Современные представления о группе эвдиалита и перспективы открытия минералов этой группы в Уральском регионе
А. П. Хомяков
Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов, Москва, imgre@imgre.ru
Комплексный цирконосиликат эвдиалит, рассматриваемый как перспективный источник полиэлементного сырья будущего, известен практически во всех щелочных провинциях мира. Являясь типоморфным для агпаитовых нефелиновых сиенитов, с которыми связаны супергигантские эвдиалитовые месторождения магматического типа (Ловозеро, Илимауссак, Пилансберг), он часто встречается и в комплексах миаскитовых нефелиновых сиенитов, где концентрируется в основном в их поздних дифференциатах и различных метасоматитах. Подобные образования весьма широко предсталены на территории Уральской щелочной провинции с ее классическими нефелин-сиенитовыми массивами миаскитовой формации, и, хотя эвдиалитовая минерализация в них пока не встречена, ее обнаружение в данном регионе, по мнению автора, является лишь делом времени.
На это прямо указывают данные новейшего уральского минералогического кадастра [1], который содержит целый набор высокощелочных минералов, являющихся характерными спутниками эвдиалита в ассоциациях агпаитового типа. К ним относятся в частности (в алфавитном порядке): астрофиллит, беловит-(Ce), катаплеит, коробицынит, куплетскит, лопарит-(Ce), лоренценит и ненадкевичит. К числу таких спутников относятся также не вошедшие в кадастр минералы группы лампрофиллита, о находках которых на территории Уральского региона было сообщено недавно в работе [3]. Еще одна группа высокощелочных минералов, охарактеризованных в кадастре, хотя и не относится к непосредственным спутникам эвдиалита, однако может рассматриваться в качестве индикаторов физико-химических условий, благоприятствующих его кристаллизации. Это титано-ниобосиликат баотит, бериллосиликат эпидидимит, а также ряд довольно необычных для дифференциатов щелочных магм высоконатриевых солевых минералов, таких как нахколит, пирссонит и шортит.
С учетом индикаторных особенностей перечисленных выше минералов и их геолого-географических привязок, содержащихся в [1, 3], наиболее перспективными объектами для находок эвдиалита и его аналогов в рассматриваемом регионе являются проявления ассоциаций повышенной щелочности в районах Южного и Полярного Урала. В первом из них особого внимания заслуживают пегматитовые и метасоматические образования, связанные с Вишнево-Ильменогорским комплексом миаскитовых нефелиновых сиенитов, и редкометальные метасоматиты хр. Москаль, во втором - Тайкеуское тантал-ниобиевое месторождение в верховьях р. Лонгот-Юган и Усть-Мраморное редкометальное месторождение в верховьях р. Немюр-Юган. Носителями эвдиалитовой минерализации, вполне возможно, окажутся также высокощелочные фации габброидов Ельминского габбро-гранитного массива на Сев. Урале.
Необходимо подчеркнуть, что термин ⌠эвдиалит■, первоначально введенный для обзначения конкретного минерального вида, в последние годы трансформировался в надвидовой (родовой) таксон, объединяющий быстро пополняемую новыми видами группу тригональных цирконо- и титаносиликатов с эвдиалитоподобной структурой. В настоящее время она включает в себя более 20 минеральных видов с общей формулой A(1)3A(2)3A(3)3A(4)3A(5)3B3-6CD{M6Z3[T24O72]}(O,OH)2-6X2. Основу цеолитоподобной структуры минералов группы эвдиалита (МГЭ) составляет гетерополиэдрический каркас, образованный (001) слоями, чередующимися вдоль главной оси симметрии в последовательности MTZT, где M-слои представлены шестичленными кольцами из Ca- и более сложных по составу октаэдров, T-слои ─ взаимно изолировнными кольцами [Si9O27] и [Si3O9], Z-слои ─ дискретными Zr- и/или Ti-октаэдрами. В полостях каркаса локализуются катионы с валентностью от 1+ до 6+ (Na, K, H3O+, Ca, Sr, Mn, Fe2+, Fe3+, REE, Si, Ti, Nb, W), дополнительные анионы (Cl, F, O, OH, CO3) и молекулы воды. Все известные эвдиалиты относятся к ромбоэдрической системе и пространственным группам R`3m, R3m или R3. Основная их часть, включая собственно эвдиалит, обладает относительно низкоупорядоченной структурой, описываемой элементарной ячейкой с параметрами a ~14.2 и c ~30 Å.
Своеобразной ⌠Второй главой■ в минералогии и кристаллохимии МГЭ явилось недавнее открытие в щелочных массивах Хибино-Ловозерского комплекса целой плеяды ⌠мегаэвдиалитов■ (аллуайвит, расцветаевит, лабиринтит, дуалит и др.), отличающихся от эвдиалитов ⌠Первой главы■ высокоупорядоченной структурой, удвоенным с-периодом и более сложной последовательностью чередования структурных слоев: (MTZT)(M*T*Z*T*), определяющей модулярный характер их строения [2]. Указанные открытия позволили выделить в данной группе две принципиально разные подгруппы с 12-слойным и 24-слойным структурными мотивами и на этой основе разработать кристаллохимическую систематику МГЭ [4], охватывающую все многообразие эвдиалитоподобных минералов.
В обозначениях, рекомендованных Подкомитетом по эвдиалитам при КНМНМ ММА [5], состав минералов рассматриваемой группы может быть схематически описан позиционной формулой N(1)3N(2)3N(3)3N(4)3N(5)3M(1)6M(2)3-6M(3)M(4)Z3[Si24O72]O▓4-6X2, где фрагменты перед квадратными скобками и после них отвечают соответственно катионам и анионам, не входящим в кольцевые элементы силикатной части структуры. В этой формуле позиции N(1)-N(5), как правило, заселены Na, некоторые из них могут быть заселены также REE, Sr, Ca, Mn, K, H3O+; M(1) = Ca, Mn, Sr, REE, Y, Na; M(2) = Fe2+, Fe3+, Mn, Zr, Na, K, H3O+; M(3) = Nb, W, Ti, Mn, Si; M(4) = Si, Nb; Z = Zr, Ti; O▓ = O, OH, H2O; X = Cl, F, H2O, OH, CO3.
Согласно нашей систематике [4], вся совокупность МГЭ подразделяется на разноуровневые подгруппы по принадлежности минералов к двум разным структурным мотивам (подгруппы 1-го порядка), шести структурным надтипам (подгруппы 2-го порядка) и более чем десяти структурным типам (подгруппы 3-го порядка). Принципиальное значение в этой иерархии имеет выделение двух первых уровней, из которых более высокому отвечают совокупности минералов с 12-слойным (с ~30 Å) и 24-слойным (c ~ 60 Å) структурными мотивами. Более низкому уровню соответствуют совокупности минералов, относящиеся к структурным надтипам 12a (подгруппа эвдиалита), 12b (подгруппа кентбруксита), 12c (подгруппа онейллита), 24a (подгруппа аллуайвита), 24b (подгруппа расцветаевита) и 24c (подгруппа лабиринтита), выделенным по сочетаниям 12- и 24-слойных структурных мотивов с каждой из трех установленных в эвдиалитах пространственных групп симметрии: R`3m, R3m и R3. 12-слойному мотиву соответствуют структурные надтипы 12a (пр. группа R`3m), 12b (R3m) и 12c (R3), 24-слойному ─ надтипы 24a (пр. группа R`3m), 24b (R3m) и 24c (R3).
Ниже приведены перечни минеральных видов, входящих в подгруппы 2-го порядка, которые мы предлагаем рассматривать в качестве главных кристаллохимических подгрупп МГЭ. Для обозначения подгрупп использованы названия их наиболее полно охарактеризованных минералов, а для подгрупп, включающих пока только по одному минеральному виду, названия соответствующих родоначальников подгрупп см. в таблице 1.
Минералы каждой из подгрупп 2-го порядка характеризуются индивидуальной комбинацией катионов и анионов, доминирующих в ключевых позициях соответствующих структур, что иллюстрируется в приведенной ниже таблице на примере наборов атомов, доминирующих в наиболее вариабильных позициях кристаллических структур минералов подгруппы кентбруксита, самой представительной в группе эвдиалита (см. табл. 2).
Учитывая тот факт, что среди установленных к настоящему времени представителей главных подгрупп МГЭ эвдиалиты третьей подгруппы являются минералогическими редкостями, а четвертой пятой и шестой не известны за пределами щелочных массивов Хибино-Ловозерского комплекса, наиболее вероятно, что первыми минералами группы эвдиалита, всреченными в Уральском регионе, окажутся представители двух первых подгрупп этой группы.
Литература
1. Кобяшев Ю.С. Список минералов Урала. Виды и разновидности // Уральский геологический журнал. 2006. ╧ 2 (50). С. 1-265.
2. Расцветаева Р.К., Хомяков А.П. Кристаллохимия модулярных эвдиалитов // Кристаллография. 2003. Т. 48. ╧ 6 (приложение). С. S78-S90.
3. Соболева А.А., Варламов Д.А. Первая находка минералов группы лампрофиллита на Урале // Теория, история, философия и практика минералогии. Материалы IV Международного минералогического семинара. Сыктывкар: Геопринт, 2006. С. 186-187.
4. Хомяков А.П., Нечелюстов Г.Н., Аракчеева А.В. Расцветаевит Na27K8Ca12Fe3Zr6Si4[Si3O9]4 [Si9O27]4(O,OH,H2O)6Cl2 ─ новый минерал с модулярной эвдиалитоподобной структурой и кристаллохимическая систематика группы эвдиалита // Записки Российского минералогического о-ва. 2006. Т. 135. ╧ 1. С. 49-65.
5. Johnsen O., Ferraris G., Gault R.A., Grice J.D., Kampf A.R., Pekov I.V. The nomenclature of eudialyte-group minerals // Can. Mineral. 2003. Vol. 41. P. 785-794.
Таблица 1
1. Подгруппа эвдиалита
Эвдиалит-(s.s.)* | Na15Ca6Fe3Zr3Si(Si25O73)(O,OH,H2O)3(Cl,OH)2 |
2. Подгруппа кентбруксита
Георгбарсановит | Na12(Mn,Sr,REE)3Ca6Fe3Zr3Nb(Si25O76)Cl2·H2O |
Голышевит | (Na,Ca)10Ca9(Fe3+,Fe2+)2Zr3NbSi25O72(CO3)(OH)3.H2O |
Икранит | (Na,H3O)15(Ca,Mn,REE)6Fe3+2Zr3(,Zr)(,Si)Si24O66(O,OH)6Cl . 2-3H2O |
Йонсенит-(Ce) | Na12(Ce,REE,Sr)3Ca6Mn3Zr3W(Si25O73)(OH)3(CO3)·H2O |
Карбокентбруксит | (Na,)12(Na,REE)3Ca6Mn3Zr3Nb(Si25O73)(OH)3(CO3)·H2O |
Кентбруксит | Na15Ca6Mn3Zr3Nb(Si25O73)(O,OH,H2O)3(F,Cl)2 |
Манганохомяковит | Na12Sr3Ca6Mn3Zr3W(Si25O73)(O,OH,H2O)3(Cl,OH)2 |
Моговидит | Na9(Ca,Na)6Ca6(Fe3+,Fe2+)2Zr3Si25O72(CO3)(OH,H2O)4 |
Тасекит | Na12Sr3Ca6Fe3Zr3NbSi25O73(O,OH,H2O)3Cl2 |
Фекличевит | Na11Ca9(Fe3+,Fe2+)2Zr3Nb(Si25O73)(OH,H2O,Cl,O)5 |
Феррокентбруксит | Na15Ca6Fe3Zr3Nb(Si25O73)(O,OH,H2O)3(Cl,F)2 |
Хомяковит | Na12Sr3Ca6Fe3Zr3W(Si25O73)(O,OH,H2O)3(Cl,OH)2 |
Цирсилит-(Ce) | (Na,)12(REE,Na)3Ca6Mn3Zr3Nb(Si25O73)(OH)3(CO3)·H2O |
Эвдиалит-(s.l.)* | Na15Ca6Fe3Zr3Si(Si25O73)(O,OH,H2O)3(Cl,OH)2 |
3. Подгруппа онейллита
Аквалит | (H3O)8(Na,K,Sr)5Ca6Zr3Si26O66(OH)9Cl |
Онейллит | Na15Ca3Mn3Fe3Zr3Nb(Si25O73)(O,OH,H2O)3(OH,Cl)2 |
Раслакит | Na15Ca3Fe3(Na,Zr)3Zr3(Si,Nb)(Si25O73)(OH,H2O)3(Cl,OH) |
4. Подгруппа аллуайвита
Аллуайвит | Na38(Ca,Mn)12(Ti,Nb)6Si52O148Cl2·4H2O |
5. Подгруппа расцветаевита
Дуалит | Na30(Ca,Na,Ce,Sr)12(Na,Mn,Fe,Ti)6 Zr3Ti3MnSi51O144(OH,H2O,Cl)9 |
Расцветаевит | Na27K8Ca12Fe3Zr6Si4[Si3O9]4[Si9O27]4(O,OH,H2O)6Cl2 |
6. Подгруппа лабиринтита
Лабиринтит | (Na,K,Sr)35Ca12Fe3Zr6TiSi51O144(O,OH,H2O)9Cl3 |
Таблица 2
Название минерала | Ключевые позиции |
N(3) | N(4) | M(2) | M(3) | M(4) | X |
Георгбарсановит | Na | Mn | Fe2+ | Nb | Si | Cl |
Голышевит | Na | Ca | Fe3+ | Si | Nb | CO3 |
Икранит | Na,H3O+ | Na,H3O+ | Fe3+ | | | OH/Cl |
Йонсенит-(Ce) | Na | REE | Mn | W | Si | CO3 |
Карбокентбруксит | Na | Na | Mn | Nb | Si | CO3 |
Кентбруксит | Na | Na | Mn | Nb | Si | F |
Манганохомяковит | Na | Sr | Mn | W | Si | Cl |
Моговидит | Ca | Ca | Fe2+ | | Si | CO3 |
Тасекит | Na | Sr | Fe2+ | Nb | Si | Cl |
Фекличевит | Ca | Na | Fe3+ | Nb | Si | Cl |
Феррокентбруксит | Na | Na | Fe2+ | Nb | Si | Cl |
Хомяковит | Na | Sr | Fe2+ | Nb | Si | Cl |
Цирсилит-(Ce) | Na | REE | Mn | Nb | Si | CO3 |
Эвдиалит-(s.l.) | Na | Na | Fe2+ | Si | Si | Cl |
зеркало на сайте "Все о геологии"
зеркало на сайте "Все о геологии"