рассматривались гроссуляр, тетраэдрит, борацит, гельвин и др. После обнаружения в минеральных ассоциациях горелых отвалов хлор-содержащего
гранатоида хлор-майенита из ряда майенит вадалит, Б.В. Чесноковым с соавторами (Чесноков и др., 1996) было выдвинуто предположение, что это наиболее вероятная протофаза
ахтарандита. Другие исследователи ахтарандитовой проблемы (Galuskina et al., 1995) в качестве протофазы ахтарандита рассматривают вадалит.

Представляется, что проблемы происхождения ахтарандита и самоцветных хром-содержащих гранатов связаны.

Цель работы. Работа посвящена исследованию происхождения ахтарандита и самоцветных хром-содержащих гранатов зелёного цвета демантоида, уваровита, хром-содержащего гроссуляра.

Основные задачи. 1. комплексное исследование минеральных ассоциаций с ахтарандитом; 2. экспериментальное моделирование синтез возможной протофазы ахтарандита; 3. исследование
минеральных ассоциаций с самоцветными хромсодержащими гранатами их геологической позиции, детального изучения морфологии и внутреннего строения кристаллов гранатов, особенностей
состава и структуры парагенного гранатам везувиана, самоцветных хром-содержащих титанита, амезита и диаспора Каркодинского коренного месторождения демантоида и Сарановского
хромитового месторождения (Урал); 4. оценка параметров образования минеральных ассоциаций с ахтарандитом и гранатами. При решении этих задач применялись различные методы исследования
и анализа: электронно-зондовый анализ (МГУ им. М.В. Ломоносова, ИМГРЭ, ЦАЛ АК АЛРОСА, Национальные музеи Шотландии), ИК-спектроскопия (МГУ им. М.В. Ломоносова, Национальные
музеи Шотландии), спектроскопия UV-VIS (НПО ЛАЛ), термический анализ (МГУ им. М.В. Ломоносова), термобарогеохимия (ИГЕМ РАН), рентгеновская томография (ИЦ Вниигеосистем);
синтез проведен в лаборатории ИЭМ РАН.

Научная новизна и практическая значимость работы. С нашим участием открыто второе в мире проявление ахтарандита у г. Отдельная (Талнах). Показано, что минеральные ассоциации
с ахтарандитом классического Вилюйского и Талнахского проявлений подобны. Впервые проведены успешные опыты по синтезу хлор-содержащего майенита одной из возможных протофаз
ахтарандита, что позволило оценить параметры её формирования: Т ≈ 550o С, Р 1-3 кб, повышенная концентрация CaCl2 во флюиде. Показано, что редкая встречаемость ахтарандита
обусловлена особыми условиями образования его протофаз это продукты высокотемпературного хлоридного пневматолиза, прошедшего в результате взаимодействия базальтовых магм
с рассолами, и наложенного на магнезиальные скарны форстерит-фассаит-мелилитового состава.

Подтверждена индикаторная роль состава и кристаллической структуры везувиана скарновых, позднескарновых, метаморфогенно-гидротермальных родингитовых ассоциаций.

Установлено, что знаменитый уральский самоцветный гранат демантоид хром-содержащий андрадит принадлежит родингитовой минеральной ассоциации и возник при эпигенетическом
региональном метаморфизме альпинотипных гипербазитов в условиях пумпеллиит-актинолитовой фации. Показана зависимость минеральных включений в демантоиде от состава окружающих
метагипербазитов.

Установлено, что самоцветная минерализация Сарановского хромитового месторождения на Западном Урале (уваровит, хромистый гроссуляр, титанит и другие хром-содержащие минералы)
развита среди базит-гипербазитовых пород и хромититов, захваченных совместно с окружающими осадочными толщами региональным метаморфизмом в условиях пренит-пумпеллиитовой фации.
Самоцветная минерализация сконцентрирована в карбонатных и хлорит-кварц-карбонатных жилах альпийского типа. Последовательность образования метаморфогенно-гидротермальной минерализации,
включая самоцветную, отвечает стандартной петле метаморфизма Л.Л. Перчука.

Результаты работы используются в курсах по генетической минералогии и геммологи в МГУ. Каменный материал передан в Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН, Минералогический
музей им. В.В. Ершова, Музей Землеведения МГУ, в профильные музеи Великобритании, Болгарии.

Фактическая основа. Мною собрано и изучено 160 представительных образцов горных пород и минералов Вилюйского и Талнахского проявлений ахтарандита, Ново-Каркодинского месторождения
демантоида, Сарановского хромитового месторождения; также изучены синтетические фазы. Различными аналитическими методами исследовано 243 препарата (в т.ч. кристаллы, шлифы
и аншлифы для микроскопических, гониометрических, электронно-микроскопических и -томографических, микротермобарогеохимических исследований, порошковые препараты для рентгенофазового
и рентген-флюоресцентного анализа, ИК-спектроскопии, термометрии). Получено и обработано свыше 900 микрозондовых анализов, 40 ИК-спектров, 30 оптических спектров, просмотрено
55 шлифов, учтено 15 результатов термометрии, 6 гониометрии, 5 рентген-флюоресцентных, 5 томографии, 10 термических анализов. Исследования проводились в лабораториях геологического
факультета МГУ, СПбГУ, ИМГРЭ, ИГЕМ РАН, АК АЛРОСА, Национальных музеев Шотландии. Экспериментальные исследования по синтезу возможной протофазы ахтарандита минерала ряда
майенит-вадалит проводились в ИЭМ РАН. Объекты исследования: хромшпинелиды, минералах гр. серпентина, везувиан, гроссуляр, уваровит, андрадит, минералы гр. хлорита, титанит,
амезит, диаспор, природный ахтарандит, синтетический хлор-содержащий майенит.

Защищаемые положения:

1. Вероятные протоминералы ахтарандита хлор-оксигранатоиды майенит-вадалитового ряда возникли при умеренно высокотемпературном хлоридном пневматолитовом метасоматозе форстерит-фассаит-мелилитовых
магнезиальных скарнов в экзоконтактах трапповых интрузивов Восточно-Сибирской платформы. По нашим экспериментальным данным условия образования хлор-содержащего майенита: Т
≈ 550o С, Р 1-3 кб, повышенная концентрация CaCl2 во флюиде. Парагенные протофазе ахтарандита обогащённый бором везувиан-вилюит с частично упорядоченной доменной структурой
(из доменов высокотемпературного везувиана с пр.гр. P 4/nnc и доменов везувиана промежуточного типа с пр.гр. P 4/n) и гроссуляр. Всё это свидетельствует о наличии особой стадии
минералообразования в скарновых формациях.

2. Собственно ахтарандит это полиминеральные псевдоморфозы из тонкозернистых агрегатов гроссуляра, гидрогроссуляра, серпентина-антигорита и хлорита в различной пропорции,
сформированные при эпигенетическом послетрапповом метаморфизме в условиях пренит-пумпеллиитовой фации.

3. Согласно широко распространенным представлениям хром-содержащие гранаты в базит-гипербазитовых комплексах Урала и Сибири рассматриваются как результат послемагматической
гидротермальной активности. По нашим данным, хром-содержащий андрадит (демантоид), уваровит, уваровит-гроссуляр являются метаморфогенно-гидротермальными образованиями, производными
эпигенетического регионального метаморфизма в условиях пумпеллиит-актинолитовой и пренит-пумпеллиитовой фаций. Парагенный гранатам везувиан отвечает типичному везувиану родингитовой
ассоциации с пр.гр. P 4nc.

4. Для парагенного уваровиту и уваровит-гроссуляру самоцветного хром-содержащего титанита Сарановского месторождения характерен парный изоморфизм: Ti+O↔Cr+F.

Апробация работы. Материалы диссертации опубликованы в 9 научных статьях и 16 тезисах докладов. Они были представлены в виде устных и стендовых сообщений на: 32 Геологическом
конгрессе (Италия, 2004), Ежегодном семинаре по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии ЕСЭМПГ (Москва-ГЕОХИ, 2004), Международной конференции Минералогия и
музеи (США, 2008), Международном симпозиуме по легким элементам в породообразующих минералах LERM (Чехия, 2003), 18 Совещании Международной Минералогической Ассоциации IMA
(Шотландия, 2002), Международном симпозиуме по истории минералогии и минералогических музеев, геммологии, кристаллохимии и классификации минералов (С.-Петербург-СПбГУ, 2000,
2002), Научной конференции Ломоносовские чтения (Москва-МГУ, 2000), Научных чтениях памяти проф. И.Ф. Трусовой Проблемы магматической и метаморфической петрологии (Москва-МГГРУ,
2000, 2001), Международной конференции студентов и аспирантов Ломоносов (Москва-МГУ, 2001), Уральской летней минералогической школе (Екатеринбург-УГГГА, 2000), Международной
конференции Новые идеи в науках о Земле (Москва-МГГРУ, 2001, 2003), на специальных семинарах Геммологической ассоциации Великобритании GEM-A (Великобритания, 2005) и международного
симпозиума Минеральное разнообразие исследование и сохранение (Болгария, 2002).

Объем и структура работы. Диссертация содержит 160 стр. текста, 55 рис., 25 табл., список литературы из 155 названий и состоит из 2 частей, 6 глав, введения и заключения.
Первая часть посвящена проблеме ахтарандита, в главах 1.1-1.4 представлены сведения о двух известных проявлениях ахтарандита, экспериментальном получении протофазы ахтарандита
и выводы о его происхождении. Вторая часть посвящена генетическим связям ахтарандита с самоцветными разновидностями хром-содержащих гранатов, представители которых (из Талнахского
проявления, Ново-Каркодинского месторождения демантоида и Сарановского хромитового месторождения) описаны в главах 2.1-2.3. Введение в проблему, обобщение литературных данных
по процессам низкоградного метаморфизма и схема проводимых исследований освещена в начале работы. В заключение дается обобщение и обсуждение полученных результатов.

Исследования проводились в 2001 2009 годах на кафедре минералогии Московского Государственного Университета под руководством проф. Э.М. Спиридонова. Исследования были поддержаны
стипендиями фонда им. В.И. Смирнова (2001), Соросовский аспирант (2003, 2004, 2005) и грантами РФФИ 01-05-64051(и), 02-05-64505(р), 03-08-79023(и), 04-05-64152 (и).

Благодарности. Благодарю за помощь в проведении экспериментов по высокотемпературному гидротермальному синтезу В.Ю. Чевычелова; за проведение электронно-зондовых исследований
Н.Н. Коротаеву, Н.Н. Кононкову, А.С. Иванова, И.М. Куликову и И.А. Брызгалова; за помощь в проведении исследований методом оптической спектроскопии А.В. Васильева, термического
анализа - Л.П. Огородову и Л.В. Мельчакову, газово-жидких включений В.Ю.Прокофьева, исследований методом ИК-спектроскопии Е.Ю. Боровикову и Б. Джексона, рентгенометрических
исследований Ф.М. Спиридонова и Ю.К. Кабалова; за предоставление каменных материалов для исследований Т.Г. Фаттыхова; за ценные консультации О.В. Кононова. Выражаю глубокую
благодарность моему научному руководителю проф. Э.М. Спиридонову. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (исследовательский
грант 02-05-64505, экспедиционные гранты 01-05-79083, 02-05-79114, 03-05-79024).

Библиография:

Статьи в журналах

1. Алферова М.С. 2000. О минералогии Каркодинского месторождения демантоида, Средний Урал (антигорит, хризотил, брусит, магнезиохромит, хромит, Cr-андрадит, демантоид, Cr-пеннин,

кулкеит) // Урал. летняя минерал. школа-2000, Екатеринбург: УГГГА. С. 15-20.

2. Плетнев П.А., Алферова М.С., Спиридонов Э.М. 2001. Ахтарандит из района Талнахского месторождения. Вторая находка ахтарандита // Зап. ВМО, Ч. 131. Вып. 5. С. 74-78.

3. Боровикова Е.Ю., Алферова М.С., Куражковская В.С. 2004. ИК-спектры везувианов различного происхождения // Вест. МГУ. Сер. геол. 4. С. 21-26.

4. Куражковская В.С., Боровикова Е.Ю., Алферова М.С. 2005. Инфракрасные спектры, параметры элементарной ячейки и оптический знак боросодержащих везувианов и вилюитов // Зап.

РМО. Ч. 134. Вып. 6. С. 45-54.

5. Spiridonov E.M., Alferova M.S., Fattykhov T.G. 2006. Gem minerals from the Saranovskoye chromite deposit, western Urals // Journal of Gemmology, Vol. 30. P. 91-102.

6. Алферова М.С. 2006. Минералогия и происхождение демантоида Ново-Каркодинского месторождения, Средний Урал // Новые данные о минералах. М., Вып. 41, с. 71-78.

7. Алферова М.С. 2007. Минералогия Талнахского проявления гроссуляра, везувиана и ахтарандита // Новые данные о минералах. М., Вып. 42, с. 50-61.

8. Спиридонов Э., Кулагов Э., Середа Е., Степанов В., Тушенцова И., Гриценко Ю., Алферова М., Ладыгин В., Фролова Ю. 2007. Причины экстремального минерального разнообразия

Норильского рудного поля // В кн.: Минеральное разнообразие - исследование и сохранение. София: изд. Фондация Земята и Хората. 2007. С. 235-243.

9. Алферова М.С. 2008. О находке включений макинавита в гроссуляре проявления ахтарандита г. Отдельной, Талнах // Новые данные о минералах. М., Вып. 43, C. 146.

Тезисы

10. Алферова М.С. 2000. Новые данные о парагенезе уральского демантоида // Проблемы магматической и метаморфической петрологии-XI, М.: МГГА. С.1-3.

11. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Середа Е.В., Анастасенко Г.Ф., Алферова М.С., Голубев В.С., Гриценко Ю.Д., Кулагов Э.А., Прокофьев В.Ю., Степанов В.К., Шлыков В.Г. 2000.

Эпигенетический региональный метаморфизм трапповой формации СЗ Сибирской платформы и сопряженная минерализация (исландский шпат, медь, датолит, цеолиты, агаты, апофиллит,

ксонотлит, гранаты, сульфиды Cu, Zn, Pb, Cd, Sb, мышьяк, арсениды Ni-Co-Fe) // Проблемы магматической и метаморфической петрологии-X, М.: МГГА. С. 35-39

12. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Анастасенко Г.Ф., Середа Е.В., Голубев В.С., Прокофьев В.Ю., Люлько В.А., Симонов О.Н., Кулагов Э.А., Степанов В.К., Алферова М.С., Гриценко

Ю.Д., Шлыков В.Г.. 2000. Эпигенетический низкоградный метаморфизм трапповых формаций Земли и сопряженные месторождения медно-цеолитовые, исландского шпата, агатов, цеолитов,

аметиста, гроссуляра // Ломоносовские чтения, М.: МГУ. С. 39-44.

13. Алферова М.С., Спиридонов Э.М. 2000. О двух типах Cr-гранатов Ново-Каркодинского месторождения, Средний Урал // Минералогические музеи в XXI веке. С. 7-9.

14. Плетнев П.А., Алферова М.С. 2001. Находка ахтарандита в родингитах г. Отдельной, Талнах, СЗ Сибирской платформы // Проблемы магматической и метаморфической петрологии-

XI, М.: МГГА. С. 28.

15. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Степанов В.К., Середа Е.В., Кулагов Э.А., Алферова М.С., Гриценко Ю.Д. 2001. Минералогия низкоградно метаморфизованных горных пород и руд

трапповой формации Сибирской платформы // Минералогия основа использования комплексных руд, СПб. С. 97-99.

16. Алферова М.С., Плетнев П.А. 2001. Новая находка ахтарандита // Ломоносов, С. 99.

17. Боровикова Е.Ю., Куражковская В.С., Алферова М.С. 2002. ИК-спектроскопия везувиана скарнов и родингитов // Минералогические музеи в XXI веке, C. 87-88.

18. Алферова М.С. 2002. Генетические связи демантоида Ново-Каркодинского месторождения, Средний Урал // Минералогические музеи в XXI веке. C. 300-301.

19. Alferova M.S. 2002. The mineralogy of Novo-Karkodinskoye demantoid deposit (Middle Urals) // 18th General Meeting of the IMA, Edinburgh. P. 145.

20. Алферова М.С. 2003. Сибирский цаворит ювелирный камень или вымысел? // Новые идеи в науках о земле, М.: МГГА. С. 72.

21. Alferova M.S., Borovikova E.Yu. 2003. The new data on the mineralogy of achtarandite localities // Новые идеи в науках о земле, М.: МГГА. С. 4.

22. Borovikova E.Yu., Kurazhkovskaya V.S., Alferova M.S. 2003. Structural position and role of H, F and B in vesuvianite // LERM, Czech Republic. P.8.

23. Алферова М.С. 2004. Проблемы синтеза ахтарандита // ЕСЭМПГ. С.4-5.

24. Spiridonov E.M., Alferova M.S., Byalkina A.V. 2004. Gems products of low grade metamorphism (prehnite-pumpellyite facia) at Saranovskoye chromite deposit, Urals // 32

International Geological Congress, Florence. P. 653.

25. Alferova M. 2008. The origin of a mineral association with achtarandite, Talnakh region // Book of abstracts, Mineralogy and Museums-6, Denver. p.43.

Проект осуществляется при поддержке:
Геологического факультета МГУ,
РФФИ