Генетическая информативность люминесцентных свойств топаза

Иванова, Оксана Александровна

Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему
Генетическая информативность люминесцентных свойств топаза
ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Генетическая информативность люминесцентных свойств топаза"

УДК 549.53

На правах рукописи

2 !]/|оГ ?т

Иванова Оксана Александровна

ГЕНЕТИЧЕСКАЯ ИНФОРМАТИВНОСТЬ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ТОПАЗА

Специальность 04.00.20 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Казань - 2000

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научные руководители: доктор геолого-минералогических наук, профессор Г.В. Шубин

доктор физико-математических наук МБ. Коровкин

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук С. Л. Вотяков

доктор геолого-минералогических наук, профессор А.И. Бахтин

Ведущая организация: Институт геологии Коми научный центр УрО РАН

е<з

Защита диссертации состоится: ¿¿^¿/¿¿^ 2000 года в часов на

заседании диссертационного совета К053.29.12 по присуждению ученой степени кандидата геолого-минералоппеских наук при Казанском государственном университете по адресу:

420003, г.Казань, ул. Кремлевская, 4/5.

Автореферат разослан _ 2000 года.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Казанского государственного университета.

Ученый секретарь

Диссертационного совета ^-т/,

к. г.-м. н., доцент

7 Р.Р. Хасанов

ВВЕДЕНИЕ.

Актуальность темы. Топаз генетически связан с гранитоидными породами и сопровождающими их постмагматическимя Образованиями, и является носителем ценной информация об условиях их формирования. Топаз обладает морфологическим разнообразием и богатой гаммой окрасок, что отражает его высокую микроструктурную чувствительность к физико-химическим факторам кристаллизации. Минералогия и генезис топаза привлекали внимание многих исследователей (Ферсман А.Е., 1960; Лазаренко Е.К., 1973; Панова Е.Г., 1989; Наумов В.Б., 1977 и др.). В результате накоплен богатый фактический материал о кристалломорфологяи топаза, составе и содержании в нем примесных элементов, структурных и оптических особенностях. Интерес к изучению топаза методами оптической спектроскопии обусловлен его популярностью как драгоценного камня и связан с объяснением природы его окраски (Пшибрам К., 1959; Леммлейн Г.Г., I960; Самойлович М.И., 1965; Платонов А.Н., 1976 и др.). Изучение люминесцентных свойств носило эпизодический характер, более детально изучена его термолюминесценция (Платонов А.Н., 1964; Nassau К., 1985; Petrov I., 1977 и др.). В небольшом количестве публикаций по исследованию люминесценции топаза содержатся скудные, порой противоречивые данные и указывается на необходимость дальнейшего изучения его люминесцентных свойств (Марфунин A.C., 1975; Таращаи А.Н., 1978; Горобец B.C., 1980 и др.). До сих пор люминесцентные свойства топаза в связи с условиями генезиса не рассматривались.

Люминесценция является одним из физических свойств минерала, объективно отражающим его крцсталлохимические особенности, условия образования и последующего изменения. Выявление люминесцентных характеристик минерала, как индикаторов определенных геохимических и термодинамических условий, является актуальным, так как связано с решением теоретических и прикладных вопросов современной минералогии -проблемой изоморфных замещений, типоморфизма и онтогении минералов, разработкой критериев рудоносноста. Изучение люминесценции топаза, помимо генетического аспекта, имеет значение для широкого круга проблем, связанных с облагораживанием и оценкой ювелирного сырья, синтезом минералов и использованием кристаллической матрицы топаза для производства материалов, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП).

Цель работы. Выявление закономерностей изменения термо- и рентгенолюминесцентных характеристик топазов как индикаторов условий образования топаз содержащих ассоциаций.

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью основные задачи включали: 1) установление влияния терморадиационного воздействия на термо- и зентгенолюминесцентные характеристики топаза; 2) экспериментальное получение

рештенолюминесцентных и термолюминесцентных характеристик топазов из различных геологических объектов н синтетических аналогов, выращенных в разных заданных условиях роста; 3) сравнительный анализ люминесцентных свойств природных и синтетических разностей топазов и выявление закономерного отличия люминесцентных характеристик топаза в связи с особенностями условий его образования.

ч Фактический материал. В основу работы положены материалы полевых работ по изучению оловорудного месторождения Правоурмийское, собранные Герих Л.Ю. при проведении хоздоговорных работ с Дальневосточным Институтом Минерального Сырья. Автор диссертационной работы участвовал в подготовке материала из Правоурмийского месторождения д/и исследований и систематизации проб для проведения экспериментов. Автором данной работы была подобрана серия образцов топаза различных генетических типов из коллекции минералогического музея Томского политехнического университета (ТПУ). Экспериментальные исследования термолюминесценции топаза проводились в научно-исследовательской лаборатории природно-техногенных электромагнитных систем кафедры минералогии и петрографии ТПУ при участии автора. Экспериментальные исследования рентгенолюминесценции при участии автора проводились в лаборатории экспериментальной и прикладной минералогии Томского государственного университета (ТГУ). Нейтронно-акгивационный анализ образцов топаза проводился в ядерно-гехимической лаборатории кафедры полезных ископаемых и геохимии редких элементов (аналитики Судыко А.Ф. и др.) на базе исследовательского ядерного реактора научно-исследовательского института адерной физики (НИИЯФ, ТПУ). Статистическая обработка аналитических результатов, построение по данным рснтгеноспектрапышх и термолюминесцентных исследований производилось автором диссертационной работы на персональном компьютере при помощи ряда специализированных программ. Автором обобщены известные геологические данные и экспериментальные результаты (около 1000 кривых термовысвечивания и спектров РЛ), полученные в результате изучения 400 образцов топаза).

месторождений различной формациониой принадлежности и синтетических аналогов топаза, выращенных в заданных условиях роста, который показал, что набор люминесцентных параметров существенно варьирует в зависимости от геохимической специализации среды, температуры минералообразующей среды, спокойных или неспокойных режимов роста.

Практическое значение. Термолюминесцентные и рентгенолюминесцентиые характеристики топаза могут быть рекомендованы как дополнительный минералогический поисковый критерий; могут использоваться при оценке геохимической специализации минералообразующей среды - наличие в спектрах рентгенолюминесценции полосы с Хтах= 310 - 320 нм, является индикатором преимущественно натриевой специализации среды; широкая полоса с Хп1Ю= 340 им является индикатором литиевой специализации. Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза из месторождений различного генезиса после температурного и радиационного воздействия могут использоваться в методиках по экспертной оценке ювелирного сырья, а так же при комплексной оценке качества и генетической принадлежности минерального сырья.

Апробация работы и публикации. Методические аспекты работы и результаты исследований обсуждались на: региональных конференциях "Актуальные вопросы геологии Сибири" (Томск, 1988, 1996, 1998); на Международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика Усова М.А. (Томск, 1997, 1998, 1999); на Международной конференции "Закономерности эволюции земной коры"(С.Петербург- 1996); на региональной конференции 'Торные, геологические, минералогические музеи в XXI веке" (Екатеринбург, 1997); на Международной конференция "Спектроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов" (Казань, 1997); на VIII Межнациональном совещании по радиационпов физике твердого тела (Севастополь, 1998); на И Уральском кристаллографическом совещании "Кристаллография - 98" (Сыктывкар, 1998); на VI Международной конференции Радиационные гетерогенные процессы (Кемерово, 1995); на Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово, 1998); на 10-й Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (Томск, 1999); на научных семинарах кафедры минералогии и петрографии, кафедры полезных ископаемых и геохимии редких элементов факультета геологоразведки и нефтегазодобычи Томского политехнического университета. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы из 149 наименований, текстовым объемом 128 страниц, 17 таблиц и 60 рисунков.

Автор считает своим долгом выразить признательность за сбор и предоставление полевых материалов по Праеоурмийскому оловорудному месторождению Герих Л.Ю. За предоставление образцов топаза для исследований Макагону В.М., Никандрову СЛ., Изохе П.Э., Томасу В.Г.,.Борозновской Н.Н. Автор очень благодарен, за помощь в проведении некоторых экспериментов, обсуждении результатов исследований Борозновской Н.Н., Глухову Ю.В., Рихваноиу Л.П., Поцелуеву АА, Ершову В.В, Арбузову С.И., Язикову Е.Г., Чуриловой Т .А..Федотову А.Б.

Автор искренне благодарен научным руководителям доктору геолого - минералогических наук, профессору Шубину Г.В., доктору физико - математических наух Коровкину М.В.

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Люминесцентные свойства топаза являются тшкморфньши и могут использоваться в качестве критерия при оценке эрозионного среза, выделения перспективных на касситерит участков в месторождениях касситерит - кварцевой формации.

2. Спектр РЛ топаза в ультрафиолетовой области является индикаторным для оценки геохимической специализации минералообразующей среды в гидротермальных процессах и связанных с ними метасоматических преобразованиях: полоса с максимумом Аод, = 310 ~ 320 характеризует минералообразующую среду как натриевую, а полоса с максимумом Атош " 340 им как литиевую.

3. Наличие доминирующей в спектре РЛ полосы свечения в длинноволновом диапазоне 630 - 680 нм свидетельствует о формировании топаза в условиях резкого нарушения эволюционно изменяющихся параметров кристаллизации, а полосы свечения в диапазоне 310 — 340 ям свидетельствует о кристаллизации топаза в спокойной тектонической обстановке, в условиях постепенно изменяющихся во Бремени физико-химических параметров.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Исследовались рентгенолюминесценция (РЛ); естественная (природная) термолюминесценция (ЕТЛ), индуцированная гамма-облучением термолюминесценция (гамма-ТЛ); влияние предварительного термического и радиационного воздействия на термолюминесценцию и рентгенолюминесценцию топаза. Возбуждение "минеральной памяти" топазов производилось радиационным облучением гамма - квантами на радиоизотопных источниках разной мощности.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТОПАЗА ИЗ ОЛОВОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРАВОУРМИЙСКОЕ

Месторождение Правоурмийское привлекало внимание многочисленных исследователей по уникальности геологических условий образования и богатому комплексному оруденению (олово, вольфрам), в результате накоплен богатый фактический материал по геолого-структурным, минерапого-геохимическим особенностям формирования данного объекта (Богданов В.И., 1979; Крюков В.Г., 1983; Щербак Л.И., 1983; Гавриленко В.В., 1992; Панова Е.Г., 1993 и др.). Топаз на данном месторождении является мипералом - индикатором основной рудной кварц - топаз - сидерофиллитовой стадии минералообразованкя и в особенностях своей структуры и состава несет информацию о характере протекания процессов рудообразования. От верхнерудных сечений к нижнерудным содержание топаза и концентрация в нем элементов примесей уменьшается (ряс. 1). Штокверк вскрыт горными выработками на горизонтах 1680 м; 1600 м; 1520 м; 1440 м (штольни № 4,1,2, 3 соответственно, рис. 1).

Образцы топаза для исследований подобраны из различного типа прожилково-метасоматических образований из центра и периферии рудпого тела № 1 месторождения Правоурмийское.

Анализ люминесцентных свойств топаза позволяет выделить следующие закономерности. На характеристики ТЛ топаза влияет температура предварительного прогрева. Так предварительный прогрев образца уже до 150° С приводит к резкому увеличению интегральной интенсивности гамма - ТЛ. По мере увеличения температуры предварительной обработки до 440° С интенсивность свечения снижается в песколько раз. Уменьшение интенсивности ТЛ во всем диапазоне у предварительно отожженных образцов топаза может быть связано с процессами термосгимулированной диффузии, вызывающей отжиг структурных дефектов, упорядочение примесных ионов в структурных позициях в кристаллической решетке топаза.

Предварительный прогрев всех выделенных по ЕТЛ разностей топаза до 440° С с последующим облучением гамма - квантами резко изменяет их термолюминесцентные характеристики. Выявляется, что в процессе нагревания происходит преобразование структурных дефектов, служащих ловушками для электронов и дырок, в результате чего, наиболее конкурентноспособными за захват свободных носителей заряда становятся только три типа ловушек, освобождающихся при ~ 65° С, ~ 175° С и ~ 250° С (рис. 4). Таким образом, предварительный отжиг как бы "стирает" картину природной (генетической) дефектности топаза из оловорудных грейзевов, а последующее облучение гамма — квантами наводит дефектность, которая в большей мере является отражением особенностей его матричной структуры.

Кривые термовысвечивания природной (А) Содержание элементов

в <в С О

£ s а ш н я

и и si й

и гамма - индуцированной (Б) термолюминесценции топаза

Содержание топаза в %

50 100

примесеи в топазе

сумма. Ti i в 18 г/т

70 г/т Сг

280 г/т Аэ

1-г-

ЮО 200 ЗОО Т,"С

> У - i'j дипаритового'гастава Ь' 0лигоклаз - динвальдит - кварцевая фация [г!:.;.;:;.) Мусковит - кварцевая фация ЦЬе*") Рудное тело

1/SSA Альбит - биотит - кварцевая фация I» » Топаз - кварцевая фация I» » "I Турмалин кварцевая фация

Рис. 1. Схематическая модель вертикальной зональности полиминеральных грейзенов, месторождение Правоурмийское (составлена с использованием материалов Крюкова В.Г. и др. 1983 [94]); распространенность топаза по горизонтам рудного тела № 1, изменение термолюминесцентных свойств и содержания в топазе элементов -примесей

УМ.1Д

Рис. 2. Кривые термовысвечивания после предварительно прогрева до 440° С и облученная гамма -квантами образцов топаза из пгголен № 1 - кривая 1, Ла 2 - кривая 2, № 3 - кривая 3.

О 100 200 300 Т,°С

Образцы топаза, отобранные из тонких прожилков верхнего горизонта (штольня № 4), связываются с ранними проявлениями кварц — сидерофшигатовой стадии минералообразования. Это тонкозернистый агрегат топаза молочно - белого цвета из тонких прожилков, имеющих маломощный ореол околожильных изменений. Характерной особенностью данных образцов является отличие по содержанию примесных редкоземельных элементов (рисЛ), сумма которых значительно выше, чем в топазах из жил и объемных метасоматитов, что согласуется с данными других исследователей (Гавриленко В.В., 1992; Панова Е.Г., 1993; Смоленский В.В., 1996). Специфика условий образования топаза на начальных стадиях рудного процесса, выразившаяся в более высоких температурах и скорости изменения термодинамических параметров минералообразующей среды, обусловили структурно-химическую дефектность растущих минеральных индивидов. Кривые термовысвечивания ЕТЛ данных образцов характеризуются наличием свечения преимущественно в высокотемпературной области: при 200 - 230° С; 250 - 270" С; 290 - 310° С (табл. 1) . После предварительного облучения гамма -квантами на кривых термовысвечивания появляются низкотемпературные максимумы при ~ 65° С, при 100 - 110° С и ~ 175° С. Общая интенсивность термовысвечивания увеличивается, наблюдается смещение интенсивных пиков термовысвечивания в низкотемпературную область. Рентгенолюминесценция данных образцов характеризуется наличием интенсивного свечения в диапазоне длин волн 630 - 680 нм (рис.2, кривая 2).

На средних горизонтах месторождения преимущественное развитие имеют пологие жилы и тела объемных метасоматитов с богатой касситеритовой минерализацией, формирование которых связано с историей развития длительно живущих трещин, в результате чего происходило многократное переотложение вещества (Гавриленко В.В., 1992; Панова Е.Г., 1993 идр).

Табл

Сводная таблица температурных максимумов (Тт) ЕТЛ топазов из месторождеш ____Правоурмийское_

Штольня Кол-во образцов топаза Светосумма ср. знач., в усл. ед. Интервалы Тт," С

140-180 200-230 250-270 290 - 310

№4 12 238 205 - 213 255-260

№1 29 55 206-218 ▲ 250-270 ▲ а

№2 31 88 172-175 201-216 А 245-255 А ■ О

№3 8 21 140-193 203-230

Примечание: характеристика интенсивности пиков ТЛ - А.- сильный; Ф- слабый.

Образцы топаза из зон интенсивной метасоматической проработки (центральные участи штокверка) характеризуются интервалами температурного высвечивания ЕТЛ при 160 - 180° С 200 - 230° С, 250 - 270° С; 290 - 310° С (гзбл.1). На кривых термовысвечивания топазов предварительно облученных гамма - квантами, также как и у образцов из штольни № t появляются низкотемпературные максимумы при ~ 65° С, при 100 • 110° С и ~ 175° С Увеличение интенсивности свечения в низкотемпературной области и появление дополнительных пиков при 100 - 110° С, и яри - 175° С характеризует топазы верхних горизонтов как претерпевшие наложенные процессы, а результате которых произошел отжиг энергетически мелких ловушек. Спектры рентгенолюминесценции образцов топаза из центра рудного тела характеризуются доминирующим свечением в диапазоне Хода = 310 - 320 нм (рис. 3, кривая 1). В видимой области, как правило, бесструктурная полоса без отчетливых максимумов. В спектрах некоторых образцов наблюдается полоса с X«uix= 540 нм. В длинноволновой области наблюдается полоса меньшей интенсивности с варьирующим максимумом Xmix = 630 - 680 нм. На появление широкой ассиметричной полосы с Лашх- 490 им в спектрах РЛ образцов топаза штолен № 1 и № 2 влияет предварительное терморадиационное воздействие. Появление свечения в данном диапазоне вызывают предварительный прогрев уже до 150° С (рис. 4). Изменение конфигурации спектра РЛ топаза наблюдается после прогрева до 150 - 440° С (увеличение интенсивности свечения всех центров люминесценции, появление интенсивного свечения в диапазоне 490 - 540 нм) и обусловлено диффузионными процессами,

вызывающими перераспределение и установление нового расположения дефектов и их ассоциаций. Как и в кварце (Вотяков С.Л., Крохалев В .Я., 1993), это может быть связано с упорядочением структуры матрицы топаза, диффузионными процессами ионов компенсаторов и образованием новых центров рекомбинации.

300 400 500 600 700 800 длиия волны, пм

800

300 400 500 600 700 800

длина ВОЛНЫ, нм

Рис. 3. Типичные спектры РЛ образцов топаза из штолен № 1,2,3 -кривая I, штольни № 4 - кривая 2.

Рис. 4. Спектры РЛ топаза из центра рудного тела (штольни № 1 и № 2) до прогрева - кривая 1 и после температурного прогревало 150° С.

Пространственная и временная эволюция гидротермальных растворов выразилась в снижении структурно-химической дефектности топазов из прожилков окраинных частей штокверка, которые имеют отличительные особенности в характере температурного высвечивания ЕТЛ при 140 - 160° С или при 200 - 230" С и характеризуются самыми низкими значениями запасенной светосуммы (табл.1). На кривых термовысвечивания предварительно облученных образцов также наблюдается преимущественное свечение в низкотемпературных интервалах (до 250" С). В спектрах РЛ доминирует свечение в диапазоне длин волк 310 - 340 нм. Низкая эффективность светозапасания ЕТЛ и отсутствие глубоких центров захвата в структуре топаза обусловлена снижением структурно - химической дефектности, что согласуется с распределением примесных элементов в топазе (рис.1). Доминирующее в спектрах РЛ свечение в диапазоне длин волн 310 - 340 нм связывается с собственными центрами рекомбинационяой люминесценции, образующимися в результате захвата дырки одним из ионов кислорода в кремнекислородном тетраэдре (Таращан А.Н., 1978; Кузнецов Г.В., Таращан А.Н., 1988).

Проведенные исследования люминесцентных свойств топазов показали, что образцы из различного типа прожнлково-метасоматических образований имеют отличия в интервалах

600

400

температурного высвечивания ЕТЛ, гамма - ТЛ, в интенсивности свечения центров, кинетических особенностях разгораняя рентгенолюминесценции, в чувствительности терморадаационному воздействию. Закономерности изменения люминесцентных свойсг •топаза из грейзенов оловорудного месторождения Правоурмийского являются отражение вариаций физико-химических параметров минералообразующсй среды. В связи с геолог структурными особенностями оруденення, обусловившими длительную эволюци; гидротермальных растворов вдоль контакта дайки гранит - порфиров, зональность оруденет наиболее контрастно проявляется в вертикальном разрезе рудного тела. В процес< гидротермалыю-метасоматического минералообразования происходили изменения кислотност растворов и окислительно-восстановительного потенциала среды минералообразования, <п отчетливо проявляется в распределении примесных редкоземельных элементов в топазе, пространственном распределении главного рудного минерала - касситерита в штокверково зоне рудного тела № 1 месторождения Правоурмийского. Закономерности изменена люминесцентных свойств топаза (ТЛ и РЛ) отчетливо накладываются па пространственно размещение оруденения и особенности его зональности. Сравнительный анализ получении экспериментальных результатов люминесценции топаза согласуется с существующим представлениями об условиях формирования оруденения на данном месторождении.

ЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТОПАЗА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАЦИОННЫХ ТИПОВ

Исследовалась рентгенолюминесценцих топаза из камерных гранитных пегматита Волыни; уран - редкоземельных - амазонитовых пегматитов Ильменских гор; топаз ■ берилловых миароловых пегматитов Мурзинки; топаз- кварц- аквамариновых жил Шерлово: горы; из редкометальных пегматитов кварц - лепидолит - альбит - клевеландитовоп комплекса месторождения Вишыяковского, В. Саяны; из пегматитовых жил Минас -Жераис Бразилия; грейзенов эруптивной брекчии Шнекенштейн. Основные отличия рассматриваемы геологических объектов связываются с геологическими условиями нахождения минералогической и геохимической спецификой. Отобранные образцы отличались окраской 1 обликом кристаллов.

Анализ спектральных характеристик РЛ всех исследованных образцов топаз! свидетельствует о сложном комплексе излучающих центров. Тем не менее, по спектральньв характеристикам выделяется несколько типов топаза, отличающихся по набору I доминирующей роли полос свечения.

В первую группу выделяются образцы, у которых основная часть свечения приходится на коротковолновую область. В спектрах РЛ коричневого волынского топаза ювелирного качества; бесцветного ювелирного топаза из пегматитовых жил Ильменских гор, бесцветного шерловогорского топаза наблюдается преимущественная полоса с = 310 - 320 им. В спектрах РЛ бесцветного топаза из месторождения Вишняковское наблюдается широкая полоса с W 340 им. Спектр РЛ бесцветного ювелирного волынского топаза представлен широкой неэлементарной полосой с максимумом 370 им. В видимой области, как правило, спад излучения без отчетливых максимумов, только у коричневого волынского топаза го конфигурации спеюгра выделяется максимум 420 им. В длинноволновой области у всех изученных образцов топаза наблюдается широкая полоса слабой интенсивности с Хты = 680 ям.

Для второй группы образцов топаза ювелирного качества характерны спектры РЛ, из конфигурации которых отчетливо выделяются две широкие полосы с Хти = 310 - 320 нм и Хтш, = 470 - 490 нм. В длинноволновой области, как правило, излучение слабое с Хин* = 680 - 700 нм. Данными характеристиками обладают все голубые топазы Волыни ювелирного качества, голубые и голубовато - зеленые разности шерловогорских и мурзинских образцов (рис.5, рис.б, 2).

В третью группу выделяются остроконечные бразильские топазы медово - желтого, золотисто - желтого цвета и розового цвета, резко отличающиеся по характеру излучения в красной области, где доминируют полосы 630, 680, 710 нм. Все разнноокрашенные разности бразильских топазов имеют длиннолризматнческий облик и характеризуются неоднородностью, которая проявляется в «грубой» бло'шости, что обуславливает непрозрачность кристаллов. К этому же типу относятся саксонские винно - желтые топазы (Шнекенштейн). Морфология граней (рельеф), внутреннее блочное строение кристаллов свидетельствуют о том, что условия кристаллизации были бурными и часто изменялись, например, в результате тектонического воздействия система становится более открытой. Это усиливает влияние на вхождение примесей и образование структурной дефектности таких факторов кристаллизации как скорости роста, состава и концентрации растворов (Григорьев Д.П., 1975; Павлишин В.И., 1988). Неравновесные условия кристаллизации обуславливают наличие дефектов в структуре топаза, свечение которых наблюдается при воздействии рентгеновскими квантами в диапазоне длин волн 630 - 680 нм.

Наглядным отражением изменения физико-химических характеристик среды минералообразования во времени являются уникальные, ювелирного качества двухцветные топазы из камерных пегматитов Волыни. Любая перемена в условиях кристаллизации непрерывно фиксируется в конституции минерала, приводит к созданию различного рода

примесных и структурных микродефектов, которые являются следствием периодически сменяющихся во времени условий.

В спектрах РЛ голубого участка наблюдается полосы свечения с А™, = 310-320 и 470 - 490 нм (рис. 6). При длительном рентгеновском воздействии, во всех случаях, наблюдается разгорание в полосе с Хта= 470 - 490 нм. Излучение в данном диапазоне обычно приписывается свечению кислорода в дефектном алюмокислородном тетраэдре, образующегося при изоморфном вхождении алюминия на место кремния (Марфунин A.C., 1975; Таращан А Н., 1978;

усл.ед. 200

100

В спектрах РЛ коричневатого участка в коротковолновой области наблюдается широкая полоса, образованная перекрытием полос свечения с максимумами 310-320 и 420 нм, и слабый максимум 630 нм.

Кристаллизация топаза в зонах свободного роста происходит на фоне спокойной тектонической обстановки, плавного понижения температурь!, что способствует росту больших и чистых кристаллов ювелирного качества. Поэтому основными факторами, влияющими на анатомию кристаллов, являются постеленная смена плотности и концентрации минералообразующей среды, выражающаяся в пересыщении или нсдосьпцении кремнеземом, концентрации щелочных ионов; изменение кислотности - щелочности среды и активности алюмофторидных комплексов (Лазаренко Е.К и др, 1973; Павлшшш В.И., 1983).

Анализ вариации рентгенояюминесцентвых характеристик генетически различных образцов приводит к выводу, что для топаза выделяются три контрастных структурно -

Кузнецов Г.В., Таращан А.Н., 1988).

620 Х,нм

Рис. 5. Спектры РЛ шерловогорского голубоватого топаза: 1 - начальное измерение, 2 - после 15 минутного рентгеновского облучения.

400 600 Х,нм

Рис. 6. Спектры РЛ полихромного монокристалла топаза: 1-коричневого участка, 2 - голубого участка.

химических состояния, которые определяют преимущественное положение максимума и интенсивность излучения в диапазонах 310 - 370 нм; 470 - 500 нм; 630 - 680 нм. Характер излучения в выделенных диапазонах, в первую очередь, является результатом влияния локальных геохимических и термодинамических факторов.

РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ СИНТЕТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ ТОПАЗА

Монокристаллы синтетического топаза, которые любезно предоставили сотрудники Ипститута минералогии СО РАН Изох П.Э. и Томас В.Г., выращены гидротермальным путем из щелочно - фторовых растворов. Щелочные ионы вводились в виде солей ИаС1 или ЫЧОз. В синтетических топазах по данным электрокно-зондового микроанализа определены содержания примесных элементов: V3*- менее 0,003 %, Сг3+ - менее 0,003 % ; Ре2+- не превышает 0,1%.

Спектры РЛ топаза, выращенного в минералообразующей среде с ионами натрия, характеризуются наличием в ультрафиолетовой области широкой полосы с Х^ах = 310-320 нм (рис.7, кривая 1), и свечения высокой интенсивности в диапазоне длин волн 630 - 680 нм.

Спектр РЛ топаза, выращенного в минералообразующей среде с ионами лития, в ультрафиолетовой области имеет широкую неэлементарную полосу свечения с максимумом 340 нм (рис. 7, кривая 3) н интенсивным свечением в диапазоне длин волн 630 - 680 нм.

Согласно данным (Максимчук В.Г., Таращан А.Н., 1984; Кузнецов В.Г., Тзращан А.Н., 1988), излучение в диапазоне 310 - 370 нм связывается с дефектом заряда на кислородной подрешетке струкутры, так называемыми О " - центрами, в кремнекислородном тетраэдре. Вариации положения максимумов, устанавливаемые в синтетических топазах при рентгеновском возбуждении, связаны с неэквивалентным положением щелочных ионов вблизи кислородных центров. Рентгенолюминесценция, возбуждаемая в УФ области спектра, приписывается центрам: в "натриевом" топазе О 7 Ка+(310 нм) и О " / 1Л+ (340 нм) в "литиевом".

1, 80

усл.ед. 60 9 у\ \\ V 1 и /3 2 Рис. 7. Фрагмент спектра рентгенолюминесценции синтетических топазов: 1

'О ■— / - " натриевого" топаза, 3 - "литиевого" топаза;

40 ■Ч-- \ ЕГ — —

/> V V — 3 изменение спектра РЛ после 15 минутного

/ у / V \ * 1 воздействия рентгеновскими квантами 2, 4

20 л

1 соответственно.

Э6(Г 400 500

длина волны, ни

В процессе рентгеновского облучения топазов, как "натриевого", так и "литиевоп наблюдается уменьшение интенсивности излучения в диапазоне 310 - 340 нм (рис.7, кривые 4). Тушение свечения в этой области объясняется радиационностимулированной диссоциаци центров [ЗЮ4]3'/ Ме+.

Наличие интенсивного свечения и изменение конфигурации спектра под воздействю рентгеновских квантов в диапазоне 630 - 680 нм (рис. 8.), особенно в спектрах "натриевы топазов, может быть связано с дополнительным вкладом апектронно-дырочм рекомбинацнонной люминесценции на возникающих центрах свечения. Подобн люминесценция с Х^а = 660 наблюдалась для кристаллического и стеклообразного БЮг, связывалась с разрывом кремний кислородных связей и образованием немостиково кислорода, при этом, отмечалось стимулирующие влияние на образование таких дефект ионов щелочных металлов, особенно натрия (Силинь А.Р., Трухин А.Н., 1985).

, 500-

Рис. 8. Спектры РЛ "натриевого" топаза: 1 исходное состояние; 2, 3 - после 10, 15 минутно воздействия рентгеновскими квантами.

300 500 700 длина волны, нм

Характер излучения в длинноволновой области довольно сложный, это отчетли; прослеживается в ассиметричности полосы, обусловленной коротковолновым плечом 630-6< нм. Резкое увеличение интенсивности свечения в диапазоне 630 - 680 нм обусловлено вкладе от нескольких центров, в том числе и ионов Сг3+, который присутствует в концентрациях мен 3 х 10"3 %, это ниже чем у всех исследованных природных разностей.

Существенную роль, по нашему мнению, иа образование излучающих в диапазоне 630 700 нм центров РЛ, влияют резко неравновесные условия кристаллизации: флуктуащ скоростей роста, температурный градиент между верхом и низом автоклава. Для болышшет гидротермальных растворов, возникающая конвекции нерегулярна и имеет турбулентнь характер. Она ускоряет рост кристалла, обуславливает неравномерное поступление вещества paci-ущим граням и сильно влияет на его структурное совершенство.

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ И СИНТЕТИЧЕСКИХ РАЗНОСТЕЙ ТОПАЗА

Анализ данных, полученных при исследовании люминесценции всех образцов топаза, тозволяет выявить некоторые зависимости люминесцентных характеристик, различие которых ¡вязано с особенностями их условий образования и последующего изменения:

1. На генетическую информативность и параметры термолюминесценции топаза из >ловорудных грейзенов влияет предварительное термо-радиационное воздействие. Облучение -амма - квантами специально подобранной дозой стимулирует "минеральную память", выявляя шформацию о наложенных процессах. Предварительный прогрев образцов топаза до 440° С 1еобратимо "стирает" генетическую информацию.

2. Проведенные исследования люминесцентных свойств топаза показали, что образцы из шличного типа прожшпсово-метасоматических образований имеют отличия в интервалах •емпературного высвечивания ЕТЛ, гамма - ТЛ, в интенсивности свечения центров, в :инетических особенностях разгорания рентгенолюминесценции, в чувствительности к ерморадяационному воздействию. Закономерности изменения люминесцентных свойств •опаза из грейзенов оловорудного месторождения Правоурмийское являются отражением «риаций физико - химических параметров минералообразуюгцей среды:

• топазы из прожилков начальной стадии рудного процесса обладают самой высокой ффективностью светозапасания на центрах захвата, соответствующих высокотемпературным [икам ЕТЛ и гамма - ТЛ, в спектрах РЛ наблюдается интенсивное свечение в диапазоне 630 -180 нм;

• топазы из мощных пологих жил и объемных кварц-топазовых мстасоматитов (центр удного тела) характеризуются наличием на кривых термовысвечивания ЕТЛ и гамма-ТЛ вечения в высокотемпературном интервале; в спектрах РЛ данных образцов топаза после редварительного термо-радиационного воздействия наблюдается свечение в диапазоне длин олн 490 - 540 нм; пространственное положение топазов, обладающих данными юминесцентными свойствами, совпадает с контурами наиболее богатого комплексного руденения;

• топазы из периферических участков рудного тела характеризуются снижением труктурно-химической дефектности, на кривых гермовысвечивания ЕТЛ и гамма-ТЛ аблюдаются один (редко два) пика в низкотемпературных интервалах 140 - 160° С и (или) 200 230° С и самые низкие значения запасенной светосуммы; в спектрах РЛ доминирует свечение диапазоне длин волн 310 - 340 нм, связываемое с собственными центрами люминесценции, бразующимися в результате дефекта заряда на ионе кислорода в кремнекислородном етраэдре.

3. Установлено влияние щелочных ионов на характеристики свечения кислородных центров в кремнекислородном тетраэдре: в спектрах РЛ синтетических аналогов топаза, выращенных в заданных условиях роста, которые обуславливают вариации положения максимума 310- 320; 340 нм, тем самым, отражая геохимические условия его кристаллизации. В спектрах рентгенолюминесценции топаза, выращенного в натриевой среде, наблюдается полоса с Хптах= 310-320 нм. В спектрах РЛ топаза, выращенного в литиевой среде, наблюдается широкая полоса с ?чтХ= 340 нм. Неэквивалентные положения, которые щелочные ионы могут занимать в структуре топаза, обуславливают различные энергетические характеристики О ' -центров свечения.

4. Генетическими особенностями топаза (спокойными и постепенными изменениями физико-химических условий кристаллизации) определяется доминирующая роль свечения в спектрах РЛ в диапазоне 310 - 340 нм, наблюдавшееся в спектрах РЛ бесцветных и коричневатых образцов топаза Волыни ювелирного качества, в спектрах РЛ образцов из периферических участков месторождения Правоурмийское.

5. Доминирующая в спектрах РЛ неэлементарная полоса свечения с Хти= 630 - 680 нм, обусловлена наличием дефектных центров (возможно комплекса дефектных центров), образование которых связано с высокотемпературными условиями кристаллизации, типом щелочного иона и резкими нарушениями эволюционно-изменяющихся параметров кристаллизации.

Заключение

Люминесцентные свойства топаза являются типоморфными и информативно отражают его генетические особенности, так как в каждом конкретном случае являются результатом суммарного воздействия внешней среды и внутренней структуры индивида.

На генетическую информативность параметров люминесценции топаза влияет предварительное термическое и радиационное воздействие. Для эффективного выявления наиболее полной картины структурной дефектности топаза нами экспериментально подобраны вид, мощность и доза облучения, температуры предварительного прогрева.

Сопоставление полученных данных по рентгенолюминесценции топаза позволяет сделать вывод о том, что ведущими факторами, обуславливающими характер люминесценции топаза, являются температура, тип щелочного иона, неравновесные режимы кристаллизации. По мере снижения температуры и пересыщения минералообразующих растворов при кристаллизации происходит снижение содержания элементов примесей в топазе, что выражается I преобладании свечения в спектрах РЛ на собственных дефектах в диапазоне длин волн 310 -340 нм. Вариации положения максимума в диапазоне 310 - 340 нм в спектрах РЛ топазг

является отражением геохимической специализации среды, связанной с влиянием типа щелочного иона натрия или лития на энергетические характеристики [SiOi4*]'- центра.

Предложенная методика исследования термолюминесцентных и рентгенолюминесцентных свойств топаза может применяться при оценке эрозионного среза, изучения температурных режимов я выделения участков с проявлением наложенных процессов, оценке геохимической специализации минералообразующей среда, при качественной характеристике минерального сырья.

Список опубликованных работ по теме диссертации

1. Коровкин М.В., Язиков Е.Г., Иванова O.A. Применение гамма-термолюминесценции s качестве критерия гидротермального оруденения в карбонатных осадочных породах // Актуальные вопросы геологии Сибири. Тез. докл. научно - техн. конф., посвящ. 100-летию эткрытия Томского гос. ун-та. - Томск, 1988. - Т.1. - С. 252.

2. Коровкин М.В., Бетхер М.Я., Иванова O.A. Радиационные гетерогенные процессы в овелирных топазах II Радиационные гетерогенные процессы. Тез. докл. VI Международ, сонф., Кемерово, 1995. - С. .25.

3. Коровкин М.В., Иванова O.A. Особенности люминесценции топазов различного енезиса. / / Проблемы геологии Сибири. Тезисы докладов научной конф., посвященной 75-гстию геологического образования в Томском госуниверситете, 3-5 апреля 1996 г. - Томск, 1996. -Т.2.-С. 147.

4. Бетхер М.Я., Иванова O.A., Ананьева Л.Г. Минералогический музей Томского юлитехнического университета / Тезисы докл. Международной конф. " Закономерности 1волюции земной коры". - Санкт-Петербург, Россия, 1996. - Т.1. - С.287.

5. Иванова O.A. Изучение типоморфных особенностей топазов различного генезиса : помощью методов радиационной минералогии / Тез. докл. Первого Международного тучного симпозиума в рамках Международного научного конгресса студентов, аспирантов и юлодых ученых "молодежь и наука - третье тысячелетие", 9-12 декабря 1996г., г.Томск -"омск, 1997г., С.76.

6. Иванова O.A., Ананьева Л.Г., Бетхер М.Я. Минералогический музей Томского юлитехнического университета на рубеже XXI века / Тез. докл. научно-практической конф. Горные, геологические, минералогические музеи в XXI веке". - Екатеринбург, 1997.

7. Коровкин М.В., Иванова O.A. Влияние прокаливания и облучения на люминесценцию |риродного топаза. У Спектроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов. Тез.докл.

Международной конф. 30 сентября - 2 октября 1997 г. - Казань: Изд-во Казанского ун-та, 1997. -С. 154- 155.

8. Иванова O.A. Генетические особенности термолюминесценции топаза / Материалы докл. Второй Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика Усова М.А. "Проблемы геологии и освоения недр", 7-10 апреля 1998г., г.Томск-Томск, 1998г.-Ч.1.-С.75.

9. Коровкин М.В., Иванова O.A. Радиационно-термические процессы в кристаллах кварца и топаза / Тез. докл. Международной конф. "Радиационно - термические эффекты и процессы в неорганических материалах", 22-25 сентября 1998 г., Томск. - Томск, 1998 - С.154-155.

[0. Коровкин М.В., Иванова O.A. Особенности рентгенолюминесценции синтетических кристаллов топаза / Тез. докл. Международной конф. "Физико-химические процессы в неорганических материалах", 6-9 октября 1998 г., г.Кемерово. - Кемерово, 1998. - Т.1. - С. 36 -38.

11. Иванова O.A., Изох П.Э., Коровкин М.В., Томас В,Г. Рентгенолюминесценция синтетического топаза / Актуальные вопросы геологии и географии Сибири. Материалы научной конфпосвящ. 120-летию основания Томского гос. ун-та, 1 - 4 апреля 1998 г., г.Томск. -Томск: Изд-во ТГУ, 1998. - Т.З. - С.66 - 71.

12. Коровкин М.В. Иванова О.А Радиационные эффекты в кристаллах топаза / Труды VIII Межнационального совещания "Радиационная физика твердого тела"(Севастополь, 29 июня - 4 июля 1998г.). -MJ998.-C.148 -151.

13.Коровкин М.В., Иванова O.A. Люминесценция кристаллов топаза / Материалы ко второму Уральскому кристаллографическому совещанию "Кристаллография - 98", 17-19 ноября 1998г., г.Сыкгывкар - Сыктывкар, 1998- С.66 -67.

14. Коровкин М.В., Иванова O.A. Особенности рентгенолюминесценции кристаллов ювелирного топаза / Тезисы докладов 10-й Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (РФХ - 10). -Томск, 1999. - С.202* 20Ь

г С«, Подписано к печати 17.05.2000. Формат 60*84/16. Бумага офсетная №1. MWWisisSat печать RISO. Усл.печл 1.16. Уч.-изд.л. 1.05. Тираж 100 экз. Заказ 104. igr-упу ИПФТПУ. Лицензия ЛТ№1 от 18.07.94.

Типография ТПУ. 634034, Томск, пр.Ленина, 30.

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Иванова, Оксана Александровна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I, Литературный обзор по теме исследования.

1.1. Кристаллохимические свойства, морфология кристаллов и агрегатов топаза.

1.2. Генезис топаза.

1.3. Состояние изученности люминесцентных свойств топаза.

1.3.1. Люминесценция кристаллов, основные понятия.

1.3.2. . Изученность топаза методами оптической и люминесцентной спектроскопии.

1.3.3. Состояние изученности вопроса и постановка задач исследования.

ГЛАВА II. Методика исследований.

2.1.Отбор и приготовление образцов.

2.2. Аппаратура и методика исследованиий.

2.3. Влияние предварительного термо - радиационного воздействия на люминесценцию топаза.

ГЛАВА III. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ТОПАЗА

ИЗ ГРЕЙЗЕНОВ ОЛОВОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ПРАВОУРМИЙСКОЕ.

3.1. Особенности генезиса топаза из грейзенов Правоурмийского оловорудного месторождения.

3.2. Термолюминесценция топаза из грейзенов оловорудного месторождения Правоурмийское.

3.2.1 Влияние ионизирующего облучения и предварительного прогрева на термолюминесценцию топаза (гамма - ТЛ).

3.3. Рентгенолюминесценция топазов из грейзенов месторождения

Правоурмийское.

3.3.1. Характеристика полос свечения, наиболее проявленных в спектрах рентгенолюминесценции топаза.

3.4. Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза из грейзенов месторождения Правоурмийское.

ГЛАВА IV. ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА ТОПАЗА ИЗ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РАЗЛИЧНЫХ ФОРМАЦИОННЫХ ТИПОВ.

4.1. Рентгенолюминесценция топазов из пегматитов различных формационных типов.

4.1.1. Люминесцентные свойства двухцветного волынского топаза.

4.2. Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза из месторождений различных формационных типов.

ГЛАВА V. РЕНТГЕНОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ

СИНТЕТИЧЕСКИХ АНАЛОГОВ ТОПАЗА.

5.1. Особенности рентгенолюминесценции синтетических топазов.

5.2. Влияние кристаллохимических особенностей топаза на рентгенолюминесценцию его синтетических разностей.

5.3. Закономерности изменения люминесцентных свойств синтетических топазов.

ГЛАВА VI. ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИЗМЕНЕНИЯ ЛЮМИНЕСЦЕНТНЫХ СВОЙСТВ ПРИРОДНЫХ

И СИНТЕТИЧЕСКИХ РАЗНОСТЕЙ ТОПАЗА.

Введение Диссертация по геологии, на тему "Генетическая информативность люминесцентных свойств топаза"

Актуальность темы. Топаз - фторсодержащий силикат алюминия издавна популярен как драгоценный камень. Генетически он связан с гранитоидными породами и сопровождающими их постмагматическими образованиями. Наиболее топаз распространен в гранитных пегматитах камерного типа, характерен для редкометальных гранитов и пегматитов, встречается в редкоземельных пегматитах, в грейзеновых и жильных образованиях. Для грейзенов, связанных с олово-вольфрамовым оруденением, является типоморфным минералом.

Топаз обладает большим разнообразием кристаллографических форм и широкой гаммой окрасок, что является отражением высокой микроструктурной чувствительности минерала к физико-химическим факторам кристаллизации. В ряду свойств топазов, используемых как типоморфные, различными исследователями выделяются: морфология его кристаллов (Ферсман А.Е., Шафрановский И.И., Леммлейн Г.Г., Павлунь H.H. и др.); температура гомогенизации и максимальная соленость газово-жидких включений (Наумов В.Б., Коваленко В.И., Крочук В.М., Моторина И.В., Возняк Д.К., Наумко И.М., Калюжный В.А., Ермаков Н.П. и др.); отношения содержания в топазе ОН (ОН + F) , содержания редкоземельных элементов (Панова Е.Г., Долгопят Г.О.).

Основное внимание, традиционно, уделялось изучению особенностей окраски топазов (Пшибрам К., Леммлейн Г.Г., Самойлович М.И., Платонов А.Н., Новожилов А.И., Грум-Гржимайло C.B., И. Петров и др.). Изучение же люминесцентных свойств носило эпизодический характер, более детально оказалась изучена его термолюминесценция (Платонов А.Н. Nassau К., И. Петров и др.). В небольшом количестве публикаций по исследованию люминесценции топаза содержатся скудные, порой противоречивые данные о люминесцентных свойствах топаза и указывается на необходимость дальнейшего их изучения (Марфунин A.C., Кузнецов Г.В., Таращан А.Н., Горобец Б.С., Антоняк О.Т. и др.). Вопрос о связи люминесцентных характеристик топаза с условиями его образования до сих пор не рассматривался.

Выявление возможности использования люминесцентных свойств в типоморфном анализе, как индикаторов определенных геохимических и термодинамических условий, всегда являлось актуальным. Это обусловлено тем, что люминесценция является одним из физических свойств минерала, информативно отражающим его кристаллохимические особенности, наличие примесных и структурных микродефектов, последствия терморадиационного воздействия на минерал в процессе его образования и последующего преобразования. Изучение люминесценции топаза, помимо генетического аспекта, имеет большое значение для широкого круга проблем, связанных с облагораживанием и оценкой ювелирного сырья, синтезом минералов и использованием кристаллической матрицы топаза для производства материалов, обладающих высокотемпературной сверхпроводимостью (ВТСП).

Задачи исследований. В соответствии с поставленной целью основные задачи включали: 1) установление влияния терморадиационного воздействия на термо- и рентгенолюминесцентные характеристики топаза; 2) экспериментальное получение рентгенолюминесцентных и термолюминесцентных характеристик топазов из различных геологических объектов и синтетических аналогов, выращенных в разных заданных условиях роста; 3) сравнительный анализ люминесцентных свойств природных и синтетических разностей топазов и выявление закономерного отличия люминесцентных характеристик топаза в связи с особенностями условий его образования.

Фактический материал. В основу работы положены материалы полевых работ по изучению оловорудного месторождения Правоурмийское, собранные Герих Л.Ю. при проведении хоздоговорных работ с Дальневосточным Институтом Минерального Сырья. Автор диссертационной работы участвовал в подготовке материала из Правоурмийского месторождения для исследований и систематизации проб для проведения экспериментов. Автором данной работы была подобрана серия образцов топаза различных генетических типов из коллекции минералогического музея Томского политехнического университета (ТПУ). Экспериментальные исследования термолюминесценции топаза проводились в научно-исследовательской лаборатории природно-техногенных электромагнитных систем кафедры минералогии и петрографии ТПУ при участии автора. Экспериментальные исследования рентгенолюминесценции при участии автора проводились в лаборатории экспериментальной и прикладной минералогии Томского государственного университета (ТГУ). Нейтронно-активационный анализ образцов топаза проводился в ядерно-геохимической лаборатории кафедры полезных ископаемых и геохимии редких элементов (аналитик А.Ф. Судыко) на базе исследовательского ядерного реактора научно-исследовательского института ядерной физики (НИИЯФ, ТПУ). Статистическая обработка аналитических результатов, построение по данным рентгеноспектральных и термолюминесцентных исследований производилось автором диссертационной работы на персональном компьютере при помощи ряда специализированных программ. Автором обобщены известные геологические данные и экспериментальные результаты (около 1000 кривых термовысвечивания и спектров рентгенолюминесценции), полученные в результате изучения 400 образцов топаза).

Научная новизна работы. По результатам исследований показана чувствительность люминесцентных свойств (ТЛ, РЛ) топаза на оловорудном месторождении Правоурмийское к особенностям. формирования минерализации во время рудной стадии минералообразования, которая выразилась в закономерном изменении люминесцентных свойств (ТЛ и РЛ) в связи с геолого-структурными и геохимическими особенностями формирования оруденения. Получены закономерные отличия люминесцентных (ТЛ, РЛ) характеристик топаза, связанные с интенсивностью и длительностью метасоматического преобразования пород и связанного с ним рудоотложения, различиями в температурном режиме и влиянием наложенных процессов. Произведен сравнительный анализ люминесцентных характеристик образцов из месторождений различной формационной принадлежности и синтетических аналогов топаза, выращенных в заданных условиях роста, который показал, что набор люминесцентных параметров существенно варьирует в зависимости от геохимической специализации среды, температуры минералообразующей среды, спокойных или неспокойных режимов роста.

Практическоезначение. Термолюминесцентные и рентгенолюминесцентные свойства топаза могут быть рекомендованы как дополнительный поисково-оценочный критерий при поисках и разведке оловорудных грейзеновых месторождений. Могут использоваться при оценке геохимической специализации минералообразующей среды - наличие в спектрах рентгенолюминесценции полосы с А^ = 310 - 320 нм, является индикатором преимущественно натриевой специализации среды; широкая полоса с )цтах = 340 нм является индикатором литиевой специализации. Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза из месторождений различного генезиса после температурного и радиационного воздействия могут использоваться в методиках по экспертной оценке ювелирного сырья, а так же при комплексной оценке качества и генетической принадлежности минерального сырья.

Апробация работы и публикации. Методические аспекты работы и результаты исследований обсуждались на: научно - технической конференции "Актуальные вопросы геологии Сибири" (Томск, 1988); на региональной конференции "Проблемы геологии Сибири" (Томск, 1996), на Международных научных конференциях студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова (1997, 1998, 1999); на Международной конференции " Закономерности эволюции земной коры" (С.-Петербург,

1996); на конференции "Горные, геологические, минералогические музеи в XXI веке" (Екатеринбург, 1997); на международной конференции "Спектроскопия, рентгенография и кристаллохимия минералов" (Казань,

1997); на VIII Международном совещании радиационной физики твердого тела (Севастополь, 1998); на II Уральском кристаллографическом совещании "Кристаллография - 98" (Сыктывкар, 1998); на Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово, 1998); на научных семинарах кафедры минералогии и петрографии, кафедры полезных ископаемых и геохимии редких элементов факультета геологоразведки и нефтегазодобычи Томского политехнического университета. По теме диссертации опубликовано 14 работ.

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Иванова, Оксана Александровна

Выводы: Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза из грейзенов оловорудного месторождения Правоурмийского являются отражением вариаций физико - химических параметров минералообразующей среды.

В процессе гидротермально - метасоматического образования происходили изменения кислотности растворов и окислительно -восстановительного потенциала среды минералообразования, что отчетливо проявляется в распределении примесных редкоземельных элементов в топазе, в пространственном распределении главного рудного минерала - касситерита в штокверковой зоне рудного тела № 1 месторождения Правоурмийского.

Проведенные исследования люминесцентных свойств топазов показали, что образцы из различного типа прожилково - метасоматических образований имеют отличия в интервалах температурного высвечивания ЕТЛ, гамма - ТЛ, в интенсивности свечения центров, в кинетических особенностях разгорания рентгенолюминесценции, в чувствительности к терморадиационному воздействию. Это свидетельствует, что топазы имеют отличия в структурно -химических особенностях, обуславливающих различное поведение центров свечения при рентгеновском, терморадиационном возбуждении.

Топазы из прожилков начальной стадии рудного процесса обладают самой высокой эффективностью светозапасания на центрах захвата, соответствующих высокотемпературным пикам ЕТЛ и гамма - ТЛ, а в спектрах РЛ наблюдается интенсивное свечение в диапазоне 630 - 680 нм.

Образцы топаза из мощных пологих жил и объемных метасоматитов характеризуются наличием центров захвата, освобождение из которых происходит преимущественно в высокотемпературном интервале. В спектрах РЛ предварительно прогретых образцов топаза наблюдается свечение в диапазоне длин волн 490 - 540 нм. Пространственное положение топазов, обладающих данными люминесцентными свойствами, совпадает с контурами наиболее богатого комплексного оруденения.

Кристаллизации топазов из тонких прожилков нижнего горизонта происходила в спокойной обстановке при медленном изменении всех параметров среды минералообразования. Пространственная и временная эволюция гидротермальных растворов от центра рудного тела к периферии выражается в закономерном снижении глубоких уровней захвата электронов и преобладании в спектрах рентгенолюминесценции свечения на собственных дефектах кристаллической решетки топаза.

В связи с геолого - структурными особенностями оруденения, обусловившими длительную эволюцию гидротермальных растворов вдоль контакта дайки гранит - порфиров, зональность оруденения наиболее контрастно проявляется в вертикальном разрезе рудного тела. Сравнительный анализ полученных экспериментальных результатов люминесценции топаза согласуется с существующими представлениями об условиях формирования

101 оруденения на данном месторождении [91 - 97]. Закономерности изменения люминесцентных свойств топаза (ТЛ и РЛ) отчетливо накладываются на характер размещения оруденения и особенности его зональности.

В связи с вышеизложенным, применение рентгенолюминесцентнош метода, в комплексе с термолюминесцентным методом, выявляет дополнительные характеристики и может использоваться для изучения генезиса месторождения, для выявления перспективных на руду участков, использоваться при оценке эрозионного среза месторождения.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Анализ данных, полученных при исследовании люминесценции всех природных и синтетических разностей топаза, позволяет выявить некоторые зависимости люминесцентных характеристик, качественное различие которых связано с особенностями их условий образования и последующего изменения.

На люминесцентные свойства топаза оказывают существенное влияние предварительное термическое и радиационное воздействие, которые вызывают изменения структурного состояния дефектов в результате термостимулированных или радиационностимулированных диффузионных процессов, приводящих к ассоциации или диссоциации примесных ионов с люминесцирующими центрами. Особенности влияния предварительного термо-радиационного воздействия определяются как кристаллохимическими особенностями топаза, так и особенностями его условий образования. В связи с чем, при постановке эксперимента и выборе метода исследований топаза с целью выявления генетической информации, влияние термо -радиационного воздействия необходимо учитывать.

На генетическую информативность термолюминесценции топаза из оловорудных грейзенов влияет предварительная термическая и радиационная обработка. Облучение гамма — квантами специально подобранной дозой стимулирует "минеральную память", выявляя информацию о наложенных процессах. Предварительный прогрев образцов топаза до 440° С вызывает преобразование структурного состояния дефектов и необратимо "стирает" генетическую информацию.

Для эффективного выявления наиболее полной картины структурной дефектности нами экспериментально подобраны вид, мощность и доза облучения, температуры прогрева при предварительной лабораторной подготовке.

Исследование естественной (природной) термолюминесценция (ETJI), индуцированной гамма-облучением искусственной термолюминесценции (гамма-TJI), а также влияния предварительного термического прогрева на гамма-ТЛ топазов из оловорудного месторождения Правоурмийское показало, что термолюминесцентные характеристики топазов закономерно изменяются по разрезу рудной зоны, в зависимости от интенсивности проявления метасоматических процессов и связанного с ним рудоотложения.

Термолюминесцентные свойства топаза из оловорудных грейзенов имеют качественные отличия: у образцов из центра рудного тела наблюдаются температурные максимумы -160 - 180° С; -200 - 220° С, -250 -270° С; -290 - 310° С и высокие значения запасенной светосуммы; для топаза из безрудных периферических участков характерны преимущественно одно -двухпиковые кривые термовысвечивания с максимумами -140 - 160° С и (или) -200 - 230° С и низкие значения запасенной светосуммы.

Изучение спектральных характеристик рентгенолюминесценции топаза из оловорудных грейзенов свидетельствует о присутствии в кристаллической решетке топаза центров люминесценции, характеристики которых имеют качественные отличия у образцов из различного типа прожилково -метасоматических образований: у топаза из центра рудного тела, где наиболее проявлены метасоматические преобразования пород и присутствует богатая касситеритовая минерализация, в спектрах РЛ после предварительной термо- или радиационной обработки наблюдается появление неэлементарной полосы свечения в диапазоне 490 - 540 нм; для образцов топаза из нижнерудных сечений и периферии рудного тела в спектрах РЛ наблюдается доминирующая полоса с Атах= 310 - 320, 340 нм.

Спектры РЛ топазов из верхних горизонтов, отобранных из кварц-топазовых прожилков одноактного открывания, формирование которых связывается с начальными стадиями рудного процесса, характеризуются наличием интенсивного свечения в диапазоне длин волн 630 - 680 нм.

Таким образом, сложный комплекс излучающих центров у топазов из центральных зон штокверка, соответственно сложные термолюминесцентные зависимости, отчетливо накладываются на пространственное распределение богатого комплексного оруденения и выделяют участки с проявлением интенсивных метасоматических процессов. Топазы из нижних горизонтов характеризуются преимущественно двухпиковыми кривыми термовысвечивания с максимумами в низкотемпературном диапазоне. В спектрах РЛ доминирует излучение в коротковолновом диапазоне 310 - 340 нм, связываемое с собственными дефектами заряда на кислородном ионе кремнекислородного тетраэдра. Таким образом, низкая интенсивность ТЛ и РЛ во всех случаях выделяет малоперспективные или практически безрудные участки на месторождении.

Вариации спектрального состава излучения топазов из месторождений различных формационных типов выделяют три контрастных структурно -химических состояния, которые определяют преимущественное положение максимума и интенсивность излучения в диапазонах 310 - 370 нм; 470 - 500 нм; 630 - 680 нм. Характер излучения в выделенных диапазонах не несет отчетливой связи с формационными типами месторождений, а является, по нашему мнению, результатом влияния локальных геохимических и термодинамических факторов.

В спектрах топазов, условия образования которых характеризуются постепенными понижениями температур и изменениями химических параметров минералообразующей среды, спокойной тектонической обстановкой, преобладает излучение в УФ - области спектра.

Так, генетическими особенностями топаза определяется наличие доминирующей в спектрах РЛ полосы свечения в диапазоне длин волн 310 -340 нм, характерное для бесцветных и коричневатых образцов топаза Волыни ювелирного качества, а так же для образцов из периферических участков месторождения Правоурмийское. Преимущественное излучение собственных центров [8Ю44"]* связано с максимальным освобождением от примесей и увеличением кристаллического и структурного совершенства топаза, что характерно для минералов, кристаллизующихся в спокойной тектонической обстановке и при медленном изменении параметров минералообразующей среды.

Отмечается связь рентгенолюминесцентных характеристик с окраской топазов. Все исследованные коричневые топазы из пегматитов Волыни имеют широкую полосу с варьирующим максимумом 310 - 340 нм. Голубые разности всех исследованных топазов (Волынь, Шерловая Гора, Мурзинка) имеют характерное свечение в видимой области 470 - 490 нм, характеризующееся "положительной" кинетикой разгорания. Связь этой полосы с хорошо изученным в кварце и некоторых силикатах центром [АЮ4]~ остается дискуссионной, хотя геохимические условия образования, особенно на примере зональных волынских топазов, убедительно свидетельствуют в пользу этой модели.

При изучении синтетических аналогов топазов, выращенных в разных заданных условиях роста, установлено влияние щелочных ионов на люминесценцию [8Ю44"]* - центров. Положение полосы в коротковолновой области обусловлено неэквивалентным распределением щелочных ионов в кристаллической решетке топаза по тетраэдрическим и октаэдрическим позициям. В спектрах рентгенолюминесценции синтетических топазов, выращенных в натриевой среде, наблюдается полоса с Хт^т 310-320 нм. В спектрах РЛ топазов, выращенных в литиевой среде, наблюдается широкая полоса с Ат^ 340 нм. Образование люминесцирующих центров на кремнекислородном тетраэдре (8Ю44"), стимулируется наличием интерстициальных щелочных ионов, тип которого определяется геохимической специализацией минералообразующих растворов [44]. Неэквивалентные положения, которые они могут занимать в структуре топаза, обуславливают различные энергетические характеристики О* центров. Качественное различие люминесцентных характеристик может быть соотнесено с геохимическими условиями, преимущественно натриевыми или литиевыми. Выявленная зависимость согласуется с рентгенолюминесцентными характеристиками топазов из природных геологических объектов, а именно топазы из пегматитов, минералообразующая среда которых имеет преимущественно натриевую специализацию (топаз - амазонитовые пегматиты Ильменских гор, пегматиты Волыни), в спектрах имеют преимущественное излучение в области 310 -320 нм. Образцы топаза из редкометальных пегматитов (месторождение Вишняковское), минералообразующая среда которых имеет преимущественно литиевую специализацию, характеризуются наличием в коротковолновой части спектра максимума 340 нм.

Доминирующая в спектрах РЛ неэлементарная полоса свечения с ХТОах== 630 — 680 нм наблюдается у образцов топаза, кристаллизация которых происходила в условиях бурного роста и резкого нарушения эволюционно изменяющихся параметров кристаллизации, при повышенных температурах в присутствии щелочных ионов. Свечение в диапазоне 630 - 680 нм, наблюдаемое в спектрах РЛ природных и синтетических разностей топазов обусловлено вкладом от нескольких центров, в том числе и ионов Сг3+.

Таким образом, выявленные закономерности изменения люминесцентных свойств топазов объективно отражают вариации физико -химических параметров минералообразующей среды, так как в каждом конкретном случае являются результатом суммарного воздействия внешней среды и его внутренней структуры. Предложенная методика исследования термолюминесцентных и рентгенолюминесцентных свойств топаза может применяться при оценке эрозионного среза месторождений, изучения температурных режимов и выделения участков с проявлением наложенных процессов, при качественной характеристике минерального сырья, оценке геохимической специализации минералообразующей среды.

Библиография Диссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Иванова, Оксана Александровна, Томск

1. Ферсман А.Е. Самоцветы России. - Петроград, 1921. - Т. 1. - 212 с.

2. Ферсман А.Е. Пегматиты. Избранные Труды. М.: Изд-во АН СССР, 1960.-Т.6.-739 с.

3. Ферсман А.Е. Драгоценные и цветные камни России. Изд-во Росс. АН, 1920. - 191 с.

4. Ферсман А.Е. К минералогии пегматитовых жил Урала. Избранные Труды, Т.5. М.: Изд. АН СССР, 1959. - С.630 -640.

5. Поваренных A.C. Кристаллохимическая классификация минеральных видов. Киев: Наукова думка, 1966. - 308 с.

6. Сандомирский П.А., Белов Н.В. Кристаллохимия смешанных анионных радикалов. М.: Наука, 1984. -С.204.

7. Брэгг У., Кларинбулл Г. Кристаллическая структура минералов. -М: Мир, 1967. 198 с.

8. Ribbe Р.Н., Gibbs G.V. The crystal structure of topas and its relation to physical properties // Amer. Miner. 1971. - Vol. 56. - P. 24 - 30.

9. Белов H.B. Структура ионных кристаллов и металлических фаз. М.: Изд- во АН СССР, 1947. -106 с.

10. Ю.Панова В.И., Долгопят Г. О возможности оценки содержания F в топазе по величине параметра ячейки bo / Минералогия и минеральное сырье горно промышленных районов Урала. - Свердловск, 1989. - с. 47-52.

11. Northrup P.A., Leinenweber К., Parise J. В. The location of H4" in the high pressure synthetic Al2 Si04 (OH)2 topas analogue // Amer. Miner. -1994. -Vol.79, № 3-4. p. 401-404.

12. Корнилов Н.И., Солодова Ю.П. Ювелирные камни. M.: Недра, 1983. -239 с.

13. Киевленко Е.Я., Чупров В.И., Драмшева Е.Е. Декоративные коллекционные минералы. М.: Наука, 1987. - 223 с.

14. Лазаренко Е.К., Павлишин В.И., Латыш В.Т., Сорокин Ю.Г. Минералогия и генезис камерных пегматитов Волыни. Львов, 1973. - 300 с.

15. Минералы. Справочник.- М.: Наука.- T.III.- В. I. -1972.- 848 с.

16. Руб А.К. Типоморфные особенности минералов спутников танталового и оловянного оруденения. - М.: Недра, 1980.

17. Панова Е.Г. Типоморфизм топазов грейзеновых месторождений олова и вольфрама / Структура и эволюция минерального мира. Сыктывкар, 1997. - С. 83 - 84.

18. Грум Гржимайло C.B. Природа окраски розовых и желтых топазов с р.Каменки // Записки Всес. Минер. Общества. - 1953. - Т.82, В. 2. - С. 142 -146.

19. Рундквист Д.В., Денисенко В.К., Павлова И.Г. Грейзеновые месторождения. М.:Недра, 1970. - 328 е.

20. Смит Г. Драгоценные камни. М.:Мир, 1984. - 558 е.

21. Генезис топазов по данным изучения микровключений / В.Б.Наумов, В.И.Коваленко, Г.Ф.Иванова и др. // Геохимия. 1977. -№ 3. - С. 323 - 330.

22. Леммлейн Г.Г., Клия М.О. и Островский И.А. Об условиях образования минералов в пегматитах по данным изучения первичных включений в топазе. // Докл. АН СССР. 1962. - Т. 142, № 1. - С. 81 - 83.

23. Лазаренко Е.К. Новые данные о включениях в топазах Волыни / Минералогичесий сборник Львовского ун-та.- 1968.-В.1, № 22. С. 80-82.

24. Моторина И.В. Многофазные включения в топазах из пегматитов Волыни // Докл. АН СССР. 1967. - Т.175, № 3. - С. 686 - 688.

25. Наумко И.М., Калюжный В.А. Генетические особенности топаза из зон выщелачивания и перекристаллизации занорышевых пегматитов Волыни // Минералогический журнал.-1981.-Т.З, № 3. С. 52 - 62.

26. Павлунь H.H. О связи и эволюции морфологии кристаллов топаза с изменчивостью условий их кристаллизации / Минералогический сборник Львовского университета. 1987. - № 41. - В.1.- С. 51 - 57.

27. Гинзбург А.И. Геохимические особенности пегматитового процесса / Минералогия и генезис пегматитов (МГК, XXI сессия. Докл. сов. Геологов). М.: Изд во АН СССР, 1960 - С. 5 - 16.

28. Ермаков Н.П. Состояние и деятельность флюидов в гранитных пегматитах камерного типа / Минералогия и генезис пегматитов. М.: Недра, 1965.-С. 140-161.

29. Лазаренко Е.К. Основы генетической минералогии.- Львов : Изд-во Львовского ун- та, 1963. 403 с.

30. Роз А.У., Берт Д.М. Гидротермальные изменения пород / Геохимия гидротермальных рудных месторождений. М.: Мир 1982. - С. 148-152.

31. Павлунь H.H., Крочук В.М. Кристалломорфологические особенности и температуры образования топаза месторождения Аксай (Ц. Казахстан) / Минералогический сборник Львовского ун-та.- 1980.- № 34. В. 1. - С. 77 -80.

32. Некрасов И.Я. Олово в магматическом и постмагматическом процессе. М.: Наука, 1984. - С.53- 56, 98 - 105.

33. Наумов В.Б., Коваленко В.И., Иванова Г.Ф., Владыкин Н.В. Генезис топазов по данным изучения микровключений / Геохимия 1977. - № 3. -с.323 - 331.

34. Брусницын А.И., Панова Е.Г., Смоленский В.В. Находка гранитов литий фтористого геохимического типа в пределах Верхнеурмийского рудного узла / Геология и разведка - 1993. - № 6. - с. 150 - 151.

35. Григорьев И.В, Доломанова Е.И. О генетической классификации и физико-химических условиях образования оловорудных месторождений в Забайкалье. III. // Геология и разведка. 1986. - № 1. - С. 23-34.

36. Геология оловорудных месторождений СССР / Под ред.С.Ф.Лугова. -М., 1986.

37. Геологические основы прогноза, поисков и оценки оловорудных месторождений/ Под ред.С.Ф.Лугова. М., 1986. - С. 34 - 46.

38. Павлунь H.H. О связи и эволюции морфологии кристаллов топаза с изменчивостью условий их кристаллизации / Минералогический сборник Львовского университета. 1987. - № 41. -В.1.- С. 51 - 57.

39. Левшин В.Л. Холодное свечение (люминесценция). М., 1949.с.39.

40. Левшин В.Л., Левшин Л.В. Люминесценция и ее применение. М.: Наука, 1972. - 182 с.

41. Вавилов С.И. Микроструктура света. М.: Изд-во АН СССР, 1950. -198 с.

42. Адирович Э.И. Некоторые вопросы теории люминесценции кристаллов. М.: Наука, 1956. - 350 с.

43. Фок М.В. Введение в кинетику люминесценции кристаллофосфоров.-М.:Наука, 1964. -281с.

44. Кюри Д. Люминесценция кристаллов. -М.:Изд-во иностр. лит., 1961.200 с.

45. Марфунин A.C. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах. М.:Недра, 1975. - 327 с.

46. Марфунин A.C. Введение в физику минералов.- М.: Недра, 1974. -323 с.

47. Бахтин А.Н., Горобец Б.С. Оптическая спектроскопия минералов и руд и ее применение в геологоразведочных работах. Казань : Изд - во Казанского ун-та, 1992.

48. Таращан А.Н. Люминесценция минералов. Киев : Наукова думка, 1978. - 295 с.

49. Пшибрам К. Окраска и люминесценция минералов. М.: Изд-во ин. лит., 1959. - 458 с.

50. Горобец Б.С. Физические принципы разделения минералов по люминесцентным свойствам./ Минералогический сборник Львовского ун-та.-1980.-В. 1. -№ 34.-С.11 17.

51. Максимчук В.Г., Таращан А.Н. О собственной люминесценции кислородсодержащих минералов (силикаты) / Кристаллохимия и спектроскопия минералов. Киев: Наукова думка, 1984. - С.69-80.

52. Кузнецов Г.В., Таращан А.Н. Люминесценция минералов гранитных пегматитов. Киев: Наукова Думка, 1988. - 177 е.

53. Комов И.Л. Радиационная минералогия. М.: Энергоиздат, 1982.175 с.

54. N.Riehl, H.Vogel. Einfhrung in die Lumineszenz Thiemig // Taschenboher, s. 1., 1970. - V. 35. - P. 1-34.

55. Даниэльс Ф., Бойд Ч., Саундерс Д. Термолюминесценция как средство научного исследования // УФН. 1953.- Т.51, В. 2. - С.271-285.

56. Ракчеев А.Д. Термолюминесценция минералов и горных пород и ее значение для геологии // Геология рудных месторождений. 1962. - № 5 -С.5-13.

57. Самойлович М.И., Циннобер Л.И. Особенности радиационных центров окраски и микроизоморфизм в кристаллах // Кристаллография. -1969.- Т.14, В. 4. С. 755-766.

58. Nassau К. Abterinq the color of topaz. // Gems and Gemol. 1985. -Vol.21, № 1.-P.26-34.

59. Платонов A.H., Таран M.H., Балицкий B.C. Природа окраски самоцветов М.:Недра, 1984. - 255 с.

60. Леммлейн Г.Г., Меланхолии Н.М. Об окраске двухцветных кристаллов топаза // Труды Ин-та кристаллографии АН СССР 1951. - В.6. -С.246-254.

61. Bank Н. Über die Farbvemnderungen speziell zu farblos- von Topasen // Z. Deitsch. Gemmol. Gess". - 1977. - Vol. 26, № 2. - P. 84.

62. Ferreira. Lima C.A., Rosa L.A. R., Cunha P.G. The thermoluminescent properties of Brazilian topaz // Appl. Radiat. and Isotop. 1986. - Vol. 37, №2. -P. 135-137.

63. Petrov I., Schmetrer K., Bank H. Chromhaltige violett und orangefarben Topase// Z. Dtsch. Gemmol. Ges. 1977. - 26 - № 3. - p. 152 - 156.

64. Платонов A.H., Беличенко В.П. Окраска и термолюминесценция волынских топазов / Минералогический сборник Львовского ун-та.- 1964.1. B.4. № 18. - С.412.

65. Самойлович М.И., Новожилов А.И. Электронный парамагнитный резонанс в облученном топазе // Структурная химия. 1965. - В.6, № 3. - С. 461 -463.

66. Бершов Л.В. Об изоморфизме титана в природных минералах // Известия АН СССР. Серия геологическая.- 1970.- № 12. С. 47-54.

67. Vann Priest, David L. Cowan, Daniel G. Reichel, Fred К. Ross. A dangling silicon-bond defect in topaz // J. Appl. Phys. - 1998. - Vol. 68(6). - P. 3030-3037.

68. Самойлович М.И. Неорганические радикалы и окраска минералов / Физика минералов .- Казань: Изд. Казанского университета, 1971. В.З.1. C.41 -53.

69. Платонов А.Н. Природа окраски минералов. Киев: Наукова думка.-1976.-263 с.

70. Рогожин A.A., Горобец Б.С., Рябенко C.B. О природе люминесценции галоидных и галоидсодержащих минералов // Минералогический журнал. 1982. - Т.4. - с. 45 - 52.

71. Solomonov V.l., Mikhailov S.G., Osipov V.V., Lichak A.I, Avdonin V.N, Vasilevskaya M.F. A spectral luminescent technique for gemmology // J. Gemm. - 1996. - Vol.25, № 4. - P.299 - 305.

72. Azorin N.Juan, Salvi Roberto P.C., Gutiemrez C. Alicia. Some minerals as TL dosimetres // Health Phys. 1982. - Vol.43, № 4. - P.590-595.

73. Юргенсон Г.А. Типоморфизм и рудоносность жильного кварца. -М.: Недра, 1984. 149 с.

74. Гинзбург А.И., Кузьмин В.И., Сидоренко Г.А. Минералогические исследования в практике геологоразведочных работ. М.: Недра, 1981. -237 с.

75. Изучение генетических особенностей минералов электрофизическими методами / Научный отчет № ГР 0186. 0003497 -Томск: ТПИ, 1988. 179 с.

76. Коровкин М.В., Герих Л.Ю., Щербак Л.И., Лебедева C.B. Вертикальная зональность оловорудного месторождения кварц -касситеритовой формации // Рациональное использование природных ресурсов Сибири. Тез. докл. Томск, 1989. - с. 137.

77. Коровкин М.В. Термолюминесценция топаза // Рациональное использование природных ресурсов Сибири. Тез. докл. Томск, 1989. - с. 136.

78. Коровкин М.В. Термолюминесценция топазов.// Применение люминесценции в геологии. Тез. докл. Екатеринбург: УрО АН СССР, 1991. -С.58.

79. Абрамова Э.Д., Гасюк А.И. Получение спектральных характеристик термолюминесценции минералов / Исследования в области хим. и физ. методов анализа минер, сырья. Алма -Ата, 1971.- В.1. - С.196 -199.

80. Гасюк А.И., Абрамова Э.Д. Основные факторы, влияющие на интенсивность термолюминесценции минералов / Исследования в области хим. и физ. методов анализа минер, сырья. Алма -Ата, 1971.- В. 1. - с.200-204.

81. Гасюк А.И., Абрамова Э.Д. Установка для термолюминесцентного анализа "Термолюм" / Исследования в области, хим. и физ. методов анализа минер, сырья. Алма-Ата, 1971. - Вып.1. - С. 193-195.

82. Матросов И.И., Чистяков В.К., Погорелов Ю.Л. Исследование термолюминесценции геологических материалов. Томск: Изд-во Томского ун-та, 1979.- 114 с.

83. Абрамова Э.Д., Гасюк А.И. Влияние рентгеновского облучения на характер кривых термолюминесценции кальцитов. Исследования в области минерального сырья, Алма-Ата, 1971. - В. 1. - С.205- 209.

84. Юшкин Н.П. Проблемы генетикоинформационной минералогии / Проблемы генетической информации в минералогии. Сыктывкар, 1976. -С. 4 - 6.

85. Павлишин В.И., Юшкин Н.П., Попов В.А. Онтогенический метод в минералогии. Киев: Наукова думка, 1988. - 118 с.

86. Борозновская H.H. Генетическая информативность люминесценции полевых шпатов и поисково оценочные критерии пегматитовых жил./ Диссертация на соискание ученой степени к.г. -м.н. - Томск, 1989. - 158 с.

87. Вотяков С.Л., Крохалев В.Я., Пуртов В.К., Краснобаев A.A. Люминесцентный анализ структурного несовершенства кварца./ Екатеринбург, 1993.- 69 с.

88. Панова Е.Г., Гавриленко В.В., Лучицкая М.И. Химическая эволюция метасоматитов в процессе формирования Правоурмийского оловорудного месторождения// Геохимия 1993. - № 5. - с. 743 - 753.

89. Гавриленко В.В., Панова Е.Г. Оловянное оруденение и метасоматизм в Приамурье // Геология рудных месторождений 1994. - т. 36. - № 4. - с. 350-361.

90. Гавриленко В.В., Панова Е.Г. Метасоматизм и оловорудная минерализация в Приамурье. II. Зональность рудных районов и месторождений // Вестник С.-Петербургского Ун-та. Сер. 7. 1995. - В. 2, № 14. - С. 33 - 35.

91. Крюков В.Г., Щербак Л.И., Гоздецкая Г.А. Оловоносные грейзены Баджала / Металлогения олова и вольфрама Дальнего Востока. -Владивосток, 1983. С. 176- 185.

92. Вещественный состав и условия образования Правоурмийской оловорудной зоны / Богданов В.И., Кокорин A.M., Коростелев П.Г. и др. // Минералогия и геохимия оловорудных месторождений. Владивосток, 1979.- С.36-51.

93. Геолого структурные и минералого - геохимические особенности Правоурмийского оловорудного месторождения/ Гавриленко В.В., Ефименко С.А.Ткаченко, Е.Г.Панова, Н.А.Погребс // Геология рудных месторождений.- 1992. № 6. - С. 34 - 46.

94. Смоленский В.В. Редкоземельные элементы в минералах вольфрамово оловорудных месторождений Дальнего Востока / Автореферат дис. на с. уч. ст. к. г.- м. н. - С. - Петербург, 1996.- 19 с.

95. Павлишин В.И. Типоморфизм кварца, слюд и полевых шпатов в эндогенных образованиях. Киев : Наукова думка, 1983. - 232 с.

96. Раков Л.Т. Радиационные свойства структурных дефектов в кварце // Геохимия. 1997.-№ 6. - С. 637 - 643.

97. Моисеев Б.М. Природные радиационные процессы в минералах. -М.: Недра, 1985. 174с.

98. Вахидов Ш.А., Гасанов Э.М., Самойлович М.И., Яркулов У. Радиационные эффекты в кварце. Ташкент : ФАН, 1975. - 188 с.

99. Антоняк О.Т., Брилинский М.И., Вовк П.К., Пидзырайло Н.С. Люминесценции монокристаллов топаза./ Конституция и свойства минералов, 1977.-В. 11. С. 68-71.

100. Методы изучения и оценки месторождений кварцевого сырья / Е.П.Мельников, С.В.Колодиева, М.Ф.Ярмак и др.- М.:Недра, 1990.-168 с.

101. Радиоспектроскопия кварца / И.В.Матяш, А.Б.Брик, А.П.Заяц, В.В.Мазыкин. Киев: Наукова думка, 1987. - 168 с.

102. Силинь А.Р., Трухин А.Н. Точечные дефекты и элементарные возбуждения в кристаллическом и стеклообразном Si02. / Рига: Зинатне, 1985.-242 с.

103. Hitt К.В., Martin J.J. Radiation induced mobility of lithium and sodium in alpha quartz // Appl. Phys. - 1983. - Vol.54 (9). - P. 5030 - 5031.

104. Хельвас И.Г., Грушкин Г.Г. О зональности отложения минералов на оловорудном месторождении Хинган // Записки ВМО. 1974. - Сер.2, 4.103. -В.6. - С. 670-681.

105. Окислительно- восстановительные условия формирования минерализованных зон различной продуктивности / Банникова JI.A., Сущевская Т.М. и др. // Геохимия. 1989. - № 9. - С. 1246 - 1257.

106. Казицин Ю.В. Метасоматизм в земной коре.- Л.: Недра, 1979.- 208с.

107. Питулько В.М., Крицук И.Н. Основы интерпретации данных поисковой геохимии.- Л.: Недра, 1996. С.55-83.

108. Сауков A.A. Геохимия. М.: Наука, 1966. - 486 с.

109. Барсуков В.Л. Основные черты геохимии олова. М.: Наука, 1974.

110. Павлишин П.И., Мазыкин В.В., Матяш И.В., Возняк Д.К. Тенденция изменения содержания структурной примеси алюминия в процессе роста кристаллов кварца// Геохимия. 1978.- №2.- С. 266 - 275.

111. Лариков А.Л., Шумский A.A., Брик А.Б., Матяш И.В. О новом подходе к восстановлению условий образования кварца по данным ЭПР // Геохимия. 1991. - № 10. - С. 1510 - 1513.

112. Синтез минералов / В.Е.Хаджи, Л.И.Цинобер, Л.М.Штеренлихт и др. М.:Недра, 1987, т.1. - 487 с.

113. Минералогия и кристаллофизика ювелирных разновидностей кремнезема / В.Г.Балакирев, Е.Я.Киевленко, Л.В.Никольская, М.И.Самойлович, В.Е.Хаджи, Л.И.Цинобер. М.:Недра, 1979. - 149 с.

114. Румянцев В.Н. Структурный алюминий в кварце как индикатор физико химических условий кристаллизации // Записки ВМО. - 1979. - В. 6. - С.647 - 657.

115. Цинобер Л.И., Каменцев И.Я. Влияние скорости роста на концентрации центров дымчатой окраски и параметры элементарной ячейки дымчатого кварца // Кристаллография. 1964. - Т.9, В.З. - С.448-450.

116. Цинобер Л.И., Самойлович М.И., Гордиенко Л.А. Некоторые особенности дымчатой окраски в кристаллах кварца с примесью алюминия и германия // Кристаллография. 1965. - Т. 10, В.6. - С. 879-882.

117. Ташкер Э.М., Цыганов Е.М. Особенности вхождения примесей в кристаллы кварца в процессе моделирования природного хрусталеобразования // Записки ВМО. 1979. - В. 6. - С. 658-665.

118. Коржинский Д.С. Режим кислотности послемагматических растворов // Изв. АН СССР, сер. геологическая. -1957. № 12. - С.З - 12.

119. Голубев B.C., Шарапов В.Н. Динамика эндогенного рудообразования. М.: Недра, 1974. - 278 с.

120. Коротаев М.Ю., Матвеева С.С. Вертикальная зональность грейзеновых месторождений // Геология рудных месторождений. 1986. - Т. XXYIII, № 4. - С.45 - 50.

121. Григорьев Д.П., Жабин А.Г. Онтогения минералов. -М.: Наука, 1975.-339 с.

122. Гинзбург А.И., Тимофеев И.Н., Фельдман И.Н. Основы геологии гранитных пегматитов. М.: Недра, 1979. -С.295.

123. Галиулин Р.В. Компьютерные возможности для работы с окраской минералов / Структура и эволюция минерального мира. Материалы к минералогическому семинару, Сыктывкар, 10-13 июня.- Сыктывкар, 1997. -С.117- 118.

124. Попов Г.М., Шафрановский И.И. Кристаллография. М.: Высшая школа, 1964. - 369 с.

125. Григорьев Д.П. Анатомия минералов.// Записки Всес. Минер. Общества. 1984. - № 3. - С. 262 - 272.

126. Лодиз Р, Паркер Р. Рост монокристаллов. М.: Мир, 1974. - 540 с.134. . Банн Ч. Кристаллы и их роль в природе и науке. М.: Мир, 1970. -311 с.

127. Балицкий B.C. Изменения гранитов и пегматитов под воздействием щелочных кремнеземсодержащих гидротермальных растворов при повышенном давлении // Докл. АН СССР.- 1966.- Т. 171, № 5.- С. 1175 1178.

128. Балицкий B.C., Балицкая Л.В., Хидео Ивасаки, Фумико Ивасаки Перенос кремнезема и рост кристаллов высокотемпературного кварца в сверхкритических водных флюидах // Геохимия. № 5. - 1999. - с. 451 - 457.

129. Коровкин М.В., Иванова O.A. Особенности рентгенолюминесценции кристаллов ювелирного топаза / Тезисы докладов 10-й Международной конференции по радиационной физике и химии неорганических материалов (РФХ 10). - Томск, 1999. - С.35

130. Коровкин М.В., Бетхер М.Я., Иванова O.A. Радиационные гетерогенные процессы в ювелирных топазах // Радиационные гетерогенные процессы. Тез. докл. VI Международ, конф., Кемерово, 1995. С. .25.

131. Иванова O.A., Ананьева Л.Г., Бетхер М.Я. Минералогический музей Томского политехнического университета на рубеже XXI века / Тез. докл. научно-практической конф. "Горные, геологические, минералогические музеи в XXI веке". Екатеринбург, 1997.

132. Винокуров В.М. Механизмы и модели зарядовой компенсации при гетеровалентных замещениях в кристаллах // Соросовский образовательный журнал. № 3. - 1997.- с.82 - 86.

133. Коровкин М.В., Иванова O.A. Люминесценция кристаллов топаза / Материалы ко второму Уральскому кристаллографическому совещанию "Кристаллография 98", 17-19 ноября 1998г., г.Сыктывкар - Сыктывкар, 1998- С.66 -67.

134. Коровкин М.В. Иванова О.А Радиационные эффекты в кристаллах топаза / Труды VIII Межнационального совещания "Радиационная физика твердого тела"(Севастополь, 29 июня 4 июля 1998 г.). - М.,1998. - С. 148 -151.

135. Коровкин М.В., Иванов O.A. Особенности рентгенолюминесценции синтетических кристаллов топаза / Тез. докл. Международной конф. "Физико-химические процессы в неорганических материалах", 6-9 октября 1998 г., г.Кемерово. Кемерово, 1998. - Т. 1. - С.

136. Таращан А.Н., Кузнецов Г.В. Люминесценция ионов Сг3+ и Мп2+ в природных сподуменах / Конституция и свойства минералов. 1979. - № 13.-С. 97- 102.

137. Григорьев Д.П. Минерал как организм / Проблемы генетической информации в минералогии. Сыктывкар, 1976. - С. 6 - 7.

138. Лазаренко Е.К., Павлишин В.И. Роль минералогических исследований в повышении эффективности геологоразведочных работ // Записки Всес. Минералогич. Общества. 1977. - В.1. - С. 17- 29.189

139. Коржинский Д.С. Теоретические основы анализа парагенезиса минералов. М.: Наука, 1973. - 287 с.

Информация о работе

Иванова, Оксана Александровна
кандидата геолого-минералогических наук
Томск, 2000
ВАК 04.00.20

Диссертация

Генетическая информативность люминесцентных свойств топаза - тема диссертации по геологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы