Минералогия цезия в щелочном массиве Дараи-Пиёз (Таджикистан)

Агаханов, Атали Акмурадович

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Минералогия цезия в щелочном массиве Дараи-Пиёз (Таджикистан)
ВАК РФ 25.00.05, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Минералогия цезия в щелочном массиве Дараи-Пиёз (Таджикистан)"

На правах рукописи 004602 ^ <

Агаханов Атали Акмурадович

МИНЕРАЛОГИЯ ЦЕЗИЯ В ЩЕЛОЧНОМ МАССИВЕ ДАРАИ-ПИЁЗ (ТАДЖИКИСТАН)

25.00.05 - минералогия, кристаллография

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва - 2010

2 О МАЙ 2310

004602737

Работа выполнена в Минералогическом музее им. А.Е. Ферсмана РАН

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук Пеков Игорь Викторович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук Александров Станислав Михайлович

кандидат геолого-минералогических наук Шкурский Борис Борисович

Ведущая организация: Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Защита диссертации состоится «18» июня 2010 г. в 16-00 часов на заседании Диссертационного совета Д 501.002.06 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: 119991, Москва, ГСП-1, Ленинские горы, МГУ, геологический факультет, аудитория 829.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического факультета

МГУ им. М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан 16 апреля 2010 года.

Учёный секретарь диссертационного совета

доктор геолого-минералогических наук / ^

У/¿Л е&ш-у

Киселёва И.А.

Актуальность темы. Цезий - литофильный редкий металл. Близость по свойствам к петро-генному калию вкупе с низким кларковым содержанием (З.Т'КГЧо) обусловливают преимущественное нахождение цезия в литосфере в рассеянном состоянии. В то же время, -самый крупный из катионов металлов, известных в объектах земного происхождения, и эта особенность определяет индивидуальные черты геохимии и минералогии данного элемента. В отличие от родственного рубидия, более сходного по ионному радиусу с калием и поэтому практически полностью рассеянному в калиевых минералах, цезий обладает выраженной способностью к накоплению, подчас до очень значительных концентраций, при достижении которых дает собственные фазы. В современной минералогической номенклатуре как самостоятельные виды фигурируют 18 собственных минералов цезия, один из которых -поллуцит СзА^гОб - может давать в гранитных пегматитах гигантские скопления. Поллуцит хорошо изучен в различных аспектах, в то время как в целом по минералогии и минералогической кристаллохимии цезия обобщающих работ нет, вероятно, в силу редкости остальных его минералов и «разбросанности» их по разным генетическим типам.

Семь из восемнадцати минералов Сэ были открыты в своеобразных щелочных пегматитах массива Дараи-Пиёз в Таджикистане, а в последнее время там же обнаружено еще четыре его собственных минеральных фазы. Таким образом, в этом объекте оказалось сосредоточено более половины от общего числа известных природных соединений цезия, причем десять из этих одиннадцати впервые установлены нами. Дараи-пиёзские цезиевые минералы характеризуются не только видовым, но также значительным химическим и структурным разнообразием, что делает данный объект уникальным «полигоном» для изучения минералогии, в том числе структурной и генетической, этого элемента и его поведения в постмагматических системах. Полученные на этом материале результаты могут стать ядром обобщающих работ по геохимии концентрированного состояния, генетической минералогии и минералогической кристаллохимии цезия в целом.

В щелочных пегматитах Дараи-Пиёза открыт целый ряд минералов, имеющих селективно цезиевьш состав определенных катионных позиций, в том числе силикаты с совершенно новыми типами цеолитоподобных структур. Такая высокая избирательность в отношении цезия заставляет обратить на них внимание как на потенциальные природные прототипы кристаллических материалов для иммобилизации 137Сз - одного из главных и наиболее опасных радиоактивных загрязнителей окружающей среды после ядерных взрывов, аварий на АЭС и других объектах, использующих ядерное топливо.

Всё это определяет актуальность детального исследования цезиевой минерализации щелочного массива Дараи-Пиёз.

Цели и задачи работы. Главные цели работы - подробная характеристика уникальной, разнообразной цезиевой минерализации, развитой в массиве Дараи-Пиёз, и выявление, путем анализа минералогических и кристаллохимических данных, закономерностей поведения цезия в обогащенных этим элементом щелочных постмагматических системах. При выполнении работы решались следующие конкретные задачи:

- выявление, петролого-минералогическая характеристика и типизация пород (пегматитов), несущих на Дараи-Пиёзе цезиевую минерализацию;

- установление в этих породах собственных минералов цезия, в том числе новых, с изучением их кристаллохимии и свойств;

- определение химического состава тех минералов Дараи-Пиёза, в первую очередь калиевых, которые способны нести значительную (О.л мас.% и более) примесь Cs, и выявление закономерностей распределения тяжелых щелочных металлов между фазами;

- анализ геохимических особенностей, общих и локальных, ответственных за разнообразие и своеобразие цезиевой минерализации Дараи-Пиёза;

- выявление закономерных связей «состав - структура» у изученных цезиевых минералов;

- получение новых данных о минералах цезия из родственных геологических формаций (гранитные пегматиты, лифференциаты агпаитовых фельдшпатоидных пород) и анализ литературного материала по этим минералам, сопоставление их с результатами изучения цезиевой минерализации Дараи-Пиёза.

Фактический материал и методика исследований. Работа выполнена за период с 1992 г по 2009 г. Отобрано, задокументировано и использовано для отбора проб более 2000 образцов; изготовлено и изучено под оптическим и электронным микроскопами 390 аншлифов и 45 прозрачно-полированных шлифов; сделано более 200 фотографий под оптическим и электронным микроскопами; выполнено более 1000 количественных и полуколичественных электронно-зондовых анализов; снято более 200 порошковых рентгеновских дифрактограмм и более 40 дебаеграмм; записано 65 ИК-спектров; выполнено 45 химических анализов, в т.ч. методами ICP OES, ICP MS и атомной абсорбции, а также 18 количественных определений НгО метолом Пенфильда; замерено более 200 оптических констант на поляризационном микроскопе. Применялись и другие физические методы - определение микротвердости и плотности, изучение люминесценции в УФ-лучах. На исследованном нами материале коллегами выполнено 18 определений легких элементов и Rb на ионном микрозонде, проделано 16 монокристальных рентгенодифракционных экспериментов с последующей расшифровкой кристаллических структур минералов.

Использовалась следующая аппаратура: сканирующий электронный микроскоп JEM 100СХ фирмы JEOL; электронно-зондовые микроанализаторы JCXA 50А фирмы JEOL и Camebax micro beam фирмы Cameca, укомплектованные волново-дисперсионными спектрометрами с модернизированными энергодисперсионными спектрометрами Link, а также CamScan 4 фирмы Oxford Instruments с энергодисперсионным спектрометром Link ISIS; вторично-ионный микроскоп Cameca IMS-4F; оптический спектрометр ICP OES VISTA Pro фирма Variati; масс-спектрометор ICP MS X7 фирмы Thermo; атомно-абсорбционная установка FMD 4 фирмы OPTON; электронограф ЭМР lOOM; порошковый дифрактрометр ДРОН-2; рентгеновские аппараты УРС-55 и УРС -50 с камерами РКД 57.3 и РКУ 114; монокристальные дифрактометры Bruker Р4 с CCD-детектором и Siemens Р4; спектрофотометр Specord 75 IR; ИК-фурье-спектрометр Avatar фирмы Thermo Nicolet; поляризационные микроскопы МП-2, Мин-8, Полам Л-211 и Р-312 фирмы JIOMO и Laborlux 11 pol фирмы Leitz, рефрактометр ИРФ-454Б фирмы JIOMO; однокружный гониометр фирмы Fuess; микротвердометр ПМТ-3.

Все перечисленные виды работ, кроме рентгенографии монокристаллов, расшифровки кристаллических структур и анализов на ионном микрозонде, выполнены собственноручно автором или же совместно Л.А. Паутовым и В.Ю. Карпенко.

Научная новизна. Впервые осуществлена детальная, систематическая характеристика уникальной и разнообразной цезиевой минерализации в постмагматических образованиях щелочного массива Дараи-Пиёз, выявлены закономерности распределения цезия в их минералах. Выполнено петролого-минералогическое описание цезиеносных пегматитов Дараи-Пиёза, подробно изучен их минеральный состав, обнаружены и охарактеризованы ранее неизвестные типы пегматитов. Автором или с его участием открыты семь цезиевых минералов, утвержденных Комиссией по новым минералам, номенклатуре и классификации ММА. Шесть из них - телюшенкоит СзНабЕВег^.А^п^С^Рг], соколоваит Св^А^Ою^, сенкевичит СзКИаСагТЮфтО^ОН)], зеравшанит СзАКагггзСЗщС^ХНзО), менделеевит-(Се) СзбСЯЕЕггСабЭфтоОпзХОН.Р^ДНгО)?! и кирхгоффит СзВ8120б - происходят из Дараи-Пиёза, а паутовит СэРегЗз - из Ловозерского щелочного массива (Кольский п-ов). Кроме того, автором на Дараи-Пиёзе зафиксированы еще четыре потенциально новых цезиевых минералов - калиевый аналог менделеевита-(Се)

СэйКбСКЕЕггСа^^уоС) 175)(ОН,Р)20(Н2О) 15 и три слюды с составами СБЫМЁ^ЛоРг, С5ЦРе25140юР2 и СзЫ2Т15{40ю(0Р), которые находятся в стадии минералогического изучения. Кроме собственно цезиевых, в пегматитах Дараи-Пиёза нами установлено еще 13 новых минералов, в двух из которых - наливкините и орловите - содержится значительная примесь цезия. На материале автора и с его участием впервые изучены кристаллические структуры 7 цезиевых минералов, в том числе выявлены два совершенно новых цеолитоиодобных структурных типа: это гетерокаркасная структура зеравшанита и квазикаркасная - менделее-вита-(Се). Автором собраны данные по химическому составу тех минералов Дараи-Пиёза, где цезий присутствует как примесь, а также проанализирован материал по составу потенциально цезиеносных калиевых минералов, и на этой основе выявлена четкая тенденция к обособлению в изучаемых системах цезия (с образованием концентрированных форм - собственных минералов), в т.ч. отделению его от калия. Найдены закономерные связи между структурно-топологическими типами минералов и степенью и характером замещения Сб на К и другие элементы (Иа, Шз, Т1). Установлено два способа разделения цезия и калия: 1) упорядочение по разным позициям в пределах одной структуры, как в сенкевичите и калиевом аналоге менделеевита-(Се); 2) фракционирование Се и К между ассоциирующими минералами, которые могут относиться к разным структурным типам (гг-силикаты) или же быть изострук-турными (слюды). Впервые показаны решающее влияние активности глинозема (агпаитности) на характер цезиевой минерализации и роль локальньк геохимических ситуаций в формировании видового и структурного разнообразия минералов цезия, для которых выявлены закономерные связи «состав - структура».

Практическая значимость. Полученные аналитические данные и последовавшие из них выводы и обобщения вносят существенный вклад в развитие минералогии (впервые установлены 11 из 22 известных в природе собственных фаз Се), кристаллохимии и геохимии цезия -элемента, для которого эти вопросы разработаны сравнительно слабо. Сведения о новых минералах пополнили справочную литературу и базы данных по минералогии и кристаллохимии. Результаты работы, в первую очередь данные о новых селективно цезиевых цеолитопо-добных природных силикатах ранее неизвестных структурных типов, могут быть использова-

ны при решении вопросов получения синтетических материалов, эффективных для иммобилизации радиоактивного |37Сб.

Защищаемые положения

1. Цезиевая минерализация в щелочных постмагматических образованиях массива Дараи-Пиёз совершенно специфична и уникально разнообразна в видовом (здесь установлена половина от общего числа известных в природе собственных фаз Се), химическом и структурном аспектах. Это обусловлено не только обогащенностью данных минералообразуюхцих систем цезием, но и, не в меньшей степени, дефицитом глинозема, что позволяет цезию избежать вхождения в алюмосиликаты.

2. Цезий в собственных минералах пегматитов Дараи-Пиёза обнаруживает четкую тенденцию к обособлению, отделяясь в первую очередь от калия. Глубокое фракционирование цезия и калия происходит в одних случаях между фазами (часто находящимися в тесной ассоциации), в том числе изоструктурными, в других - по неэквивалентным позициям в пределах одной структуры. Степень разделения закономерно связана с топологией структуры и мотивом расположения в ней этих катионов: наиболее легко реализуются замещения в межпакетном пространстве слоистых кристаллов и в широких каналах, тогда как для минералов каркасного строения с изолированными полостями характерна наиболее высокая селективность в отношении Сэ или же К.

3. Цезиевый минералогенез в высококремнистых агпаитовых системах крайне чувствителен к локальной геохимической ситуации в момент зарождения фаз: она во многом определяет кристаллохимические особенности цезиевых силикатов. Цезий «приспосабливает» к построению структур силикатов широкий спектр других катионов, и в зависимости от их комбинации при одних и тех же физических параметрах среды возникают минералы, очень сильно различающиеся в структурно-топологическом отношении. Малоразмерные катионы с высокими силовыми характеристиками (В, Ве) дают с Се силикаты со смешанными чисто тетраэдрическими каркасами (31+В,Ве,А1) достаточно высокой плотности. В присутствии более крупных катионов со средними силовыми характеристиками ("П, Мп, Бе, Mg, А1, 1л) возникают минералы Се с плотными структурами на базе слоев или лент Эьтетраэдров (с и -тетракремниевые слюды). При участии еще более крупных катионов формируются цеолито-подобные цезиевые силикаты с низкоплотными гетерополиэдрическими каркасами (51+2г) или квазикаркасами (81+ЫЕЕ,Са).

Апробация работы. По вопросам, обсуждаемым в диссертации, опубликовано 25 статей и тезисы 2 докладов, еще 2 статьи приняты к печати. Материалы работы были представлены на Международном симпозиуме «Минералогические музеи в XXI веке» (С.-Петербург, 2000) и Международной научной конференции «Ферсмановские чтения» (Москва, 2008).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем 167 страниц, включая 88 стр. машинописного текста, 51 таблицу, 47 рисунков и список литературы из 128 наименований.

Благодарности. Автор благодарен всем, кто оказывал помощь и поддержку при выполнении работы, в первую очередь научному руководителю И.В. Пекову и, конечно, своему учителю и другу Л.А. Паутову. Огромная благодарность - В.Ю. Карпенко и П.В. Хворову, вместе с которыми автор проводил полевые сезоны в труднодоступных районах и вёл

исследовательскую работу. Неоценимую помощь и поддержку оказала директор Минералогического музея им. А.Е Ферсмана РАН проф. М.И. Новгородова. Минералогические исследования проводились в тесном сотрудничестве с В.Д. Дусматовым, Г.К. Бекеновой, Д.И. Белаковским, Е.И. Семеновым, К.И. Игнатенко, И.М. Куликовой, В.А. Муфтаховым, Н.В. Чукановым, С.Г. Симакиным, Ф.Г, Гафуровым, В.Ю. Моргуновой. Разностороннюю помощь оказывали A.B. Быстрое, С.Н. Ненашева, H.A. Пекова, М.Е. Генералов, М.Н. Мурашко, П.М. Карташов, М.М. Моисеев. Кристаллические структуры минералов изучались высококвалифицированными кристаллохимиками - Е.В. Соколовой, Ф.К. Хоторном, Ю.А. Уваровой, О.В. Якубович, В. Массой. В проведении полевых исследований на Дараи-Пиёзе также участвовали Т.К. Беркелиев и А.Р. Файзиев, а в их организации неоценимую помощь оказала Р.У. Сабирова. Работа была поддержана грантами РФФИ «Новые минералы» (97-05-65923-а) и «Новые минералы цезия и стронция из щелочных массивов» (04-05-64118-а).

Глава 1. Цезий и его нахождение в природе

В главе приводятся краткие литературные сведения о цезии и главных его соединениях, геохимии и типах месторождений этого элемента. Наиболее подробно рассмотрена минералогия цезия; данные о минералах-концентраторах Cs собраны в таблице 1.

Таблица 1. Минералы цезия

Минерал Упрошенная формула CsjO, мае. % Условия нахождения Местонахождения (примеры) Источники

/. Собственные минералы цезия

Минеральные виды, утвержденные КНМНК ММА

Поллудит (Cs,Na)AlSi206-пНгО(п<1) 20.1 -42.6 гплт, ГПРСТ San Piero in Campo, Elba (Италия), Вороньи тундры, Кольский п-в (Россия), Bernic Lake (Канада) Breithaupt, 1846; Минералы, 2003; Пеков, Кононко-ва, 2010

Цезийкуплетскит (Cs,K)2Na(Mn,Fe), (Ti,Nb)2Sis024 (0,0H,F) U.6-13.3 щпмо Дараи-Пиёз (Таджикистан) Ефимов и др., 1971

Галхаит (Cs,Tl)(Hg,Cu,Zn)6 (As,Sb)4S 3.3-7.1 (на элемент) Гидротермальные месторождения Hg Гал-Хая, Якутия (Россия), Чаувай (Кыргызстан), Getchell, Nevada (США) Груздев и др., 1972; Chen, Szymanski, 1981, 1982; Пеков, Брызгалов, 2006

Цезстибтантит (Cs,Na)2Sb3Ta4Ol2 5.4-7.4 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Волошин и др., 1981

Маргаритасит (Cs,K,H30)2(U02)2 (VAVHjO 18.7 Гидротерма-литы в туфах Margaritas (Мексика) Wenrich et а)., 1986

Цезплюмтантит (Cs,Na)2(Pb,Sb*')3 TasO!4 5.2 ГПЛТ Мапопо (ДР Конго) Волошин и др., 1986

Наньпингит Cs(Al,Mg,FeJ*,Li)2 (Si3Al)OI0(OH,F), 25.3 ГПЛТ Nanping, Fujean (Китай) Yang et al., 1988

Маккриллисит NaCs(Be,Li)Zr2 (P0„V1-2H20 17.6- 18.7 ГПЛТ Mount Mica, Maine (США) Foordetal., 1994

Лондонит (Cs,K,Rb)AL,Be4 (B,Be)12028 6.7-11.5 ГПРСТ Antsongombato (Мадагаскар), Ca-рапулка, Ср. Урал (Россия) Simmons et al., 2001; Pekov et al., 2010

Телюшеикоит* CsNa«[Be2 (Si,Al,Zn)1803,F2] 5.8-7.5 ЩПМО Дараи-Пиёз, (Таджикистан) Агаханов и др., 2001; Sokolova et al., 2002

Зеравшанит* Cs4Na2Zr3(Si„045) (HjO) 25.6-27.5 ЩПМО Дараи-Пиёз, (Таджикистан) Паутов и др., 2004; Uvarova et al., 2004

Пеззоттаит Cs(Be2Li)Al2Si«0 i s 16.1 ГПРСТ Sakavalana (Мадагаскар) Hawthorne et al., 2004; Якубович и др., 2009

Паутовит* CsFe2S3 36.1 (на элемент) Ультраагпаи-товый пегматит Ловозеро, Кольский п-в(Россия) Pekov et al., 2005

Сенкевичит* CsKNaCa2TiO [Si70,8(0H)] 14.8-15.7 ЩПМО Дараи-Пиёз, (Таджикистан) Агаханов и др., 2005; Uvarova et al, 2006

Соколоваит* CsLiiAlSUOioFj 27.4 - 27.7 ЩПМО, ГПЛТ Дараи-Пиёз, (Таджикистан); Red Cross Lake (Канада) Cemy et al., 2003 («цезиевый no-лилитионит»); Паутов и др., 2006

PaMaHHT-(Cs) Cs[Bj06(0H)4]-2HjO 34.3 - 34.4 ГПРСТ San Fiero in Campo, (Италия) Thomas et al., 2008

Менделеевит- (Се)* Cs6(REE23Ca6) (Si,oOl75)(OH,F)|4 (H20)2, 8.2 - 9.0 ЩПМО Дараи-Пиёз (Таджикистан) данные автора

Кирхгоффит* CsBSi206 47.4-48.6 ЩПМО Дараи-Пигз (Таджикистан) данные автора

Потенциально новые минералы, находящиеся в процессе изучения

Калиевый аналог менделеевита- (Се)* CsjKiiREEjjCa«) (Si70O,75)(OH,F)20 (H20),5 8.3-8.8 ЩПМО Дараи-Пиез (Таджикистан) данные автора

Цезиевый аналог орловита* CsLi2TiSÍ4O10(OF) 27.03 -27.85 ЩПМО Дараи-Пиез (Таджикистан) данные автора

Цезиевый аналог тайниолита* CsLiMg2Si4OioF2 25.5326.38 ЩПМО Дараи-Пиез (Таджикистан) данные автора

Цезиево-железистый аналог тайниолита* CsLiFe2SÍ4O10F2 26.3826.94 ЩПМО Дараи-Пиёз (Таджикистан) данные автора

II. Цезийсодержащие минералы

Расвумит KFe2Sj до 2.9 (на элемент) Ультраагпаи-товые фельдшпато-идные породы Mont Saint-Hilaire (Канада) Chakhmouradian et al., 2001

Авогадрит (K,Cs)BF4 до 7.0 (на элемент) Возгоны фу-марол Vesuvius и Vulcano (Италия) Palache et al, 1951

Натровистантит (Na.Cs)Bi (Ta,Nb,Sb)4012 4.1 ГПЛТ Koktokay (Китай) Волошин и др., 1983

Берилл (воробьевит) [«+(H20)Jt[Be3. JjjAbSisOis], где R - (Csi.,Na2) до 8.3 ГПРСТ Липовка и Мок-руша, Ср. Урал (Россия); Калифорния (США) Вернадский, 1908;Ненадке-вич, 1911; Якубович и др, 2009

Анальцим NaAlSi2(V nH20(ti<l) до 16.9 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Пеков, Кононко-ва, 2010

Лейфит NaNae[Be2 (Si,Al,Zn)i8039F2] до 1.4 Ультраагпаи-товые пегматиты Илимаусак(Гренландия) Petersen et al, 1994

Калиевый полевой шпат KAlSijOs до 1.0 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Минералы, 2003а; Пеков, Кононкова, 2010

Рубиклин RbAlSijO, 0.5 - 2.2 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Teertstra et al., 1997, Пеков, Ко-нонкова, 2010

Биотит K(Mg,Fe)3AlSi]0 ю (OH,F)2 до 7.1 ГПЛТ и ореолы вокруг них Гольцы, В. Саян (Россия), S. Dakota (США) Hess, Fahey, 1932; Минералы. 1992

Мусковит KAl2(Si3Al)Ol0 (OH)2 до 1.2 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия); Varutresk (Швеция) Минералы, 1992; Пеков, Кононко-ва, 2010

Лепидолит K(Li,Al)3(Si,Al)4 0,O(F.OH)2 до 1.0 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Пеков, Кононхо-ва, 2010

Полилитионит KLi2A!Si<Oio (F,OH)2 до 6.2 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Пеков, Кононхо-ва, 2010

Волошинит* Rb(LiAl]j['.io.s)[Alo. 5Si3,5O10](F,OH)2 1.0-2.1 ГПЛТ Вороньи тундры (Россия) Пеков и др., 2009а

Наливкинит* LiKNaFe ,Ti2 (Si8024)02(0H)4F 0.2-1.9 ЩПМО Дараи-Пиёз (Таджикистан) Агаханов и др. 2008; Uvarova et al., 2008

Родицит (K,Cs)Al<Be4 (B,Be)12028 1.7-6.4 ГПРСТ Сарапулха и Шай-танка, Ср. Урал (Россия), пегматиты Мадаскара Rose, 1834; Damour, 1882; Lacroix, 1910; Pring et al., 1986; Pekov et al.. 2010

Гайнесит (Na,Cs)2(Be,Li)(Zr, Zn)2(P04),. 1-2HjO 1.9-2.2 ГПЛТ Nevel, Maine (США) Moore et al., 1983; Foord et al., 1994

Аверьевит Cu502(V04)2. CuCI. (Cs,K,Rb)Cl 3.4 (на элемент) Возгоны фу-марол Толбачик, Камчатка (Россия) Вергасова и др., 1998

ПРИМЕЧАНИЕ: собственные минералы Cs расположены в хронологическом порядке их

открытия. Для минералов, в которых цезий является примесью, нижнее граничное содержание, при котором они включались в таблицу, составляет 1.0 мас.% СэгО. Жирным шрифтом выделены минералы, изучавшиеся автором; звездочкой (*) отмечены новые минералы, охарактеризованные автором или при его участии.

Сокращения: ГПЛТ - гранитные пегматиты литиевого типа; ГПРСТ - гранитные пегматиты редкометально-самоцветного типа; ЩПМО - щелочные постмагматические образования.

Глава 2. Фактический материал, методы исследования и использованная аппаратура

В главе охарактеризованы исследованный материал, методы его изучения и применявшаяся для этого аппаратура. Содержимое этой главы в сжатом виде дано в соответствующем разделе Введения.

Глава 3. Краткая геолого-петрографическая характеристика щелочного массива Дараи-Пиёз

Дараи-Пиёзкий (иногда называемый также Верхнедараипиёзским) массив щелочных пород расположен в Гармском районе Таджикистана, в верховьях р. Дараи-Пиёз, в приводо-раздельной южной части Алайского хребта. Массив в значительной мере перекрыт ледником, что сильно затрудняет его изучение.

Первые сведения о геологическом строении района и о самом массиве приведены A.B. Москвиным (1935). В дальнейшем массив изучали Ю.А. Арапов (1948), В.П. Поникаров, Б.Н. Красилышков (1949), А.И. Шарапов, Б.В. Графский, Ю.А. Марушкин (1959), Н.С. Видякин,

С.Е. Авакян, A.B. Котельников (1959) и особенно детально - В.Д. Дусматов (1969, 1970, 1971).

По данным В.Д. Дусматова, массив Дараи-Пиёз имеет строение, близкое к асимметричному кольцу с центром в восточной части. Общая площадь изверженных пород составляет 18 кв.км. Внешнее кольцо площадью 1.5 кв.км (8.2% пород массива) можно рассматривать как реликт небольшого штока среднезернистых двуслюдяных турмалинизированных гранитов позднекаменноугольного возраста. Далее к центру следуют мелко- и среднезернистые биотитовые граниты возраста Сз-Pi, которые занимают площадь 4 кв.км (21.9%). Основная часть массива (52.5%) сложена мелко- и среднезернистыми эгириновыми сиенитами, образующими тела общей площадью 9.5 кв.км в его центральной и восточной частях. Ядро массива - тело крупнозернистых фойяитов площадью 2 кв.км (10.9%). Наконец, дайкообраз-ные мелкозернистые биотитовые граниты с турмалином возраста Т1-Т2 секут все перечисленные породы; их площадь составляет около 1.2 кв.км (6.5%). Главная часть массива находится в ядре крупной синклинальной складки, сложенной терригенно-сланцевой толщей возраста С2-3. Северная часть массива находится в пределах антиклинали, образованной сланцами и известняками, имеющими возраст Siw-S2ld.

В массиве Дараи-Пиёз широко развиты пегматиты, многие из которых не имеют в мире аналогов. По нашим данным (Паутов и др., 2008), в магматических породах и пегматитах массива на сегодняшний день известно 190 минеральных видов, из которых 27 впервые здесь открыты. Практически все данные о пегматитах получены на материале из глыб, найденных в морене ледника Дараи-Пиёз.

Сведений о содержании цезия в массиве Дараи-Пиёз и родственных щелочных комплексах региона крайне мало. Согласно .данным В.Д. Дусматова, максимальная для магматических пород Дараи-Пиёза концентрация цезия установлена в сиенитах: 40 г/т.

Глава 4. Пегматиты с цезиевой минерализацией в щелочном массиве Дараи-Пиёз

В главе приведена характеристика щелочных пегматитов и близких к ним постмагматических образований, содержащих минералы цезия. Описания выполнены по материалам собственных полевых наблюдений и лабораторного изучения каменного материала, собранного на морене ледника Дараи-Пиёз.

Ридмерджнеритовые пегматиты. Пегматиты, где главным породообразующим минералом выступает борный аналог альбита ридмерджнерит NaBSiiOs, были открыты В.Д. Дусматовым (1967). Они состоят главным образом (до 90% и более от объема) из агрегатов крупно- до гигантозернистого (индивиды до 15 см) светло-оранжевого ридмерджнерита. Кроме него, присутствуют микроклин, Mn-пектолит, эгирин, кентбруксит, альбит, кварц, полилитионит, лейкофан, нордит-(Се), гиалотекит, шибковит (Паутов и др., 1998), москвинит-(Y) (Агаханов и др., 20036) и цезиевый бериллоалюмосиликат телюшенкоит (Агаханов и др., 2003а).

Кварцевые породы - одни из наиболее интересных с точки зрения минералогии и одновременно одни из самых загадочных в генетическом отношении образований Дараи-Пиёза. Кварц слагает в этих силекситоподобных породах до 80%; присутствуют полилитионит, ридмерджнерит, эгирин, стиллуэллит-(Се), лейкосфенит, согдианит, туркестанит (Паутов и

др., 1997), микроклин, галенит, кальцит, нептунит, сугилит, пирохлор, минералы группы эвдиалита, таджикит, баратовит, висмут, сфалерит, флюорит, фторапатит, фторапофиллит, капицаит-(У) (Паутов и др., 2000). Ниже используется устоявшийся термин кварцевые глыбы (без кавычек), поскольку в коренном залегании или в контакте с другими породами данные образования не встречены. Цезиевая минерализация связана с полимииеральными существенными кварц-пектолитовыми агрегатами. В них установлены соколоваит (Паутов и др., 2006), сенкевичит (Агаханов и др., 2005), зеравшанит (Паутов и др., 2004), мендееевит-(Се), кирхгоффит и целый ряд пока недоизученных цезиевых силикатов (калиевый аналог менде-леевита-(Се), цезиевые аналоги тайниолита и орловита, СзШе-слюда). В этой же ассоциации впервые найдены и других редкометальные силикаты - файзиевит (Агаханов и др., 2009). орловит (Агаханов и др., в печати) и пековит (РаШоу Ы а!., 2004).

Эгирин-квари-микроклиновые пегматиты образуют целое семейство близких по минеральному составу и структурно-текстурным признакам пород. Наиболее распространенным типом в этом семействе являются полилитионит-эгирин-кварц-микроклиповые пегматиты. Дусматовитовый, тяньшанитовый, эгирин-микроклин-согдианитовый типы пегматитов встречены в единичных глыбах, но содержат уникальную минерализацию. Из цезиевых минералов в пегматитах этих типов распространен цезийкуплетскит, участками в значительных количествах. Полилитионит-эгирин-кварц-микроклиновые пегматиты состоят из микроклина (35-40 об.%), кварца (20-35%), эгирина (10-15%), полилитионита (5-10%) и согдианита (5-10%), а на долю остальных минералов (стиллуэллит-(Се), лейкосфенит, таджикит, цезийкуплетскит, сугилит, пирохлор, лейкофан, галенит, титанит, данбурит, цектцерит, альбит) приходится суммарно 5-10%. Для дусматовитового пегматита характерной особенностью является наличие крупных зерен темно-синего дусматовита (Паутов и др., 1996) белых пластинчатых выделений березанскита (Паутов и др., 1997), фарфоровидных обособлений гиалотекита и скоплений малеевита (РаШоу й а1., 2004). Для тяньшанитового пегматита характерно присутствие крупных (до 8 х 5 см) выделений тяньшаяита, лейст темно-коричневого цезийкуплетскита, фарфоровидных обособлений гиалотекита, а также почти полное отсутствие полилитионита и малое количество эгирина. Особенностью эгирин-микроклин-согдианитового пегматита являются крупные выделения согдианита (до 35% от объема породы) и развивающегося по нему дектцерита, а также стиллуэллита-(Се) (участками породообразующего - до 5%) в виде крупных кристаллов.

Глава 5. Цезиевая минерализация массива Дараи-Пиёз

В щелочном массиве Дараи-Пиёз на сегодняшний день известно семь цезиевых минералов - цезийкуплетскит, соколоваит, сенкевичит, телюшенкоиг, зеравшанит, менделеевит-(Се) и кирхгоффит. Кроме того, автором здесь зафиксированы еще четыре потенциально новых минерала Сз - калиевый аналог менделеевита и три слюды - цезиевый аналог орловита, цезиевый и цезий-железистый аналоги тайниолита. Все эти 11 минералов относятся к силикатам.

Цезийкуплетскит Cs2NaMn7(Ti,NЪ)2Si8024(0,0H,F) - член группы астрофиллита, открытый на Дараи-Пиёзе А.Ф. Ефимовым с соавторами (1971). Он встречен в эгирин-кварц-микроклиновых пегматитах в ассоциации с тянынанитом, стиллуэллитом-(Се), таджикитом,

полилитионит, согдианитом, лейкосфенитом, гиалотекитом, дусматовитом, березанскитом (Паутов и др., 1996, 1997). Нами изучался состав цезийкуплетскита (табл. 2) из различных типов пород и установлено, что цезий частично замещается калием. Цезийкуплетскит является самым распространенным минералом Сб на Дараи-Пиёзе. Кроме него, здесь открыт еще один член группы астрофиллита - наливкинит (Агаханов и др., 2008). В этом низкокалиевом литиевом минерале содержание цезия небольшое (табл. 1, 3), и ни в одной ассоциации с цезийкуплетскитом он не встречен.

Таблица 2. Химический состав цезиевых минералов Дараи-Пиёза (мае. %)

Компо ненты 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11

ЗЮ2 33.0-33.8 49.97 50.48 64.32 52.20 40.47 43.52 43.03 47.08 48.03 46.10

ТЮ2 6.9-9.4 0.18 8.94 0.43 7.41 0.05 6.37

гю2 0.1-1.0 16.41

ЭпОз 0.46

къ2о5 2.5-6.3 0.64

В20з 11.27

АЬОз 0.05-0.5 10.64 7.26 0.59 0.26 0.63

Се203 19.24 18.60

Ьа203 9.87 10.22

N(3,0, 5.62 5.21

Рг20з 2.63 2.54

БшзОз 0.58 0.37

0д:03 0.38 0.31

РеО 5.9-11.8 0.46 0.50 0.19 4.77 1.03 7.63

МпО 17.1-21.3 0.13 2.59 0.47 0.54 0.14

■¿пО 1.8-3.9 1.71 0.64 2.80 0.75

СаО 0.3-0.9 11.09 2.71 2.84

MgO 0.2 1.66 12.46 1.01

БЮ 1.07 1.02

ВеО 3.53

№зО 1.8-2.5 3.73 13.53 3.06

К20 0.6-1.2 0.32 6.13 0.47 0.09 0.11 1.08 2.90 0.13 0.74 0.09

Сз20 11.6-13.3 27.62 15.28 6.76 26.58 48.16 8.64 8.55 27.85 26.20 26.94

КЬ20 0.2 0.22 0.15 0.09

1.12о 0.5 6.09 5.86* 2.97* 5.73*

Р 1.3 7.92 2.84 1.08 1.34 7.43* 7.60* 7.28*

Н20 1.5 1.09* 1.74» 4.25» 3.93*

-0=Р2 0.55 3.33 1.20 0.56 0.56 3.13 3.19 3.06

Сумма 91.2-98.9 100.42 100.47 99.37 101.16 100.10 100.37 100.30 100.75 99.49 99.61

ПРИМЕЧАНИЕ: 1 - цезийкуплетскит, 2 - соколоваит, 3 - сенкевичит, 4 - телюшенкоит, 5 -зеравшанит, б - кирхгоффит, 7 - менделеевит-(Се), 8 - калиевый аналог менделеевита-(Се), 9 - цезиевый аналог орловита, 10 - цезиевый аналог тайниолита, 11 - цезий-железистый аналог тайниолита. * - расчетное содержание НгО, L2O, F. Для цезийкуплетскита даны пределы содержаний по 5 литературным и нашим анализам, для остальных минералов - средние цифры по нашим данным.

Соколоваит CsLi2Al[SÎ40io]F2 - член группы слюд, цезиевый аналог полилитионита (Паутов и др., 2006). Он обнаружен нами в кварцевых глыбах, в полиминеральном агрегате, сложенном преимущественно пектолитом с подчиненными количествами кварца и флюорита. Соколоваит образует отдельные пластинчатые зерна, реже веерообразные или ельчатые агрегаты (от 0.02 до 2 мм) и прожилковидные обособления. Иногда он встречается в срастании с полилитионитом (рис. 1). Минерал бесцветный, со стеклянным до перламутрового блеском. Измеренная плотность - 3.25(2) г/см3 , вычисленная - 3.234 г/см3. Соколоваит оптически отрицательный двуосный, 2V изм. = 20-35(10)°, 2V выч. = 32°. Показатели преломления: пр = 1.554(2), nm= 1.566(2), п8 = 1.1,567(2). Усредненный состав минерала (табл. 2) пересчитывается на формулу с 4 атомами Si;

(CS0.94K0.03Rb0.0l)0.9g(Lil.96Mg0.02)l.98(Al|.00Fe0.03Ti0.0l)l.04Si4Ol0.0lF2,01- Соколоваит моноклинный, С2/т, С2 или Cm, параметры ячейки: а =5.182(3), b = 9.005(4), с = 10.692(4) А, V = 491.6(7) Â3, 2 = 2. Структура соколоваита не изучалась, но, судя по порошковым рентгеновским данным и стехиометрии, он изоструктурен другим триоктаэдрическим слюдам.

Рис. 1. Срастание соколоваита (Sok) с полилитионитом (Pol) в кварц (Q) - пектолито-вом (Pect) агрегате. Обзорное изображение полированного шлифа в отраженных электронах (BSE) и его фрагменты в характеристическом рентгеновском излучении указанных элементов.

Сенкевичит СзКЫаСагТЮ^уОиСОН)] - новый минерал, К,СБ-упорядоченный аналог тинаксита (Агаханов и др., 2005). Он встречен в лолиммнеральном существенно кварц-пектолитовом агрегате из кварцевых глыб, где образует сноповидные и столбчатые агрегаты и сростки удлиненных дощатых зерен размером до 1 мм, в ассоциации с нептунитом, баратовитом, флюоритом, орловитом и зеравшанитом. Минерал бесцветный с сильным стеклянным блеском. Измеренная плотность - 3.12(2), вычисленная - 3.13 г/см3. Сенкевичит двуосный оптически положительный, показатели преломления: пр = 1.616(2), пт= 1.645(2), п„ = 1.683(2); 2Уизм. = 85(2)°, 2Увыч. = 84°. Дисперсия сильная: г < к Усредненный состав (табл. 2) пересчитывается при $1 = 7 на формулу Cso.9oKl.o8Nal.(ю(Cal.65Mno.зoFeo.o6)2.ol(Tio.9зNbo.o4)o.970o.97[Si70l8(OH)].

Кристаллическая структура сенкевичита уточнена до Х-фактора 4.5% (1_1уагоуа е! а]., 2006). Минерал триклинный, Р-\, параметры ячейки: а = 10.4)91(4), Ь = 12.2408(5), с = 7.0569(3) А,а = 90.857(1)°, /? = 99.193(1)°, у = 91.895(1)°, V = 887.8(1) А3, 1=2. Структура сенкевичита (рис. 2) образована кремнекислородными лентами и колонками из полиэдров № и октаэдров "Л и Са. В пустотах расположены атомы Сэ и К, упорядоченные по двум неэквивалентным позициям, которые в гинаксите заняты только К.

Рис. 2. Кристаллическая структура сенкевичита. Эь тетраэдры закрашены

коричневым, Ыа-полиэдры -голубым, октаэдры Т1 и Са -розовым, атомы Се показаны зелеными кружками, атомы К - желтыми кружками, ОН-группы - маленькими красными кружками.

Телюшенкоит CsNa6[Be2(Si,Al,Zn)i8039F2] - новый минерал, цезиевый аналог лейфита (Агаханов и др., 2003), найденный в пегматите, на 85-90% состоящем из ридмерджнерита. Он встречен в виде белых визуально неотличимых от альбита изометричных зерен до 2.5 см в поперечнике в агрегатах ридмерджнерита с шибковитом, нордитом-(Се), лейкофаном, гиалотекитом, полилитионитом и москвинитом-(У). Телюшенкоит белый или бесцветный, прозрачный. Измеренная плотность 2.73(1), вычисленная 2.73 г/см3. Минерал оптически одноосный положительный, показатели преломления: По = 1.526(2), п^ = 1.531(2), п^ - п<, = 0.005. Усредненный состав (табл. 2) перечитывается при O+F = 41 на формулу (CS0.69Na0.3lK0.i4Rb0.02)l.l6Na6.00Be2.04(Sii5.49Al2.06Zn0.30)l7.85O38.84F2.16-

Кристаллическая структура телюшенкоита уточнена до R = 2.5% (Sokolova et al, 2002). Сингония тригональная, Р-Зт\. параметры ячейки: а = 14.3770(8), с = 4.8786(3) А, V = 873.2(1) А3, Z = 1. Основной элемент структуры телюшенкоита (рис. За) - вытянутые вдоль [001] колонны, составленные из 6-членных колец тетраэдров Г(1) = (Si, AI, Zn). Эти колонны

соединены 4-членными кольцами тетраэдров Г(2)-Г(3) = 81. В плоскости, перпендикулярной [001], 4-членные кольца объединяются еще и тетраэдрами Т(4) = Ве. В каналах, образованных кольцевыми элементами структуры и вытянутых вдоль с, локализованы катионные позиции двух типов. Одни из них, в раздувах каналов, заняты Сэ (в лейфите - №). другие - Ыа.

Рис. 3. Кристаллические структуры цезиевых

минералов с тетраэдриче-скими каркасами: а) фрагмент структуры

телюшенкоита в проекции (100): показаны характер соединения 6-членных колец тетраэдров Г(1) (голубые) и 4-членных колец тетраэдров Т{2) и Г(3) (зелёные), а также положение атомов Cs в каналах (красные шары); б) структура кирхгоффита: показаны Si-B-0-каркас, состоящий из 4-членных колец (S14O12) (зеленые) и тетраэдров ВО4 (желтые), и атомы Cs (красные шары) в полостях этого каркаса.

Зеравишнит С84№22гз(8ц8045)(Н20)2 - новый минерал, представитель оригинального структурного типа, встречен в полиминеральном существенно кварц-пектолитовом агрегате из кварцевых глыб (Паутов и др., 2004). Он чаще всего образует зерна размерами 0.02-0.1 мм или сростки таблитчатых индивидов до 0.2 мм в ассоциации с эгирином, цеолитоподобными фазами «Сэ» и «СэК», полилитионитом, цектцеритом, нептунитом и минералами ряда согдианит-сугилит. Зеравшанит бесцветный, водяно-прозрачный. Измеренная плотность 3.09(5), расчетная 3.17 г/см3. Зеравшанит оптически отрицательный двуосный, показатели преломления: пр =1.585(2); пт = 1.598(2); гц,.= 1.603(2), 2У (выч.) = -63°, дисперсия осей

средняя, V > г. Усредненный состав (табл. 2) перечитывается при = 18 на формулу: (Csзl9|Nao.05Iмl.04)4.00Na2.00(Zr2.76Ti0.1lFe3+0.06Sn0.06)2.99(Sil8O44.92)(H2O)2.

Кристаллическая структура зеравшанита решена прямыми методами и уточнена до Я = 2.8% (иуагоуа й а!., 2004). Минерал моноклинный, С2/с, параметры ячейки: а = 26.3511(8), Ъ = 7.5464(3), с = 22.9769(8) А, р = 107.237(1)°, V = 4363.9(4) А3, 2 = 4. Основа структуры зеравшанита (рис. 4а) - гетерополиэдрический каркас {2гз51[8045} образованный тетраэдрами и окаэдрами Ъс. К нему присоединены зигзагообразные цепочки полиэдров Ыа с полостями, заключающими атомы Се. В структуре зеравшанита вьтетраэдры образуют слои {8118045}18", состоящие из 5- и 8- членных колец. Топологически слои могут быть описаны как совокупность связанных волластонитоподобных цепочек {81з09}6\

Рис. 4. Кристаллические структуры цезиевых минералов каркасного строения: а) фрагмент структуры зеравшанита: атомы Се показаны красными шарами, коричневым цветом - 81-тетраэдры, светло-желтым - Хх-октаэдры, голубым -полиэдры; б) структура мен-делеевита-(Се), где показаны: тетраэдрический 81-0 каркас I, покрашенный в сиреневый цвет, кластеры 81-0 - в ярко-розовый; каркас II: полиэдры М(1,2) занятые ЯЕЕ"'*, даны жёлтым цветом, полиэдры Са - бирюзовым, ОН-группы и молекулы Н20 показаны красными шарами; цеолитные полости, содержащие внекаркасные позиции А( 1, 2), занятые Сб (оранжевые шары); каналы, которые вмещают внекаркасные позиции В{ 1, 2), частично занятые К (зелёные шары).

Кирхгоффит С5В81гОб - новый минерал, борный аналог поллуцита, установленный автором в полиминерапьном существенно кварц-пектолитовом с флюоритом агрегате из

кварцевых глыб. Он образует округлые выделения размером 10-20 мкм, иногда до 50 мкм. Минерал бесцветный, прозрачный, со стеклянным блеском. Измеренная плотность - 3.62(2), вычисленная - 3.639 г/см3. Кирхгоффит оптически положительный, одноосный, с показателями преломления: пр = 1.592(2), пг = 1.600(2). Усредненный состав (табл. 2) пересчитывается при = 2 на формулу (Cs1.01Ko.oO1.02Bo.96Si2O5.96.

Кристаллическая структура минерала (рис. 36) решена Е.В. Соколовой прямыми методами и уточнена до Л = 3.1%. Минерал тетрагональный, 14;/асс1, параметры ячейки: а - 13.677 (2), с = 13.691 (2) А, У= 2561.0А3, 2 = 16. В структуре кирхгоффита установлены две независимых тетраэдрических позиции, занятых и В. Тетраэдры этих двух типов формируют каркас {В81гОб}, идентичый каркасу {А^Об} тетрагонального поллуцита (Франк-Каменецкая и др., 1997). В полостях каркаса находятся атомы Се.

Менделеевит-(Се) С86(КЕЕ22Са6)(8ЬоО 1 тзХОНД7) ,4(Н20)2] и калиевый аналог менде-леевита-(Се) С56К4(КЕЕ22Са6)(8Ьо0175)(ОН,Р)2о(Н20) обнаружены автором в полиминеральном агрегате из кварцевых глыб, сложенном преимущественно пектолитом с подчиненными количествами кварца и флюорита. Они дают отдельные хорошо образованные кубические кристаллы (рис. 5) и их срастания. Краевая часть кристаллов обычно образована менделееви-том-(Се), а ядра кристаллов отвечают по составу его калиевому аналогу. Как правило описываемые кристаллы имеют размер 10-30 мкм, реже встречаются более крупные (до 100 мкм) выделения в ассоциации с зеравшанитом и поздним ярко-зеленом эпирином. Менделее-вит-(Се) и его калиевый аналог обычно бесцветные, иногда имеют густой чайный цвет. Измеренная плотность кристаллов - 3.12(2), вычисленная для менделеевита-(Се) - 3.065, а для его калиевого аналога - 3.095 г/см3. Минералы изотропные, с показателем преломления п = 1.578(2). Усредненный состав менделеевита-(Се) и его калиевого аналога (табл. 2) пересчитывается при 70 атомах на следующие формулы:

1) менделеевит-(Се):

С55.9зК2.22[(Сеп.ЗзЬа5.8бК(1з.2зРГ1.545то.32С«1{).2о)Е22.48(Са4.678Г] .Оо)25.67]2:28.15817о0175

(ОН),0.ПР6.82(Н2О)18.07;

2) калиевый аналог менделеевита-(Се):

С35.9зКб.02[(Сеп.08Ьаб.1зШз.0зРГ1.518т0.21О^.17):!:22.1з(Са4.95 8го.9б)Е5.91]128.04 §¡700175 (0Н),3.27р6.89(Н20)14.84.

Кристаллическая структура менделеевита-(Се) (рис. 46) решена на монокристалле размером 30 мкм Е.В. Соколовой прямыми методами и уточнена до Я = 3.45%. Минерал кубический, РтЗ, параметр и объем элементарной ячейки: а = 21.9148(4) А, У= 10524.8(9) А3. В структуре можно выделить кремнекислородные радикалы двух типов: каркас (Б^олОзбб) (или каркас I) и кластер (31з609о). Также в ней присутствуют полиэдры М{ 1), М{2) и М{3), занятые главным образом ИЕЕ3 + и Са, которые объединены общими гранями и рёбрами, формируя собственный квазикаркас, получивший условное название каркас И. Кластер и каркас I (З^Огбо) не связаны непосредственно. Каркас II сочленяет каркас I (Э^Огбо) и (ЗЬбОэдЭ-кластеры в единую квазикаркасную кристаллическую постройку, в которой присутствуют два типа цеолитных полостей и каналов. Полость I вмещает внекаркасные позиции Л(1), занятые Сз на 78%. Полость II находится внутри кластера (81збО90) и содержит позиции А(2) состава [1.29 Сэ + 4.71 ]. Каналы вдоль [001], [010] и [100] заключают позиции 5(1) и

5(2), вакантные или же частично заселенные молекулами Н^О и в незначительной степени атомами К. По структуре калиевый аналог менделеевита-(Се) почти идентичен менделеевиту-(Се). Отличие заключается в заселении позиций 5( 1) и 5(2). Если в менделеевите-(Се) заселенность этих позиций следующая: 5(1) - [3.89 + 2.11 К] и 5(2) - [5.89 + 0.11 К], то для калиевого аналога позиции 5(1) и 5(2) более чем наполовину заняты К, что делает этот элемент видообразующим.

Рис. 5. Кристаллы менде-леевита-(Се) («Cs») и его калиевого аналога («CsK») в кварц (Q) - пек-толитовом (Pect) агрегате. Изображение полированного шлифа в обратно-рассеянных электронах (BSE). Длина маркера 200 мкм.

Цезиееые слюды системы CsLiMg2Si40loF2 - Сз1лРе28140юР2 - С81л2Тл8140ю(0Р). Автором обнаружены три тетракремниевых литий-цезиевых слюды - потенциально новых минерала, находящиеся в настоящее время в стадии изучения. Это цезиевый аналог тайниоли-та С81л1\<^28140]оР2 (рис. 6), цезиевый аналог орловита С8Ь12гП8140т(0Р) (рис. 7), и цезий-железистый аналог тайниолита С81лре28140юр2. Судя по электронно-зондовым данным (табл. 2), эти слюды образуют между собой непрерывную систему твердых растворов С81л2Тт8140ю(0Р) - С81дМ^28140юР2 - С5ПРе28140юр2 с замещениями в октаэдрических позициях «1д - - Ре - Т1 - (примесные А1, Ът\, Мп)» и в позиции дополнительного аниона Р - О. Данные минералы найдены в одной и той же ассоциации - в участках кварцевых глыб, сложенных преимущественно гранулированном кварцем, где приурочены к существенно кварц-пектолитовым полиминеральным агрегатам с флюоритом, тайниолитом, полилитиони-том и орловитом. Составы этих цезиевых слюд (табл. 2) пересчитываются при 81 = 4 на формулы:

1) цезиевый аналог тайниолита:

(С80.9зК0.08)1.01Е1].17(М§1.552П0Л7ре3+0.07МП0.04А10.0з)1.8б814Оюр2.00;

2) цезиевый аналог орловита:

(Сэ) о Ко.о 1 )1 ,ог1л 1 .бб(Т1о.47ре^+о.з4М§о.21 Al0.04Zn0.04Mn0.03)). 158140] оРг.оо;

3) цезий-железистый аналог тайниолита:

(Св] ,оо!0)-0|)| .011-11.64(1*е2+().55Т10.42Мй0ЛзА.10,0(52П0.05МП0.01)1,22814ОюР2.00

Рис. 6. Срастание цезиевого аналога тайниолита (CsMg) с тайниолитом (Таеп) и полили-тионитом (Poly) в кварц (Q) -пектолитовом (Pect) агрегате. Изображение полированного шлифа в обратно-рассеянных электронах (BSE). Длина маркера 100 мкм.

Рис. 7. Срастание цезиевого аналога орловита (Cs-orl) с орловитом (orí) в KBapn(Q)-пектолитовом (pect) агрегате с флюоритом (fluo). Изображение в режиме СОМРО. Ширина поля зрения 100 мкм.

Глава 6. О химическом составе калиевых минералов Дараи-Пиёза и содержаниях в них цезия и рубидия

Помимо образования собственных фаз, охарактеризованных в главе 5, цезий на Дараи-Пиёзе входит и в состав некоторых минералов как примесь, иногда вполне ощутимая: до 1 мас.% и более. При исследовании распределения цезия между фазами особое внимание автором обращалось на минералы калия как наиболее близкого «геохимического родственника» цезия. С этой целью изучен состав 28 калийсодержащих минералов. Примесь цезия зафиксирована в 6 из них: наливкините (0.2-1.9 мас.% Cs20), полилитионите, тайниолите (до 1.0%), орловите (до 0.4%), анните (до 0.03%) и микроклине (до 0.02%) (для двух последних минералов - данные химических анализов, для остальных - электронно-зондовые). Как можно видеть, все они, кроме микроклина, относятся к слоистьм силикатам. В араповите, арфведсо-ните, баратовите, березанските, дарапиозите, дусматовите, кентбруксите, лейкосфените, мизерите, москвините-(У), мусковите, нептуните, ортоклазе, перротите, согдианите, сугилите, туркестаните, тяньшаните, файзиевите, фторапофиллите, фтормагнезиоарфведсоните, шибковите содержание цезия оказалось ниже предела обнаружения электронно-зондовьш методом.

Как видно из полученных данных (табл. 1), сколь-либо существенного изоморфизма между К и Сз ни в одном из минералов Дараи-Пиёза не наблюдается. Калий и цезий в данной минерапообразующей системе стремятся к разделению. В одних случаях происходит упорядочение К и Сб в пределах одной кристаллической постройки, как в сенкевичите, менделеевите-(Се) и его калиевом аналоге, в других же наблюдается разделение этих элементов между совместно или последовательно кристаллизующимися разными фазами. Наиболее интересно фракционирование этих катионов между представителями одного структурного типа, индивиды которых при этом тесно срастаются. Самый яркий пример - литиевые слюды Дараи-Пиёза (рис. 6-7). Другим характерным примером может служить срастание трех богатых цирконием силикатов (рис. 8), принадлежащих к разньм не только структурным, но и топологическим типам - каркасного цирконосиликата зеравшанита С84Ка22гз(8118045)(Н20)2, ленточного цектцерита 1Ча1лгг81бС>15 и промежуточного члена ряда согдианит К([],На)21лз(гг,Ре3+,Т1)281120зо - сугилит КНа2(Ре3+,2г)21лз8112Озо, представителя кольцевых силикатов. Первый из ьих практически не содержит калия, тогда как два других -цезия.

Минералов, существенно обогащенных рубидием (>1 мас.% К.Ь20), в цезиеносных пегматитах Дараи-Пиёза обнаружить пока не удалось. Полученные данные по примесному рубидию говорят, что он больше тяготеет к калию, чем к цезию.

Рис. 8. Срастание зеравшанита (zer) с цирконийсодержащим сугилитом (sug), цектцеритом (zek), высокотитанистым

полилитионитом (pol), эгирином (aeg), нептунитом (пер) и кварцем (Q) из кварцевой глыбы. Изображение полированного шлифа в обратно-рассеянных электронах (BSE). Размер маркера 100 мкм

Глава 7. Цезиевая минерализация: кристаллохимический и генетический анализ

Как показано в главе 6, цезий и калий в минералах Дараи-Пиёза обнаруживают четкую тенденцию к разделению. Сенкевичит - первый минерал, в котором установлено упорядочение катионов Cs и К по разным позициям, не являющимся альтернативно заселяемыми. Другой пример такого упорядочения демонстрируют менделеевит-(Се) и его калиевый аналог. В отличие от сенкевичита с плотной структурой, у которого позиции Cs и К заняты полностью, менделеевит-(Се) и его калиевый аналог обладают широкопористым каркасом, и у них заселенность позиций обоих крупных катионов может существенно варьировать. Это, вкупе с низкой плотностью каркаса, позволяет предположить у данных минералов сильные катионо-обменные свойства. Учитывая высокую селективность этих фаз в отношении Cs+, их можно

рассматривать как природные прототипы микропористых материалов нового поколения, потенциально интересных для решения проблемы очистки вод от шСб катионообменным путем.

В минералах каркасного строения Сэ может располагаться: 1) в изолированных крупнообъемных (цеолитных) полостях (силикаты: менделеевит-(Се) и его калиевый аналог; алюмосиликаты: поллуцит; боросиликаты: кирхгоффит; цирконосиликаты: зеравшанит; бораты: лондонит; оксиды: цезстибтантит, цезплюмтантит; сульфиды: галхаит) или 2) в раздувах открытых каналов (силикаты: берилл-воробьевит, пеззоттаит; бериллоалюмосилика-ты: телюшенкоит). К последним близки цепочечные структуры с широкими туннелями; пример таких минералов - открытый нами в Ловозерском массиве паутовит СэРегЗз (Рекоу е1 а1., 2005). В слоистых структурах атомы цезия располагаются слоями. Примеры - силикаты (тетракремниевые слюды Дараи-Пиёза), алюмосиликаты (наньпингит), титаносиликаты (цезийкуплетскит), ванадаты (маргаритасит).

Закономерно, что именно в слоистых силикатах замещение Сб-К реализуется в наибольшей степени. Химические связи между октаэдрически-тетраэдрическим пакетом (тетраэдры + октаэдры И, А1, Мп, Ре, 1л) и слоем из межпакетных крупных щелочных катионов заметно слабее, чем внутри этого пакета, и при замещении К+ намного более крупным Сз+ происходит лишь раздвижение пакетов практически без изменений внутри них. Минералы группы астрофиллита обладают более сильным сродством к цезию, чем слюды: цезийкуплетскит на Дараи-Пиёзе находится в парагенезисе с практически бесцезиевым полилитионитом.

В каркасных и квазикаркасных структурах геометрия и размеры полостей и каналов более жестко диктуются типом каркаса, и поэтому «свободы замещений» для разноразмерных катионов здесь меньше. Это подтверждается данными для минералов Дараи-Пиёза: пределы замещений К на Сб и наоборот в каркасных силикатах заметно более узкие, чем в слоистых (см. главу 6). Кроме того, минералы каркасного строения, где цезий располагается в изолированных полостях-«фонарях», имеют тенденцию к более высокой селективности в отношении этого элемента, чем те, где катионы находятся в каналах. Это демонстрирует группа лейфита: в позиции в раздуве широкого канала N0, К, Се и замещают друга в широких пределах, что облегчается возможностью сдвига катиона вдоль оси канала.

В минералах каркасного строения развит весьма специфический тип замещений с участием Сз+. Их нельзя назвать изоморфными в строгом смысле этого слова, потому что замещающие друг друга катионы занимают разные позиции в пределах одной полости (или раздува канала). Крупный Сэ+ располагается обычно в центре полости, а более мелкие щелочные катионы - ближе к ее стенкам (№+ в поллуците: Франк-Каменецкая и др., 1997; К+ в боратах ряда родицит - лондонит: Рекоу е1 а1., 2010), или же в.месте пережима канала (№+ в берилле-воробьевите: Якубович и др., 2009). Реализующийся в серии родицит-лондонит тип замещения калия на цезий можно считать промежуточным между истинным изоморфизмом (замещение в одной позиции) и упорядочением: геометрические места позиций и координационные полиэдры Сэ и К разные, но в силу короткого расстояния между ними позиции не могут заселяться совместно, в отличие от упорядочения в строгом смысле, наблюдающегося в сенкевичите, менделеевите-(Се) и его калиевом аналоге.

На Дараи-Пиёзе не обнаружен поллуцит - ведущая форма концентрации Cs в гранитных пегматитах и самый распространенный в природе минерал этого элемента. Поле устойчивости поллуцита по температуре широко (как минимум от 160 до 1000°С), как и по давлению и общей щелочности (Barrer, McCallum, 1953; Пономарева, Жукова, 1992; Lagache, 1995; London et al., 1998). Причиной принципиального отличия в формах концентрации цезия в щелочных пегматитах Дараи-Пиёза и гранитных пегматитах представляется химизм минералообразующей среды, и в первую очередь коэффициент агпаитности Кагп — атомное отношение щелочных металлов (без учета Li) к А1.

Как было недавно показано (Пеков, 2009), общий характер минеральных ассоциаций пегматитов гранитных, сиенитовых и фельдшпатоидных пород определяется исходными соотношениями в пегматитообразующей среде А1 и щелочей, а уже затем Si, F и других компонентов. Это относится и к цезиевой минерализации. В силикатных системах с Кагп близким к 1, в первую очередь гранитных пегматитах, главные формы концентрации Cs -алюмосиликаты. В первую очередь это поллуцит (КаП1 = 1), затем слюды, содержащие от 0.4 до 1.1 ар/и А1, замещающего Si в тетраэдрах, и от 1 до 2 apfu Al в октаэдрических позициях -Cs-разновидности лепидолита и мусковита (Загорский и др., 1997, 1999; Пеков, Кононкова, 2010) с Кагп = 0.4-05, изредка наньпингит (Yang et al., 1988) с Кагц = 0.4 и члены ряда полили-тионит - соколоваит (Cemy et al., 2003; Пеков, Кононкова, 2010) с Каш = 1. В калиевые полевые шпаты (Karn = 1) может входить до 1% CS2O (Минералы, 2003 а; Пеков, Кононкова, 2010).

Совершенно другой характер имеет цезиевая минерализация на Дараи-Пиёзе, где установлено рекордное для одного геологического объекта количество собственных минералов Cs: 11 из 22 (табл. 1), т.е. половина всего видового разнообразия, причем 10 из них (кроме соколоваита) - эндемики.

Относительный дефицит в агпаитовых породах глинозема делает его лимитирующим компонентом относительно щелочей и (в большинстве случаев) кремнезема. В результате: 1) возникают щелочные алюмосиликаты (КЧ(А1) = 4) и силикаты с октаэдрически координированным А1, имеющие высокое Si:Al-OTHOineHHe: >3; 2) в силу общей избыточности щелочей эти минералы резко обогащаются теми щелочными катионами, к которым они имеют большее сродство. Для полевых шпатов это Na или К, затем Rb (для калиевых), для слюд - К. Цезие-вые слюды появляются только в локальных участках, обедненных К относительно Cs. На Дараи-Пиёзе это пектолит-кварцевая ассоциация, относительно бедная калиевым полевым шпатом и другими минералами не только А1, но и К. Обрастание калиевых слюд цезиевыми в этой ассоциации (рис. 6-7) указывает на накопление Cs в минералообразующей среде относительно К со временем.

Итак, пониженная активность глинозема позволяет цезию при высоком содержании в системе кремнезема «избежать диктата» алюмосиликатов, в первую очередь поллуцита. Именно это представляется главной причиной уникального разнообразия цезиевой минерализации Дараи-Пиёза. Все собственные минералы Cs на Дараи-Пиёзе являются силикатами, но среди них отсутствуют алюмосиликаты «в чистом виде». Видообразующий А1 присутствует только в соколоваите, где его КЧ = 6, и телюшенкоите, имеющем смешанный бериллоалюмо-

силикатный каркас: А1 «не хватило» на построение чисто алюмосиликатного каркаса, и «пришлось привлекать» более экзотические Ве и Ъп.

Из табл. 2 можно видеть, насколько разнообразен химический состав цезиевых силикатов Дараи-Пиёза. В этих 11 минералах, кроме Сэ, и О, присутствуют в качестве видообра-зующих 1л, Иа, К, Ве, Са, LR.EE (Се), В, А1, Мп, Бе, Т1, Хт, Р, Н: итого 18 (!) элементов. Также установлены существенные примеси (>1 мас.%) Бг, Ьа, Рг, Ш, ¿п, Бп, №. Отметим, что среди этих 25 элементов нет несмотря на сильное сродство к нему членов структурных типов слюд, астрофиллита и лейфита.

Учитывая, что 9 из 11 собственных минералов цезия Дараи-Пиёза (кроме цезийкуплет-скита и телюшенкоита) находятся в одной обстановке - в составе существенно кварц-пектолитовых обособлений, можно считать, что характер минеральной фазы цезия будет зависеть в основном от того, в какой локальной геохимической ситуации происходит ее зарождение. Как известно из теории кристаллохимии (Белов, 1976) и из практики синтеза кристаллов с каркасными структурами, содержащими в полостях крупные катионы-модификаторы (Баррер, 1985), тип каркаса зависит от природы последних: его конденсация происходит вокруг этих катионов как наиболее «жестких» фрагментов структуры (темплатов). Сходное поведение, видимо, характерно и для слоистых кристаллов со слоями крупных атомов в качестве «жестких» фрагментов. Таким «ядром» в нашем случае выступает Сэ+. От набора элементов, которые на стадии зарождения вовлекаются в формирование кристаллической постройки вокруг этого катиона, зависит то, какой структурный тип реализуется.

Охарактеризуем эмпирически установленные связи «состав - структура», основанные на изучении цезиевой минерализации Дараи-Пиёза. Так, в присутствии 1л цезий дает триокта-эдрические слюды, а какие именно - зависит, вероятно, от локального соотношения в минералообразующей среде других катионов, необходимых для построения октаэдрического слоя: А1, М^, Т1 и Ре, примесных Ъп и Мп. Одновалентный 1л, видимо, необходим для реализации тетракремниевых слюд, имеющих максимальное 81/А1-отношение, тогда как прочие октаэдрические катионы вполне «взаимозаменяемы». За это говорит обнаружение потенциально новых слюд непрерывной изоморфной системы СзШ^гБиОюРг -Сз1лЕе25140к>р2 - СвЫгИЗЦОюСОР) (с примесными А1, Ъъ. и Мп) и промежуточных членов ряда полилитионит КОгА^ОюРг - орловит К1л2Т18140ю(0Р). Компенсация дисбаланса зарядов при гетеровалентном изоморфизме в октаэдрическом слое происходит как за счет варьирования соотношений П+/М2+/А13+/Т14+, так и путем замещения Р' —> О2". Комбинируясь с Т1, цезий входит в состав силикатов с плотными структурами слоистого (слюды, цезийкуплет-скит) или ленточного (сенкевичит) типа.

Появление Ъх, имеющего больший по сравнению с Т1 ионный радиус и отчетливую тенденцию к образованию изолированных октаэдров в структурах силикатов (Пятенко и др., 1999), приводит к формированию цеолитоподобной гетерокаркасной структуры зеравшанита Сз4Ка22гз[81|8045](Н20), оказавшегося на Дараи-Пиёзе достаточно распространенным минералом. Таким образом, силикаты цезия с Т1 и Ъх принципиально различаются в топологическом отношении. При этом роль Сб в структурообразовании гг-силикатов сильно отличается от роли К: с цеолитоподобным зеравшанитом тесно ассоциируют члены ряда

согдианит-сугилит и цектцерит (рис. 8) - соответственно, кольцевые и ленточный калиевые силикаты с плотными структурами.

Присутствие элементов с малыми ионными радиусами и при этом высокими силовыми характеристиками, предпочитающих тетраэдричекую координацию - В или Ве, приводит к появлению цезиевых минералов со смешанными тетраэдрическими каркасами: это кирхгоф-фит и телюшенкоит.

Кроме того, на Дараи-Пиёзе автором обнаружены два близкородственных друг другу цезиевых силиката, в которых, кроме Si, нет других катионов с высокими силовыми характеристиками - это менделеевит-(Се) и его калиевый аналог. В их уникальной широкопористой структуре гетерополиэдрический квазикаркас образован Si-тетраэдрами и октаэдрами Са2+ и LREE3+, а в его полостях упорядочений размещаются крупные катионы Cs+ и К+ и молекулы НгО. Это «цеолиты» совершенно нового типа.

На примере пегматитов Дараи-Пиёза можно видеть, какое широкое разнообразие не только структурных, но и топологических типов минералов способно формироваться на основе катиона Cs+ в агпаитовых условиях при высокой активности кремнезема. Цезий «приспосабливает» к построению структур силикатов широкий спектр других катионов, и в зависимости от их комбинации при одних и тех же физических параметрах (температура, давление) возникают минералы с очень сильно различающимися кристаллохимическими характеристиками, в том числе с весьма экзотическими типами смешанных каркасов и квазикаркасов, в построении которых, наряду с Si, участвуют не только AI или Zr, но также В, Ве, Zn, REE, Ca. Цезиевые минералы в этой обстановке нередко тесно ассоциируют друг с другом, а также с другими минералами входящих в их состав элементов, демонстрируя как высокую степень селективности в отношении многих компонентов, так и важную роль локальных геохимических ситуаций.

Заключение

В заключение хотелось бы еще раз акцентировать внимание на своеобразии массива Да-раи-Пиёз. Его исследование, конечно же, не закончено, и есть все основания надеяться, что этот замечательный объект еще внесет немалый вклад в минералогию, кристаллохимию и геохимию редких элементов

Публикации по теме диссертации

1. Паутов JI.A., Агаханов A.A., Соколова Е.В., Игнатенко К.И. Дусматовит - новый минерал группы миларита // Вестник Московского Университета. Серия 4. Геология. 1996. № 2. С. 54-60.

2. Паутов Л.А., Агаханов A.A. Березанскит KLijTi2Sii203o - новый минерал // ЗВМО. 1997. №4. С. 75-80.

3. Паутов Л.А., Агаханов A.A., Соколова Е.В., Кабалов Ю.К. Туркестанит Th(Ca,Na)2(Ki.x[]x)Sis02o • пНгО - новый минерал со сдвоенными четверными кремнекисло-родными кольцами // ЗВМО. 1997. №6. С. 45-55.

4. Паутов Л.А., Агаханов A.A., Соколова Е.В. Шибковит K(Ca,Mn,Na)2(K2.x[]x)2Zn3Sii2 О30 - новый минерал группы миларита // ЗВМО. 1998. №.4. С. 89-94.

5. Паутов JI.A., Хворов П.В., Муфтахов В.А., Агаханов А.А. Согдианит и сугилит из пород Дара-и-Пиозского массива (Таджикистан) // ЗВМО. 2000. № 3. С. 66-79.

6. Моргунова В.Ю., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Паутов Л.А., Агаханов А.А., Белаков-ский Д.И. Об астрофиллите с необычным составом межпакетных катионов // Минералогические музеи в XXI веке. СПб., 2000. С. 73.

7. Sokolova E.V., Huminicki D., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A., Grew E. The crystal chemistry of telyushenkoite and leifite, ANa6[Be2AbSii5039F2], A=Cs, Na // Canad. Miner. 2002. Vol. 40. Pt. l.P. 183-192.

8. Агаханов A.A., Паутов Л.П., Белаковский Д.И., Соколова Е.В., Хавторн Ф. 'Гелю-шепкоит CsNa6[Be2(Si,Al,Zn)i8039F2] - новый цезиевый минерал группы лейфита // Новые данные о минералах. 2003. Вып. 38. С. 5-8.

9. Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A. A., Pautov L.A. The crystal chemistry of moskvinite, Na2K(Y,REE)[SieOi5], a new silicate mineral with [SÎêOjs] three-membered doublerings from the Dara-i-Pioz, Tien-Shan Mountains, Tajikistan // Canad. Miner. 2003. Vol. 41.Pt. 2. P. 513-520.

10. Агаханов A.A., Паутов Л.П., Соколова E.B., Хавторн Ф, Карпенко. В.Ю. Москви-нит-(У) Na2K(Y,REE)[Si60i5] - новый минерал // ЗВМО. 2003. № 6. С. 15-21.

11. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф. Зеравшанит, Cs4Na2Zr3Sig045(H20)2, новый цезиевый минерал из Дара-и-Пиозского массива (Таджикистан) // Новые данные о минералах. 2004. Вып. 39. С. 20-25.

12. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В.Ю., Дусматов В.Д., Семенов Е.И. Араповит, (U,Th)(Ca,Na)2(K].x[]x)Si802o-H20, новый минерал // Новые данные о минералах. 2004. Вып. 39. С. 14-19.

13. Pautov L.A., Agakhanov А.А., Sokolova E.V., Hawthorne F.C.. Maleevite, BaB2Si20g, and pekovite SrB2Si20g , a new minerals species from the Dara-i-Pioz alkaline massif, northern Tajikistan: description and crystal structure // Canad. Miner. 2004. Vol. 42. Pt. 1. P. 107-120.

14. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Pautov L.A., Agakhanov А.А. A novel [Sis045]ls" sheet in the crystal structure of zeravshanite, Cs4Na2Zr3Sii804s(H20)2 // Canad. Miner. 2004. Vol. 42. Pt. 1. P. 125-134.

15. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A. The crystal structure of arapovite, U4+(Ca,Na)2(Ki-x x)[Sie O20], x = 0.5, a new mineral species of the steacyite group from the Dara-i-Pioz moraine, Tien-Shan Mountains, Tajikistan // Canad. Miner. 2004. Vol. 42. Pt. 4. P. 1005-1012.

16. Pekov I.V., Agakhanov A.A., Boldyreva M.M., Grishin V.G. Pautovite, CsFe2S3, a new mineral species from the Lovozero alkaline complex, Kola Peninsula, Russia // Canad. Miner. 2005. Vol. 43. Pt. 3. P. 965-972.

17. Агаханов A.A., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В.Ю. Сенкевичит CsKNaCa2Ti0[Si70i8(0H)] - новый минерал // Новые данные о минералах. 2005. Вып. 40. С. 17-22.

18. Паутов Л.А., Агаханов А.А, Бекенова Г.К., Соколоваит CsL^AlSuOioFi - новый минерал из группы слюд // Новые данные о минералах. 2006. Вып. 41. С. 5-14.

19. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A., Karpenko V.Y. The crystal chemistry of senkevichite, CsKNaTi0[Si70|8(0H)], from the Dara-i-Pioz alkaline massif, Northern Tajikistan // Canad. Miner. 2006. Vol. 44. Pt. 6. P. 1341-1349.

20. Агаханов A.A., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В. 10, Гафуров Ф.Г. Файзиевит K2Na(Ca6Na)Ti4Li6Si24066F2 - новый минерал // Новые данные о минералах. 2007. Вып. 42. С. 5-11.

21. Пеков И.В., Агаханов А.А. О высокоталлиевом мурунските из Ловозерского массива (Кольский полуостров) и о характере распределения щелочных металлов и таллия между сульфидными минералами // ЗВМО. 2007. № 4. С. 51-63.

22. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A. The crystal chemistry of faizievite, K2Li6Na(Ca6Na)Ti4 [SiôOisMSinCbo^, a novel structure based on intercalated blocks of the baratovite and berezanskite structures // Canad. Miner. 2008. Vol. 46. Pt. 1. P. 163-171.

23. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A. The crystal structure of nalivkinite, a new lithium member of the astrophyllite group // Canad. Miner. 2008. Vol. 46. Pt. 3.P. 651-659.

24. Паутов Л.А., Агаханов A.A., Гафуров Ф.Г. Титантарамелит с Дараи-Пиёзского массива // Геология, генезис и закономерности размещения месторождений полезных ископаемых. Душанбе. 2008. С. 38-45.

25. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В. Ю, Гафуров Ф.Г. Наливкинит, LiîNaFe^TiîiSigOî-OCtyOH^F, новый минерал из группы астрофиллита с Дараи-Пиёзского массива (Таджикистан) // Новые данные о минералах. 2008. Вып. 43. С. 5-13.

26. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Карпенко В.Ю., Хворов П.В. Минералогия и геохимия щелочного комплекса Дараи-Пиёз // Международная конференция «Ферсмановские чтения». М., 2008. С. 43-47.

27. Пеков И.В., Кононкова Н.Н., Агаханов А.А., Белаковский Д.И., Казанцев С.С., Зуб-кова Н.В. Волошинит - новая рубидиевая слюда из гранитных пегматитов Вороньих тундр (Кольский полуостров) //ЗРМО. 2009. № 3. С. 90-100.

28. Pekov I.V., Yakubovich O.V., Massa W., Chukanov N.V., Kononkova N.N., Agakhanov A.A., Karpenko V.Yu. Londonite from Urals and new aspects of crystal chemistry of the rhodizite-londonite series // Canad. Miner. 2010. Vol. 48, в печати.

29. Агаханов A.A., Паутов Л.А., Карпенко В.Ю, Бекенова Г.К., Уварова Ю.А. Орловит KLiîTiS'uOifjiOF) - новый минерал из группы слюд с Дараи-Пиёзского массива (Таджикистан) // Новые данные о минералах. 2010. Вып. 45, в печати.

Отпечатано в отделе оперативной печати Геологического ф-та МГУ Тираж (5 ¿"экз. Заказ № I б

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Агаханов, Атали Акмурадович

Введение.

Актуальность темы.

Цель и задачи работы.

Фактический материал и методика исследований.

Научная новизна.

Практическая значимость.

Защищаемые положения.

Апробация работы.

Структура и объем диссертации.

Благодарности.

Глава 1. Цезий и его нахождение в природе.

Краткие общие сведения о цезии и главных его соединениях по литературным данным).

Краткие сведения о геохимии и месторождениях цезия по литературным данным).

Минералы цезия: краткий обзор на сегодняшний день (по литературным и собственным данным).

Глава 2. Методы исследования и использованная аппаратура.

Глава 3. Краткая геолого-петрографическая характеристика щелочного массива Дараи-Пиёз.

Глава 4. Пегматиты с цезиевой минерализацией в щелочном массиве Дараи-Пиёз.

Глава 5. Цезиевые минералы массива Дараи-Пиёз.

Цезийкуплетскит и цезийсодержащие разновидности других членов группы астрофиллита.

Соколоваит.

Сенкевичит.

Телюшенкоит.

Зеравшанит.

Борный аналог поллуцита.

Цеолитоподобные фазы «Cs» и «CsK».

Слюды системы CsLiMg2Si40ioF2 - CsLiFe2Si40ioF2 - CsLi2TiSi40io(OF).

Глава 6. О химическом составе калиевых минералов Дараи-Пиоза и содержаниях в них цезия и рубидия.

Глава 7. Цезиевая минерализация: кристаллохимический и генетический анализ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералогия цезия в щелочном массиве Дараи-Пиёз (Таджикистан)"

Актуальность темы. Цезий - литофильный редкий металл. Близость по свойствам к петрогенному калию вкупе с низким кларковым содержанием (3.7*KTVo) обусловливают преимущественное нахождение цезия в литосфере в рассеянном состоянии. В то же время, Cs+ - самый крупный из катионов металлов, известных в объектах земного происхождения, и эта особенность определяет индивидуальные черты геохимии и минералогии данного элемента. В отличие от родственного рубидия, более сходного по ионному радиусу с калием и поэтому практически полностью рассеянному в калиевых минералах, цезий обладает выраженной способностью к накоплению, подчас до очень значительных концентраций, при достижении которых дает собственные фазы. В современной минералогической номенклатуре как самостоятельные виды фигурируют 16 собственных минералов цезия, один из которых - поллуцит CsAlSi206 - может давать в гранитных пегматитах гигантские скопления. Поллуцит хорошо изучен в различных аспектах, в то время как в целом по минералогии и минералогической кристаллохимии цезия обобщающих работ нет, вероятно, в силу редкости остальных его минералов и «разбросанности» их по разным генетическим типам.

Пять из шестнадцати минералов Cs были открыты в своеобразных щелочных пегматитах массива Дараи-Пиёз в Таджикистане, а в последнее время там же обнаружено еще шесть его собственных фаз. Таким образом, в этом объекте оказалось сосредоточено более половины от общего числа известных природных соединений цезия, причем десять из этих одиннадцати впервые установлены нами. Дараи-Пиёзские цезиевые минералы характеризуются не только видовым, но также значительным химическим и структурным разнообразием, что делает данный объект уникальным «полигоном» для изучения минералогии, в том числе структурной и генетической, этого элемента и его поведения в природных постмагматических системах. Полученные на этом материале результаты могут стать ядром обобщающих работ по геохимии концентрированного состояния, генетической минералогии и минералогической кристаллохимии цезия в целом.

В щелочных пегматитах Дараи-Пиёза открыт целый ряд минералов, имеющих селективно цезиевый состав определенных катионных позиций, в том числе силикаты с совершенно новыми типами цеолитоподобных структур. Такая высокая избирательность в отношении цезия заставляет обратить на них внимание как на потенциальные природные прототипы кристаллических материалов для иммобилизации I37Cs - одного из главных и наиболее опасных радиоактивных загрязнителей окружающей среды после ядерных взрывов, аварий на АЭС и других объектах, использующих ядерное топливо.

Цели и задачи работы. Главные цели работы — подробная характеристика уникальной, разнообразной цезиевой минерализации, развитой в массиве Дараи-Пиёз, и выявление, путем анализа минералогических и кристаллохимических данных, закономерностей поведения цезия в обогащенных этим элементом щелочных постмагматических системах. При выполнении работы решались следующие конкретные задачи:

- установление в этих породах собственных минералов цезия, в первую очередь новых, с изучением их кристаллохимии и свойств;

- определение химического состава тех минералов Дараи-Пиёза, в первую очередь калиевых, которые способны нести значительную (О.п мас.% и более) примесь Cs, и выявление закономерностей распределения тяжелых щелочных металлов между фазами;

- выявление закономерных связей «состав - структура» у изученных цезиевых минералов;

- получение новых экспериментальных данных о минералах цезия из родственных геологических формаций (гранитные пегматиты, пегматиты агпаитовых фельдшпатоидных пород) и анализ литературного материала по этим минералам, сопоставление их с результатами изучения цезиевой минерализации Дараи-Пиёза.

Фактический материал и методика исследований. Работа выполнена за период с 1992 по 2009 г. Было отобрано, задокументировано и использовано для отбора проб более 2000 образцов; изготовлено и изучено под оптическим и электронным микроскопами 390 аншлифов и 45 прозрачно-полированных шлифов; сделано более 200 фотографий под оптическим и электронным микроскопами; выполнено более 1000 количественных и полуколичественных электронно-зондовых анализов; снято более 200 порошковых рентгеновских дифрактограмм и более 40 дебаеграмм; записано 65 ИК-спектров; выполнено 45 химических анализов, в т.ч. методами ICP OES, ICP MS и атомной абсорбции, а также 18 количественных определений НгО методом Пенфильда; замерено более 200 оптических констант на поляризационном микроскопе. Применялись и другие физические методы — определение микротвердости и плотности, изучение люминесценции в УФ-лучах. На исследованном нами материале коллегами выполнено 18 определений легких элементов и Rb на ионном микрозонде, проделано 16 монокристальных рентгенодифракционных экспериментов с последующей расшифровкой кристаллических структур минералов.

Использовалась следующая аппаратура: сканирующий электронный микроскоп JEM 100СХ фирмы JEOL; электронно-зондовые микроанализаторы JCXA 50А фирмы JEOL и Camebax micro beam фирмы Cameca, укомплектованные волново-дисперсионными спектрометрами с модернизированными энергодисперсионными спектрометрами Link, а также CamScan 4 фирмы Oxford Instruments с энергодисперсионным спектрометром Link ISIS; вторично-ионный микроскоп Cameca IMS-4F; оптический спектрометр ICP OES VISTA Pro фирма Varian; масс-спектрометор ICP MS Х7 фирмы Thermo; атомно-абсорбционная установка FMD 4 фирмы OPTON; электронограф ЭМР 100М; порошковый дифрактрометр ДРОН-2; , рентгеновские аппараты УРС-55 и УРС -50 с камерами РКД 57.3 и РКУ 114; монокристальные дифрактометры Bruker РА с CCD-детектором и Siemens Р4; спектрофотометр Specord 75 IR; ИК-фурье-спектрометр Avatar фирмы Thermo Nicolet; поляризационные микроскопы МП-2, Мин-8, Полам JI-211 и Р-312 фирмы JIOMO и Laborlux 11 pol фирмы Leitz, , рефрактометр ИРФ-454Б фирмы JIOMO; однокружный гониометр фирмы Fuess; микротвердометр ПМТ-3.

Научная новизна. Впервые осуществлена детальная, систематическая характеристика уникальной и разнообразной цезиевой минерализации в постмагматических образованиях (пегматитах) щелочного массива Дараи-Пиёз, выявлены закономерности распределения цезия в их минералах. Выполнено петролого-минералогическое описание цезиеносных пегматитов Дараи-Пиёза, подробно изучен их минеральный состав, обнаружены и охарактеризованы ранее неизвестные типы пегматитов. Автором или с его участием открыты пять цезиевых минералов, четыре из которых — телюшенкоит CsNa6[Be2(Si,Al,Zn)i8039F2], соколоваит CsLi2Al[Si4Oi0]F2, сенкевичит

CsbCNaCa2TiO[Si7Oi8(OH)] и зеравшанит Cs4Na2Zr3(Sii8045)(H20) - происходят из Дараи-Пиёза, а паутовит CsFe2S3 - из Ловозерского щелочного массива (Кольский п-ов). Кроме того, автором на Дараи-Пиёзе зафиксированы еще шесть потенциально новых цезиевых минералов, из которых для трех - борного аналога поллуцита CsBSi2C>6 и цеолитоподобных фаз Cs6(REE22Ca^)(Si70Oi75)(OH,F)i4(H2O)2i (фаза «Cs») и Cs6K6(REE22Ca6)(Si70Oi75)(OH,F)20(H2O)i5 (фаза «CsK») - уже проведен основной комплекс исследований, а еще три - слюды с составами CsLiMg2Si40ioF2, CsLiFe2Si40ioF2 и CsLi2TiSi40io(QF) - находятся в стадии минералогического изучения. Кроме собственно цезиевых, в пегматитах Дараи-Пиёза нами установлено еще 13 новых минералов, в двух из которых - наливкините и орловите - содержится значительная примесь цезия. На материале и с участием автора впервые изучены кристаллические структуры 7 цезиевых минералов, в том числе выявлены два совершенно новых цеолитоподобных структурных типа: это гетерокаркасная структура зеравшанита и квазикаркасная структура фаз «Cs» и «CsK». Автором собраны данные по химическому тех минералов Дараи-Пиёза, где цезий присутствует как примесь, а также проанализированы данные по составу потенциально цезиеносных калиевых минералов, и на этой основе выявлена четкая тенденция к обособлению в данных системах цезия (с образованием концентрированных форм -собственных минералов), в т.ч. отделению его от калия. Найдены закономерные связи между структурно-топологическими типами минералов и степенью и характером замещения Cs на К и другие элементы (Na, Rb, Т1). Установлено два способа разделения цезия и калия: 1) упорядочение по разным позициям в пределах одной структуры, как в сенкевичите и фазе «CsK»; 2) фракционирование Cs и К между ассоциирующими минералами, которые могут относиться к разным структурным типам (Zr-силикаты) или же быть изоструктурными (слюды). Впервые показаны решающее влияние активности глинозема (агпаитности) на характер цезиевой минерализации и роль локальных геохимических ситуаций в формировании видового и структурного разнообразия минералов цезия, для которых выявлены закономерные связи «состав — структура».

Практическая значимость. Полученные экспериментальные данные и последовавшие из них выводы и обобщения вносят существенный вклад в развитие минералогии (впервые установлены 11 из 22 известных в природе собственных фаз Cs), кристаллохимии и геохимии цезия - элемента, для которого эти вопросы разработаны сравнительно слабо. Сведения о новых минералах пополнили справочную литературу и базы данных по минералогии и кристаллохимии. Результаты работы, в первую очередь данные о новых селективно цезиевых цеолитоподобных природных силикатах ранее неизвестных структурных типов, могут быть полезны при решении проблемы получения синтетических материалов, эффективных для иммобилизации радиоактивного 137Cs.

Защищаемые положения.

1. Цезиевая минерализация в щелочных постмагматических образованиях (пегматитах) массива Дараи-Пиёз уникально разнообразна в видовом (здесь установлена половина от общего числа известных в природе собственных фаз Cs), химическом и структурном аспектах. Это обусловлено не только обогащенностью данных минералообразующих систем цезием, но и, не в меньшей степени, дефицитом глинозема, что позволяет цезию «уйти из-под контроля» алюмосиликатов.

3. Цезиевый минералогенез в высококремнистых агпаитовых системах крайне чувствителен к локальной геохимической ситуации в момент зарождения фаз: она во многом определяет кристаллохимические особенности цезиевых силикатов. Цезий «приспосабливает» к построению структур силикатов широкий спектр других катионов, и в зависимости от их комбинации при одних и тех же физических параметрах среды возникают минералы, очень сильно различающиеся в структурно-топологическом отношении. Малоразмерные катионы с высокими силовыми характеристиками (В, Be) дают с Cs силикаты со смешанными чисто тетраэдрическими каркасами (Si+B,Be,Al) достаточно высокой плотности. В присутствии более крупных катионов со средними силовыми характеристиками (Ti, Mn, Fe, Mg, Al, Li) возникают минералы Cs с плотными структурами на базе слоев или лент Si-тетраэдров (с Li - тетракремниевые слюды). При участии еще более крупных катионов формируются цеолитоподобные цезиевые силикаты с низкоплотными гетерополиэдрическими каркасами (Si+Zr) или квазикаркасами (Si+REE,Ca).

Апробация работы. По вопросам, обсуждаемым в диссертации, опубликовано 25 статей и тезисы 2 докладов, еще 2 статьи приняты к печати. Материалы работы были представлены на Международном симпозиуме «Минералогические музеи в XXI веке» (С.Петербург, 2000) и Международной научной конференции «Ферсмановские чтения» (Москва, 2008).

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, семи глав и заключения. Общий объем 167 страниц, включая 88 стр. машинописного текста, 51 таблиц, 47 рисунков и список литературы из 128 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Минералогия, кристаллография", Агаханов, Атали Акмурадович

Заключение

Выполненный комплекс работ дал возможность охарактеризовать не имеющую аналогов по части разнообразия и своеобразия цезиевую минерализацию в постмагматических образованиях щелочного массива Дараи-Пиёз. Обобщение и анализ минералогических и кристаллохимических данных позволили выявить ряд особенностей поведения цезия в богатых им щелочных, в первую очередь высококремнеземистых агпаитовых, постмагматических системах. Сопоставление полученных результатов с нашими же и литературными данными для других цезиеносных формаций показывает, что многие из установленных закономерностей на самом деле носят более общий характер. Это в первую очередь касается найденных для минералов цезия связей «состав -кристаллическая структура», выводов о зависимости степени замещения Cs другими катионами от топологии структур и об определяющем влиянии активности глинозема на характер и разнообразие цезиевой минерализации.

В итоге проведенной работы наметились и некоторые направления дальнейшего развития минералогии и геохимии цезия. Во-первых, очевидна необходимость детального сбора данных по минералам-концентраторам цезия (т.е. с содержаниями на 2-3 порядка выше кларкового) для всех геологических формаций, где такие минералы известны, и подготовки отсутствующей на сегодняшний день обобщающей сводки по минералогии этого элемента. Выявленные предшествующими исследователями на примере богатых поллуцитом гранитных пегматитов, а теперь нами на примере содержащих разнообразную цезиевую минерализацию щелочных пегматитов Дараи-Пиёза закономерности поведения этого элемента в постмагматических системах вполне способны послужить ядром такой работы. Во-вторых, требуют дальнейшей разработки вопросы изоморфизма с участием цезия — крупнейшего из катионов, в особенности связь характера и пределов замещений со структурными характеристиками минералов, включая самые тонкие кристаллохимические особенности. В связи с этим представляется весьма интересным поиск новых природных цезиевых фаз (в этом отношении пегматиты Дараи-Пиёза особенно перспективны) вкупе с анализом литературных данных по кристаллохимии синтетических соединений Cs. Не получила пока и сколь-либо удовлетворительного объяснения природа геохимической и, как следствие, минералогической уникальности постмагматических образований Дараи-Пиёза, резко обогащенных типичными элементами как гранитных пегматитов - Li, В, Cs, так и производных фельдшпатоидных пород - Ti, Zr, Nb, LREE, Th, Sr. Возможно, изучение поведения именно цезия в процессе эволюции минералообразующих систем массива способно дать ключ к ответу на этот вопрос.

В заключение хотелось бы еще раз акцентировать внимание на своеобразии массива Дараи-Пиёз. Его исследование, конечно же, не закончено, и есть все основания надеяться, что этот замечательный объект еще внесет немалый вклад в минералогию, кристаллохимию и геохимию редких элементов

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Агаханов, Атали Акмурадович, Москва

1. Абдусаломов Ф.Н., Дусматов В.Д. Амфиболы из щелочных пород Гиссаро-Алая ( Южный Тянь-Шань) // Минералогический журнал. 1985. Т. 7. № 4. С. 49-54.

2. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Белаковский Д.И., Соколова Е.В., Хоторн Ф. Телюшенкоит CsNa6Be2(Si,Al,Zn)i8039F2. новый цезиевый минерал группы лейфита // Новые данные о минералах. 2003а. Вып. 38. С. 5-8.

3. Агаханов А.А., Паутов Л.П., Соколова Е.В., Хавторн Ф, Карпенко. В.Ю. Москвинит-00 Na2K(Y,REE)Si60i5. новый минерал // ЗВМО. 20036. № 6. С. 15-21.

4. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В.Ю., Дусматов В.Д., Семенов Е.И. Араповит, (U,Th)(Ca,Na)2(Ki x.x)Sis02o*H20, новый минерал // Новые данные о минералах. 2004. Вып. 39. С. 14-19.

5. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф., Карпенко В.Ю. Сенкевичит CsKNaCa2Ti0Si70i8(0H). — новый минерал // Новые данные о минералах. 2005. Вып. 40. С. 17-22

6. Агаханов А.А., Л.А. Паутов, Ю.А. Уварова, Е.В. Соколова, Ф. Хавторн, В.Ю. Карпенко, Ф.Г. Гафуров. Файзиевит K2Na(Ca6Na)Ti4Li6Si24066F2 новый минерал // Новые данные о минералах. 2009. Вып. 43. С. 5-11.

7. Агаханов А.А., Паутов Л.А., Карпенко В.Ю, Бекенова Г.К., Уварова Ю.А. Орловит KLi2TiSi40io(OF) новый минерал из группы слюд с Дараи-Пиёзского массива (Таджикистан) // Новые данные о минералах. 2010. Вып. 45, в печати.

8. Арапов Ю.А. Петрология щелочных пород Алайского и Туркестанского хребтов. Рукопись. Фонды ВГФ. 1948.

9. Баррер Р. Гидротермальная химия цеолитов. М., Мир, 1985. 420 с.

10. Белов Н.В. Очерки по структурной минералогии. М., Недра, 1976. 344 с.

11. Буссен И.В., Сахаров А.С. Петрология Ловозерского щелочного массива. Л., Наука, 1972. 296 с.

12. Василенко И.Я. Биологическая опасность продуктов ядерного деления // Природа. 1995. № 3. с. 78-87.

13. Василенко И .Я. Радиоактивный цезий-137 // Природа. 1999. № 3. С. 7176.

14. Вергасова Л.П., Старова Г.Л., Филатова С.К., Ананьев В.В. Аверьевит Си5(У04)г02 * пМХ — новый минерал вулканических эксгаляций // Доклады РАН. 1998. Т. 359. С. 804-807.

15. Вернадский В.И. О воробьевите и химическом составе бериллов // Тр. Геол. Музея им. Петра Великого Имп. Академии Наук. 1908. Т. II. С. 81-102.

16. Видякин Н.С., Авакян С.Е., Котельников А.В., Савенков Н.В., Синдерова Е.А. Отчет Среднеазиатской ГРП. Рукопись. Фонды УГ и ОН Таджикской ССР. 1959.

17. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. 1962. №7. С. 555571.

18. Владыкин Н.В., Дусматов В.Д. Химический состав слюд массива Дарай-Пиоз (Таджикистан) // ЗВМО. 1996. № 3. С. 84-94

19. Волошин А.В., Ю.П. Меньшиков, Я.А. Пахомовский, Л.И. Полежаева. Цезстибтантит (Cs,Na)SbTa40i2 новый минерал из гранитных пегматитов // ЗВМО. 1981. №3. С. 345-351.

20. Волошин А.В., Пахомовский Ю.А., Степанов В.И., Тюшева Ф.Н. Натровистантит (Na, Cs)Bi(Ta, Nb, Sb)40i2 — новый минерал из гранитных пегматитов // Минералогический журнал. 1983. Т. 5. № 2. С. 82-86.

21. Волошин А.В., Ю.А. Пахомовский, А.Ю. Бахчисарайцев, Н.Н. Девнина. Цезплюмтантит новый цезий-свинцовый танталат из гранитных пегматитов // Минералогический журнал. 1986. Т. 8. № 5 С. 92-98.

22. Волошин А.В., Пахомовский Я.А. Минералогия тантала и ниобия в редкометалльных пегматитах. Л., Наука, 1988. 239 с.

23. Герасимова Е.И., Ситнова А.И. Цезий (сборник статей). В кн. Редкие металлы на мировом рынке. Книга 1. Металлы, имеющие собственные месторождения. М., 2008. С. 150-157.

24. Гинзбург И.В., Семенов Е.И., Леонова Л.Л., Сидоренко Г.А., Дусматов В.Д. Богатый щелочами кристаллический эканит из Средней Азии // Труды Минералогического музея АН СССР. 1965. Вып. 16. С. 57-72.

25. Груздев B.C., Степанов В.И., Шумкова Н.Г., Черницова Н.М., Юдин Р.Н., Брызгалов И.А. Галхаит HgAsS2 — новый минерал из мышьяково-сурьмяно-ртутных месторождений СССР // Доклады АН СССР. 1972. Т. 205. № 5. С. 1194-1197.

26. Дусматов В.Д., Попова Н.А., Кабанова JI.K. О первой находке ридмерджнерита в СССР // Доклады АН Таджикской ССР. 1967. Т. 10. № 10. С. 51-53.

27. Дусматов В.Д., Кабанова JI.K. О находке нептунита в Таджикистане // Доклады АН Таджикской ССР. 1967а. Т. 10. № 6. С. 40-42.

28. Дусматов В.Д., Ефимов А.Ф., Алхазов В.Ю., Казакова М.Е., Шумяцкая Н.Г. Тяньшанит новый минерал //Доклады АН СССР. 19676. Т. 177. № 3. С. 678-680.

29. Дусматов В.Д., Попова Н.А., Кабанова JI.K. О первой находке ридмерджнерита в СССР // Доклады АН Таджикской ССР. 1967с. Т. 10. № 10. С. 51-53.

30. Дусматов В.Д., Ефимов А.Ф., Катаева З.Т., Хорошилова JI.A., Янулов К.П. Согдианит новый минерал // Доклады АН СССР. 1968. Т. 182. № 5. С. 1176-1177.

31. Дусматов В.Д. Состояние изученности щелочных пород Центрального Таджикистана // Известия АН Таджикской ССР, отделение физико-математических и геолого-химических наук. 1969. Вып. 32. № 2. С. 92-102.

32. Дусматов В.Д. Минералого-геохимические особенности щелочных и гранитоидных пород верховья р. Дараи-Пиез (Южный склон Алайского хребта). В сборнике: Вопросы геологии Таджикистана. Душанбе. 1970. С. 27-28.

33. Дусматов В.Д., Мельниченко А.К., Кутенец В.Н., Брейвинская В.М., Вольнов Б.А., Акрамов А.Н. Формационное расчленение щелочных пород Гиссаро-Алая // Материалы П Среднеазиатского петрографического совещания. Душанбе. 1971а. С. 61-62.

34. Дусматов В.Д. Минералогия щелочного массива Дараи-Пиез (Южный Тянь-Шань). Автореферат диссертации канд. г.-м. наук. М., 19716. 18 с.

35. Дусматов В.Д., Семенов Е.И., Хомяков А.П., Быкова А.В., Джафаров Н.Х. Баратовит новый минерал // ЗВМО. 1975а. Вып. 5. С. 580-582

36. Дусматов В.Д., Ефимов А.Ф. О новой находке лейкосфенита в СССР // Доклады АН Таджикской ССР. 19756. Т. 18. № 12. С. 24-27

37. Ефимов А.Ф. Типохимизм породообразующих темноцветных минералов щелочных пород. М., Наука, 1983. 256 с.

38. Ефимов А.Ф., Дусматов В.Д., Ганзеев А.А., Катаева З.Т. Цезийкуплетскит новый минерал // Доклады АН СССР. 1971. Т. 197. № 6. С. 1394-1397.

39. Жухлистов А.П., Звягин Б.Б., Шурига Т.Н. Структурные и химические особенности литиевых слюд по электронограммам от косых текстур // Минералогический журнал. 1983. №3. С. 92-97.

40. Загорский В.Е., Макагон В.М., Шмакин Б.М., Макрыгина В.А., Кузнецова Л.Г. Гранитные пегматиты. Т.2. Редкометалльные пегматиты. Новосибирск, Наука, 1997. 284 с.

41. Загорский В.Е., Перетяжко И.С., Шмакин Б.М. Гранитные пегматиты. Новосибирск, Наука, 1999, Т. 3. 486 с.

42. Звягин Б.Б. Электронография и структурная кристаллография глинистых минералов. М.Наука. 1964. 248 с.

43. Кабалов Ю.А., Соколова Е.В., Паутов JI.A., Шнайдер Ю. Кристаллическая структура нового минерала туркестанита кальциевого аналога стисиита // Кристаллография. 1998. Т.43. № 4. С. 632-636.

44. Лазаренко М.В. О распределение микроэлементов в щелочных породах. //ЗВМО. 1978. № 1.С. 55-64.

45. Могаровский В.В. Геохимия редких элементов интрузивных пород Таджикистана. Душанбе: Дониш, 1987. 295 с.

46. Минералы. Справочник. 1992. Т. IV, вып. 1. Силикаты со структурой, переходной от цепочечной к слоистой. Слоистые силикаты. М., Наука, 599 с.

47. Минералы. Справочник. Т. V, вып. 2. Каркасные силикаты. Силикаты с разорванными каркасами. Полевые шпаты. М.: Наука. 2003а. 583 с.

48. Минералы. Справочник. 20036. Т. V, вып. 2. Каркасные силикаты. Фельдшпатоиды. М., Наука, 379 с.

49. Моргунова В.Ю., Пеков И.В., Чуканов Н.В., Паутов Л.А., Агаханов А.А., Белаковский Д.И. Об астрофиллите с необычным составом межпакетных катионов // Минералогические музеи в XXI веке. 2000. С. 73.

50. Москвин А.В. География и геология Восточного Каратегина. В кн.: Таджикско-Памирская экспедиция 1935 года. Москва-Ленинград., 1937. С. 682739.

51. Ненадкевич К.А. Материалы к познанию химического состава минералов России. VI. Цезиевый берилл (воробьевит) // Тр. Геол. Музея им. Петра Великого Имп. Академии Наук, 1911. Т. V. В. 2. С 53-56.

52. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Соколова Е.В., Игнатенко К.И. Дусматовит новый минерал группы миларита // Вестник Московского Университета. Серия 4. Геология. 1996. № 2. С. 54-60.

53. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Соколова Е.В., Кабалов Ю.К. Туркестанит Th(Ca,Na)2(Ki.x.x)SigO20 * пН О новый минерал со сдвоенными четверными кремний-кислородными кольцами // ЗВМО. 1997а. № 6. С. 45-55.

54. Паутов Л.А., Агаханов А.А. Березанскит KLi3Ti2Sii2O30 новый минерал // ЗВМО. 19976. № 4. С. 75-80.

55. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Соколова Е.В. Шибковит K(Ca,Mn,Na)2(K2-x.x)2Zn3Sii2O30 новый минерал группы миларита // ЗВМО. 1998. № 4. С. 89-94.

56. Паутов Л.А., Хворов П.В., Муфтахов В.А., Агаханов А.А. Согдианит и сугилит из пород Дара-и-Пиозского массива (Таджикистан) // ЗВМО. 2000а. № 3. С. 66-79.

57. Паутов Л.А., Хворов П.В., Соколова Е.В., Феррарис Дж., Ивальди Г., Баженова Л.Ф. Капицаит (Y) (Ba,K)4(Y,Ca)2Sig(B,Si)4028F - новый минерал // ЗВМО. 20006. № 6.С. 42-49

58. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Уварова Ю.А., Соколова Е.В., Хавторн Ф. Зеравшанит, Cs4Na2Zr3Si8045(H20)2, новый цезиевый минерал из Дара-и-Пизского массива (Таджикистан) // Новые данные о минералах. 2004. Вып. 39. С. 20-25.

59. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Бекенова Г.К. Соколоваит CsLi2AlSi40wF2 -новый минерал из группы слюд // Новые данные о минералах. 2006. В. 41. С. 513.

60. Паутов Л.А., Агаханов А.А., Карпенко В.Ю., Хворов П.В. Минералогия и геохимия щелочного комплекса Дараи-Пиёз // Международная конференция «Ферсманские чтения». Москва. 2008. С. 43-47.

61. Пеков И.В. Генетическая минералогия и кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических системах. Дисс. докт. геол.-минер. наук, М., МГУ, 2005. 652 с.

62. Пеков И.В. Общие черты генетической кристаллохимии минералов в пегматитах гранитов и фельдшпатоидных пород // Минеральное разнообразие: исследование и сохранение. София, 2009. Вып. 4. С. 117-122.

63. Пеков И.В., Агаханов А.А. О высокоталлиевом мурунските из Ловозерского массива (Кольский полуостров) и о характере распределения щелочных металлов и таллия между сульфидными минералами // ЗВМО. 2007. №4. С. 51-63.

64. Пеков И.В., Брызгалов И.А. Новые данные о галхаите // Новые данные о минералах. 2006. В. 41. С. 26-32.

65. Пеков И.В., Коненкова Н.Н. Рубидиевая минерализация в редкометальных гранитных пегматитах Вороньих тундр (Кольский полуостров, Россия) // Геохимия. 2010. № 5, в печати.

66. Пеков И.В., Меметова Л.Р. Минералы гранитных пегматитов Липовки, Средний Урал // Минер. Альманах. 2008. Т. 13. С. 6-44.

67. Пеков И.В., Кононкова Н.Н., Агаханов А.А., Белаковский Д.И., Казанцев С.С., Зубкова Н.В. Волошинит новая рубидиевая слюда из гранитных пегматитов Вороньих тундр (Кольский полуостров) // ЗРМО. 2009а. № 3. С. 90100.

68. Петрунина А.А., Юльюхин В.В., Белов Н.В. Кристаллическая структура THHaKCHTaNaK2Ca2TiSi70i9(0H) //Доклады АН СССР. 1971. Т.198. С. 575-578.

69. Пономарева Н.И., Жукова И.А. Физико-химические условия образования поллуцита в гранитных пегматитах (на примере жильной серии Восточного Казахстана) // ЗВМО. 1992. № 2. С. 26-33.

70. Поникаров В.П., Красильников Б.Н. Геологическая карта Средней Азии. Лист У-42-22; У-42-23, м-б. 1:100 000. Рукопись. Фонды УГ Киргизскогой ССР, 1949.

71. Пятенко Ю.А., Курова Т.А., Черницова Н.М., Пудовкина З.В., Блинов В.А., Максимова Н.В. Ниобий, тантал и цирконий в минералах. М., Изд. ИМГРЭ, 1999. 213 с.

72. Семенов Е.И., Дусматов В.Д., Хомяков А.П. О редкоземельном мизерите. В сборнике: Минералогические исследования. М., ИМГРЭ, 1973. Вып. 3. С. 42 -45.

73. Семенов Е.И., Дусматов В.Д. К минералогии щелочного массива Дараи-Пиез (Центральный Таджикистан) // Доклады АН Таджикской ССР. 1975а. Т. XVIII. №11. С. 39-41

74. Семенов Е.И., Дусматов В.Д., Хомяков А.П., Воронков А.А., Казакова М.Е. Дарапиозит новый минерал группы миларита // ЗВМО. 19756. № 5. С. 583-585.

75. Соколова Е.В., Паутов JI.A. Кристаллическая структура дусматовита // Доклады РАН. 1995. Т. 344. № 5. С. 607-610.

76. Соколова Е.В., Рыбаков В.Б., Паутов JI.A. Кристаллическая структура шибковита // Доклады РАН. 1999. Т. 369. № 3. С. 378-380.

77. Солодов Н.А., Слепнев Ю.С., Бойко Т.Ф. Цезий, рубидий, литий (геохимические очерки). В кн.: Геохимия редких элементов, М., 1965. С. 11-94.

78. Солодов Н.А., Балашов JI.C., Кременецкий А.А. Геохимия лития, рубидия и цезия. М., Недра, 1980. 233 с.

79. Справочник химика. Основные свойства неорганических и органических соединений. Лениград Москва, ГХИ. 1951. Т. 2. 1146 с.

80. Франк-Каменецкая О.В., Гордиенко В.В., Каминская Т.Н., Зорина М.Л., Костицына А.В. Вода в структуре минералов анальцим-поллуцитового ряда NaAlSi206«H20-CsAlSi206 // ЗВМО. 1997. № 2. С. 62-71.

81. Хомяков А.П., Дусматов В.Д., Черепивская Г.Е. Эвколит из парагенезиса с кварцем. Доклады АН СССР. 1975. Т. 224. № 5. С. 1159-1162

82. Хомяков А.П., Нечелюстов Г.Н., Соколова Е.В., Хоторн Ф.К. Новые боросиликаты малинкоит NaBSi04 и лисицынит KBSi206 из щелочных пегматитов Хибино-Ловозерского комплекса (Кольский полуостров) // ЗВМО. 2000. №6. С. 35-41.

83. Шарапов А.И., Графский Б.В., Марушкин Ю.А. Материалы к государственной геологической карте СССР Масштаба 1:200 ООО. Листы У-42-34; У-42-22. Рукопись. Фонды УГ Таджикской ССР. 1959.

84. Якубович О.В., Пеков И.В., Стил Я.М., Масса В., Чуканов Н.В. Роль щелочных металлов в формировании производных структурных мотивов на основе берилла: сравнительная кристаллохимия воробьевита и пеззоттаита // Кристаллография. 2009. Т. 54. №3. С. 432-445.

85. Anthony J.W., Bideaux R.A., Bladh K.W., Nichols M.C. Handbook of Mineralogy. Vol. II: Silica, Silicates. Tucson, Mineral Data Publishing, 1995. 904 pp

86. Barrer R.M., McCallum N. Hydrothermal chemistry of silicates. Part IV. Rubidium and caesium aluminosilicates // J. Chem. Soc. London. 1953. P. 4029-4035.

87. Belakovskiy D.I. Die seltenen Mineralien von Dara-i-Pioz im Hochgebirge Tadshikistans. //Lapis. 1991. 16. № 12. P. 42-48.

88. Breithaupt A. Neue Mineralien. Poggendrff's. Ann. Phys. Mineralogist. 1846. 29. № 3. P. 429-452.

89. Cerny P., Chapman R., Teertstra D.K., Novak M. Rubidium- and cesium-dominant micas in granitic pegmatites // Amer. Miner. 2003. Vol. 88. № 11-12. P. 1832-1835.

90. Cooper M.A., Hawthorne F.C. Refinement of the crystal structure of tienshanite: short-range-order constraints on chemical composition // Canad. Miner. 1998. Vol. 36. Pt. 5. P. 1305-1310.

91. Chen T.T., Szymanski J.T. A comparison of galkhaite from Nevada and from the type locality, Khaydarkan, Kirgizia, U.S.S.R// Canad. Miner. 1982. Vol. 20. Pt. 4. P. 575-577.

92. Oxford County, Maine, and new data for gainesite // Canad. Miner. 1994. Vol. 32. Pt. 4. P. 839-42

93. Grew E.S., Belakovskiy D.I., Fleet M.E., Yates M.G., Mc.Gee J.J., Marquez N. Reedmergneriitte and associated minerals from peralkaline pegmatite. // Eur. J. Miner. 1993. №3. P. 971-984.

94. Hess F.L., Fahey J.J. Cesium biotite from Custer country, S Dakota // Amer. Miner. 1932. Vol. 17. № 5. P. 173-176.

95. Mandarino J.A. The Gladstone-Dale relationship: The compatibility concept and its application // Canad. Miner. 1981. Vol. 19. Pt. 3. P. 441-450.

96. Moore P.B., T. Araki, I.M. Steele, G.H. Swihart, A.R. Kampf. Gainesite, sodium zirconium beryllophosphate: a new mineral and its crystal structure // Amer. Miner. 1983. Vol. 68. № 10-11. P. 1022-1028.

97. Palache С., H. Berman, C. Frondel // Dana's system of mineralogy. 1951. (7th edition). V. II. P. 97-98.

98. Pekov I.V., Agakhanov A.A., Boldyreva M.M., Grishin V.G. Pautovite, CsFe2S3, a new mineral species from the Lovozero alkaline complex, Kola Peninsula, Russia // Canad. Miner. 2005. Vol. 43. Pt. 3. P. 965-972.

99. Pekov I.V., Yakubovich O.V., Massa W., Chukanov N.V., Kononkova N.N., Agakhanov A.A., Karpenko V.Yu. Londonite from Urals and new aspects of crystal chemistry of the rhodizite-londonite series // Canad. Miner. 2010. Vol. 48, в печати.

100. Petersen O.V., Roensbo J.G., Leonardsen E.S., Johnsen O., Bollingberg H., Rose-Hansen J. Leifite from the Ilimaussaq alkaline complex, South Greenland // N. Jb. Miner. Mh. 1994. P. 83-90. ■

101. Pring A., Din V.K., Jefferson D.A., Thomas J.M. The crystal chemistry of rhodizite: a re-examination//Miner. Mag. 1986. Vol. 50. P. 163-172.

102. Reguir E.P., Chakhmouradian A.R., Evdokimov M.D. The mineralogy of a unique baratovite and miserite —bearing quartz-albite-aegirine rock from the Dara-i-Pioz complex, Northern Tajikistan // Canad. Miner . 1999. Vol. 37. Pt. 6. P. 13691384.

103. Rose G. Uber den Rhodizit, eine neue Mineralgattung // Poggendorf s Ann. Phys. Chem. 1834. Vol. 33. P. 253-256.

104. Rozhdestvenskaya I.V., Nikishova L.V., Lazebnik Yu.D., Lazebnik K.A. The crystal structure of tokkoite and its relation to the structure of tinaksite // Zeitschrift fur Kristallographie. 1989. Vol. 189. P. 195-204.

105. Shannon R.D. Revised effective ionic radii and systematic studies of interatomic distances in halides and chalcogenides // Acta Cryst. 1976. A32. P. 751767.

106. Shannon R.D., Prewitt C.T. Effective ionic radii in oxides and fluorides // Acta Cryst. 1969. C. 25. P. 925-945.

107. Simmons W.B., F. Pezzotta, A.U. Falster, K.L. Webber. Londonite, a new mineral species: the Cs-dominant analogue of rhodizite from the Antandrokomby granitic pegmatite, Madagascar// Canad. Miner. 2001. Vol. 39. Pt. 3. P. 747-755.

108. Sokolova E.V., Huminicki D., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A., Grew E. The crystal chemistry of telyushenkoite and leifite, ANa<5Be2Al3Sii5039F2., A=Cs, Na // Canad. Miner. 2002. Vol. 40. Pt 1. P. 183-192.

109. Teertstra D.K., Cerny P., Hawthorne F.C. Rubidium-rich feldspars in granitic pegmatites from the Kola Peninsula, Russia // Canad. Miner. 1997. Vol. 35. Pt. 5. P. 1277-1283.

110. Teertstra D.K., Cerny P., Hawthorne F.C. Rubidium-rich feldspars in granitic pegmatites// Canad. Miner. 1998. Vol. 36. Pt. 2. P. 483-496.

111. Thomas R., P. Davidson, A. Hahn. Ramanite-(Ce) and ramanite-(Rb): New cesium and rubidium pentaborate tetrahydrate minerals identified with Raman spectroscopy // Amer. Miner. 2008. Vol. 93. № 7. P. 1034-1042.

112. Uvarova Y.A., E.V. Sokolova, F. Hawthorne, L.A. Pautov, A.A. Agakhanov.18 • • A novel SisC^s. " sheet in the crystal structure of zeravshanite, Cs4Na2Zr3Si]8045

113. H20)2// Canad. Miner. 2004a. Vol.42. Pt. 1. P. 125-134.

114. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A.

115. The crystal structure of arapovite, U4+(Ca,Na)2(K,.x x) Si8 O20., x = 0.5, a newmineral species of the steacyite group from the Dara-i-Pioz moraine, Tien-Shan

116. Mountains, Tajikistan // Canad. Miner. 2004b. Vol.42. Pt. 4. P. 1005-1012.

117. Uvarova Y.A., E.V. Sokolova, F. Hawthorne, A.A. Agakhanov, L.A. Pautov,

118. Karpenko V.Y. The crystal chemistry of senkevichite, CsKNaTiOSi7Oi8(OH)., fromthe Dara-i-Pioz alkaline massif, northern Tajikistan // Canad. Miner. 2006. Vol. 44.1. Pt. 6. P. 1341-1349.

119. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A.

120. The crystal chemistry of faizievite, K2Li6Na(Ca6Na)Ti4Si60ig.2[Sii203o]F2, a novelstructure based on intercalated blocks of the baratovite and berezanskite structures //

121. Canad. Miner. 2008a. V.46. Pt. 1. P. 163-171.

122. Uvarova Y.A., Sokolova E.V., Hawthorne F., Agakhanov A.A., Pautov L.A.

123. The crystal structure of nalivkinite a new lithium member of astrophyllite croup //

124. Canad. Miner. 2008b. Vol.46. Pt. 3. P. 651-659.

125. Wenrich K.J., Modreski P.J., Zielinski R.A., Seeley J.L. Margaritasite: a newmineral of hydrothermal origin from the Pena Blanca uranium district, Mexico //

126. Amer. Miner. 1982. Vol. 67. № 11-12. P. 1273-1289.

Информация о работе

Агаханов, Атали Акмурадович
кандидата геолого-минералогических наук
Москва, 2010
ВАК 25.00.05

Диссертация

Минералогия цезия в щелочном массиве Дараи-Пиёз (Таджикистан) - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы