Н.Г. Юрченко, М.Н. Таран. Оптико-спектроскопическое и колориметрическое исследование пироксенов из фенитизированных пород черниговского карбонатитового массива Приазовья

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.40.04.053
УДК 549.642.2/.4
Н.Г. Юрченко, М.Н. Таран
Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины
03142, г. Киев, Украина, пр-т Акад. Палладина, 34
Е-mail: Nadysya88@gmail.com, m_taran@hotmail.com
Язык: английский
Минералогический журнал 2018, 40 (4): 53-64
Оптико-спектроскопическое и колориметрическое исследование пироксенов из фенитизированных пород Черниговского карбонатитового массива Приазовья
Аннотация: В исследованиях карбонатитовых комплексов главное внимание уделено изучению именно карбонатитов и связанных с ними различных силикатных магматических пород, тогда как породам ореолов фенитизации, всегда сопровождающим карбонатитовые комплексы и служащих мощным поисковым критерием, уделено значительно меньше внимания. Для расширения способов прогнозирования и поиска карбонатитов в пределах Украинского щита выполнено изучение влияния щелочных фенитизирующих растворов на спектроскопические параметры, характер окраски и плеохроизм породообразующих минералов. В этой работе представлены результаты оптико-спектроскопического и колориметрического изучения пироксенов из метасоматически измененных клинопироксенитов, кристаллических сланцев, пироксенсодержащих мигматитов гранитового, тоналитового и граносиенитового состава, сиенитов и щелочных сиенитов фенитового ореола северного участка распространения черниговского карбонатитового комплекса и из неизмененных вмещающих пород его гнейсово-мигматитовой рамы. Установлено, что спектроскопические характеристики, окраска и плеохроизм пироксенов, обусловленные присутствием и соотношением в кристаллической структуре разновалентных ионов железа Fe2+ и Fe3+, обусловливающих появление как полос поглощения кристаллического поля (полос электронных dd-переходов), так и полос переноса заряда Fe2+ ® Fe3+. Было обнаружено, что позиция М2 в исследованных клинопироксенах почти полностью заполнена ионами кальция и натрия в то время, как ионы Fe2+, в основном, занимают структурную катионную позицию М1. Тем не менее, даже относительно небольшая часть ионов Fe2+ (М2) существенно влияет на характер оптического поглощения в ближней инфракрасной области. Колориметрическое исследование зерен пироксена из некоторых пород ореола фенитизации дало возможность установить разный характер окраски и насыщенности, что обусловлено разным содержанием железа и степенью его окисления.
Ключевые слова: Украинский щит, Черниговский карбонатитовый массив, фенитовый ореол, пироксены, оптическая спектроскопия, колориметрические исследования.
Литература:

  1. Глевасский Е.Б., Кривдик С.Г. Докембрийский карбонатитовый комплекс Приазовья. ― Киев: Наук. думка, 1981. ― 228 с.
  2. Гуревич М.М. Цвет и его измерение. — М. : Изд-во АН СССР, 1950. ― 283 с.
  3. Джадд Д., Вышецки Г. Цвет в науке и технике. — М.: Мир, 1978. ― 592 с.
  4. Мацюк С.С., Платонов А.Н., Хоменко В.М. Оптические спектры и окраска мантийных минералов в кимберлитах. — Киев : Наук. думка, 1985. — 248 с.
  5. Никанорова Ю.Є., Лазарєва І.І., Шнюков С.Є., Ковтун О.В. Карбонатитові комплекси центрального та лінійного структурно-морфологічного типів: співставлення фенітових ореолів на прикладі масивів Альньо (Швеція) та Чернігівського (Україна) // Мінеральні ресурси України. ― 2015. — № 1. ― С. 20―26.
  6. Платонов А.Н., Таран М.Н., Балицкий В.С. Природа окраски самоцветов. — М.: Недра, 1984. ― 196 с.
  7. Русаков Н.Ф., Кравченко Г.Л. К вопросу о структуре Черниговского массива карбонатитов (Приазовье) // Геол. журн. ― 1986. — 46, № 4. — С. 112―118.
  8. Таран М., Юрченко Н., Шнюков С. Біотит кристалічних порід Новополтавської ділянки Чернігівської зони розлому (Західне Приазов’я) // Мінерал. зб. ― 2014. ―№ 64, вип. 2. ― С. 95―103.
  9. Хоменко В.М. Кристалохімія та спектроскопія егіринів Октябрського масиву та лужних метасоматитів Приазов’я // Мінерал. журн. — 2015. — 37, № 3. — С. 15—27.
  10. Хоменко В.М., Платонов А.Н. Породообразующие пироксены: оптические спектры, окраска и плеохроизм. — Киев : Наук. думка, 1987. — 214 с.
  11. Шестопалов Д.И., Голубева Л.Ф., Таран М.Н., Хоменко В.М. Полосы поглощения железа и хрома в спектрах земных пироксенов: применение к дистанционному минералогическому анализу поверхности астероидов // Астрономич. вестник. — 1991. — 25, № 4. — С. 442—452.
  12. Щербак Н.П., Злобенко В.Г., Жуков Г.В., Котловская Ф.И., Полевая Н.И., Комлев Л.В., Коваленко Н.К., Носок Г.М., Почтаренко В.И. Каталог изотопных дат пород Украинского щита. — Киев : Наук. думка, 1978. — 224 с.
  13. Щербаков И.Б. Петрология Украинского щита. — Львов : ЗУКЦ, 2005. — 366 с.
  14. Юрченко Н., Шнюков С., Павлов Г. Нові дані щодо хімічного складу піроксенів з фенітів Чернігівського карбонатитового масиву (Західне Приазов’я, Український щит) // Мінерал. зб. — 2015. — № 65, вип. 1. — С. 84—94.
  15. Amthauer G., Rossman G.R. Mixed valence of iron in minerals with cation clusters // Phys. Chem. Minerals. ― 1984. ― 11 (2). — P. 37―51, doi: https://doi.org/10.1007/BF00309374
  16. Burns R.G. Mineralogical application of crystal field theory. — Cambridge : Cambridge Univ. Press, 1993. — 2nd edition. — 550 p., doi: http://dx.doi.org/10.1017/CBO9780511524899
  17. Cameron M., Shigeho S., Prewitt C.T., Papike J.J. High-temperature crystal chemistry of acmite, diopside, hedenbergite, jadeite, spodumene, and ureyite // Amer. Miner. ― 1973. ― 58 (7―8). ― P. 594―618.
  18. 18.Cloutis E.A. Pyroxene reflectance spectra: Minor absorption bands and effects of elemental substitutions // J. Geophys. Res. — 2002. — 107 (E6). — P. 5039, doi: https://doi.org/10.1029/2001JE001590
  19. Klima R.L., Pieters C.M., Dyar M.D. Spectroscopy of synthetic Mg-Fe pyroxenes I: Spin-allowed and spin-forbidden crystal field bands in the visible and near-infrared // Meteoritics and Planet. Sci. — 2007. — 42. ― P. 235―253, doi: https://doi.org/10.1111/j.1945-5100.2007.tb00230.x
  20. Langer K., Khomenko V.M. The influence of crystal field stabilization energy on Fe2+ partitioning in paragenetic minerals // Contribs Mineral and Petrol. — 1999/ — 137. ― P. 220—223, doi: https://doi.org/10.1007/s004100050547
  21. Marfunin A.S. Physics of Minerals and Inorganic Materials. An Introduction. — Springer Verlag, Berlin, Heidelberg, N-Y, 1979. — 340 p.
  22. Rossman G.R. Pyroxene spectroscopy / Ed. C.T. Prewitt, Pyroxenes // Revs Miner. — 1980. — 7. — P. 93—115.
  23. Rossman G.R. Optical spectroscopy // Spectroscopic Methods in Mineralogy and Geology / Ed. F.C. Hawthorne // Revs Miner. — 1988. — 18. ― P. 207―254.
  24. Skogby H., Hålenius U., Kristiansson P., Ohashi H. Titanium incorporation and VITi3+ ― IVTi4+ charge transfer in synthetic diopside // Amer. Miner. ― 2006. ― 91 (11―12). ― P. 1794―1801, doi: https://doi.org/10.2138/am.2006.2154
  25. Smith G. A reassessment of the role of iron in the 5.000―30.000 cm–1 region of the electronic absorption spectra of tourmaline // Phys. Chem. Minerals. — 1978. — 3 (4). ― P. 343—373, doi: https://doi.org/10.1007/BF00311847
  26. Smith G. Evidence for absorption by exchange-coupled Fe2+-Fe3+ pairs in the near infra-red spectra of minerals // Phys. Chem. Minerals. — 1978. — 3 (4). — P. 375—383, doi: 10.1007/BF00311848.
  27. Straub D.W., Burns R.G., Pratt S.F. Spectral signature of oxidized pyroxenes: Implications to remote-sensing of terrestrial planets // Geophys. Res. ― 1991. ― 96. — P. 1889-30, doi: https://doi.org/10.1029/91JE01893
  28. Taran M.N., Ohashi H., Langer K., Vishnevskyy A.A. High-pressure electronic absorption spectroscopy of natural and synthetic Cr3+-bearing clinopyroxenes // Phys. Chem. Minerals. ― 2011. ― 38 (5). — P. 345―356, doi: 10.1007/s00269-010-0408-x
  29. Taran M.N., Langer K. Electronic absorption spectra of Fe2+ ions in oxygen-based rock-forming minerals at temperatures between 297 and 600 K // Phys. Chem. Minerals. — 2001. — 28 (3). ― P. 199—210, doi: 10.1007/s002690000148.
  30. Taran M.N., Ohashi H., Koch-Müller M. Optical spectroscopic study of synthetic NaScSi2O6 ― CaNiSi2O6 pyroxenes at normal and high pressures // Phys. Chem. Minerals. ― 2008. ― 35 (3). ― P. 117―127, doi: 10.1007/s00269-007-0202-6
Русский