Структурная и генетическая минералогия
группы канкринита в интрузивных
щелочных комплексах
Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук
|
содержание |
Для каждого минерального вида в подгруппе канкринита s.s. характерен уникальный набор особенностей химического состава. Их иллюстрируют Рис. 12-14.
1) Минералы подгруппы канкринита s.s. образуют обширное поле составов, которое практически не перекрывается с полями составов других МГК.
2) Все остальные МГК, за очень малыми исключениями, образуют общее поле составов, куда из минералов, имеющих тип каркаса AB и малую ячейку, попадают давин и баллираноит.
3) Каждый член подгруппы канкринита s.s. имеет собственное поле составов, которое не перекрывается или же перекрывается незначительно с полями других ее минералов.
4) В подгруппе канкринита s.s. только карбонатные члены характеризуются высокой степенью сродства к кальцию. Наблюдается непрерывный ряд от бескальциевых разновидностей канкрисилита (по нашим данным, не более 0.23 а.ф. Са, по литературным - до 0.13) к наиболее высококальциевым разновидностям канкринита (по нашим данным, 0.16-1.83 а.ф. Са, по литературным - 0.24-2.18).
5) Только обогащенные сульфатным компонентом члены подгруппе канкринита s.s. (вишневит и SO4-содержащие разновидности других минералов) обладают высокой степенью сродства к калию. Для вишневита выявлены два <антагонистических> тренда изменения состава от чисто натрового конечного члена: с ростом содержания K или же Ca. В Вишневых горах нами обнаружен парагенезис канкринита и вишневита, принципиально различающихся по катионному составу: канкринит представлен высококальциевой и практически бескалиевой (4.3-6.8 мас.% СаО = 0.8-1.2 а.ф. Ca и 0.0-0.4 мас.% K2О = 0-0.12 а.ф. K) разностью, а вишневит, наоборот, высококалиевой практически бескальциевой (0.5-0.9 мас.% СаО = 0.1-0.2 а.ф. Ca и 8.1-8.7 мас.% К2О = 1.8-2.1 а.ф. K).
6) Остальные МГК, не относящиеся к подгруппе канкринита s.s., не обнаруживают антагонизма K и Ca: в подавляющем большинстве они содержат как K, так и Ca в ощутимых количествах (Рис. 13).
7) В целом, максимальным разнообразием соотношений внекаркасных катионов (Na, K, Ca) характеризуются сульфатные МГК.
Члены подгруппы канкринита s.s. - это в подавляющем большинстве случаев практически бесхлорные минералы (Рис. 14), а по содержанию серы они делятся на два дискретных поля составов, т.е. ряд твердых растворов канкринит-вишневит скорее всего не является непрерывным, как это считалось ранее (Минералы, 2003). Одно поле отвечает сульфатному члену - вишневиту, в котором содержание групп SO4 варьирует в пределах 0.56-1.31 на формулу, другое же объединяет бессульфатные минералы и те, где анион SO4 выступает примесным: для них фиксируется до 0.36 группы SO4 на формулу. Тенденцию к формированию твердых растворов с канкринитом обнаруживает низкокалиевый вишневит, и разрыв в этом ряду наблюдается между К0.29 и К0.92 (Olysych e.a., 2008).
На Рис. 14 видно, насколько сильно члены подгруппы канкринита s.s. отличаются от остальных МГК по составу дополнительных анионов. В первую очередь речь идет о МГК с иными, кроме AB, способами укладки тетраэдрических слоев в каркасе и, соответственно, кратно увеличенными вдоль оси c элементарными ячейками - это преимущественно хлорные (в первую очередь по содержимому узкого канала) и/или сульфатные члены группы, в которых концентрации Cl и S достигают 3.57 и 2.05 а.ф., соответственно. Для большинства из них прослеживается четкая отрицательная корреляция между содержаниями хлора и серы.
Впервые установлено, что типичным примесным компонентом в МГК является фосфор, входящий, как показывают структурные данные, в форме дополнительного аниона (PO4)3- в широкий канал. В Ловозере нами открыт новый минерал депмайерит - представитель подгруппы канкринита s.s. с преобладанием (PO4)3- в широком канале. Это первый природный алюмосиликат со столь высоковалентным дополнительным анионом. Примесь P2O5 в количествах от 0.2 до 1.1 мас.% характерна для МГК из Ловозера, десятые доли процента P2O5 зафиксированы в составе членов группы из объектов разных генетических типов: это Ковдор, Ильменские и Вишневые горы, Дахуунур, Мариупольский массив, Дараи-Пиоз, Тутек, Шахи-Сафет, Рохшиф-Сабах, Langesundsfjord, Moerje, Sacrofano, Bancroft.
Анализ наших и литературных данных по химическому составу и результаты структурных исследований показывают, что идеализированная формула канкринита, которую традиционно представляют в виде Na6Ca2[Al6Si6O24](CO3)2.2H2O, для подавляющего большинства образцов неверна в части Na/Ca-отношения и содержания групп CO3. Содержание Ca обычно колеблется в пределах от 0.3 до 1.7 а.ф. Большинство анализов канкринита попадает в интервал Al5.5Si6.5 - Al6.0Si6.0 (0.84 < Al/Si < 1). Содержание карбонатных групп, по химическим данным, редко превышает 1.5 на формулу, а по структурным - варьирует в пределах 1.4-1.7. Всё это позволяет уточнить идеализированную формулу канкринита, записав ее в виде: Na7Ca[Al6Si6O24](CO3)1.5.2H2O.
В минералах подгруппы канкринита s.s. реализуется целый ряд изоморфных замещений, в том числе гетеровалентных, с участием атомов каркаса, крупных катионов и дополнительных анионов. Им соответствуют следующие системы твердых растворов:
1. Серия канкринит-канкрисилит с двумя ведущими схемами замещений: Al3++Ca2+↔Si4++Na+ и, в меньшей степени, Al3++Ca2++0.5(CO3)2-↔Si4++ 0+(H2O, )0. Для минералов этой серии характерна четкая корреляция содержаний Ca и отношения Al/Si.
2. Серия канкринит-вишневит, которая имеет разрыв в области (SO4)0.36 - (SO4)0.56. При переходе от канкринита к вишневиту закономерная связь между отношениями Al/Si и Na/Ca нарушается и вступает в силу другая схема замещений: 2Na++(SO4)2-↔Ca2++(CO3)2-.
3. Серия канкринит-кианоксалит с общими схемами замещений: Al3++Ca2++(CO3)2-↔Si4++Na++(С2O4)2- и Na++(CO3)2-↔H2O0+0.5(С2O4)2-.
4. Сложная пятикомпонентная система (с разрывами) практически бескальциевых минералов ([Ca+Sr] < 0.2 а.ф.), где главными варьирующими величинами являются отношение Al/Si, меняющееся в пределах от Al6.3Si5.7 до Al4.4Si7.6, и тип внекаркасного аниона: (CO3)2-, (OH)-, (SO4)2-, (С2О4)2-, (PO4)3-. Ее конечные члены: канкринит (специфическая низкокальциевая разновидность), гидроксиканкринит, вишневит, кианоксалит и депмайерит. Эта система твердых растворов, охватывающая все известные в подгруппе канкринита s.s. внекаркасные анионы, установлена на ловозерских образцах.
Перечисленные схемы могут реализовываться и вместе, что и обусловливает сложность состава минералов подгруппы канкринита s.s.
|
