Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимические и структурные особенности калиевого полевого шпата в гидротермальных системах с рудными элементами (Pb,Fe)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимические и структурные особенности калиевого полевого шпата в гидротермальных системах с рудными элементами (Pb,Fe)"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ГЕОХИМИИ им. А. П. ВИНОГРАДОВА СО РАН

•''Г Б ОД

На правах рукописи

ТЛРОЕВ Владимир Копстаптипопич

УДК 550.42:553.613

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И СТРУКТУРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ КАЛИЕВОГО ПОЛЕВОГО ШПАТА В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ С РУДНЫМИ ЭЛЕМЕНТАМИ (РЬ,Ге)

Специальность 04.00.02 - геохимия

Автореферат

диссертации па соискапие ученой степепи кандидата геолого-минералогических паук

Иркутск-1994

Работа выполнена в Институте геохимии им.А.П.Виноградова Сибирского отделения Российской Академии Наук.

Научный руководитель: доктор химических наук Таусоп В.Л.

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Шмакип Б.М., доктор геолого-минералогических наук, профессор Бубнов Е.Т.

Ведущая организация: Институт Земной Коры СО РАН

Защита диссертации состоится «3&.» 199 ¿г. в £!?__ часов

на заседании Специализированного совета Д.002.91.01 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата и доктора геолого-минералогических наук по специальностям "геохимия" и "геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых" при Институте геохимии им.А.П.Виноградова СО РАН

Адрес: 664033, г. Иркутск, ул.Фаворского, 1А.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института геохимии им.А.П.Виноградова СО РАН. по адресу: г. Иркутск, ул.Фаворского, 1А

Автореферат разослан «¿А.» _199^. г.

Ученый секретарь Специализированного совета, кандидат геолого-минералогических

/В.ф.Гелетин/

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. На современном этапе развития геохимии уже недостаточна простая констатация каких-либо особенностей поведения элементов; необходимо их количественное обоснование. Аналогичная задача стоит и в минералогии при изучении поведения минералов. В связи с широким использованием структурного и химического типоморфизма калиевых полевых шпатов (КПШ) для реконструкции геологических процессов представляется своевременным выявление исходного (кристаллизационного) состояния структуры КПШ, диагностика которого позволит более объективно, на количественной основе, выделять его генерации и неизмененные разности.

Алюмосиликатно-флюидные системы с рудными элементами до сих пор изучены недостаточно как в отношении изоморфизма, так и в смысле получения надежных да иных по межфазовому распределению компонентов. Все это затрудняет решение таких важных проблем теории рудообразования, как идентификация источников рудного вещества и выявление физико-химических факторов, способствующих фиксации рудных элементов в кристаллических структурах силикатов или, напротив, их высвобождению из определенных минералов горных пород. В настоящей работе эти вопросы рассматриваются на частном примере алюмосиликатно-флгоидных систем с КПШ и рудными элементами переменной валентности - РЬ и Ре.

Основные задачи работы сводились к тому, чтобы:

- определить исходное (кристаллизационное) структурное состояние КПШ, доказать его устойчивость (стационарность) и обосновать геохимическое значение этого состояния;

- изучить структурные особенности изоморфных смесей КПШ с соответствующими РЬ - и Ре - миналами и определить условия, способствующие образованию РЬ или Ре -содержащих КПШ в различных фазовых ассоциациях;

- установить величины коэффициентов распределения РЬ и Ге между водно-солевым флюидом и КПШ в заданном (стандартном) состоянии упорядочения и оценить влияние летучести кислорода на коэффициенты распределения (сокристаллизации) и концентрации элементов во флюиде.

Научная новизна работы состоит в следующем.

1. Впервые осуществлен гидротермальный синтез достаточно

1

крупных кристаллов КПШ с примесями РЬ и Ре, определены оптимальные условия их роста, поля синтеза, взаимоотношения с другими силикатными фазами в подсистемах системы 5Ю2-А1203-РЬ02-Ре203-

кон-н2о.

2. Синтезированы смешанные кристаллы К(Ре;А1)51,.,08 достаточно высокого качества, что позволило впервые провести прецизионные исследования их кристаллической структуры и состояния железа.

3. Впервые проведены широкие исследования структурного состояния КПШ при его кристаллизации в гидротермальных условиях в зависимости от температуры, скорости роста кристаллов и летучести кислорода в ростовой среде; установлено наличие при кристаллизационном упорядочении КПШ стационарного состояния, характеризующегося параметром упорядочения 2Ь1=0-6.

4. Представлены первые надежные оценки коэффициента распределения РЬ и коэффициентов сокристаллизации Ее и А1 в системе КПШ - надкритический водно-щелочной флюид при различных значениях летучести кислорода.

5. Впервые экспериментально обоснована «в чистом виде» (т.е. в отсутствии каких-либо комплексообразователей кроме компонентов воды) роль летучести кислорода как фактора флюидной мобилизации РЬ и Ре в алюмосиликатно-флгоидных системах.

6. Впервые на экспериментальной основе дано объяснение постоянно низкой железистости природных КПШ.

Практическое значение полученных результатов состоит, во-первых , в том, что экспериментально выявленное кристаллизационное (исходное) состояние структуры КПШ может использоваться для объективного выделения генераций и неизмененных разностей этого минерала, что важно для применения двуполевошпатового геотермометра, определения абсолютного возраста минералов и пород К-Аг методом, диагностики процессов воздействия на калишпатсодержа-щие породы постмагматических флюидов.

При использовании структурного типоморфизма КПШ следует учитывать, во-первых, высокую вероятность образования его неупорядоченной формы в относительно низкотемпературных процессах (< 500°С). Во-вторых, практическую ценность представляют данные об условиях и пределах вхождения в КПШ рудных элементов переменной валентности (РЬ, Ее), а также количественные оценки коэффициентов их межфазового распределения в алюмосиликатно-2

флюидных системах. Эти сведения конкретизируют факторы, интенсифицирующие флюидную мобилизацию рудного вещества, а также определяют возможные условия формирования калишпатсодержа-щих пород с повышенным рудным потенциалом, что имеет исключительное значение для выявления генетических связей оруденения с определенными типами пород. В третьих, знание упомянутых коэффициентов необходимо при физико-химическом моделировании геохимических процессов, поскольку их надежная теоретическая оценка является пока нерешенной проблемой. Полученные данные могут быть использованы для реконструкции составов высокотемпературных флюидов в отношении концентраций рудных элементов по содержаниям их изоморфных форм в КПШ определенного структурного состояния.

Апробация работы и публикации.

Основные результаты диссертационной работы опубликованы в 4 статьях и 4 тезисах докладов. Результаты работы обсуждались на XI Всесоюзном совещании по экспериментальной минералогии и V Всесоюзном симпозиуме по кинетики и динамике геохимических процессов (Черноголовка, 1906 и 1989 гг.), на IV Всесоюзном совещании по ядерно-спектроскопическим исследованиям сверхтонких взаимодействий в г.Ужгороде (1991 г.), на 2 Международном симпозиуме по термодинамике природных процессов в г.Новосибирске (1992 г.), на чтениях памяти Л.В.Чернышева в Инстите геохимии СО РАН (1994 г.).

Основой работы послужили результаты исследований, проведенных в лаборатории экспериментальной геохимии Института геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН. Исходя из поставленных задач, автором проведено более 200 опытов по гидротермальной кристаллизации силикатов и изучению распределения РЬ и Ее между КПШ и щелочным раствором, результаты которых использованы в работе.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов и заключения, изложена на-Ш страницах текста, содержит 13 таблиц, 19 иллюстраций, список литературы насчитывает ¡3$ наименований.

Автор выражает искреннюю признательность научному руководителю, доктору химических наук, В.Л.Таусону за руководство работой и постоянную помощь.

Автор благодарит профессора Б.М.Шмакина, д.г.-м.н. Э.Э.Сенде-рова, д.г.-м.н. В.С.Антипина, к.г.-м.н. А.М.Бычкова,

3

д.г.-м.н. А.И.Альмухамедова, к.г.-м.н. Д.С.Глюка,к.г.-м.н. В.М.Макагона, К.Г.-М.Н. JI. Д.Зорину, д.г.-м.н. ДЮ.Пущаровского, к.г.-м.н. Т.Н.Надежину, к.ф.-м.н. В.П.Кальчева, к.г.-м.н. В.Г.Изотова, профессора А.И.Бахтина, К.ф.-м.н. Л.Ф.Суворову, к.ф.-м.н. Г.Г.Афонину, Л.А.Богданову, Т.М.Пастушкову, О.А.Пройдакову, Г.А.Погудину за оказанную помощь и за совместные обсуждения результатов работ.

ГЛАВА 1. НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ГЕОХИМИИ И КРИСТАЛЛОХИМИИ КАЛИЕВОГО ПОЛЕВОГО ШПАТА

КПШ является породообразующим минералом гранитоидов, метаморфических толщ, метасоматических образований и относится к числу «сквозных» минералов, встречающихся на всех этапах эндогенного процесса.Основными и наиболее важными кристаллохимически-ми особенностями КПШ являются: полиморфизм, процессы катион-ного упорядочения в триклинной и моноклинной полиморфных разностях, обилие изоморфных замещений как в (Al,Si)04 - каркасе, так и в его полостях. Во многих вопросах геохимии и кристаллохимии КПШ нет экспериментальной ясности. Так, существуют довольно многочисленные, но не вполне согласующиеся между собой данные о температуре перехода ортоклаз-микроклин и областях устойчивости этих модификаций. Низкие скорости структурных превращений КПШ в области температур перехода (375-600"С) оставляют слабую надежду на его прямое экспериментальное наблюдение и воспроизведение. В то же время, открываются широкие возможности для метастабильной кристаллизации ортоклаза в поле микроклина и для последовательных твердофазовых превращений с образованием форм промежуточной упорядоченности. Все это усложняет проблему использования Al-Si упорядоченности в генетических целях.

Согласно доминирующим сегодня взглядам, калинатровые полевые шпаты при кристаллизации имеют моноклинную симметрию, представляя собой ортоклазы или санидины (Марфунин, 1988). Следует различать два явления: кристаллизационное упорядочение с образованием моноклинных состояний и двухступенчатое упорядочение в твердой фазе - сначала моноклинное, затем триклинное. А.С.Марфунин считает, что промежуточные состояния упорядоченности имеют кинетическую природу.

Вместе с тем, имеются сведения, не вполне согласующиеся с

данной схемой. Например, зафиксировано развитие триклинной до-4

менной структуры в довольно разупорядоченной моноклинной матрице (McLoren, Fitz Gerald, 1987). Применение высокоразрешающих аналитических методов дает возможность определить геохимические особенности кристаллов и, таким образом, охарактеризовать первоначальное состояние, возникающее при кристаллизации.

' В связи с этим проблема диагностики исходного (кристаллизационного) структурного состояния, с которого начинается процесс моноклинного упорядочения, выдвигается на первый план. Знание этого состояния и степени удаления от него поможет сравнивать возраст однотипных геологических образований, оценивать длительность процессов их формирования, устанавливать важнейшие эпизоды посткристаллизационной истории. С другой стороны, появится возможность рассматривать процесс распределения и сокристаллиза-ции элементов относительно определенного («стандартного») состояния структуры КПШ. В настоящей работе эта проблема рассматривается на примере двух рудных элементов переменной валентности - РЬ и Fe.

Экспериментальные данные и кристаллохимичеекие соображения свидетельствуют о широких изоморфных возможностях КПШ в отношении обоих элементов, в том числе и при параметрах гидротермального процесса. Однако, редкость повышенных содержаний РЬ и Fe в природных КПШ свидетельствует о наличии ограничений на их присутствие, связанных с физико-химическими условиями образования КПШ. Природа этих ограничений не вполне ясна.

Природные наблюдения свидетельствуют о достаточно широком диапазоне изменения величины f02, определяющей (наряду с крис-таллохимическими свойствами) условия вхождения элементов перемершей валентности (Ph,Fe и др.) в КПШ. Экспериментальные исследования по количественной оценке содержаний рудных элементов во флюидах переменного состава в большинстве своем проводились без должного контроля режима f02, что вносит неопределенность в интерпретацию полученных данных. Кроме того, предыдущие исследования, в основном, касались изучения разделения и распределения рудных элементов в сложных системах типа «силикатный расплав -флюид» без детализации процесса в отношении отдельного минерала-носителя (Хитаров и др., 1982; Чевычелов, Эпельбаум, 1985 и др.) Поэтому в них не анализировался кристаллохимический аспект проблемы. Большинство данных было получено на микрофазах или

5

природных образцах КПШ, недостаточно охарактеризованных в структурном отношении.

Наличие у микрокристаллов особых свойств (Таусон, Абрамович, 1988) требует осторожного к ним отношения, как и в случае природных кристаллов, которые вряд ли пригодны для получения воспроизводимых результатов. К сожалению, изучение структурных форм полевых шпатов нередко проводилось только на синтетических кристаллах микроскопических размеров.

Изоморфизм РЬ и Fe в КПШ изучался, главным образом, на природных образцах, причем процессы концентрирования рудных элементов калиевым полевым шпатом в зависимости от окислительно-восстановительных условий его образования, как правило, не обсуждались. Все это побуждает относиться к ранее полученным сведениям с известной долей осторожности, искать пути их проверки, используя методы синтеза достаточно крупных и совершенных кристаллов с точно известным химическим составом и хорошо охарактеризованных кристаллохимически.

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА И МЕТОДЫ АНАЛИЗА

Синтез алюмосиликатных фаз проводился в автоклавах объемом -200 см', изготовленных из нержавеющей стали IX 18Н10Т и оснащенных «плавающими» контейнерами (вкладышами) из меди либо никеля, а также (в ряде опытов при Т<350°С) из титанового сплава ВТ1-0. Титановые вкладыши уплотнялись «ножевым» способом, медные и никелевые герметизировались аргоно-дуговой сваркой. Основная масса опытов была проведена в Си и Ni - контейнерах. Эти материалы обладают достаточно высокой коррозийной стойкостью в , щелочных средах. Сварка вкладыша производилась в специально сконструированном сосуде с винтовым держателем, который фиксировал его в вертикальном положении. Для предотвращения вскипания раствора сосуд наполнялся холодной водой.

Использование Ni и Си контейнеров позволяет поддерживать кислородный потенциал на постоянном уровне, отвечающем буферу никель-бунзенит или медь-куприт, что особенно важно для опытов с железом и свинцом как элементами переменной валентности. С этой целью в никелевые или медные Контейнеры добавлялись соответственно NiO и СиО; последний переходил в условиях опыта в куприт.

Заваренный контейнер помещали в автоклав, куда предварительно 6

заливали необходимое количество дистиллированной воды согласно Р-У-Т диаграмме для создания давления, равного давлению внутри вкладыша или незначительно его превышающего. Коэффициенты заполнения для концентрированных растворов КОН выше 400"С неизвестны, что заставило прибегнуть для их оценки к экстраполяции данных Л.А.Самойлович (1969).

Нагревательная установка представляла собой вертикальную электропечь с двумя спиралями - донной и боковой - и хорошей теплоизоляцией, обеспечивающей большую тепловую инерцию и равномерное тепловое поле. Температуру измеряли хромель-алюме-левыми термопарами в комплекте с самописцем КСП-4. Регулировка температуры осуществлялась с помощью приборов ВРТ-3 и платино-платинородиевых термопар. Температурный режим в опытах поддерживался с точностью ±3°С.

При исследовании межфазового распределения элементов отбор порции высокотемпературного флюида производился с помощью пробоотборника-ловушки, в принципе сходного с описанным Л.Г.Труфановой и Д.С.Глюком (1986). Используемый нами пробоотборник конструктивно состоял из двух полых цилиндров, перфорированных в верхней части и соединенных между собой резьбовым соединением. В опытах по изучению распределения РЬ при отборе свинецсодержащих флюидов навеска (обычно диоксида свинца,РЬ02) помещалась в полость нижнего цилиндра. Шихта, состоящая из ЗЮ2 и А1203, располагалась на дне вкладыша. Размещение исходных компонентов в различных зонах реакционного пространства проводилось с целью детального изучения продуктов кристаллизации. При изучении железосодержащих флюидов все твердые компоненты помещались на дно вкладыша.

В процессе опыта объем верхнего цилиндра заполняется надкритическим гидротермальным флюидом. По окончании опыта и охлаждении автоклава путем его закалки в холодной воде вкладыш вскрывается в вертикальном положении и отобранный раствор после взвешивания подвергается выпариванию. Наибольшая опасность кроется в недоизвлечении фаз из ловушки и возможном образовании в ней других фаз в течение всего опыта за счет транспорта материала шихты. Отсутствие трудноизвлекаемых закалочных фаз подтверждалось чистой внутренней поверхностью, исследованной под микроскопом после распиловки пробоотборника на отдельные фрагменты. 7

Методы анализа синтезированных фаз. Идентификация полученных силикатных фаз проводилась методом порошковой дифракто-метрии на приборе ДРОН-3 (излучение СиКа ,№-фильтр, скорость движения счетчика 1 град/мин, диаграммной ленты - 600 мм/ч).

Применяли экспрессную методику определения упорядоченности, степени триклинности и содержания А1 в тетраэдрических позициях по разностям углового положения 20 пар рефлексов 204 и 060, 131 и 131 (Афонина и др., 1976).

Уточнение структуры железосодержащего КПШ было выполнено на автодифрактометре "Буг^ех" Р1 (метод 20:0, Мо - излучение, 1204 независимых ненулевых |1=2б(1)| отражений, графитовый монохрома-тор). Пересчет интенсивностей в |ЕШ| и все последующие расчеты проведены на специализированной вычислительной системе ШЕХТЬ. Исследования выполнены на кафедре кристаллографии и кристаллохимии геологического факультета МГУ (Надежина и др., 1993).

Химический состав синтезированных минералов определяли на электронных микроанализаторах ЛСХА-733 фирмы ЛЕОЬ и САМЕ-ВАХ ЭХ-50. Условия съемки: ускоряющие напряжения 20 кВ (К, А1, и Ре) и 30 кВ (РЬ), ток зонда 20 нА, диаметр пучка 1 мкм. Регистрировались интенсивности Ка - линий К, А1, Э), Ре и Ьсс - линии РЬ. Пределы обнаружения свинца и железа определены как 0.1 мас.% (0.05 мас.% для РЬ при анализе на САМЕВАХ БХ-бО). Содержания Си в полученных кристаллах были обычно ниже границы обнаружения (^0.08 мас.%). В качестве образцов сравнения использовали стандарты, поставленные фирмой ЛЕОЪ (Япония): альбит (А1), ортоклаз и К) и пироп (Ре), аттестованный в ОИГГиМ СО РАН (г.Новосибирск). Перевод интенсивностей в концентрации осуществлялся ZAF методом по программе Ю.Д.Боброва и Л.Ф.Пискуновой (1986) на ЭВМ РДР-11/04.

Жидкую фазу из пробоотборника обрабатывали концентрированной НС1 для изменения рН среды и подвергали выпариванию до сухого остатка в сушильном шкафу. Анализ Ре, А1 и РЬ проводили методом атомной абсорбции на приборе «Регкт-Е1тег-403» с использованием стандартов: КН, Си-1, СГ-1. Пределы обнаружения элементов (мас.%): А1 - 0.4; Ре - 0.1; РЬ - 5x10"5.

ГЛАВА 3. СИНТЕЗ КРИСТАЛЛОВ КПШ В ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ, ОСОБЕННОСТИ ИХ СТРУКТУРНОГО СОСТОЯНИЯ И ВХОЖДЕНИЯ В НИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПЕРЕМЕННОЙ ВАЛЕНТНОСТИ (РЬ,Ее)

Определение оптимальных условий синтеза КПШ и вхождения в его структуру свинца и железа требует изучения фазообразования в различных подсистемах системы ЗЮ2-А1203-РЬ02-Ее203-К0Н-Н20. Поля кристаллизации силикатов в подсистеме 5Ю2-А1203-РЬ02-К0Н-Н20 показаны на рис 1. Кристаллизации свинецсодержащего КПШ благоприятствует повышение мольного отношения ЗЮ2/А1203 от 6 до 14, но увеличение содержаний свинца в системе до 10-15 мас.% вызывает кристаллизацию кальсилита, а еще более высокие добавки РЬ приводят к образованию высокосвинцовых силикатов: барисилита (РЬ33)',07), аламозита (РЬБЮ-,) и силиката состава РЬ4ЭЮ9. Все эти фазы получены в виде достаточно крупных кристаллов и в диссертации подробно охарактеризованы. При летучестях кислорода в системе, соответствующих буферу N¡-N¡0, происходит восстановление свинца до элементной формы.

Рис.1. Поля кристаллизации силикатных фаз в системе 5Ю2-А1203-РЬ(ГГО3)2-РЬ02-К0Н-Н20 при Т=350-600°С, Р=100 МПа и кислородном буфере Си-Си20 в зависимости от исходной концентрации РЬ в системе и мольного отношения ЗЮ2 и А1203 в исходной шихте. I - КПШ; II - кальсилит; III - барисилит; IV - барисилит + аламозит + РЬ^Ю, + недиагностированная фаза; V - кварц

6 * Ю и !*. м {¡Юг/АХ,!!,),^,. , ш,,тг

Область кристаллизации однофазных КПШ детализирована в отношении условий, при которых кристаллы не содержат микровключений кальсилита: главным условием является превышение мольным отношением 5Ю2/А1203 величины 10.

Добавление в систему ЗЮ2-А1203-К0Н-Н20 соединений свинца сначала не приводит к сколько-нибудь заметному обогащению им фазы КПШ, и лишь при самых высоких добавках элемента микрозон-довый анализ фиксирует появление в кристаллах РЬ, равномерно распределенного в алюмосиликатной матрице. Его содержание не

превосходит 0.5 мас.% (0.62 мол.% минала «свинцового анортита» в твердом растворе РЬХК1_ХА11+Х513.Х08). Получить более высокие содержания РЬ в КПШ в условиях гидротермального синтеза кристаллов в растворах КОН не удается. Причина состоит в восстановлении свинца до РЬЛ при летучести кислорода, задаваемой буфером №-№0, либо в переходе в поля устойчивости других фаз (рис.1) в более окислительных условиях (Си-Си20).

Изучение фазообразования в подсистеме 5Ю2-А1203-Ге203-К0Н-НгО проведено с целью выяснения условий, при которых Ре-содержа-щий КПШ является устойчивой фазой. При летучестях кислорода, соответствующих буферной ассоциации Си-Си20, зафиксировано поле совместной кристаллизации Ее-содержащего КПШ, делафосси-та (СиРе02) и кальсилита.

Область стабильности твердого раствора А1 КПШ - Ре КПШ прослеживается до 30 мол.% КРеЗ!3Ов и ограничивается появлением делафоссита при более высоких добавках Ре203.

В условиях, отвечающих буферу №-N¡0, получены другие фазовые ассоциации. В равновесии с КПШ кристаллизуется не только кальсилит, но и слюда. Из рис.2, видно, что с уменьшением потенциала кислорода в системе максимально достигаемая железистость КПШ уменьшается почти пятикратно, с одновременным увеличением содержания Ре в слюде. Установлено, что набор и состав фаз в рассматриваемой системе зависят как от содержания в ней железа,

Рис.2. Зависимость содержания оксида железа в синтезированных КПШ и слюдах от общей концентрации железа в системе. 1,2 - КПШ; летучесть кислорода отвечает буферам Си-Си20 и №-№0 соответственно. 3 - слюда; буфер Т=500-525°С,

Р=100 МПа.

й; а СНСТСЫС , изс. %

Характер фазового соответствия КПШ - слюда в координатах атомных отношений Ре/(Ре,А1) в сосуществующих фазах представлен на рис.3. Здесь же приведены данные по фазовому соответствию 10

слюд и сосуществующих с ними Ре-содержащих КПШ для различных типов пород. Несмотря на различия в условиях образования рассматриваемых минералов в породах различных типов и в наших экспериментах, отмечается в целом сходный хара1стер распределения Ее.

В результате проведенных исследований выяснено, что при относительно высоком кислородном потенциале (буфер Си-Си20) возможно образование широкого ряда твердых растворов КПШ с замещением по меньшей мере 30 мол.% алюминиевого минала на железистый. В более восстановительных условиях (№-№0) формируется ассоциация КПШ + слюда, причем Ее сильно фракционирует в слюду. Полученная диаграмма фазового соответствия КПШ - слюда не противоречит природным данным.

Особое внимание в настоящей работе уделено изучению особенностей структуры синтезированных КПШ и их кристаллизационной упорядоченности. Результаты рентгеновского изучения полученных кристаллов КПШ (кроме железистых) представлены на рис.4. Величина 2\.ь представляющая собой атомное количество А1 в позиции Т,, принята в качестве единственного параметра порядка (в структуре моноклинного КПШ позиции Т,о и Т,ш тождественны). Степень моноклинного упорядочения слабо возрастает при понижении температуры до 340°С, но соответствующая полученным данным линия в координатах 2Хх - Т°С (рис.4) в целом сильно смещена в сторону более разупорядоченных фаз по сравнению с результатами экспериментов

Рис.3. Распределение железа между слюдами и КПШ в координатах атомных отношений элементов. 1 - данные настоящей работы: Ге,№ - слюда и КПШ при 500"С и 100 МПа. Литера-

Гг/(ГгЧII)

Гч - КПШ —

турные данные для различных типов пород: 2 - щелочные базальты МНР (Антипин и др., 1984), 3 - онгониты МНР (Антипин и др., 1984), 4 - нефелиновые сиениты Центрального Алдана (Еремеев и др., 1992), 5 - нефелиновые сиениты Мурунского массива (Смыслов, 1986), б - щелочные базальты Азорских островов СШс1от, 1992), 7 - щелочные лавы Испании (Саг-шюЬае!, 1967)

Э.Э.Сендерова (1985).

11

Т'С

21, ; Рис.4. Зависимость параметра упорядо-

з.з. С£нлсров (1985) чения 21, от температуры образования кристаллов КШП в гидротермальных условиях при давлении 100 МЛа

1,2- кристаллы, образованные на дне контейнера: > 0.2 мас.% РЬО -(1), < 0.1 мас.% РЬО - (2).

3,4- образованные на пробке контейнера: ^ 0.2 мас.% РЬО - (3), < 0.1 мас.% РЬО - (4).

Примесь свинца в полевошпатовой структуре (до 0.5 мас.% РЬ) несколько повышает степень ее моноклинного упорядочения, но в геохимическом плане это не имеет большого значения, т.к. содержания РЬ в природных КПШ обычно на порядок и более ниже.

Полученные нами данные по характеризуются хорошей воспроизводимостью (±0.02) и практически полной идентичностью величин для кристаллов, образовавшихся на дне вкладыша и выросших на его крышке во всех опытах, где наблюдается перенос алюмосиликат-ного вещества. Выдержка опытов также не влияет на упорядоченность КПШ, что показали эксперименты различной продолжительности при 525°С (рис.5). То же можно сказать и о скорости роста кристаллов, которая определялась как линейное приращение ДИ/Д1;, где Ь - расстояние от центра кристалла до граней типа {010}.

Рис.5. Зависимость параметра упорядочения от продолжительности ростового эксперимента (1,2) и скорости роста кристаллов (3,4) при постоянной температуре (525+5"С) и давлении 100 МПа.

1, 3 - КПШ с содержанием РЬО менее 0.1 мас.%;

2, 4 - свинецсодержащие КПШ (»0.2 мас.% РЬО)

Величина 2t¡ сохраняет приблизительное постоянство в широком интервале скоростей роста - от 3 до 50 мкм/сут, и лишь сочетание очень низких скоростей с низкими температурами роста (1-4 мкм/сут, 340-350 С) приводит к более упорядоченным кристаллам. Представленный экспериментальный материал свидетельствует о наличии при кристаллизацирнном упорядочении КПШ стационарного состоя-12

И, о л

АД

Л

¡|о" А м*

* Л о

00

¿СП о • 00

О 1 • 2

дл к*

Л

--Л- -

-а—

0.01

0.1 .. I

V ии/суТ'

I (Суп.)

ния, которое система стремится реализовать. Анализ всего массива полученных данных позволяет охарактеризовать его величиной 2t!—0.60-0.02 и отождествить с исходным (или кристаллизационным) состоянием упорядочения кристаллов КПШ при их образовании в природных процессах с участием гидротермальных растворов.

Полученные данные не противоречат результатам предыдущих исследователей, обобщенным в работе (Brown, Parsons, 1989), согласно которым в интервале 1000-200°С величина 2t, меняется от 0.55 до 0.7 со средним по интервалу значением 0.6. Исключения составляют отдельные результаты для Т<500°С, свидетельствующие о триклин-ном упорядочении и возрастании 2t, до 0.8-0.9. Однако в этих опытах отмечается невоспроизводимость данных по синтезу микроклина (Сендеров, Яськина, 1976).

Значительный геохимический интерес представляют данные Дж.Р.Гольдсмита (Goldsmith, 1986; 1988) о влиянии Н2 на Al-Si-разупорядочение в щелочных полевых шпатах. В изученном нами интервале Р,Т-параметров и фугитивностей Н2 такого влияния не наблюдается: величин 2t, кристаллов, полученных в №- и Си-вкладышах в сопоставимых условиях, практически одинаковы. Специальные опыты при PHj ~10 МПа, создаваемом добавкой в автоклав металлического алюминия (Медведев, Иванова, 1989), дали близкий результат.

Таким образом, при кристаллизации КПШ фиксируется стационарное состояние слабого моноклинного упорядочения (2t, = 0.6), которое представляет собой исходное состояние структуры КПШ в широком интервале скоростей роста кристаллов и физико-химических условий их образования.

Переходя к рассмотрению данных по железосодержащим КПШ, заметим, что подтверждение существования широкой области смесимости в системе KAlSi308-KFeSi308 представляет большой интерес для интерпретации данных о составе природных минералов. Параметры элементарной ячейки синтезированных железосодержащих КПШ (рис.6) характеризуются близкими к линейным зависимостями от мольной доли железистого минала в ряду моноклинный KAlSi3Oa - моноклинный KFeSi3Os. Наряду с данными мессбауэровской спектроскопии, показавшими отсутствие в кристаллах двухвалентного железа (Вылегжанин и др., 1991), это является сильным аргументом в пользу изоморфного вхолсдения Fe3+ на позиции А13+ в структуре КПШ. 13

о - г

я- J 0-4

Рис.6. Зависимость параметров элементарной ячейки КПШ от мольной доли железистого минала. Данные настоящей работы: 1 - железистый КПШ; 2 -безжелезистый КПШ. Литературные данные для моноклинного КЕе5130„: 3 -(Бычков, 1993); 4 - (ВатЬаиег, 1988).

10 во тк.1. КГе$1,0,

В геохимическом плане важно выяснить влияние железа на кристаллическую структуру КА1513Оа. Результаты наших исследований показывают, что область твердых растворов существует, по крайней мере, до 30 мол.% КРе31308. Данные рис.7 позволяют заключить, что параметр упорядочения зависит от содержания железистого минала, но существенное увеличение этого параметра против установленного выше стационарного значения 0.6 отмечается лишь для кристаллов с высокими концентрациями железа, свыше 10 мол.% КРе31308.

Для более детального изучения распределения катионов по тетра-эдрическим позициям были проведены прецизионные рентгеновские исследования по уточнению структуры одного образца твердого раствора (Надежина и др., 1993).

Согласно полученной кристаллохимической формуле (рис.7), алюминий и железо заселяют преимущественно позицию Т1( причем пропорционально своим валовым концентрациям. Общее содержание катионов в позиции Т, (21^ = 0.68) близко к содержаниям А1 в позиции в стандартном ортоклазе «Спенсер С» (2^ = 0.70), поэтому изученный кристалл целесообразно называть железосодержащим низким санидином. Хотя из-за присутствия железа межатомные расстояния в нашем образце выше, чем в санидине, другие параметры тетраэд-рического каркаса (средний угол Т-0-Т=142° и средний объем, приходящийся на 1 атом кислорода -22.9 А3) практически не отличаются от ранее приведенных значений для других исследованных образцов санидина (Либау, 1988). Увеличение размеров тетраэдров сопровождается изменением конфигурации К-полиэдров: сокращением максимальных и удлинением минимальных расстояний К-О, 1Д

т. е. уменьшается степень искажения К-полиэдров по сравнению с санидином. Среднее расстояние К-О несколько больше, чем в санидине (3.00 А против 2.966 А), что полностью исключает возможность даже очень ограниченного замещения К+ на Ге2+, иначе происходило бы сжатие полиэдров из-за сильного несоответствия размеров этих ионов.

гь,

o.s

0.7

е.в

Лц.ч -Si,.«] [Л?«м A la!t &«»] О,

10

10 Мол. % KFeSi30s

Рис.7. Зависимость параметра 2Ц КПШ от содержания KFeSi30, и уточненное распределение катионов по позициям в одном из образцов.

Таким образом, в процессе кристаллизации железистого КПШ в гидротермальных условиях атомы железа и алюминия стремились занимать позиции Т| в равной мере (т.е. пропорционально их концентрациям), хотя известно, что скорость структурных превращений в железосодержащих полевых шпатах существенно превышает таковую в алгомосиликатных (Бычков и др., 1988). Однако ясно, что при кристаллизационном упорядочении Ре3+-содержащих полевых шпатов перераспределение Fe-Si и Al-Si происходит синхронно и, очевидно, с равной скоростью. Все это дает основание полагать, что ферри-алгомосиликатный КПШ может служить удобной моделью для изучения упорядочения в KAlSi308, кинетически сильно заторможенного.

ГЛАВА 4. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ СВИНЦА И ЖЕЛЕЗА МЕЖДУ КПШ И ГИДРОТЕРМАЛЬНЫМ РАСТВОРОМ

Распределение свинца. Вопросы потенциальной рудоносности силикатных пород и факторов, способствующих ее реализации, имеют важное теоретическое и прикладное значение, что обусловли-

вает и принципиальную ценность надежных данных о коэффициентах межфазового распределения рудных элементов.В работе представлены результаты экспериментов по изучению распределения РЬ между КПШ и растворами КОН при различных летучестях кислорода, температуре 500°С и давлении 100 МПа.

Последовательное добавление РЬ02 в систему в опытах, где поддерживается буферной ассоциацией Си-Си20, приводит к образованию кристаллов КПШ с содержаниями РЬО от < 0.1 до 0.33 мас.%.Указанная концентрация РЬО оказывается, по-видимому, предельной в этих условиях, поскольку в системе образуется Си,РЬ-содержащее стекло, масса которого по отношению к КПШ возрастает по мере увеличения исходной добавки РЬ02; при этом концентрация РЬ в КПШ перестает расти.

В более восстановительных условиях , соответствующих буферу N¡-N10, КПШ ассоциирует с элементным свинцом, содержания РЬ во флюиде находятся на постоянном уровне - 0.01-0.02 мас.% (рис.8), и лишь при самых высоких добавках РЬ02 немного увеличиваются, не достигая , впрочем, даже минимальных значений, найденных в предыдущей серии экспериментов и отвечающих более окислительной обстановке.Содержания РЬ в КПШ оказываются ниже границы его обнаружения на иикроанализаторе САМЕВАХ ЭХ-50 (0.05 мас.%,).

РЬ в систем*, мае. 'Л

Рис. 8. Содержания свинца во флюиде при различных его добавках в систему.

Таким образом, при кристаллизации КПШ в условиях, максимально приближенных к равновесным, свинец входит в структуру КПШ в заметных количествах только в более окислительной обстановке, соответствующей буферной ассоциации Си-СцгО; при этом во

флюиде содержится 0.1-0.4 мас.% РЬ (рис.8); сосуществующий с ним КПШ включает до 0.42 мол.% минала «свинцового анортита», а коэффициент распределения РЬ между кристаллами и флюидом составляет 0.8 + 0.2 (концентрации в мае. % РЬ).

Полученные данные указывают на благоприятность окислительных условий для перехода свинца во флюидную фазу и в то же время дают основание полагать, что значительные количества свинца могут быть сосредоточены в калишпатсодержащих породах, сформировавшихся в режиме повышенного кислородного потенциала.

Распределение железа. Как и в предыдущем случае, летучесть кислорода является важным параметром, определяющим поведение железа. Устойчивые содержания Al во флюиде, равновесном с КПШ при 500°С и Р ~100 МПа варьировали от 0.001 до 0.05 мас.%, а содержания Fe - от 0.002 до 0.06 мас.%. Массовые отношения Al/Fe оказались близкими к единице (в среднем 0.9 + 0.4).

Валовый коэффициент сокристаллизации Fe и Al в системе КПШ -гидротермальный раствор (FeKnm * А1Р"Р)/(А1К * FeP"P, массовые концентрации) составил 0.06 + 0.04 (Ni-NiO) и 0.25 + 0.14 (Си -Си20), т.е. он выше для более окислительных условий, но заметно меньше единицы, что указывает на обогащение КПШ алюминием по сравнению с Fe.

Основной причиной низкой железистости подавляющего большинства природных КПШ, очевидно, является низкая величина коэффициента сокристаллизации Fe и Al при летучестях кислорода на уровне никель-бунзенитового буфера, а не недостаток железа в минералообразующих средах.

С ростом летучести кислорода коэффициент сокристаллизации несколько увеличивается, что обеспечивает возможность повышения железистости КПШ, образующихся при участии окисленных флюидов.

ГЛАВА 5. КПШ В ЭНДОГЕННОМ ПРОЦЕССЕ: ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ (ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ)

Геохимические и структурные особенности КПШ следует рассматривать взаимосвязанно: в этом случае могут быть выработаны принципы использования величин содержаний редких и рудных элементов совместно с характеристиками структуры минералов для

диагностики природных процессов. Например,существуют данные, указывающие на связь оруденения с гранитами, проработанными постмагматическими флюидами определенного типа. В данном аспекте принципиальное значение приобретает два вопроса: об исходном структурном состоянии КПШ (знание которого необходимо для диагностики последующих твердофазных или гетерогенных изменений) и о возможных концентрациях и формах присутствия рудных элементов в КПШ горных пород.

Вариации структурного состояния КПШ. Исходное структурное состояние КПШ для условий, моделирующих образование жильных тел гидротермального и метасоматического генезиса, охарактеризовано в настоящей работе параметром 2tt = 0.6, сохраняющим свое значение и в области более высоких температур (^600°С), а также в КПШ с небольшой примесью альбитового минала. Качественное объяснение причины возникновения этого состояния дано в рамках концепции вынужденных равновесий (Тароев,Таусон, 1991; Таусон,Акимов,1992), причем допускаются два варианта:

1) в состоянии вынужденного равновесия находятся поверхностные слои растущих кристаллов, и наблюдаемый параметр упорядочения отвечает локальному минимуму поверхностной энергии слоя;

2) в результате увеличения упругой энергии при сегрегации Al в позициях Tj реализуется относительно устойчивое состояние энергетического баланса, при котором потенциальный выигрыш от процесса упорядочения компенсируется энергией упругих напряжений в слое или суммой упругой и поверхностной энергий.

Данные просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (McConnel, 1971; Eggleton, Buseck, 1980) свидетельствуют о том, что и последующие изменения КПШ могут быть представлены как сменяющие друг друга состояния промежуточной упорядоченности, соответствующие вынужденным равновесиям того или иного типа (Таусон, Акимов, 1991, 1992). Подобные состояния могут возникать вследствие компенсации свободной энергии, связанной с Al-Si упорядочением и структурным превращением, ее повышением за счет вклада упругой энергии от искажений структуры при сегрегации Al в эквивалентных позициях Tt.

Это приводит к наложению волн дисторсии на моноклинную решетку КПШ, амплитуда которых увеличивается с ростом упорядоченности, а затем к развитию компромиссной доменной структуры 18

промежуточного ортоклаза. Данное состояние оказывается устойчивым к вариациям термодинамических параметров в системе (в некоторых пределах) и должно быть преодолено на пути к истинному равновесию с помощью какого-либо внешнего процесса, обеспечивающего продвижение дислокаций либо нуклеацию и рост стабильной фазы - несдвойникованного микроклина с полностью упорядоченной структурой.

Таким процессом может быть деформация или взаимодействие кристалла с агрессивным флюидом, вызывающим перекристаллизацию (Eggleton, Buseck,1980; Brown, Parsons, 1989). Очевидно,обсуледавшиеся выше представления об идеализированном строго двухступенчатом пути упорядочения КПШ нуждаются в корректировке. И если первое из обосновывающих эту схему положений - об исходном значительно разупорядоченном состоянии структуры моноклинного КПШ - особых сомнений не вызывает, то второе

- о сугубо кинетической природе промежуточных состояний упорядоченности (что, собственно, и приводит к строго двухступенчатому варианту) - должно быть пересмотрено с учетом возможности реализации в кристаллах КПШ состояния вынужденного равновесия.

Установленное исходное структурное состояние КПШ, а также модель его последующих изменений как сменяющих друг друга состояний вынужденного равновесия являются ключом к правильному применению двуполевошпатового геотермометра и использованию альбит-ортоклазового сольвуса в геотермометрических целях.

В настоящее время технически возможно одновременное определение состава и степени упорядоченности в микрообъемах кристаллов. Выявление участков с моноклинной топологией решетки и первично неупорядоченной структурой снизит вероятность ошибок из-за использования кристаллов, подвергшихся глубоким твердофазным и гетерогенным изменениям и не сохранивших свой первоначальный химический состав. Это особенно важно для пород, претерпевших метаморфизм, в связи с возможностью локальных изменений в кристаллах КПШ микропертитов. Кроме того, диагностика структурно неизмененных разностей или локальных областей кристаллов важна для правильного применения K-Ar метода определения абсолютного возраста. Близкие к истинным даты получаются только для санидинов; деформированные или гидротермально измененные КПШ

- более упорядоченные ортоклазы - обнаруживают омоложение

19

возраста вследствие потери радиогенного аргона.

Геохимические особенности КПШ. Одной из основных целей работы было конкретизировать реально осуществляющиеся изоморфные возможности КПШ в отношении РЬ и Ре и получить количественные данные об их межфазном распределении с учетом ограничений физико-химического характера, налагаемых Р,Т -параметрами, наличием флюидной фазы, окислительным потенциалом системы. Полученные результаты в отношении РЬ вполне согласуются с природными данными: наиболее высокие содержания этого элемента наблюдаются в амазонитах и, как правило, не превосходят 0.5 мас.% .Причина, очевидно, в том, что даже в окислительной обстановке, когда коэффициент распределения РЬ между КПШ и щелочным флюидом близок к единице, концентрация К+(или К++Иа+) в растворах много выше содержания в них РЬ Увеличение же содержания РЬ до сопоставимых с К величин, как показали эксперименты, приводит к образованию кальсилита и собственных силикатных минералов свинца - барисилита, аламозита, РЬ4ЗЮ8. В отличие от РЬ, изоморфные возможности КПШ в отношении Ре реализуются более полно (особенно в условиях повышенного кислородного потенциала в системе), поэтому уникальность в природе высокожелезистых КПШ вызывает удивление, особенно если учесть хорошо известное по данным о флюидных включениях обилие Ре в высокотемпературных гидротермальных растворах. Однако, физико-химические ограничения в этом случае совершенно очевидны; это низкие коэффициенты сокристал-лизации Ре и А1 при тех 1:02 , которые буферируются большинством силикатных пород.

В указанных условиях формируется ассоциация КПШ + слюда, и Ре сильно фракционирует в слюду, что хорошо согласуется с природными данными для различных типов пород (рис.3). Полученные в настоящей работе экспериментальные данные показывают, что в относительно более- восстановительных условиях (N1 - N10), когда устойчивой формой свинца в природе является РЬ°, флюиды могут содержать максимально 0.01 - 0.02 мас.% РЬ, а в относительно более окислительных условиях (Си -СиО) - на порядок больше (0.1 -0.2 мас.%).Калишпаты гранитных пород и пегматитов содержат обычно от 0.002 до 0.01 мас.% РЬ и если не брать в расчет крайние случаи, то соответствующие содержания РЬ во флюидах, равновесных с этими породами , должны составлять 0,0025 - 0,012 мае. %. 20

Величина концентрации металлов в растворах является важнейшим фактором, определяющим запасы месторождения и содержания в руде полезных компонентов (Рафальский, 1987), поэтому следует полагать, что крупные и богатые месторождения свинецсодержащих руд могут быть образованы при воздействии на «субстрат» калишпат-содержащих пород окислительных флгоидов.При этом из КПШ будет экстрагирована флюидами не только форма РЬ°; но и (частично) свинец, находящийся в минерале в изоморфной форме.

Вместе с тем, ясно и другое: значительные количества РЬ могут быть сосредоточены в калишпатсодержащих породах, сформировавшихся в режиме повышенного кислородного потенциала. Конечно, вероятность формирования месторождения зависит от многих дополнительных факторов: объема флюида и проницаемости породы, существования геохимических барьеров и т.д. Однако некоторые предпосылки более или менее очевидны. Так, факт воздействия на породу активного постмагматического флюида может быть установлен, как отмечалось выше, по характеру изменений КПШ в направлении упорядочения и триклинизации его структуры. Вместе с тем, более полная мобилизация РЬ (и, возможно, других элементов переменной валентности - Си,Эп,Аи ),будет происходить под воздействием флюида с более высоким окислительным потенциалом. Поэтому особый интерес должны представлять случаи, когда имеются прямые или косвенные указания на окислительный характер флюидов (например, присутствие гематита и других минералов - индикаторов окислительной обстановки в качестве узников флюидных включений). Кроме того, такие флюиды несут повышенные концентрации Ре и поскольку коэффициент сокристаллизации Ре и А1 в окислительной обстановке повышается, вновь образованный КПШ будет обогащен железом.

Таким образом, граниты, в которых КПШ упорядочен и трикли-низирован (сохранились лишь реликты первичного неупорядоченного санидина), содержит включения минералов, обычных для окислительной обстановки, и повышенные концентрации изоморфного железа должны рассматриваться как потенциальные источники рудных элементов переменной валентности. Обычно низкие концентрации Ре в КПШ свидетельствует о том, что подобная совокупность признаков реализуется крайне редко. В подавляющем большинстве случаев летучесть кислорода в алюмосиликатно-флюидных системах,

по-видимому , достаточно низка (Рябчиков,1975).

Совокупность представленных данных и выводов позволяет сформулировать следующие основные защищаемые положения.

1Лри кристаллизационном упорядочении КПШ фиксируется стационарное состояние слабого моноклинного упорядочения (211=0.6), которое представляет собой исходное состояние структуры калиевого полевого шпата в широком интервале физико-химических условий его образования.Высокую вероятность проявления этого состояния необходимо учитывать при использовании структурного типомор-физма КПШ. Оно имеет значение для выделения генераций и неизмененных разностей минерала, а также в экспериментальной геохимии в качестве «стандартного» состояния , относительно которого следует рассматривать взаимодействие КПШ с флюидными и твердыми фазами гетерогенных систем.

2.Твердые растворы К(А1,Ре)31308 образуется в широкой области составов (свыше 30 мол.% Ре - минала при 500°С), но только при относительно высокой летучести кислорода в системе, соответствующей буферной ассоциации медь-куприт. В более восстановительных условиях (никель-бунзенитовый буфер) формируется ассоциация КПШ + слюда, причем Ре сильно фракционирует в слюду, что хорошо согласуется с природными данными для различных типов пород. Железо в твердых растворах А1 КПШ - Ре КПШ трехвалентное, параметры их элементарной ячейки изменяются приблизительно аддитивно. Атомы Ге и А1 проявляют общую и выраженную примерно в одинаковой степени для обоих элементов тенденцию к предпочтительному заселению позиций Т, , что позволяет считать ферриалю-мосиликатный КПШ удобной моделью для изучения упорядочения в КА1513Ов, кинетически сильно заторможенного.

3.Коэффициент распределения свинца между кристаллами КПШ и щелочным флюидом при 500°С, давлении 100 МПа и медь -купритовом буфере летучести 02 составляет 0.8 + 0.2 (концентрации в мас.% РЬ). Окислительные условия благоприятствуют переходу свинца во флюидную фазу; в то же время, значительные количества свинца могут быть сосредоточены в калишпатсодержащих породах, сформировавшихся в режиме повышенного кислородного потенциала, в виде изоморфной примеси в КПШ.

4.Валовый коэффициент сокристаллизации Ре и А1 в системе КПШ-щелочной гидротермальный раствор при 500°С и Р = 100 МПа 22

составил 0.06 ± 0.04 (буфер №-N¡0) и 0.25 + 0.14 (Си - Си20), т.е. он выше для более окислительных условий , но заметно меньше единицы, что указывает на обогащение КПШ алюминием по сравнению с железом (отношения Л1/Те во флгойде близки к единице). Наблюдаемая в природных условиях постоянно низкая железистость КПШ, при крайне редких исключениях из этого правила, является следствием низкой величины коэффициента сокристаллизации Ге и А1 при летучестях кислорода на уровне тех значений, которые характерны для условий существования большинства силикатных пород.

5.Рудный потенциал гранитных пород в отношении свинца и, возможно, ряда других рудных и редких элементов мог быть наиболее полно реализован в тех случаях, когда имело место взаимодействие КПШ-систем с окислительными флюидами.

Работы, опубликованные по теме диссертации.

1.Тароев В.К., Таусон В.Л., Пискунова Л.Ф. Поведение свинца в системе «щелочной полевой шпат - водно-солевой раствор» //В кн. XI Всес. Совещание по экспериментальной минералогии. Тез.докл.Черноголовка, 1986. - С.199.

2.Тароев В.К, Таусон В.Л., Абрамович М.Г. Зависимость упорядоченности калиевого полевого шпата от температуры, скорости роста кристаллов и содержания в них свинца. // В кн.Всес. Симпозиум по кинетике и динамике геохимических процессов. Тез.докл. Черноголовка, 1989. - С.226.

3.Тароев В.К., Таусон В.Л., Пискунова Л.Ф., Абрамович М.Г. Получение кристаллов калиевого полевого шпата и изучение вхож-, дения в него свинца в гидротермальных условиях. // Геология и геофизика. - 1990. - N 2. - С.66 - 75.

4.Тароев В.К., Таусон В.Л.,Абрамович М.Г. К проблеме исходного структурного состояния упорядочивающихся кристаллов калиевого полевого шпата (по экспериментальным данным). // Геохимия. -1991-N 3. - С.434 - 437.

5.Тароев В.К.,Таусон В.Л. Кристаллизационная разупорядочен-ность калиевого полевого шпата и ее геохимическое значение. // Геология и геофизика. - 1991. - N 6. - С.68 - 74.

6.Вылегжанин КН., Изотов В.Г., Кальчев В.П., Таусон В.Л.,Тароев В.К. ЯГР Геэ в калиевом полевом шпате. // В кн. IV Совещание по ядерно-спектроскогшческим исследованиям сверхтонких взаимодей-

23

ствий. Тез. докладов. Ужгород, 1991. - С.113.

7.Taroev V.K. Forced equilibria in K-feldspars crystals under their formation and solid state transformations. // In: Thermodynamics in geology. Abstr., Novosibirsk. 1992. P.139.

8.Надежина Т.Н.,Пущаровский Д.Ю.,ТароевВ.К.Даусон B.JI.,Бычков A.M. Кристаллическая структура ферриалюмосиликатного низкого санидина. // Кристаллография. - 1993. Т.38, N 6. - С. 77 - 82.

Э.Тароев В.К., Таусон В.Л., Суворова Л.Ф., Богданова Л.А., Пастуш-кова Т.М., Погудина Г.А. Распределение железа между калиевым полевым шпатом и сосуществующими с ним фазами в системе Si02 -А120, - Fe203 - КОН - Н20 при температуре 500"С и давлении 100 МПа. // ДАН (в печати).