Изотопно-геохимическая систематика корундов и их генезис

Яковенко, Виктория Васильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Изотопно-геохимическая систематика корундов и их генезис
ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Изотопно-геохимическая систематика корундов и их генезис"

УДК [553.82 : 550.84]

На правах рукописи

Яковенко Виктория Васильевна

ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА КОРУНДОВ И ИХ ГЕНЕЗИС

Специальность 25.00.04 - Петрология, вулканология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 7 ЯНВ 2013

Владивосток 2013

005048399

Работа выполнена в Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук

Высоцкий Сергей Викторович

кандидат геолого-минералогических наук Игнатьев Александр Васильевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук

Сахно Владимир Георгиевич

кандидат геолого-минералогических наук Емельянова Татьяна Андреевна

Ведущая организация: Институт земной коры СО РАН

(г. Иркутск)

Защита состоится «7» февраля 2013 г. в 14.00 часов на заседании диссертационного Совета Д 005.006.01 при Дальневосточном геологическом институте ДВО РАН, по адресу: 690022, г. Владивосток-22, пр-т 100-летия Владивостоку, 159.

Факс: (423)-231-7847; Тел.: (423)-231-8750 E-mail: fegi@onHne.marine.su

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ДВГИ ДВО РАН. Автореферат разослан «¿Жг_У2-—2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

кандидат геолого-минералогических наук Б.И. Семеняк

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность исследования. Известно, что благородные корунды поли-генны. Их коренные месторождения связаны с различными породами - пегматитами, лампрофирами, плагиоклазитами, мраморами и силикатными эн-доскарнами [Киевленко и др., 1982]. Однако одним из наиболее важных типов месторождений в промышленном отношении являются россыпи благородного корунда, расположенные на всех континентах земного шара. Даже при небольших размерах и запасах эти месторождения могут быть рентабельны. Поэтому проблема генезиса корундов из россыпных месторождений остается актуальной на протяжении долгого времени. Недостаточное понимание механизма образования корундов из россыпей сильно ограничивает возможность поиска и исследования новых месторождений этих драгоценных камней.

За последние 10-15 лет было предложено несколько методов диагностики коренных месторождений для сапфиров из россыпей, большинство из которых основаны на индикаторных содержаниях элементов-примесей. Однако эти методы не всегда работают. Обычно существует некая зона неопределенности, «перекрытия» полей, в пределах которой нельзя однозначно определить генезис корундов.

Одним из дополнительных методов решения этой проблемы, может быть определение изотопного состава кислорода корунда и сопутствующих минералов. Доказано, что изотопные составы кислорода генетически связанных минералов образуют компактное общее поле значений, область которого зависит только от колебания физико-химических параметров минералообразу-ющей среды (Фор, 1983). Изотопный состав кислорода практически не меняется после образования минерала, если только последний не был полностью трансформирован в результате расплавления, химического замещения или других подобных реакций, изменяющих первичную структуру. Поэтому изотопный состав кислорода может служить критерием генезиса как породы в целом, так и отдельных минералов. Кроме того, данный метод позволит проводить исследование редких, уникальных образцов из микронавесок, что является чрезвычайно актуальной задачей.

Цель работы - выявить зависимость изотопного состава кислорода от генезиса корунда.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить ряд следующих задач:

1. Отработать методику определения стабильных изотопов кислорода из очень малых объемов минералов и пород.

2. Изучить изотопный состав кислорода корундов и сопутствующих минералов.

3. Выявить взаимосвязь между изотопным составом кислорода и типом месторождения.

4. Определить коренной источник корундов из россыпей Приморья.

Научная новизна. Получены новые данные по изотопному составу кислорода в корундах и ассоциирующих минералах в 130 образцах из 28 месторождений России и мира.

Установлено, что изотопный состав кислорода в благородных корундах зависит от типа первичного месторождения и может служить критерием,

определяющим их генезис. На основе изучения 518Оузмот сапфиров из россыпей, ассоциирующих с кайнозойскими базальтами, показано, что они имеют узкий (+5,5%о - +7,0%о) интервал изменения изотопного состава кислорода, аналогичный таковому в мегакристах из базальтов. Для каждого конкретного типа месторождений установлен строго определенный, достаточно узкий интервал вариаций изотопов кислорода. Впервые в мире были обнаружены минералы с аномальными (-15,5 - -26%>) значениями 5180УЗМСЖ, что может быть связано с влиянием талых ледниковых вод. В целом состав изотопов кислорода благородных корундов варьирует в широких пределах (от -26%о до +24%о), причем каждый тип месторождений обладает своим интервалом 518Оузмот в этом ряду.

Достоверность результатов, приведенных в диссертации, подтверждена путем многократного и тщательного проведения экспериментов при исследовании изотопного состава кислорода в образцах корундов и сопутствующих минералов различного генезиса.

Практическая значимость результатов. Как было установлено в работе, корунды разного генезиса обладают специфическими соотношениями изотопов кислорода. Это свойство может быть использовано для диагностики коренных месторождений корундов из россыпей, геммологических экспертиз и изучения генетических особенностей как минералов, так и месторождений в целом.

Защищаемые положения.

1. Определена изотопно-кислородная характеристика генетических классов корундоносных месторождений. Изотопный состав кислорода корундов зависит от типа первичного месторождения и может служить критерием для их идентификации и прогнозной оценки.

2. Протолит корундоносных месторождений Хитостровского и Варацкого образовался в результате метасоматоза в малоглубинной зоне фумарольно-го поля при участии гляциальных вод, что определило аномально легкий состав кислорода в минералах. Окончательное формирование корундоносных пород происходило при высокоградном свекофенском (1,9-1,8 млрд. лет) метаморфизме. В результате проведенных исследований известный диапазон вариаций изотопного состава кислорода земных минералов был расширен до -26%о.

3. Изотопный состав кислорода корундов и ассоциирующих мегакристов из россыпей Приморья колеблется в интервале 5,5-6,5%0. Эти значения совпадают с полями значений изотопных составов кислорода мегакристаллов щелочных базальтов, что свидетельствует о генетической связи корунда с основными вулканитами.

Апробация работы и публикации.

По теме диссертации опубликовано 7 работ. Из них 2 - в центральных научных журналах, 5 - в сборниках «Материалов» международных конференций и российских симпозиумов. Результаты докладывались на Четвертом международном минералогическом семинаре «Теория, история, философия и практика», Сыктывкар, 2006; на конференции «Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России», Владивосток, 2006; на Всероссийском совещании «Современные проблемы геохимии», посвя-

щенного 95-летию со дня рождения академика Л.В. Таусона, Иркутск, 2012.

Благодарности. Диссертация выполнена в лаборатории стабильных изотопов ДВГИ ДВО РАН под руководством д.г.-м.н. C.B. Высоцкого и к.г.-м.н.

A.B. Игнатьева, которым автор выражает свою искреннюю благодарность за помощь в постановке задач исследования и всестороннюю поддержку на всех этапах работы. За помощь в проведении анализов выражаю признательность к.г.-м.н. Веливецкой Т.А., вед. инженеру Ермоленко Е.С., вед. инженеру Коноваловой Н.П., вед. инженеру Авченко В.М. Отдельная благодарность к.г.-м.н. Карабцову A.A., под руководством и при участии которого выполнены все анализы на микроанализаторе JXA-8100. Автор благодарит

B.Г. Семенову, В.И. Левицкого, E.H. Терехова, В.А. Попова за предоставление геологических образцов.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения общим объемом 121 страница машинописного текста. В ней содержатся 48 иллюстраций, 25 таблиц и список литературы из 122 наименований.

Содержание работы.

Работа состоит из семи глав. Первая глава посвящена проблеме определения коренного источника корундов. Во второй главе описаны основные методы исследования, применяемые в данной работе. В главах с третьей по седьмую описываются месторождения корунда, принадлежащие к различным генетическим классам. Приводятся результаты минералогических и изотопных исследований корундов и сопутствующих минералов.

Высоковакуумная установка с лазерным методом подготовки проб для прецизионного масс-спектрометрического анализа стабильных изотопов кислорода из силикатов и окислов.

В ДВГИ ДВО РАН (Лаборатория стабильных изотопов) была разработана и изготовлена высоковакуумная установка с лазерным методом подготовки проб (С02 - лазер) для прецизионного масс-спектрометрического анализа стабильных изотопов кислорода из силикатов и окислов. Лазерная установка позволяет проводить изотопный анализ с высокой точностью и воспроизводимостью. В установке использованы вакуумные элементы для работы в агрессивной среде BrF5, имеющие малый «мертвый» объем, и низкую сорб-ционную способность. Установка позволяет измерять соотношения изотопов кислорода с точностью не хуже +/-0,1 и весом проб менее 1мг.

Метод был протестирован на международных стандартах NBS-30, NBS-28 и на образцах с известным изотопным составом кислорода: оливины, гранаты, магнетиты, касситериты, кварцы, турмалины, гранитная порода и др. Воспроизводимость +/-0,2%о для проб весом от 1 до 5мг [Игнатьев, Веливецкая, 2004].

Магматические месторождения корундов.

Один из представителей данного генетического класса - корундоносное месторождение основных лампрофиров дайки Його, США.

Корундоносная дайка основных лампрофиров была открыта в конце XIX века в шт. Монтана (верховье р. Джудит, приток Миссури) и по сей день является единственным представителем этого типа месторождений [Киевленко и др., 1982]. В приповерхностном слое до глубины 15м горные породы силь-

но изменены и представлены рыхлым песчано-глинистым зеленовато-серым и бурым глинистым материалом с чешуйками слюды, включениями вмещающих известняков и реликтами более плотных дайковых пород. С глубиной степень изменения пород снижается, а на глубине 80-90 м от поверхности дайка сложена плотной тонкозернистой, почти афанитовой породой с нечеткой порфировидной структурой и обильными мелкими включениями известняка. Вкрапленники представлены чешуйками биотита, бледно-зеленым ди-опсидом и акцессорным корундом. В основной массе различается анальцим [Meyer, Mitchel, 1988].

Кристаллы корунда более-менее равномерно распределены в породе. Однако, как отмечает С. Клэбо [Clabaugh 1952], в участках дайки, сильно кон-таминированных известняками, и там, где она имеет небольшую мощность, корунд практически отсутствует.

На кристаллах корунда часто встречается очень тонкая оболочка тонкозернистого плеонаста. Окраска однородная, равномерная, но не очень яркая. По цвету варьируется от бледно-синей до васильковой или аметистовой с красноватым оттенком [Clabaugh, 1952].

Изучение образца лампрофиров Йога показало, что состав минералов крайне не однороден и фиксирует многостадийность их образования.

На рис. 1 хорошо прослеживается обрастание корунда шпинелевой каймой. Известно, что одним из доказательств ксеногенной природы магмато-генных, «базальтовых», благородных корундов считается их обрастание шпинелевыми корками («рубашками»), что свидетельствует о реакционном взаимодействии минерала с расплавом. В то же время это может отражать лишь изменения физико-химических условий кристаллизации.

Одним из доказательств ксеногенной природы благородных корундов считается их обрастание шпинелевыми корками («рубашками») в основных лавах, что свидетельствует о реакционном взаимодействии минерала с расплавом. В то же время это может свидетельствовать всего лишь об изменении физико-химических условий кристаллизации, нарушивших существовавшее до этого равновесие в системе минерал-расплав.

Шпинель в лампрофирах Його-Галч окружает все кристаллы сапфира, образуя тонкую каемку шириной около 4 мкм (рис. 1.). Каемка повторяет контуры сапфира, образуя заливы по трещинам и неровностям. По химическому составу шпинель относится к глиноземистым разностям (плеонаст). Более магнезиальная шпинель находится в «заливах» внутри корунда, а железистая - непосредственно на контакте корунда и вмещающей породы. Еще одной особенностью является появление кобальта в более железистых разностях. Незначительное количество кремнезема, возможно связано с его захватом из вмещающей породы.

ПЛАГИОКЛАЗ - КОРУНДОВЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В БАЗАЛЬТАХ.

ТУНКИНСКАЯ ВПАДИНА, ИРКУТСКАЯ ОБЛАСТЬ, РОССИЯ

Плагиоклаз-корундовое включение в базальте Тункинской впадины (фрагмент Байкальской рифтовой зоны) было обнаружено и описано Н.Я. Воляню-ком с соавторами в начале 70-х годов прошлого века [Волянюк, 1975]. Включение имело грубозернистую структуру, состояло из плагиоклаза и корунда, в качестве акцессориев отмечались циркон и рудные минералы. Размер зе-

сапфир

16.18 , . 20

О Q 13

1 0 А 11

кайма шпинели

1 ЗООигп 1

Рис. 1. Обрастание корунда каймой шпинели в щелочной лаве. Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе JXA-8100. Здесь и далее, все анализы проводились при участии и под руководством A.A. Карабцова.

рен серовато-синего корунда достигал 1,5-2 см.

Наши исследования небольшого фрагмента этого включения показали, что оно имеет сложное строение (рис. 2). В нем присутствуют плагиоклазы разного состава.

Корунд на контакте с этим плагиоклазом в ряде случаев окружен тонкой каемкой шпинели. Шпинель образует тонкую каемку вокруг корундов, толщиной от 5 до 20 мкм на границе с базальтом. На контактах с другими минералами она отсутствует.

ИЗОТОПНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МИНЕРАЛОВ ИЗ МАГМАТИЧЕСКИХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОРУНДА

Для характеристики изотопного состава магматогенных корундов было изучено 29 образцов корундов и ассоциирующих минералов. Наши данные, а также, анализ имеющихся материалов из публикаций показывает, что все корунды, происхождение которых связывается с мафическими магматическими породами, обладают близким изотопным составом кислорода (вариации в пределах 2,5%о) и большинство из них попадает в интервал от +4,5%о < 5180 < < 7,0%о относительно SMOW (рис. 3). В этот же интервал укладываются изо-

Рис. 2. Контакт плагиоклазово- корундового включения и щелочного базальта Тун-кинской впадины. Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе иХА-8100.

топные соотношения ассоциирующих с корундами минералов (оливинов, пи-роксенов, слюд) и вмещающих пород.

В то же время существуют и ксеногенные минералы, для которых базальтовая магма является всего лишь транспортным агентом от места образования к земной поверхности. Их генезис может быть разным. Генезис гранатов вулкана Конфетка - метаморфогенный, связан с переработкой коровых ксенолитов под влиянием высокотемпературной щелочной магмы [Высоцкий и др., 2007]. Для плагиоклазово-корундового включения из базальта Тункин-ской впадины также можно предполагать метаморфогенную природу [Высоцкий и др., 2010]. Возможно, источником таких включений являются породы типа корундоносных сиенит-пегматитов, известных в Тажеранском щелочном массиве на западном побережье оз. Байкал.

Таким образом, анализ приведенных и опубликованных материалов показывает, что: изотопный состав кислорода корундов, связанных с мафическими лавами (базальтами, лампрофирами.), колеблется в пределах от +4,5 до +7,0%о, что совпадает с полем значений изотопных составов кислорода магматических минералов (оливина, плагиокла-

nill-I

к» Щ

- . • пол. шпат L • А корунд .

, >TO-J ¿ШГ06И .wr юг

>548 Ж

15» "2

• # шпинель

ф ОЛИВИН щ Ü

^.пироксен Ii • *

•jf хр омдиопсид ф биотит t Я Ьиркон * гранат •

2 3

Йэгв-Гш. США

{ДН^ОД/КЯраПИ*

—L

6lso

Рис. 3. Характеристика распределения изотопов кислорода в минералах магматических пород. (Giuliani, Fallic, Garnier 2005, Tzen-Fu, Chao-Ming, 2006, Zi-Fu,Yong-Fei,Chun-Sheng, 2004, Фор 1983) Изотопный состав вод различного происхождения: 1 - ме-таморфогенные; 2 - мантийные; 3 - магматические воды. Поля магматических и метаморфических вод даны по [Taylor, 1979], а линия метеорных вод - по [Dansgaard, 1964]. Поле мантии обрисовано по данным из [Mattey et а/., 1994; Deloule et а/., 1991].

за, пироксенов и пр.). Поскольку изотопный состав кислорода зависит от способа образования минерала и не зависит от способа его транспортировки на дневную поверхность, это свидетельствует о генетической связи корунда с основными вулканитами или их производными.

ПЕГМАТИТОВЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДОВ

МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДОВ В СИЕНИТОВЫХ ПЕГМАТИТАХЮ ТАЖЕРАНСКИЙ МАССИВ, ИРКУТСКАЯ ОБЛАСТЬ, РОССИЯ

Кристаллы корунда иногда встречаются в сиенитовых и миаскитовых пегматитах. Тажеранский щелочной массив расположен непосредственно на западном берегу оз. Байкал. Сиенитовые пегматиты образуют протяженные (до 1 км) жилы и крупные тела. Особенно интересны тела амазонитовых пегматитов с разнообразной минерализацией, включая корунд.

Корунд из образца имеет серую окраску, пронизан трещинами, заполненными вторичными минералами. На контакте корунда с породой наблюдается полоска мусковита, шириной 100 мкм (рис. 4).

МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДОВ В СИЕНИТОВЫХ И МИАСКИТОВЫХ ПЕГМАТИТАХ. ИЛЬМЕНСКИЕ ГОРЫ, УРАЛ, РОССИЯ

Ильменские горы и их отроги сложены Ильменогорским миаскитовым массивом. Были изучены образцы из пяти различных копей Ильменских гор. Окраска корунда комбинированная: аллохроматическая из-за минеральных

Рис. 4. Контакт корунда с основной породой, Тажеранский массив. Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе иХА-8100.

микровключений и идиохроматическая с хромофорными центрами Ре и "П (синяя, голубая, желтая). Отмечена синтаксия корунда с биотитом, мусковитом и полевым шпатом. Корунд образца Ур-1 (рис. 5), разбит трещинами, по трещинам развиваются мусковит и биотит (рис. 5).

На контакте корунда с вмещающей породой также наблюдается тонкая (10 мкм) кайма мусковита.

Рис. 5. Корунд из полевошпатового пегматита, образец УР-1 .Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе ЖА-8100.

ИЗОТОПИЯ КИСЛОРОДА МИНЕРАЛОВ ИЗ ПЕГМАТИТОВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ КОРУНДОВ

Анализ наших данных и публикаций показывает, что все корунды, происхождение которых связывается с гранитными пегматитовыми месторождениями, попадают в интервал от +7,0%о < 5180 < +13,8%о относительно 5МО\Л/. В этот же интервал укладываются и изотопные соотношения как ассоциирующих с корундами минералов (кварц, ортоклаз, турмалин), так и собственно вмещающей породой в целом. В целом граниты Б-типа (б180 = 9,5 13,5%о),

образовавшиеся при плавлении осадочных пород, обогащены 180 по сравнению с гранитами 1-типа (5180 = 7 + 9,9%о), образовавшимися при плавлении основных магматических пород.

По нашим данным все уральские корунды укладываются в диапазон от +4,6%о < 5180 < +6,5%о, а полевые шпаты от +7,0%о < 51вО < +8,4%о относительно БМСШ (рис. 6). Полученные изотопные данные свидетельствуют о том, что все изученные корундоносные уральские пегматиты демонстрируют тесную связь с магмами основного состава, т.е. возможно являются диф-ференциатами основных расплавов.

• Л 1

Ш 2

т з

А 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15

ölBOsmow, %0

Рис. 6. Изотопный состав кислорода гранитов и породообразующих минералов. Данные по месторождениям Лермонтовское и Восток-2 предоставлены Гзоздевым В.И., граниты по: Фор. Г. (1989), остальное по: Chris, H., Zi-Fu Zhao (2004) и др. Изотопный состав вод различного происхождения: 1 - метаморфогенные; 2 - мантийные; 3 - магматические воды. Поля магматических и метаморфических вод даны по ¡Taylor, 1979], а линия метеорных вод - по [Dansgaard, 1964]. Поле мантии обрисовано по данным из [Mattey et al., 1994; Deloule et al., 1991].

В то же время корунды из пегматитов Тажеранского массива показали значения 5180 10,6 * 11,9%о; это говорит о том, что источником этих корундов, как и массива в целом, являются расплавы, образовавшиеся в результате ультраметаморфизма и плавления осадочных пород, т.е. граниты S-типа.

Таким образом, изотопный состав корундов, происхождение которых связывается с гранитными пегматитами, определяется генетическим типом гранита.

ПНЕВМАТОЛИТО-ГИДРОТЕРМАЛЬНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДОВ

В работе пневматолито-гидротермальный класс рассмотрен на примере корундовых месторождений двух типов:

1. плагиоклазиты и слюдитовые метасоматиты по ультраосновным породам (р. Умба (Танзания), Макар-Рузь, Полярный Урал (Россия));

2. скарнированные мраморы (река Хунза (Пакистан), Кучинское, Урал (Россия), Алабашка, Урал (Россия)).

Тж

ж-1

1.Г

7р-4_

* ШЁ1 '•W'A

214,

typ'

„Ур-3.1-» Ур-2.1

.Ур-1,1

♦Тж-1.2

кварц.Лермонтоеское.Прим край

' " и

:варц.Восток-2,Г:рим.край * »

кварц.Намибия

турмалин.Танзания • •

♦ I-I •

аз .Китай • •

i кварц,Китай

♦ ♦ I-1

па,Юж. Америка •

н • . ,

• грэниты S-типа .Авсгралия

'"' I.....--1 .

МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДОВ В ПЛАГИОКЛАЗИТАХ И СЛЮДИТАХ В УЛЬТРАОСНОВНЫХ ПОРОДАХ

МЕСТОРОЖДЕНИЕ РУБИНОВ И САПФИРОВ. УМБА, ТАНЗАНИЯ

Месторождение рубина и сапфира в районе р. Умба расположено в 67 км к северо-востоку от морского порта Танга. Оно находится в пределах Мозамбик-ской протерозойской складчатой области, в которой развиты горные породы системы Узагода: гранито-гнейсы, гранулиты, мраморы, гнейсы и кристаллические сланцы с кианитом, гранатом, роговой обманкой, слюдой и графитом.

Интрузивные породы представлены крупными массивами анортозитов и мелкими телами норитов и пироксенитов. К более поздним, соскладчатым образованиям относятся граниты и связанные с ними мигматиты [Киевленко, Сенкевич, Гаврилов, 1982].

Поданным Соулсбари [Solesbury, 1967], жилы плюмазитов с благородным корундом приурочены к осевой и эндоконтактовой частям массива серпентинитов. В плане массив серпентинитов имеет овальную форму, его длина 2 км, ширина 0,5-1 км. В экзоконтакте массива обнажаются доломитовые мраморы, а в удалении от них кианитовые, силлиманитовые гнейсы и кварциты. В серпентинитах часто встречаются ксенолиты, которые состоят из мигма-тизированных гранатовых, шпинель-диопсидовых гнейсов, амфиболитов и кварцитов. Кристаллы рубина и сапфира, крупные, с отчетливо выраженными гранями, характеризуются отчетливым плеохроизмом и концентрической цветовой зональностью. В рубинах зональность часто выражена очень темным, почти черным ядром и краевой, ярко-красной или бледно-красной оболочкой; в сапфирах, наоборот, центральная часть кристаллов почти бесцветная, а краевая зона - голубая или синяя [Altherr, Okrusch, Bank, 1982].

МЕСТОРОЖДЕНИЕ РАЙ-ИЗ, ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ, РОССИЯ

По данным C.B. Щербаковой, выделяются два типа пространственно разобщенных корунд-содержащих тел: плагиоклаз-корундовых и слюдит-корундовых. Хорошо образованные кристаллы и сростки корунда в ассоциации с рассеянным хромитом распределены среди плагиоклаз-флогопитовой

флогопит

! / ■ рубин

: хромит ... i fi, - if - ■ ■ | fPj ) (у» '14'

ЩщЩ%ЩШШ § ;îiS S ? ■• Ш j 'ЩМ i tfe ■ ^ 'щв^Шш^^ШЯЯ^---- J 1ШО№В

W • ш .v.» ".-^ftiV'V'1'''!^ "МНИВЯВН Si Mi \ ^

\ .J 3

- ; .10! : i •,■■ ■ M • о ,

Ишвм ШшШШШШ^хщЛ у - .... »'-щ.

/ ! ' «9. 'иЧ

., ,\А î флогопит корунд

*1 S' ♦12 f'H ^ :■.....'

¡|||Ё| аЙр! '/ "¿..А'

JEOL СОМР êB.ÈkV x4S Î(jtymHDll.l|

Рис. 7. Слюдиты с корундом и хромитом, массив Рай-Из. Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе МА-8100.

и флогопитовой массы. Корунды либо окружены каймой молочно-белого плагиоклаза, либо оказываются заключенными в слюдистый агрегат.

Корунд обладает темно-красным цветом. Кристаллы корунда повсеместно содержат включения хромшпинелидов и слюды. В слюдистой зоне плагиоклаз-корундовых проявлений отчетливо выделяются две разновидности слюд: крупночешуйчатый серовато-зеленый фуксит из плагиоклазитов и темно-коричневый флогопит, вмещающий корунды.

Хромит наблюдается в корунде в виде изолированных образований неправильной формы, как бы захваченный минералом-хозяином.

МЕСТОРОЖДЕНИЕ СТАЖ, ЮГО-ЗАПАДНЫЙ ПАМИР, ТАДЖИКИСТАН.

Месторождение Стаж расположено в верховьях р. Дараи-Стаж (правого притока р. Пяндж) примерно в 8 км от ее устья. Абсолютная высота месторождения около 4000 м [Киселев, Буданов, 1986].

Месторождение состоит из трех крупных форстеритовых (апомагнезито-вых) тел, первое из которых находится на правом борту долины, два других - на левом. Корундовые плагиоклазиты, имеющие форму жил или дай-кообразных тел, образуются в связи с телами форстеритовых скарнов или вмещающими их магнезитовыми мраморами. Внутреннее строение жил плагиоклазитов показано на рис. 8.

Рис. 8. Строение жил корундовых плагиоклазитов [составил Киселев В.И., 1986].

1 - плагиоклазит с корунд-флогопитовой минерализацией;

2 — флогопитовые оторочки с корундом; 3 - форстеритовый скарн; 4 - флогопитовая минерализация; 5 - корундовая минерализация.

. « » ! о

Корунд изученного образца обладает розовым цветом, имеет зональную окраску: с белой сердцевиной и розовой периферической частью кристаллов. Зерна корунда заключены в слюдистый агрегат. Слюда представлена флогопитом, образующим мелкие чещуйки красно-коричневого цвета с включениями апатита.

* . ... • - . <%

Рис. 9. Корунд в слюдистом агрегате. Точками показаны участки выполнения локального анализа на рентгеноспектральном микроанализаторе ЖА-8100.

МЕСТОРОЖДЕНИЕ КОРУНДА В СКАРНИРОВАННЫХ МРАМОРАХ.

Р. ХУНЗА, ПАКИСТАН.

В конце 60-х гг. 20 в. в долине р. Хунза, в северо-западной части хр. Каракорум (сев. Пакистан) выявлено крупное месторождение рубина в мраморах (рис. 10).

Рубиновая минерализация установлена во всех зонах мраморной пачки. Рубины - от бледно-розового до густо-красного цветов, обладают хорошо развитыми гранями. Встречаются кристаллы округлой формы. Преобладают камни массой до 1 карата, но встречаются и 2-каратные. В рубинсодержащих

¿С?

Рис. 10. Схематичная геологическая карта района месторождения Хунза в Пакистане [Bank, Okrusch, 1976]. 1 - гранодиориты; 2 - гнейсы, кристаллические сланцы и амфиболиты; 3 - грубозернистые мраморы; 4 - феллитовидные глинистые сланцы; 5 - кальцитовые и доломитовые мраморы; 6 - аплитовидные граниты и лампро-фиры; 7 - породы основного состава; 8 - ледники.

грубозернистых мраморах описываются зеленая и красная шпинель, флогопит, Al-хлорит, Маргарит, амфибол, анортит, турмалин, сфен, апатит, рутил, пирит и пирротин [Okrusch и др., 1976].

Генезис месторождения связывают с региональным метаморфизмом карбонатных пород. Температура метаморфизма 600-620 "С при давлении водяного пара 6 кбар и давлении флюида 7 кбар [Okrusch, Bunch, Bank, 1976].

МЕСТОРОЖДЕНИЕ КОРУНДА НА АЛАБАШСКОМ ПЕГМАТИТОВОМ ПОЛЕ,

УРАЛ, РОССИЯ.

Жильное поле гранитных пегматитов Алабашки приурочено к северной части субмеридиональной Мурзинско-Адуйской зоны Зона сложена алабашской толщей метаморфических пород средне-верх-нерифейского возраста (ранее называемой мурзинской гнейсовой толщей нижнепалеозойского возраста) мощностью 1500-2000 м с интрузивными телами гранитов, гранодиоритов, габ-броидов и гипербазитов [Смертенко и др., 1980; Ферштатер, Бородина, 1994].

В последнее время в разных участках алабашской толщи выявлены породы гранулитовой фации, характеризующиеся наличием антипертитовых плагиоклазов, ортоклазов, высокими содержаниями титана в биотите и роговой обманке [Ферштатер, Бородина, 1994]. Из вмещающих пород особого описания заслуживают мраморы, образующие линзы южнее жил Мокруши и Голодной и в районе бывшей д. Нижняя Алабашка, отмеченные еще А.Е. Ферсманом в 1916 году; он указывает в них кальцит, доломит, флогопит, графит, диопсид, тремолит (рис. 11).

В мраморах юго-западнее д. Нижняя Алабашка (в 2-х км) известно месторождение благородной шпинели и рубина, где встречались кристаллы розовой и фиолетовой шпинели до 2-3 мм, иногда до 10 мм [Озеров, Лебедева, 1938].

Рис. 11. Карбонатные тела на Мраморном мысу возле Нижней Алабашки (план) (по Попову и др., 1998): 1 - гнейсы; 2 - карбонатные тела; 3 - пироксен-скаполитовые метасоматиты; 4 - ранние гранитные пегматиты; 5 - кварцевые жилы; 6 -скаполит-диопсидовые жилки; 7 - среднезернистый гранит.

ИЗОТОПИЯ КИСЛОРОДА В МИНЕРАЛАХ ПНЕВМАТОЛИТО-ГИДРОТЕРМАЛЬНЫХ КОРУНДОНОСНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

Все корунды из плагиоклазитов и слюдитов в массивах ультраосновных пород укладываются в диапазон от +4,8%о < 5180 < +7,4%о (рис. 12), что попадает под влияние магматогенных вод.

•*.*.' 1

В 2

3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25

50-18 %о

Рис. 12. Изотопный состав кислорода в плагиоклазитах и слюдитах среди ультраосновных пород и в скарнированных мраморах. Данные по месторождениям плагиоклазитов и слюдитов в ультраосновных породах и скарнированных мраморах приведены по Фору (1989). Изотопный состав вод различного происхождения: 1 - метаморфо-генные; 2 - мантийные; 3 - магматические воды. Поля магматических и метаморфических вод даны по [Taylor, 1979], а линия метеорных вод - по [Dansgaard, 1964]. Поле мантии обрисовано по данным из [Mattey et al., 1994; Deloule et al., 1991].

Можно предположить, что формирование корундов из месторождений Танзании, Полярного Урала и Гвинеи происходило в мантийных породах, под действием магматогенного флюида, а образец месторождения Стаж-2, Памир, формировался под воздействием смеси флюидов - магматического и метаморфического.

Второй тип месторождений представлен образцами с Алабашки, Урал (Россия) и р. Хунза (Пакистан). Значения содержания изотопов кислорода образцов корунда 5180 = 19,4%о для Алабашки и 5180 = 19,9%о для Пакистана (см. рис. 9). Исходя из изотопных данных, можно предположить метаморфо-генную природу корундов в скарнированных мраморах Алабашки и Пакистана.

Таким образом, изотопный состав кислорода в корундахпневматолито-гидротермального генезиса определяется изотопным составом кислорода водосодержащего флюида, участвовавшего в формировании месторождений, и зависит от изотопного состава вмещающих пород. Это объясняется тем, что из-за относительно небольшого объема флюида, последний приобретает равновесный изотопный состав с вмещающими месторождение породами.

1 ■ 5-1 / 21А

! т-1

1 ; а ; Ш1

, _____ 'ими

♦ • ♦ слюда корунд

:-2 .

Кра-1

знтах

ных породах

в скарнированных мраморах

-J-1-1-1_L.

МЕТАМОРФОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДА

МЕСТОРОЖДЕНИЯ КОРУНДА В ВЫСОКОГЛИНОЗЕМИСТЫХ ГНЕЙСАХ И АМФИБОЛИТАХ. СЕВЕРО-ЗАПАДНОЕ БЕЛОМОРЬЕ, КАРЕЛИЯ, РОССИЯ

Месторождения этого генетического класса представлены проявлениями корунда в северо-западном Беломорье, России.

П~<Ц

Рис. 13. Схема геологического строения северо-восточной части Хито-острова (составили Лебедев В.И., Калмыкова H.A., Нагайцев Ю.В., 1974). 1 - сланцы: а - корунд-ставролит-роговообманковые, б - корунд-кианит-ставролитовые; 2 - гнейсы: а - лейкократовые биотитовые, б - биотит-мусковитовые; 3 - гранатовые амфиболиты; 4 - кианит-гранат-биотитовые гнейсы и сланцы; 5 - гранат-биотитовые гнейсы и сланцы; 6 - роговообманково- биотитовые гнейсы; 7 - элементы залегания; 8 - разломы: а - наблюдаемые, б - предполагаемые.

В пределах беломорского комплекса известны несколько проявлений корунда: в Карелии, на Кольском п-ве, в Архангельской области.

Корундовая минерализация отмечается в гранат-ставролит-биотитовых, гранат-биотитовых (с кианитом) мигматитах и в собственно лейкократовых плагиоклазитах, где корунд имеет перекристаллизованный облик и характеризуется наилучшим качеством.

Изученные гранат-амфибол-флогопитовые плагиогнейсы содержат хорошо ограненные кристаллы малиново-розового корунда (до 1,5 см в длину).

Следует отметить, что, несмотря на довольно интенсивную окраску корунда, содержание хрома в нем ниже чувствительности анализа (0,02% масс.). Из элементов-примесей удалось обнаружить лишь незначительные содер-

жания железа и следы титана. Отсутствие реакционных взаимоотношений (рис. 14) между сосуществующими минералами указывает на то, что в момент образования они находились в равновесном состоянии. Гидрослюды (Нтс), частично замещающие роговую обманку (Агт^), фиксируют более поздний этап низкотемпературного метаморфизма.

Нтс

АтГ

Рис. 14. Взаимоотношения основных минералов корундоносного плагиогнейса между собой. Фото сделано в отраженных электронах, рентгенослектральном микроанализатор иХА-8100.

Было установлено, что минералы корундоносных зон Хитостровского и Ва-рацкого месторождений северной Карелии характеризуются аномально низкими величинами 5180 (менее -26%о) (рис. 15). Большой размер кристаллов способствовал проведению анализа нескольких сосуществующих минералов из одного образца.

Приведенные материалы показывают, что аномально легкий изотопный состав кислорода, впервые на Земле обнаруженный в минералах месторождения Хитостров (Карелия), указывает на участие в формировании корундоносных пород изотопно легкого водного флюида.

Только флюид, полностью сформированный из талых снежно-ледниковых вод, может обладать достаточно легким изотопным составом кислорода. Для льда и снежно-ледниковых вод Гренландии и Антарктиды описаны очень низкие (менее -60%о) значения 5180 [НоеГэ, 1997]. Однако в периоды глобальных оледенений подобные условия могли наблюдаться и гораздо ближе к экватору. В голоценовых ископаемых льдах Восточной Сибири, например, 5180 достигает значений -29,2%о [Васильчук, 1992; Васильчук, Котляков, 2000].

Мы полагаем, что экстремально низкие значения 5180 в минералах могут свидетельствовать о сохранении в них изотопных отношений кислорода и водорода протолита и дометаморфическом обмене с гляциальными водами. Вероятно, свекофенские глиноземистые корундоносные плагиоклазиты были сформированы по метасоматизированным палеопротерозойским породам, образовавшимся в малоглубинной зоне фумарольного поля под ледником.

Xirro строе

Варацкое

Миронова губи

Кулгжмя < _ <

Пулонча

Шусрецкое

СЖ7 *

Нпгро«ро Иерусслька

Плотина Дядина горя •-- •

хНН

\/ШЯШ1

Нотозеро __

128 высота ,_i ШШШШ

_fr—* И^ф^е^п

---I S

ш сиегагг пегмата! ■ '.«VsflH в слюдистых rHcqc'ajMjl

•И

сланцах

в плагиоклаз птах п слюдитах, в ультраосновных породах

* // ИН

im.................. I I 11 м г! (Шшт

• *

• • • • • • •

■ж —

• [ЖЦеммглпноземистьп: гнейсах и , ♦ •

а* ф • •

• •

Л 1

ж* -»

/ / 2

| 3

□ 4

коруяды в скарнированных мраморах ♦ ♦ •

. 1-7-1

• ♦ «

1 j 1*1 Г1 1*1 и Гм1

-MI -28 26 24 22 -20 -IS -Ii 14 12 10

-6 -4 -2 0 2 4 б 6180 %о

10 12 14 16 18 20 22 24

Рис. 15. Изотопный состав кислорода минералов метаморфических пород Кольского полуострова. Данные по месторождениям пла-гиоклазитов и слюдитов в ультраосновных породах и скарнированных мраморах приведены по Фору (1989). Месторождения обозначенные красным - по Биндеману (2010). Месторождения, обозначенные черным, исследовались в ДВГИ ДВО РАН. Изотопный состав вод различного происхождения: 1 - метаморфогенные; 2 - мантийные; 3 - магматические; 4 - метеорные. Поля магматических и метаморфических вод даны по [Taylor; 1979], а линия метеорных вод - по [Dansgaard, 1964]. Поле мантии обрисовано по данным из ~ [Mattey et al„ 1994; Deloule et al„ 1991].

Подобные поля широко распространены в современных вулканических областях (например, на Камчатке или в Исландии). Облегченный состав изотопов кислорода и водорода во всех минералах корундовых проявлений свидетельствует о полном преобразовании раннего мезо-неоархейского субстрата в низкотемпературные глиноземистые метасоматиты в палеопротерозое. Для этого необходим достаточно большой объем воды с легким составом изотопов кислорода, а гидротермальная ячейка должна действовать длительное время. Метасоматоз, вероятно, происходил в период древнейшего гуронского оледенения, пик которого приходится на 2,3 млрд. лет. В дальнейшем эти породы подверглись высокобарному свекофенскому (1,9-1,8 млрд. лет) метаморфизму.

Таким образом, экстремально низкие значения 51Ю в минералах могут свидетельствовать о сохранении в них изотопных отношений кислорода протолита и дометаморфическом обмене с гляциальными водами.

ДЕЛЮВИАЛЬНО-АЛЛЮВИАЛЬНЫЕ РОССЫПНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ САПФИРА

Остаточные россыпи являются главными источниками добычи рубина и сапфира. Это объясняется естественным обогащением корундсодержащих пород в процессе их выветривания и размыва. Наиболее крупные из них -аллювиальные.

Во многих случаях природа коренных источников не установлена или проблематична. В 2005 г. Г. Гулини с соавторами [Giuliani, 2005] была опубликована работа, в которой, на основании анализа 249 образцов корундов из 106 месторождений различного генезиса, была показана зависимость изотопного состава кислорода от типа родоначального месторождения.

На рис. 16 показаны изменения изотопов кислорода для различных месторождений, включая и россыпные. В данной работе были исследованы образцы сапфиров из россыпных месторождений Руч. Надуманный (Приморский край, Россия), Руч. Левый Золотой (Приморский край, Россия), Руч. Левый Горбатов (Приморский край, Россия), вулкана Конфетка (Приморский край, Россия), вулкана Подгелбаночный, (Приморский край, Россия), Джоинт Вентура и Бар-рингтон (Новый Южный Уэльс, Австралия) и рудника Сонгла (Танзания).

Для всех этих месторождений источником сапфиров предполагаются кайнозойские щелочные базальтоиды. Как видно из рис. 16, 5180 для всех сапфиров находится в пределах от +4,8 до +5,5%о относительно SMOW. Близкие значения были получены и для титан-авгита - +5,7%о. В то же время для полевого шпата соотношение изотопов кислорода несколько выше - 5180 SMOW = = +7,3%о.

На рис.16 показано, что все рассмотренные образцы сапфиров имеют значения б180, такие же, как у сапфиров из базальтовых месторождений. Кроме того, анализ Приморских сапфиров и сопутствующих им минералов, таких как полевой шпат и клинопироксен, показал, что их образование происходило при идентичных условиях. Увеличение величины 5180 полевого шпата, вероятно, свидетельствует о тенденции силикатных минералов концентрировать 180 [Фор, 1989].

Из приведенных материалов следует, что: изотопный состав кислорода может служить достаточно надежным критерием определения генети-

ОСОЗЭ Подгелбаиочный, Россия Сонга, Танзания О 030 Ручей Левый Золотой, Россия СШЕЕ) Баррннп ои, Австралия Його-Галч(СШЛ) Ручей л* * ' Ч

11адума11иый,Росс11я' * ''

Пмверел

Кашмир

Умба

Кашмир

Шри Ланка

Могок

Денхай

Джон Соул

Монг Хсу -й-й—tt útí-O

оазальты

мафические породы

сиениты V-"gr

лампролиры

v' V

пегматиты

мафические гнейсы

скарны

мрамора

......I I I I I I I I I I I I I.....

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24

SISO?«», SMOW

Рис. 16. Изотопный состав кислорода ювелирного корунда из россыпных месторождений и образцы изученные в данной работе-А. Изотопный состав кислорода корун-дов из коренных месторождений различного генезиса - В. Данные по Г. Гулини, 2005.

ческой природы базальтовых корундов, что чрезвычайно важно для выявления коренных источников современных россыпных месторождений.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для изучения особенностей изотопного состава корундов, в ходе выполнения данной работы, были исследованы 130 образцов из 28 месторождений.

Как показали наши исследования, все корунды, происхождение которых связывается с мафическими магматическими породами, обладают близким изотопным составом (вариации в пределах 2,5%о) и большинство из них попадает в интервал от +4,5%0 < 5180 < 7,0%о относительно SMOW. В этот же интервал укладываются и изотопные соотношения как ассоциирующих с ко-рундами минералов (оливинов, пироксенов, слюд), так и вмещающих пород. Отсюда следует, что мафические лавы (базальты, основные лампрофиры и пр.) являются материнскими для мегакристаллов корунда, так же как и для других, менее экзотичных минералов (оливинов, пироксенов, слюд и пр.), т.е. кристаллизация сапфира происходит в процессе эволюции родоначаль-ной магмы.

Наши исследования показали, что все корунды, происхождение которых связывается с гранитными пегматитовыми месторождениями, попадают в интервал от +7,0%о < 5180 < +13,8%о относительно SMOW. В этот же интервал

Метаморфогенные

П н евм атол ито- г ид ротермал ьн ь i е

в плагиоклазитах,слюдитах в ультраосновных породах

в скарнированных мраморах

...........

Магматические—

11 111 I 111 ........

Пегматитовые

LÜH )

111 | [ 11 | 11

-26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -S

Метеорные воды

I M M M I П M M M I M M M M I M M и

12 14 16 1S 20 22 24

\ Гетиморфическпе воды I II I I II I I I II II I

-26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10

10 12 14 16 18 20 22 24 26

« U SMOW

Мантийные воды

Рис. 17. Изотопный состав кислорода месторождений корундов различных генетических классов и вод различного происхождения. Поля магматических и метаморфических вод даны по [Taylor, 1979]. Поле мантии обрисовано по данным из [Mattey et al., 1994; Deloule et al., 1991].

укладываются и изотопные соотношения как ассоциирующих с корундами минералов (кварц, ортоклаз, турмалин), так и собственно вмещающей породой в целом.

Таким образом, изотопный состав корундов, связанных с гранитными пегматитовыми месторождениями, определяется генетическим типом этих месторождений.

На примере пегматитовых, метаморфических и пневматолито-гидротер-мальных месторождений хорошо прослеживается воздействие, оказываемое водным флюидом, и можно предположить природу этого флюида.

Ярким примером роли воды в формировании изотопного состава минералов, образовавшихся в результате метаморфизма, являются месторождения Кольского полуострова.

СПИСОК ОСНОВНЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Высоцкий C.B., Игнатьев A.B., Яковенко В.В., Карабцов A.A. Аномально легкий изотопный состав кислорода минералов корундоносных образований северной Карелии //Доклады РАН, 2008. Т. 423. № 1. С. 85-88.

Высоцкий C.B., Яковенко В.В., Игнатьев A.B., Карабцов A.A. Изотопные соотношения кислорода как индикатор генезиса корунда // Тихоокеанская геология 2009. Т. 28. № 1. С. 66-71.

Яковенко В.В., Высоцкий C.B., Игнатьев A.B. Изотопный состав кислорода как индикатор генетической природы корунда // XVIII Симпозиум по геохимии изотопов имени академика А.П. Виноградова, 2007. С. 297-298.

Яковенко В.В., Высоцкий C.B., Игнатьев A.B. Особенности изотопного состава кислорода корундов и ассоциирующих минералов северной Карелии // Всероссийская конференция Геодинамика, магматизм, седиментогенез и ми-

нерагения Северо-запада России, 2007. С. 469-472.

Яковенко В.В., Высоцкий C.B., Игнатьев A.B. Происхождение сапфиров Приморья по изотопным данным // Четвертый международный минералогический семинар теория, история, философия и практика Сыктывкар, 2006. С. 209-210.

Яковенко В.В., Высоцкий C.B., Игнатьев A.B. Изотопный состав кислорода как критерий генетической природы сапфиров Приморья //Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России Владивосток, 2006. С. 73-75.

Виктория Васильевна ЯКОВЕНКО

ИЗОТОПНО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ СИСТЕМАТИКА КОРУНДОВ И ИХ ГЕНЕЗИС

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Подписано к печати 18.12.2012 г. Печать офсетная. Формат 60x90/16. Бумага офсетная. Усл. п. л. 1,44. Уч.-изд. л. 1,04. Тираж 100 экз. Заказ 135

Отпечатано в типографии ФГУП Издательство «Дальнаука» ДВО РАН 690041, г. Владивосток, ул. Радио,7

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Яковенко, Виктория Васильевна

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1. Проблемы определения коренного источника корундов из россыпей.

Глава 2. Методы исследования.

2.1. Рентгеноспектральный микроанализ.

2.2. Масс-спектрометрический анализ стабильных изотопов кислорода.

2.2.1. Высоковакуумная установка с лазерным методом подготовки проб для прецизионного масс-спектрометрического анализа стабильных изотопов кислорода из силикатов и окислов.

2.2.2. Методика выделения СО2 из микронавесок карбонатов для измерения изотопов кислорода и углерода.

Глава 3. Магматические месторождения корундов.

3.1 Месторождения корундов в щелочных основных лампрофирах.

3.2. Особенности корундсодержащих минеральных ассоциаций в щелочных основных лампрофирах дайки Його-Галч, шт.Монтана, США.

3.3 Плагиоклаз - корундовые включения в базальтах Тункинской впадины, Иркутская область, Россия.

3.4. Изотопные особенности минералов из магматических месторождений корунда. - .V ,1" ; > ( I 1м I 1 чч , (, ММД-'

Глава 4. Пегматитовые месторождения корундов

4.1 Месторождения корундов в сиенитовых пегматитах Тажеранского массива, Иркутская область, Россия.

4.2 Месторождения корундов в сиенитовых и миаскитовых пегматитах Ильменские горы, Урал, Россия.

4.3 Изотопия кислорода минералов из пегматитовых месторождений корундов.

Глава 5. Пневматолито-гидротермальные месторождения корундов.

5.1. Месторождения корундов в плагиоклазитах и слюдитах в ультраосновных породах.

5.2 Месторождения корундов в скарнированных мраморах.

5.3 Изотопия кислорода в минералах пневматолито-гидротермальных корундоносных месторождений.

Глава 6. Метаморфогенные месторождения корунда.

6.1 Месторождения корунда в высокоглиноземистых гнейсах и амфиболитах Северо-Западного Беломорья, Карелия, Россия.

6.2 Изотопия кислорода минералов метаморфических корундоносных пород северо-западного Беломорья.

Глава 7. Делювиально-аллювиальные россыпные месторождения сапфира.

7.1. Месторождение Баррингтон, Новый Южный Уэльс, Австралия.

7.2 Вулкан Конфетка, Приморский край, Россия.

7.3 Вулкан Подгелбаночный, Приморский край, Россия.

7.4 Изотопия кислорода в делювиально-аллювиальных россыпных месторождениях сапфира.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Изотопно-геохимическая систематика корундов и их генезис"

Актуальность темы исследования.

Известно, что ювелирные корунды полигенны. Их коренные месторождения связаны с различными породами - пегматитами, лампрофирами, плагиоклазитами, мраморами и силикатными эндоскарнами [Киевленко и др., 1982]. Однако одним из наиболее важных типов месторождений в промышленном отношении являются россыпи благородного корунда, расположенные на всех континентах земного шара. Наибольшее количество россыпей этого ювелирного сырья известно и разрабатывается в регионах с тропическим и субтропическим климатом, благоприятным для высвобождения этих исключительно стойких к выветриванию драгоценных камней из коренных источников [Hughes, 1996; Guo et al., 1996; Sutherland et al., 1998]. Такие месторождения эксплуатируются в Кении (Туркана), Танзании, Нигерии (Джимми, Кадуна), Руанде, Великобритании (Шотландия), Колумбии (Меркадерес-Рио Майо), на севере о. Мадагаскар и юге о. Калимантан. Вдоль всей западной окраины Тихого океана от Тасмании и восточной Австралии через Таиланд, Лаос, Вьетнам и восточный Китай на Дальний Восток России трассируется пояс сапфироносных россыпей [Высоцкий и др., 2002, 2003; Choowong, 2000; Coenraads et al., 1995; Gamier et al., 2005; Jobbins et al., 1981; Kammerling et al., 1991; Krzemnicki et al., 1996; Saminpanya, 2001; Smith et al., 1995; Sutherland, Coenraads, 1996; Sutherland et al., 2002].

Даже при небольших размерах и запасах эти месторождения могут быть рентабельны. Поэтому проблема генезиса корундов из россыпных месторождений остается актуальной на протяжении долгого времени. Недостаточное понимание механизма образования корундов из россыпей сильно ограничивает возможность поиска и исследования новых месторождений этих драгоценных камней.

Одним из дополнительных методов решения этой проблемы, может быть определение изотопного состава кислорода корунда и сопутствующих минералов. Доказано, что изотопные составы кислорода генетически связанных минералов образуют компактное общее поле значений, область которого зависит только от колебания физико-химических параметров минералообразующей среды (Фор, 1983). Изотопный состав кислорода практически не меняется после образования минерала, если только последний не был полностью трансформирован в результате расплавления, химического замещения или других подобных реакций, изменяющих первичную структуру. Поэтому изотопный состав кислорода может служить критерием генезиса как породы в целом, так и отдельных минералов. Кроме того данный метод позволяет проводить исследования редких, уникальных образцов из микронавесок, что является чрезвычайно актуальной задачей.

Цель настоящей работы - выявить зависимость изотопного состава кислорода корундов от их генезиса.

Основные задачи.

1. Отработать методику определения стабильных изотопов кислорода из очень малых объемов минералов и пород.

2. Изучить изотопный состав кислорода корундов и сопутствующих минералов.

3. Выявить взаимосвязь между изотопным составом кислорода и типом месторождения.

4. Определить коренной источник корундов из россыпей Приморья.

Защищаемые положения:

2. Протолит корундоносных месторождений Хитостровского и Варацкого образовался в результате метасоматоза в малоглубинной зоне фумарольного поля при участии гляциальных вод, что определило аномально легкий состав кислорода в минералах. Окончательное формирование корундоносных пород происходило при высокоградном свекофенском (1,9 - 1,8 млрд. лет) метаморфизме. В результате проведенных исследований известный диапазон вариаций изотопного состава кислорода земных минералов был расширен до

-26°/оо.

3. Изотопный состав кислорода корундов и ассоциирующих мегакристов из россыпей Приморья колеблется в интервале 5,5 - 6,5%о. Эти значения совпадают с полями значений изотопных составов кислорода мегакристаллов щелочных базальтов, что свидетельствует о генетической связи корунда с основными вулканитами.

Научная новизна.

Получены новые данные по изотопному составу кислорода в корундах и ассоциирующих минералах в 130 образцах из 28 месторождений России и мира.

Установлено, что изотопный состав кислорода в благородных корундах зависит от типа первичного месторождения и может служить критерием, определяющим их генезис. На основе изучения 518Оузмо\у сапфиров из россыпей, ассоциирующих с кайнозойскими базальтами, показано, что они имеют узкий (+5,5%о - +7,0%о) интервал изменения изотопного состава кислорода, аналогичный таковому в сапфирах и сопутствующих мегакристах из базальтов. Для каждого конкретного типа месторождений установлен строго определенный, достаточно узкий интервал вариаций изотопов кислорода. Впервые в мире были обнаружены минералы с аномальными (1 Я

15,5 - -26%о) значениями 5 Оуэмсш, что может быть связано с влиянием талых ледниковых вод. В целом состав изотопов кислорода благородных корундов варьирует в широких пределах (от -26%о до +24%о), причем каждый

1 Я тип месторождений обладает своим интервалом 5 Оувмоху в этом ряду.

Практическая значимость.

Как было установлено в работе, корунды разного генезиса обладают специфическими соотношениями изотопов кислорода. Это свойство может быть использовано для диагностики коренных месторождений корундов из россыпей, геммологических экспертиз и изучения генетических особенностей как минералов, так и месторождений в целом.

Апробация работы и публикации.

По теме диссертации опубликовано 6 работ. Из них 2 - в центральных научных журналах, 4 - в сборниках «Материалов» международных конференций и российских симпозиумов. Результаты докладывались на Четвертом международном минералогическом семинаре «Теория, история, философия и практика», Сыктывкар, 2006; на конференции «Современные проблемы геологии, геохимии и геоэкологии Дальнего Востока России», Владивосток, 2006.

Благодарности.

Диссертация выполнена в лаборатории стабильных изотопов ДВГИ ДВО РАН под руководством д.г.-м.н. C.B. Высоцкого и к.г.-м.н. A.B. Игнатьева, которым автор выражает свою искреннюю благодарность за помощь в постановке задач исследования и всестороннюю поддержку на всех этапах работы. За помощь в проведении анализов выражаю признательность к.г.-м.н. Веливецкой Т.А., вед. инженеру Ермоленко Е.С., вед. инженеру Коноваловой Н.П., вед. инженеру Авченко В.М. . Отдельная благодарность к.г.-м.н. Карабцову A.A., под руководством которого выполнены все анализы на микроанализаторе JXA-8100. Автор благодарит В.Г. Семенову, В.И. Левицкого, Е. Н. Терехова, В.А. Попова за предоставление геологических образцов.

Заключение Диссертация по теме "Петрология, вулканология", Яковенко, Виктория Васильевна

Заключение.

Для изучения особенностей изотопного состава корундов, в ходе выполнения данной работы, были исследованы 130 образцов из 28 месторождений. Согласно Киевленко, месторождения корунда подразделяются на следующие генетические классы: магматический, пегматитовый, пневматолито-гидротермальный, метаморфогенный и россыпные (рис. 8.1) [Киевленко и др. 1982].

Метаморфогенные

Пневматолито-гидротермальные в плагиоклазитах, слюдитах в скарнированных в ультраосновных породах мраморах

Магматические'

II I I I II И

-26 -24 -22 -20 -18 -1« -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2'

Метеорные воды

IUI.111.

Пегматитовые f 2> 8 ] 5 X и

Z 3

ES Iй U я

Ли

0 12 14 16 18 20 22 24 26

Метаморфические воды

I I I I I I I I I 1 I I I 1 I I I

-26 -24 -22 -20 -18 -16 -14 -12 -10 -8 -6 -4 -2 0 2 4 А 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26

180 SMOW

Мантннные воды

Рис. 8.1. Изотопный состав кислорода месторождений корундов различных генетических классов и вод различного происхождения (Поля магматических (оранжевое) и метаморфических (зелёное) вод даны по [Taylor, 1979]. Поле мантии (красное) обрисовано по данным из [Mattey et al., 1994; Deloule et al., 1991]).

Все сапфиры, происхождение которых связывается с мафическими магматическими породами, обладают близким изотопным составом вариации в пределах 2.5%о) и большинство из них попадает в интервал от 18

4.5%о <8 0<7.0%о относительно SMOW. В этот же интервал укладываются и изотопные соотношения как ассоциирующих с корундами минералов (оливинов, пироксенов, слюд), так и вмещающих пород. Отсюда следует, что мафические лавы (базальты, основные лампрофиры и пр.) являются материнскими для мегакристаллов сапфира, так же как и для других, менее экзотичных минералов (оливинов, пироксенов, слюд и пр.), т.е. кристаллизация сапфира происходит в процессе эволюции родоначальной магмы. К таковым относятся сапфиры месторождений дайки Його, корунды россыпи Австралии, минералы Монголии, а также корунды вулканов Подгелбаночный и Конфетка Приморского края.

В то же время существуют и ксеногенные корунды, для которых базальтовая магма является всего лишь транспортным агентом от места образования к земной поверхности, например для плагиоклаз-корундового включения из базальта Тункинской впадины установлена метаморфогенная природа. Возможно, источником таких включений являются породы типа корундоносных сиенит-пегматитов, известных в Тажеранском щелочном массиве на западном побережье оз. Байкал. Таким образом, изотопный состав минерала не зависит от метода транспортировки на земную поверхность, а зависит от изотопного состава материнской породы, если только не трансформируется структура и состав минерала.

В то же время, минералы пегматитов Тажеранского массива показали 1 й значения 5 О 10.4 -М1.6%о; это говорит о том, что источником как корундов, так и массива в целом, являются расплавы, образовавшиеся в результате ультраметаморфизма и плавления осадочных пород, т.е. гранитная магма Б-типа.

Таким образом, изотопный состав корундов, связанных с гранитными пегматитовыми месторождениями, определяется генетическим типом этих месторождений и может служить довольно точным критерием для определения материнской породы.

На примере метаморфических и пневматолито-гидротермальных месторождений хорошо прослеживается воздействие, оказываемое водным флюидом, и может быть установлена природа этого флюида.

Все корунды из плагиоклазитов и слюдитов в массивах ультраосновных пород месторождения Танзании, Полярного Урала и Гвинеи укладываются в диапазон от +4,8%о <5180<+5,5%о. По всей видимости, формирование этих образцов происходило в метасоматизированной ультраосновной породе под воздействием водного флюида, вступившего в изотопное равновесие, по кислороду с вмещающей породой.

1 R

Корундовый биотитит Памира (5 О=7.4%о) сформировался из магматической материнской породы, скорее всего, под воздействием смеси флюидов: магматического и метаморфического.

Корунды из скарнированных мраморов Алабашки и Пакистана

1 Я

8 0=19.4%о и 19.9%о соответственно) образовались, по всей видимости, в результате регионального метаморфизма карбонатных пород при температуре 600-620°С [Okrusch, Bunch, Bank, 1976], под воздействием метаморфогенного флюида.

Ярким примером роли водного флюида в формировании изотопного состава минералов, образовавшихся в результате метаморфизма, являются месторождения Кольского полуострова.

Образцы корундоносных гранат-амфибол-флогопитовых плагиогнейсов протерозойского возраста из Чупинской толщи Беломорского комплекса месторождения Хитострова [Терехов, Левицкий, 1991; Серебряков, Аристов, 2004] характеризуются аномально низкими (менее

1 о

26%о) значениями 8 О. Анализ имеющихся материалов указывает на то, что единственным реальным механизмом, в результате которого могли сформироваться подобные изотопные отношения кислорода в минералах, являются обменные процессы между трансформируемой породой и водным флюидом. А единственными водами, обладающими потенциалом для формирования подобного флюида являются талые ледниковые воды. Только флюид, полностью сформированный из талых снежно-ледниковых вод, может обладать достаточно легким изотопным составом кислорода и водорода. Причем в современных условиях такие воды могут образоваться только в полярных условиях. Для льда и снежно-ледниковых вод Гренландии

18 и Антарктиды описаны очень низкие (менее -60%о) значения 8 О [Ное!^, 1997].

Как показали проведенные исследования, изотопный состав

18 кислорода в корундах варьирует в пределах -26%о<д 0<+24%о. Изотопный состав кислорода корундов в месторождениях метаморфогенных, пегматитовых и пневматолит-гидротермальных диктуется изотопным составом кислорода водосодержащего флюида, участвовавшего в их формировании.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Яковенко, Виктория Васильевна, Владивосток

1. Авченко О.В., Высоцкий C.B., Чудиенко К.В. Опыт интерпретации реакционной структуры методом минимизации термодинамического потенциала// ДАН, 2007. Т. 415, №1. С. 1-4

2. Аллисон А., Палмер Д. Геология наука о вечно меняющейся Земле. М. Мир. 1984. 584 с.

3. Ананьев С.А., Ананьев Т.А., Гаранин В.К., Кудрявцева Г.П. Благородные корунды и цирконы из россыпей Приморья // Записки Всероссийского минералогического общества. 1998. № 4 . С. 120 124.

4. Баженов А.Г., Иванов Б.Н., Баженова Л.Ф., Кутепова Л.А. Особенности химизма амфиболитов Ильменского комплекса // Метаморфические порды в офиолитовых комплексах Урала. Свердловск:УНЦ АН СССР, 1979. с.90-100.

5. Бакшеев И.А., Устинов В.И., Долгова О.С., Балицкий B.C., Екименкова И.А. Изотопный состав кислорода показатель генезиса корунда // Электронный научно-информационный журнал «Вестник Отделения наук о Земле РАН». 2006. №1 (24).

6. Бибикова Е.В., Слабунова A.A., Богданова C.B. и др. Ранний магматизм Беломорского подвижного пояса, Балтийский щит: латеральная зональность и изотопный возраст // Петрология. 1999. Т. 7. №2. С. 115140.

7. Болтыров В.Б., Пыстин A.M., Огородников В.Н. Региональный метаморфизм пород в северном обрамлении Санарского гранитного массива на Южном Урале // Геология метаморфических комплексов Урала. Свердловск. 1973. № 91.

8. Варлаков А. С. Генезис хромитового оруденения в альпинотипных гипербазитах Урала // Петрография ультраосновных и щелочных пород Урала. Свердловск: УНЦ. 1978.

9. Васильчук Ю.К. Изотопно-кислородный состав подземных льдов (опыт палеогеокриологических реконструкций. Изд. Отдел. Теоретических проблем РАН. МГУ, ПНИИИС. 1992. В 2-х томах

10. Васильчук Ю.К., Котляков В.М. Основы изотопной геокриологии и гляциологии. Учебник. М. МГУ. 2000. 616 с.

11. Власов К. А., Текстурно-парагенетическая классификация гранитных пегматитов. Известия АН СССР. Серия Геологическая. 1952. №2.

12. Волянюк Н.Я., Владимиров Б.М., Зорин Ю.А. О возможном составе земной коры и верхней мантии в зоне Байкальского рифта по данным изучения включений в базальтах. // Проблемы рифтогенеза: Материалы к симпоз. по рифтовым зонам земли. 1975. С. 53-55.

13. Волянюк Н.Я., Семенова В.Г., Лахно Т.А. Включение плагиоклазово-корундовой породы плюмазита из базальтов Тункинской впадины // Вопросы петрографии и минералогии основных и ультраосновных пород Восточной Сибири. Иркутск. 1974. С. 5 - 11.

14. Вулканические пояса Востока Азии. Геология и металлогения. М.: Наука. 1984. 504 с.

15. Высоцкий C.B., Щека С.А., Нечаев В.П., Сорока В.П., Баркар A.B., Ханчук А.И. Первая находка сапфиров в кайнозойских щелочно-базальтовых вулканах Приморья // Доклады РАН. 2002. Т. 387. № 6. С. 806-810.

16. Высоцкий C.B., Щека С.А., Баркар A.B., Нечаев В.П., 2003 Приморье -фрагмент Восточно-Азиатского сапфироносного пояса? // Вестник ДВО РАН. 2003. №6. С. 57-66.

17. Высоцкий C.B., Баркар A.B. Сапфиры Приморья. Владивосток. Дальнаука. 2006. 112. с.

18. Высоцкий C.B., Игнатьев A.B., Яковенко В.В., Карабцов A.A. Аномально легкий изотопный состав кислорода минералов корундоносных образований северной Карелии // Доклады РАН. 2008. Т. 423. № 1.С. 85 88.

19. Высоцкий C.B.,. Яковенко В.В., Игнатьев A.B., Карабцов A.A. Изотопные соотношения кислорода как индикатор генезиса корунда. Тихоокеанская геология 2009. Т. 28. № 1. С. 66 71.

20. Градчикова Б.Г., Никольская JI.B., Самойлович М.И. О природе окраски натуральных и синтетических сапфиров и экспрессный метод их индефикации // Доклады АН СССР. 1979. Т. 146. № 3. С. 599 601.

21. Добрецов Н.Л., Соболева B.C., Хлестова В.В. Фации регионального метаморфизма умеренных давлений. М.: Недра. 1984. 286 с.

22. Заварицкий А.Н. О пегматитах как образованиях промежуточных между изверженными горными породами и рудными жилами. // Записки Всесоюзного минералогического общества. 1947. Т. 76. № 37. С. 37 50.

23. Игнатьев A.B., Веливецкая Т.А. Лазерная методика подготовки проб для анализа стабильных изотопов кислорода силикатов и окислов // Материалы 17 симпозиума по геохимии изотопов (им. Виноградова А.П.). 2004. С. 96-97.

24. Игнатьев A.B., Веливецкая Т.А. Методика выделения СОг из микронавесок карбонатов для измерения изотопов кислорода и углерода // Материалы 17 симпозиума по геохимии изотопов (им. Виноградова А.П.). 2004. С. 95.

25. Кашинцев Г. Л. Петрогенезис ультраосновного массива Рай-Из на Полярном Урале. Автореферат кандидатской диссертации геолого-минералогических наук. М. 1972.

26. Киевленко Е.Я. Поиски и оценка месторождений драгоценных и поделочных камней. М: Недра. 1980. 160 с.

27. Киевленко Е.Я., Сенкевич H.H., Гаврилов А.П. Геология месторождений драгоценных камней. М.: Недра. 1982. 43 с.

28. Кисин А.Ю. Месторождения рубинов в мраморах (на примере Урала). Свердловск. 1991. С. 30-32.

29. Коваленко C.B., Ханчук А.И. Первая находка глаукофановых сланцев в Сихоте-Алине//Доклады АН СССР. 1991.Т.318. № 3. С. 692-694.

30. Кольская сверхглубокая. М: Недра. 1984. 490 с.

31. Конев A.A. Контактово-метаморфические и метасоматические образования Тажеранского щелочного массива // Информационный сборник ИЗК. Иркутск. 1970. С. 31 34.

32. Конев A.A., Самойлов B.C. Контактовый метаморфизм и метасоматоз в ореоле Тажеранской щелочной интрузии. «Наука» Сибирское отделение. Новосибирск. 1974. 246 с.

33. Коржинский Д.С. Проблемы метасоматических процессов. М.: Недра. 1970.

34. Коржинский Д.С. 1973. Метамагматические процессы // Известия АН СССР. Серия геология. № 12. С. 3 6.

35. Лебедев В.И., Калмыкова H.A., Нагайцев Ю.В. Корунд-роговообманковые сланцы беломорского комплекса // Советская геология. 1974. № 9. С. 78 89.

36. Левин В.Я., Роненсон Б. М., Самков В. С. Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Ур. ком. по геолгии и использованию не др.Екатеринбург. 1997. 271 с.

37. Левицкий В.И. Петрология и геохимия метасоматоза при формировании континентальной коры. Новосибирск.: ГЕО. 2005. 342 с.

38. Некоторые проблемы пегматитов Ильменских гор // Материалы к минералогии Южного Урала. Свердловск: УНЦ РАН СССР, 1984.

39. Никитин В. Д., Пегматитовые месторождения, в кн.: Генезис эндогенных рудных месторождений, М. 1968. С 84 151.

40. Поляков В.А., Ферронский В.И., Изотопия гидросферы Земли, 2009. 632 с.

41. Попов В. А. Практическая кристалломорфология минералов. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984. 190 с.

42. Попов В. А., Макагонов Е. П., Никандров С. Н. Новые данные о карбонатитах Урала // Уральский минералогический сборник. 1998. № 8. 135 с.

43. Попов В.А., Попова В.И. Минералогия пегматитов Ильменских гор // Минералогический альманах. Т. 9. 2006. 31 с.

44. Попова В. И., Попов В. А., Борщев С. К., Демочкин В. П., Канонеров А. А. Минералоги гранитных пегматитов Алабашского поля самоцветной полосы Урала // Миасс : ИМин УрО РАН. 1999. 90 с.

45. Пржиялговский Е.С., Терехов E.H. Пластичные надвиги Западного Беломорья // Вопросы строения литосферы. М.: Наука. 1987.

46. Россовский JI.H., Коноваленко С.И., Ананьев С.А. Условия образования рубина в мраморах // Геология рудных месторождений. 1982. №2. С. 57-66.

47. Русаков М.П. Материалы к описанию корундовых месторождений Ильменских гор // Материалы по общей и прикладной геологии. № 71. Геол. Комитет. Л. 1927. 72 с.

48. Силаев В. И., Капитанова В. А., Шанина С. Н. Минералогия и онтогения агатовидных секреций на Полярном Урале // Кварц. Кремнезем: Материалы Между нар. семинара. Сыктывкар: Геопринт. 2004. С. 118-123.

49. Старикова А.Е Механизм образования кальцифиров Тажеранского массива (западное Прибайкалье) // Сборник тезисов Пятой Сибирской конференции молодых учёных по наукам о Земле. 2010. Новосибирск.

50. Терехов E.H., Левицкий В.И. Геолого-структурные закономерности размещения корундовой минерализации в северо-западном Беломорье // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1991. №6. С. 3-13.

51. Успенский Н. М. Негранитные пегматиты М.: Недра. 1965.113

52. Ферсман А. Е. Пегматиты. 3 изд. т. 1. М.— JI. 1940.

53. Ферштатер Г. Б., Бородина Н. С., Коровко А. В., Кокоулин В. А. Новые данные о геологическом строении Мурзинского гранитного массива (Средний Урал) // Ежегодник-85. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1986. С. 50- 51.

54. Фор. Г. Основы изотопной геологии. М.: Мир. 1983. С. 483 484.

55. Щека С.А. Базит-гипербазитовые интрузии и включения в эффузивах Дальнего Востока. М.: Наука. 1983. 167 с.

56. Щербакова С.В. О двух типах рубиновой минерализации в ультраосновном массиве Рай-Из на Полярном Урале // ВСЕГЕИ. 1976. Труды Т. 210. С. 111 119.

57. Щербакова С.В, Сутурин А.Н. Геохимия и минералогия метасоматитов с рубином (массив Рай-Из, Полярный Урал) // В сб. Геохимические поиски самоцветов. Новосибирск. Наука. 1990. С. 167 -198.

58. Яковенко В.В., Высоцкий С.В., Игнатьев А.В. Изотопный состав кислорода как индикатор генетической природы корунда // XVIII Симпозиум по геохимии изотопов имени академика А.П.Виноградова. 2007. С. 297 298.

59. Aharon P. A stable isotope study of magnesites from the Rum Jungle uranium field, Australia: Implications for the origin of strata-bound massive magnesites // Chemical Geology. 1988. № 69. P. 127 145.

60. Altherr R., Okrusch M., Bank H. Corundum- and kyanite-bearing anatexites from the Precambrian of Tanzania // Lithos. 1982. V. 15. № 3. P. 191 197.

61. Aspen P., Upton. B. G. J., Dickin A.P. Anorthoclase, sanidine and associated megacrysts in Scottish alkali basalts: high pressure syenitic debris from upper mantle sources? // Eur. J. Miner. 1990. V. 2. P. 503 517.

62. Bindeman I.N. Oxygen isotopes in mantle and crustal magmas as revealed by single crystal analysis // Reviews in Mineralogy and Geochemistry 2008. V. 69. № 11. p. 445 -478.

63. Bindeman, I.N.,. Oxygen isotopes inmantle and crustalmagmas as revealed by single crystal analysis // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2008. № 69. P. 445 478.

64. Bindeman I.N., Schmitt A.K., Evans D.A.D. Limits of hydrosphere-lithosphere interaction: origin of the lowest dl80 silicate rock on Earth in the Paleoproterozoic Karelian rift // Geology. 2010. V. 38. P. 631 634.

65. Brown J.C. Sapphires of India and Kashmir // The gemmologist. 1956. V. 25. №229. P. 97- 100.

66. Chappell B.W., White A.J.R. Two contrasting granite types // Pacific Geologist. 1974. № 8. P. 173 174.

67. Chappell B.W., White A.J.R I- and S-type granites in the Lachlan Fold Belt, southeastern Australia. Geology of Granites and Their Metallogenic Relations : Science Press, Beijing, 1984. P. 87 101.

68. Cherniak, D.J., Zhang, X.Y., Nakamura, M., Watson, E.B., 2004, Oxygen diffusion in monazite // Earth and Planetary Science Letters. 2004. V. 226. P. 161 174.

69. Choowong M. Quaternary geology and sapphire deposit from the BO PHOLOI gem field, Kanchanaburi Province, Western Thailand// Journal of Asian Science. 2002. V. 20.

70. Clabaugh S.E. Corundum deposits of Montana // USGS:Geological Survey Bulletin. 1952. V. 983. P. 1 100.

71. Coenraads, R.R. Surface Features of Natural Rubies and Sapphires Associated with Volcanic Provinces // Journal of Gemmology. 1992. V. 23. P. 151 160.

72. Collins W. J., Arculus R. J., Ellis D. J., Frost C. D. Geochemical Classification for Granitic Rocks // Journal of Petrology. 2001. V. 42. №11. P. 2033 2048.

73. Deloule E, Albarede F, Sheppard S.M.F. Hydrogen isotope heterogeneity in the mantle from ion probe analysis of amphiboles from ultramafic rocks // Earth and Planetary Science Letters. 1991. № 105 P. 543 553.

74. Fiebig, J., Wiechert, U., Rumble, D., and Hoefs, J. High-precision in-situ oxygen isotope analysis of quartz using an ArF laser // Geochimica et Cosmochimica Acta 1999. № 63. P. 687 702.

75. Fiebig J., Hoefs J., Hydrotermal alteration of biotite and plagioclase as inferred from intragranular oxygen isotope- and cation- distribution patterns // European Journal of Mineralogy. 2002. № 14 P. 49 60.

76. Fiebig J, Schone B.R., Oschmann W. High precision oxygen and carbon isotope analysis of very small (10-30p.g) amounts of carbonates using CF-IRMS // Rapid Communications in Mass Spectrometry 2005. № 19. P. 2355 2358.

77. Frost B.R., Barnes C.G., Collins W.J., Arculus R.J., Ellis D.J., Frost C.D. A geochemical classification for granitic rocks // Journal of Petrology. 2001. V. 42. P.2033 2048.

78. Giuliani, G., Fallic, A., Gamier, V., France-Lanord, C., Ohnenstetter, D., Schwarz, D. Oxygen isotope composition as a tracer for the origins of rubies and sapphires // Geology. 2005. V. 33. P. 249 252.

79. Guo, J., O'Reilly, S.Y., Griffin, W.L. Corundum from basaltic terrains: a mineral inclusion approach to the enigma // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1996. № 122. P. 368 386.

80. Hall R. Cenozoic geological and plate tectonic evolution of SE Asia and the SW Pacific: computer-based reconstructions, model and animations // Journal of Asian Earth Sciences. 2002. № 20. P. 353 431.

81. Harrison, T.M., Grove, M., Lovera, O.M., Catlos, E.J., DAndrea, J. The origin of Himalayan anatexis and inverted metamorphism: models and constraints // Journal of Asian Earth Sciences. 1999. № 17. P. 755 772.

82. Hattori, K., Muelenbachs, K. Oxygen isotopic ratios of Icelandic crust // Journal of Geophysical Research. 1982 № 87. P. 6559 6565.

83. Hughes, R.W., Ruby & Sapphire. 1996, RWH Publishing, Boulder, CO, 512 pp.

84. Jahns R. H., Burnham C. W. Experimental studies of pegmatite genesis: The model for derivation and crystallization of granitic pegmatite // Economic Geology 1969. V. 64. №8. P. 843-864.

85. Jobbins E.A., Berrange J.P. The Pailin ruby and sapphire gemfield, Cambodi // Journal of Gemmology. 1981. V. 17. № 8. P. 555 567.

86. Kelley S.P. Ar-Ar dating by laser microprobe. /Microprobe Techniques in the Earth Sciences. Ed. P.J. Potts, J.F.W. Bowles, S.J.B. Reed and M.R. Cave. London: Chapmann and Hall. 1995. P. 327 358.

87. Krylov, D.P., Glebovitsky, V.A. Oxygen isotopic composition and nature of fluid during formation of high-Al corundum-bearing rocks of Mt. Dyadina, Northern Karelia // Doklady Earth Sciences 2007. V. 413. P. 210 212.

88. Krylov, D.P. Anomalous ratios of 180/160 in corundum-bearing rocks from Northern Karelia // Doklady Earth Sciences. 2008. V. 419. P. 533 536.

89. Landes K. K. Origin and classification of pegmatites // American Mineralogist. 1933. V. 18. № 2. P. 96 116.

90. MacNewin A. Sapphires in the New England District, New South Wales // Records of the Geological Survey of New South Wales. 1972. № 14. P. 19 -35.

91. Mattey D., Lowry D., Macpherson C. Oxygen isotope composition of mantle peridotite // Earth and Planetary Science Letters. 1994. № 128. P. 231 241.

92. Meyer H., Mitchel R. Sapphire-bearing ultramafic lamprophyre from Yogo, Montana: a ouachitite // The Canadian Mineralogist. V. 26. P. 81 88.

93. O'Neil J.R. and Kharaka Y.K. Hydrogen and oxygen isotope exchange reactions between clay minerals and water // Geochimica et Cosmochimica Acta. 1976. № 40. P. 241 246.

94. O'Neil, J. R. Hydrogen and oxygen isotope fractionation between ice and water // Pacific Geology. 1968. № 8. P. 173 174.

95. Pechera A., Giuliani G. Geology, geochemistry and Ar-Ar geochronology of the Nangimali ruby deposit, Nanga Parbat Himalaya (Azad Kashmir, Pakistan) // Journal of Asian Earth Sciences. 2002. № 21. P. 265 282.

96. Schaller W. T., The genesis of lithium pegmatites // American Journal of Science. 1925. V. 10. Sept

97. Serebryakov, N.S., Astafi ev, B.Y., Voinova, O.A., and Presnyakov, S.L. Single zircon dating of metasomatites from the Belomorian Belt // Doklady Earth Sciences. 2007. V. 413A. P. 388 392.

98. Smith C.P., Kammerling R.C., Keller A.S., Peretti A., Scarratt K.V, Dank Khoa N. and Repetto S. Sapphires from South Vietnam // Gems and Gemology. 1995. V. 31. № 3. P. 168 186.

99. Solesbury F. Gem corundum pegmatites in NE Tanganyika // Economic Geology. 1967. V. 62. № 7. P. 983 991.

100. Sutherland F.L., Coenraads R.R. An unusual ruby-sapphire-spinel assemblage from the Tertiary Barrington volcanic province, New South Wales // Mineralogical Magazine. 1996. V. 60. P. 623 638.

101. Sutherland F.L., HoskinP.W.O., Fanning C.M., Coenraads R.R. Models of corundum origin from alkali basaltic terrains: a reappraisal // Contrib.Mineral.Petrol. 1998. V. 133. P. 356 372.

102. Sutherland F.L. Schwarz D. Origin of gem corundums from basaltic fields // Australian Gemmologist. 2001. V. 21. P. 30 33.

103. O.Sutherland, F. L., Bosshart, G., Fanning, C. M., Hoskin, P. W. O., Coenraads, R., R.: Sapphire crystalllisation, age and origin, Ban Huai Sai, Laos: age based on zircon inclusions // Journal of Asian Earth Sciences. 2002. V. 20. P. 841-849.

104. Sutherland, F.L., Graham, I.T., Geology of the Barrington Tops Plateau: Its Rocks, Minerals and Gemstones. The Australian Museum Society, New South Wales, Australia. 2003. 56 pp.

105. Tarling D.H. Climatic change / Ed. By J. Gribbin. Cambridge Univ. Press. 1978.

106. Taylor HP, Jr. Oxygen and hydrogen isotope relationships in hydrothermal mineral deposits. In: Barnes HL, editor. Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. 2nd ed. New York: John Wiley and Sons. 1979. P. 236 277.

107. Tzen-Fu Yui, Chao-Ming Wu, Limtrakun P., Sricharn W. Oxygen isotope studies on placer sapphire and ruby in the Chanthaburi-Trat alkali basaltic gemfield, Thailand // Lithos. 2006. V. 86. P. 197 211.

108. Upton B.J.G., Hinton R.W., Aspin P., Finch A., Valley J.W. Megacrysts and associated xenoliths: evidence for migration of geochemically enriched melts in the upper mantle beneath Scotland // Journal of Petrology. 1999. V. 40. P. 935 956.

109. V. Gamier, D. Ohnenstetter, G. Giuliani, A. E. Fallick, T. Phan Trong, V. Hoang Quang, L. Pham Van and D. Schwarz, Basalt petrology, zircon ages and sapphire genesis from Dak Nong, southern Vietnam // Mineralogical Magazine 2005. V. 69. № 1. P. 21 38.

110. Vichit P. The distribution and come characteristics of corundum-bearing basalt in Thailand // Jomal of Geological Society of Thailand. 1978. V. 5. № 1. November. P. M4-1 M4-27.

111. Webb G. Gemmological features of rubies and sapphires from the Barrington Volcano, eastern Australia // Australian Gemmologist. №19. P. 471 -475.

112. Whalen J.B., Chappell B.W. Opaque mineralogy and mafic mineral chemistry of I- and S-type granites of the Lachlan Fold Belt, southeast Australia // American Mineralogist. 1988. № 73. P. 281 296.

113. Wright I. Microprobe Techniques in the Earth Sciences. / Ed. P.J.Potts, J.F.W.Bowles, S.J.B.Reed and M.R.Cave. London: Chapmann and Hall. 1995. P. 359 -386.

Информация о работе

Яковенко, Виктория Васильевна
кандидата геолого-минералогических наук
Владивосток, 2013
ВАК 25.00.04

Диссертация

Изотопно-геохимическая систематика корундов и их генезис - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы