Периодические гравітаційні текстури в никелин-раммельсбергитовых відстійниках 6аритовых жив Рудних гір

Периодические гравітаційні текстури в никелин-раммельсбергитовых відстійниках 6аритовых жив Рудних гор

Ю. М. Димків, Р. А. Дымкова, І. Ю. Федорова Онтогеническим аналізом унікальних шаруватих гравітаційних текстур і сферолитовых сростков никелина і раммельсбергита виявлено дендритный механізм послідовного зростання верств, і навіть одночасний зростання сфероидолитов никелина, сферолитов і зернистих мас раммельсбергита в гелевых опадах арсенидов нікелю. Серед опадів, які виникають в «відстійниках «(*) крустификационных жив, можна виявити гравітаційні періодичні текстури, у яких верстви мінеральних агрегатів, які відрізняються структурі чи складу, неодноразово змінюють друг друга з більш більш-менш отчетливых ритмів (настурановый рівень з Пршибрама, кварц-диккитовый рівень з Яхимова та інших. [4]).

(*) «Відстійник «- ділянку рудної жили за їхніми пережимом, тектонічної чи кристаллизационной корком, соціальній та закритих знизу, сполучених з жилами пустотах, де у застійних умовах з гетерогенних розчинів осідає зважений матеріал й утворяться зрештою мінералогічні рівні. Термін спочатку — технічний; з його використанні в мінералогії свого часу наполягав У. І. Степанов.

Можно казати про два види періодичності; про морфоструктурной (зокрема розмірної) і фазової (мінералогічній). У першому випадку в періодичних мономинеральных нашаруваннях кожен ритм повторює попередній, зберігаючи у цілому свої текстурные чи структурні особливості. У найпростішому прикладі ритм починається з тонкозернистого агрегату і закінчується крупнозернистым, зазвичай окристаллизованным (з друзовой эвгедральной поверхнею). Наступний ритм також починається з тонкозернистого агрегату і закінчується крупнозернистым п т. буд. Такі відмінності, викликані геометричних відбором, спостерігаються в шарах, сложенных скелетными кристалами чи дендритами [1], і навіть сферолитами [З]. При фазової періодичності один мінерал чергується з однією чи двома іншими мінералами, створюючи бі-, три- (тощо. буд.) мінеральні ритми. Є також різні змішані види періодичності, передусім, фазовоструктурные, де у кожному ритмі відбувається зміна мінералів, а й структур. Загальні питання фізико-хімію періодичних текстур обговорювалися Ф. М. Шемякиным і П. У. Михалевым [6]. Маємо низку понад мінералогічних досліджень [2, 5], але більшість із них розглядаються приклади, пов’язані з метасоматическими процесами, т. е. із заснуванням періодичних текстур у твердій фазі. Певний інтерес викликають періодичні никелин-раммельсбергитовые текстури, вивчені нами по колекційним зразкам з баритовых жив з верхніх горизонтів родовища Шлема-Альберода (НДР), минералогически охарактеризованном на роботах [7, 8].

В найзагальніших рисах будова никелиновых відстійників, реконструйованих за зразками, відрізняється такими особливостями: 1. Відстійники утворилися в пустотах крустификационных баритовых жив, нацело заповнюючи простір між пристеночными друзами пластинчастих (в зрізі лінзоподібних) кристалів рожевого бариту (рис. 1, а). 2. Відстійники складено субпараллельными верствами, котрі представляють собою рівномірно почковидные сферолитовые палітурки никелина, і покритими переривчастими чи безперервними тонкими кірками раммельсбергита (рис. 1,6, 2). З. У межах кожного сферолитового шару (палітурки) никелина все сферолиты утворюються послідовно друг за іншому, частково наростаючи на попередні, т. е. палітурки розростаються від зальбанда до центра (або до іншому зальбанду) жили (рис. 1-б.). 4. В усіх життєвих приполированных зразках чітко видно загальна всім никелин-раммельсбергитовых гнізд закономірність у структурі шаруватого агрегату. Принаймні кристалізації з кожним ритмом в напрямі із глибини порожнини догори поступово зменшуються радіуси сферолитов никелина. З їхніми зменшенням зростає число сферолитов в прошарку й кількість верств, т. е. з кожним ритмом збільшується кількість що випали зародків никелина на одиницю обсягу або частині площі і кількість центрів кристалізації в розчині. Майже кожен основний ряд чи шар сферолитов никелина, їхнім виокремленням ритм, супроводжується одним-двома більш короткими, «недорозвиненими », ритмами, які з кількох дрібних сферолитов никелина, унаслідок чого відбувається невеличке викривлення никелиновых верств (мал.2). 5. У деяких відстійниках шаруватий никелин-раммельсбергитовый агрегат зім'ятий в S-образные складки. Пластичні деформації никелиновых кірок якось пов’язані з приходом скрытокристаллического «гель-раммельсбергита », цементуючого окремі розриви в кірках. 6. Никелин і раммельсбергит як мінеральні види немає певними фізичними і хімічними особливостями. Микрозондовый аналіз на приладі «Саmebax », як та економічні розрахунки рентгенограмм никелина і раммельсбергита, не показали помітних відмінностей від стандартних образцов.

Более чітке уявлення про закономірності освіти сферолитовых кірок дали графіки ходу ритмічного процесу кристалізації. Для цього він поліровані платівки вивчених зразків розбивали сіткою IХI див, потім у межах поперечної (стосовно шаруватості) стрічки простежували зміна потужності ритмів у кожному квадраті. Вимірювалася потужність кожного ритму і товщина верств в ритмі, було побудовано графіки, що дають, що співвідношення між завтовшки смуг відкладень никелина і раммельсбергита при ритмічною кристалізації залишається приблизно однаковим. На початку процесу співвідношення Rh (3)/Rp (0,3) = 10; наприкінці Rh (0,8 — 0,3)/Rp (0,8 — 0,0) = 10 (тут R — радіус сферолитов, мм). У ділянках порушення такого співвідношення ритмічність розгубився й з’являється більш товстий (до 2 див) шар, точніше, прожилок инъецирующего раммельсбергита, після чого знову на відкладеннях з’являється ритмічність з колишнім співвідношенням в товщині смуг никелина і раммельсбергита (рис.2). Із кожним новим ритмом структура агрегату стає більш мелкозернистой, оскільки у структуру зернистого агрегату впливає число центрів кристалізації: ніж їх побільшає, тим, природно, буде зрозумілою і більш мелкозернистой сферолитовая структура.

Сферолиты никелина асимметричны і може віднести до сфероидолитам [4]. З класичних позицій Б. Попова [9], почасти це сферокристаллы, оскільки вони утворюються у результаті розщеплення кристалічних субиндивидов, у тому числі більшість є звичайні сфероидолиты, що утворилися з численних центрів навколо сферолитов раммельсбергита. Як зазначалося, в почковидном шарі кожну наступну сферолит висловлює частина сферичної поверхні попереднього, та був сам вбирається наступним. Механізм огибания променем сферолита грунтується на послідовному виникненні у ньому численних нових центрів розщеплення (мал.1, в). Можливо, появою саме таких центрів то, можливо пояснена різниця у твердості облекающих попередній сферолит ділянок (в середньому Н50 = 439×9,8 МПа) і земельних ділянок поблизу власної сферичної поверхні (М = 429×9,8 МПа). Через війну травлення розведеною азотної кислотою і особливо сумішшю Н202 + Н2S04 виявлено тонка зональність розвитку і пластинчатое двойниковое будова променистих субиндивидов (променів), що становлять сфероидолиты никелина. У текстурном плані, можна казати про два види виділень раммельсбергита: суцільні щільні маси «цементують «його як б зміщують у своїй окремі сферолиты никелина; тонкі сферолитовые палітурки раммельсбергита покривають зовнішні зони никелиновых сферолитов, розмежовуючи верстви никелина і багаторазово підкреслюючи цим ритми (мал.2). У променях сферолитов никелина можна зустріти рідкісні никелиновые сфери (R = 0,0 n мм), які за вищому збільшенні виявляються округлими многогранниками. Судячи з згасання, вони монокристалличны і зростаються в двойниковом стан справ із променем. Більше пізня генерація виконує тріщини в променях сферолитов. У центрі радиально-блоковых чи секториальных кристалів никелина гексагональных і більше складних перетинів (двійники) можна знайти дрібні (0,0 n мм в ребрі) тетрагональные призматичні кристали мінералу блідо-рожевого кольору, з більш високими проти никелином твердістю і відбитком, не протравливающегося в суміші кислот. Кристали в сечении представлені квадратами, трикутниками і витягнутими прямокутниками, т. е. можна віднести до тетрагональной сингонії и, судя з усього, належать до маухериту (Ni3As4). Існує, по меншою мірою, дві генерації цього мінералу: перша (идиоморфные призми) є центром зародження кристалів никелина, друга (зі слабко зниженою твердістю) використовує ці призми як центри на подальше від нього эпитаксического розростання і незначного заміщення никелина.

Раммельсбергит утворює щільні неравномерно-зернистые, а цілому тонкокристаллические агрегати, характерні для описуваних на давніх саксонських роботах «гель-минералов ». Твердість основної маси раммельсбергита М= (560 ± 680) x 9,8 МПа. До травлення в щільною масі раммельсбергита в поляризованому світі і на сколах чітко помітні линзовидные сильно витягнуті двійники (близнята шов по видалення лейст), сцементированные зернистим агрегатом. У окремих зразках лейсты в сферолитах раммельсбергита мають дендритообразное будова: полисинтетически сдвойникованное, зазвичай сильно видовжене зерно раммельсбергита і двох розділених прямолінійною кордоном субиндивидов, які мають «полудендритным «будовою, т. е. розгалужених з одного (зовнішньої) боку на контакту з тонкокристаллическим зернистим агрегатом раммельсбергита. Через війну травлення азотної кислотою виявляється складне будова зернистого агрегату раммельсбергита він перебуває, по меншою мірою, із трьох компонентів: протравленные (як і сдвойникованные лейсты) изометричные зерна сцементированы непротравившейся фазою. Як свідчить вивчення під електронним мікроскопом, в крейдакозернистом (1 — З мкм) агрегаті є ще більше тонкозернистый (0,2 — 0,5 мкм) агрегат, і навіть що цементує їх маса кафе і безліч тонких (50 — 100 нм) включень в лейстах.

При напылении графіту в вакуумі одному з двох полірованих перетинів гель-раммельсбергита з’явився характерний яшм малюнок які чергуються хвилястих смуг, огибающих невизначені перешкоди в такий спосіб, навколо них виникли петлі, з-поміж них опуклі зональні виступи, спрямовані переважають у всіх шпальтах до однієї бік. Такий типовою для диффузионных процесів текстурі, очевидно, властиві тонкі кількісно хімічні відмінності, які виявляються електронним микрозондированием. Травлением масивного раммельсбергита сумішшю перекису водню і сірчаної кислоти за іншими розрізах виявляються подібні текстури з равномерно-зернистыми смугами, различающимися по розміру зерен і структурі. Межі між смугами энгедральные кристаллизационные з вектором розростання, співпадаючим з вектором фронту дифузії. По ефекту иризации в косому світлі протравлених смуг суцільного раммельсбергита можна визначити її сферолитовое будова: великі (до 1 див) тонковолокнистые сферолиты утворюють зональну масу, яку відкладається никелиновая корка.

Сферолиты никелина обрастаются тонкої переривчастої кіркою раммельсбергита, почасти прекращающей зростання никелинового шару. Корку складається з дрібних, тільки в випадках радіально —, за іншими — хаотичне нагромадження сдвойникованных кристаликів, які можна виявлено лише після тривалого травлення. Власні сферолиты раммельсбергита мають більш тонші (значно) і частково невпорядковані субиндивиды. Їх сферична ростовая поверхню більш гладка. У численних дрібних пустотах (сутнісно в порах), можна побачити в деяких зразках на контакті між ритмами, раммельсбергит завжди знаходиться дно якої порожнин і часто зустрічають у вигляді радиально-расщепленных кристалів. У на відміну від никелиновых верств, загалом одноманітних, палітурки раммельсбергита в різних ритмах який завжди однакові за будовою. У одних ритмах сфероидолиты никелина покриваються раммельсбергитом як палітурки чи сростков радиально-блоковых субгедральных кристалів, за іншими — це складно сдвойникованные плоскогранные кристали з фиброкристаллическими (нормально розщепленими) пірамідами зростання, по-третє тонковолокнистые сферолиты тощо. буд. Палітурки раммельсбергита місцями відділені від наступного верхнього шару никелина незграбними чи щелевидными порожнинами, але переважно никелин наростає безпосередньо на раммельсбергит. Поледний в пустотах займає нижні стінки (дно), на верхніх (нависаючих) стінках можна зустріти лише його одиночні сферолиты чи кристали. (У пористих періодичних агрегатах шар раммельсбергита нерідко і двох різновікових виділень, саме, — сферолиты раммельСбергита, обрастаемые никелином який покриває шару, і більше пізня зерниста маса або дрібні сферолиты, обрастающие никелни знизу шару, т. е. на верхніх стінках щелевидных порожнин. Цей щодо пізній раммельсбергит, синхронний зі сферолитами раммельсбергита наступного ритму, справляє враження цементації і заміщення їм никелина).

Сфероидолитовые палітурки никелина пасивно обростають раммельсбергит, однак за великих увеличениях подають ознак заміщення раммельсбергита никелином і рідко навпаки. Більше виділяються численні скарги й своєрідні ознаки одночасного зростання сфероидолитов никелина і сферолитов раммельсбергита. У косих зрізах, де виявляється дендритный зростання арсенидов, видно численні центри розщеплення раммельсбергита. Оскільки ритм NiAs —> NiAs2 характерний для проявившегося в Рудних горах арсенидного процесу, допускається ритмічне відкладення пари никелин раммельсбергит протягом усього процесса.

Однозначные онтогенические ознаки свідчить про освіту никелин-раммельсбергитовых текстур в опадах дно якої відкритих порожнин (відстійники) і високу пластичність періодичних никелин-раммельсбергитовых текстур, сохраняющуюся до останніх моментів формування. Що стосується геохімії відзначимо, зміна крупносферолитовых верств никелина мелкосферолитовыми свідчить про підвищенні концентрації миш’яку чи нікелю до кінця процесу. Зміна NiAs —> NiAs2 говорить про підвищенні парциального тиску (активності) миш’яку, а послідовне, хоч і скачкосбразное зменшення величини зерен в агрегатах раммельсбергита, показник збільшення пересыщения розчинів миш’яком до освіти гелів, пропитывающих вже сформований агрегат і cоздающий «мастило «між кристалами, обусловившую можливість пластичних деформацій періодичних текстур. З випаданням гелю NiAs2, очевидно, пов’язано збіднення розчину миш’яком; у своїй гелю і раніше освічених кірках никелина виникають кристали маухерита, навколо яких формуються дрібні эвгедральные кристали никелина.

Механизм зростання унікальних багато в чому текстур довгий час не вдавалося розшифрувати. При распиловке зразків помилково передбачалися лише поперечні зрізи і не жодного послойного. Дослідження поперечних зрізів однозначно показало: 1. Почковидные палітурки ростуть послідовно, т. е. кожну наступну шар формується лише після завершення (дільниці кристалізації) попереднього. 2. Кожен шар починає зростати від стінки порожнини до центра (або до інший стінці порожнини) і росте у тому напрямі, як і попередній. З. Кожен наступний сферолит в шарі зростає у межах шару після формування попереднього сферолита. Тут бачимо свого роду послойное «сканування «зарождений… Єдиний зріз, орієнтований під невеликим кутом до площині нашарування, показав ознаки дендритного зростання сфероидолитов никелина і раммельсбергита, проте площа цього зрізу невелика.

Более повно розшифрувати таких структур вдалося лише результаті пошуку аналогічних структур серед інших мінералів. Почковидный агрегат з спрямованим (векторным) розростанням сферолитов в шкірки встановлено для тодорокита з Уралу (зразок Б.З.Кантора) й у бариту з Керченського родовища (зразки В.А.Слётова). Приполировка підстави палітурки сфероидолитового бариту дозволила підтвердити механізм зростання що така структур: кірка розросталася як гіллястий сфероидолитовый дендрит.

Необходим спеціальний пошук відповіді питання, із чим пов’язаний механізм періодичного і водночас поступово наростаючого пересыщения розчину (чи осаду) миш’яком. Через війну періодичного випадання гелю NiAs2 відбувається короткочасне, проте настільки істотне збіднення розчину миш’яком, що в дисперсною раммельсбергитовой масі утворюються у окремих шарах рідкісні дрібні кристали маухерита, навколо кожного у тому числі формуються кристали чи розетки никелина: вып. NiAs2 —> NiAs —> вып. NiAs2 —> Ni3As2 —> NiAs —> вип. NiAs2 — NiAs…,.

Остается недостатньо ясним, відбувалася чи кристалізація ритмів принаймні послідовного послойного відкладення опадів із наступним осадженням при різкому пересыщении гелю раммельебергита або ж ритми кристалізувалися внаслідок хімічних реакцій за умов зустрічної дифузії компонентів у первинному в’язкому осаді теля [5], заполнившем всю нижню частина друзовой порожнини (рис. 1). Такі ритмічна кристалізація, як очікується у роботі [4], зафіксовано у детально вивчених Б. У. Бродиным [1] періодичних текстурах дендритов самородного вісмуту і диарсенидов Ni — З. У нашому випадку форма сфероидолитов никелина і дендритная (у плані) текстура ритмів свідчить, скоріш, про кристалізації сфероидолитовых кірок не більше шару дисперсоида чи гелю, періодично осаждающегося внаслідок хімічних реакцій з розчину. Залишки гелю NiAs2 грали роль «мастила «між зернами раммельсбергита і сфероидолиты що час перебували, в такий спосіб, в пластичній матрице.

.

На рис.: Никелин-раммельсбергитовый відстійник (З) в баритовой оселя (2) з оторочкою сидерита (1). Схема будівлі: а — загальний вигляд; б — пластична деформація верств; в — схема будівлі верств: 4 — анкерит; 5 — сфероидолиты никелина; 6 — раммельсбергит.

Список литературы

1. Бродин У. У. Питання генези мирмекитовых, дендритовых зв сферолитовых структур мінеральних агрегатів. У кн. «Генезис мінеральних індивідів і агрегатів (онтогения мінералів) ». М. «Наука », 1966.

2. Васильєва А. І. Морфогенетические особливості ритмічних структур та його роль з’ясуванні умов рудоутворення. М. «Наука », 1970.

3. Димків Ю. М., Стрелкина Є. М. Мінералогічний рівень настурана. У кн. «Текстури і структури уранових руд ендогенних родовищ ». М. «Атомиздат », 1977.

4. Димків Ю. М. Парагенезис мінералів ураноносных жив. М. «Надра », 1985.

5. Поспєлов Р. Л. Парадокси, геолого-физическая суть і стала механізми метасоматоза. Новосибірськ: Наука. Сиб. отд-ние, 1973.

6. Шемякін Ф. М., Міхальов П. Ф. Фізико-хімічні періодичні процеси. М.: Вид-во АН СРСР, 1983.

7. Barsukov V.S., Веlyayev I.F., Sегееwа N., Sokоlоvа N.T. — // Z.f. Angewandte Geol. 1968. 14, 10., 512 519.

8. Наrlass Є., Schudzеl H. — // Z.f. Angewandte Geol. 1965. 11, 10., 512 524.

9. Ророff У. Sрhагоlithenbап und strahlungs Кristallisationiоп. // Latv. Farm. Zurn. 1934.

Источник: Опубліковано в рб. «Мінералогічний журнал », «Наук.Думка », 1991, — 13, 1.

Для підготовки даної праці були використані матеріали із сайту internet.