О.В. Павлюк, РУТИЛ ІЗ ЗЕЛЕНОЯРСЬКОГО ТИТАН-ЦИРКОНІЄВОГО РОЗСИПУ
https://doi.org/10.15407/mineraljournal.44.01.016
УДК 549.514.63
РУТИЛ ІЗ ЗЕЛЕНОЯРСЬКОГО ТИТАН-ЦИРКОНІЄВОГО РОЗСИПУ ТА ЙОГО МОЖЛИВІ КОРІННІ ДЖЕРЕЛА
О.В. Павлюк, канд. геол. наук., наук. співроб.
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34
E-mail: alia.pavliuk@gmail.com; orcid: 0000-0001-5234-2908
В.М. Павлюк, гол. геолог, мол. наук. співроб.
Державне підприємство "Українська геологічна компанія", Правобережна геологічна експедиція
09150, с. Фурси, Україна, вул. Ярослава Мудрого, 1А
Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України
03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34
E-mail: v-pavlyuk@ukr.net; orcid: 0000-0002-7035-8505
Мова: українська
Мінералогічний журнал 2022, 44 (1): 16-31
Анотація: Досліджено рутил із Зеленоярського неогенового титан-цирконієвого розсипу. Середній розмір кристалів рутилу становить 0,25 мм. Він представлений еліпсоподібними, округлими, короткопризматичними, ізометричними й видовженопризматичними кристалами різного ступеня обкатаності з елементами розчинення на поверхні деяких з них. Рутил вирізняється різноманіттям кольорів у діапазоні від чорного до жовтого зі значним переважанням кристалів чорного та коричневого забарвлення. Зафіксовано закономірний зв’язок концентрації різних домішкових елементів та їхнє поєднання із забарвленням рутилу. Найвищий середній уміст домішкових елементів зафіксовано в кристалах зеленого кольору, найнижчий — у світло-коричневих. Загалом 61 % зерен дослідженого рутилу містять домішки: V2O5 (30 % рутилів; середній вміст оксиду 1,28 %), Nb2O5 (25 %; 1,38 %), FeO (24 %; 1,10 %), WO3 (9 %; 0,91 %), ZrO2 (9 %; 0,85 %), Al2O3 (2 %; 0,70 %), Cr2O3 (5 %; 0,60 %), SiO2 (7 %; 0,57 %). Розраховано температуру утворення рутилу за цирконієвим термометром. Вона відповідає температурам гранулітової та еклогітової фацій метаморфізму, менша частина зерен відповідає температурам утворення магматичних порід, широко розповсюджених в кристалічному фундаменті південно-західної частини Українського щита. Кластерний аналіз дає змогу виділити щонайменше п’ять груп серед досліджених кристалів. Згідно з хімічним складом, джерелами рутилів можуть бути дезінтегровані метапелітові породи, пегматити, ендербіти та їхні похідні, широко розповсюджені в Дністровсько-Бузькому мегаблоці Українського щита, та досі не знайдені еклогітоподібні породи.
Ключові слова: рутил, хімічний склад, морфологія, титан-цирконієвий розсип.
Література:
- Ганжа Е.В., Охолина Т.В., Крошко Ю.В. Геологическое строение і рудоносность Зеленоярского титан-циркониевого месторождения. Зб. наук. праць УкрДГРІ. 2019. № 3—4. С. 26—38.
- Гордиенко В.В., Гордиенко И.В., Завгородняя О.В., Логвинов И.М., Тарасов В.Н., Усенко О.В. Геотермический атлас Украины. Киев, 2004. 60 с.
- Деркач С.С., Зюльцле В.В., Виходцев М.К. та ін. Державна геологічна карта України, м-б 1 : 200 000. Центральноукраїнська серія М-35-ХХХ (Гайсин). ДП "Українська геологічна компанія". Київ, 2018. 144 с.
- Жердева А.Н., Абулевич В.К. Минералогия титановых россыпей. Москва: Недра, 1964. 239 с.
- Квасниця В.М., Вишневський О.В. Зростки рутилу з алмазом із кімберлітів трубки "Удачная" (Якутія). Мінерал. журн. 2017. 39, № 3. С. 17—31. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.39.03.017
- Полканов Ю.А. Мелкие алмазы песчаных отложений: распространение, свойства, происхождение, значение. Симферополь: СПД Барановский А.Э., 2009. 228 с.
- Резвухин Д.И. Гранаты с минеральными включениями оксидов и сульфидов из кимберлитовой трубки Интернациональная: минералогия, геохимия и связь с процессами мантийного метасоматоза в литосферной мантии Мирнинского поля, Сибирский кратон: автореф. дис … канд. геол.-мин. наук. Новосибирск, 2016. 19 с.
- Соболев Н.В., Логвинова А.М., Лаврентьева Ю.Г., Карманов Н.С., Усова Л.В., Козьменко О.А., Рагозин А.Л. Nb-рутил из микроксенолита эклогита кимберлитовой трубки Загадочная, Якутия. Докл. АН. 2011. 439, № 1. С. 102—105.
- Специус З.В., Сафронов А.Ф. Некоторые особенности состава рутила в эклогитовых ассоциациях и в парагенезисе с алмазом. Зап. Всесоюз. минерал. об-ва. 1986. 6, Ч. 115. С. 699—705.
- Цымбал С.Н., Полканов Ю.А. Минералогия титано-циркониевых россыпей Украины. Киев: Наук. думка, 1975. 247 с.
- Чесноков Б.В. Рутилсодержащие эклогиты Шубинского месторождения на Южном Урале. Изв. высш. уч. завед. Геол. и разв. 1959. 4. С. 124—136.
- Шлюкова З.В., Цепин А.И., Борисова Е.А., Власова Е.В., Дмитриева М.Т. Новая V, Zr, Nb-разновидность рутила. Докл. АН СССР. 1986. 287, № 4. С. 969—973.
- Шоцкий И.И., Дегтярева Л.Л., Сидоренко В.А. и др. Геологическая карта м-ба 1 : 50 000 территории листов М-25-108-А, Б (ГСП-39 ПГЭ КГТ). Киев: Геоинформ, 1962. 233 c.
- Юрк Ю.Ю., Еременко Г.К., Кашкаров И.Ф., Полканов Ю.А. Яловенко И.П. Алмазы песчаных отложений Украины. Киев: Наук. думка, 1973. 168 с.
- Belkasmi M., Cuney M., Pollard P.J., Bastoul A. Chemistry of the Ta-Nb-Sn-W oxides minerals from the Yichum rare metal granite (SE China): genetic implications and comparison with Moroccan and French Hercynian examples. Mineral. Mag. 2000. 64, Iss. 3. P. 507—523. https://doi.org/10.1180/002646100549391
- Boctor N.Z., Boyd F.R. Oxide minerals in a layered kimberlite-carbonate sill from Benfontein, South Africa. Contr. Mineral. Petrol. 1981. 76. P. 253—259. https://doi.org/10.1007/BF00375452
- Černý P., Novák M., Chapman R., Ferreira K.J. Subsolidus behavior of niobian rutile from the Písek region, Czech Republic: a model for exsolution in W- and Fe2+ >> Fe3+-rich phases. J. Geosci. 2007. 52. P. 143—159. http://dx.doi.org/10.3190/jgeosci.008
- Chebotarev D.A., Doroshkevich A.G., Klemd R., Karmanov N.S. Evolution of Nb mineralization in the Chuktukon carbonatite massif, Chadobets upland (Krasnoyarsk Territory, Russia). Period. di Mineral. 2017. 86, № 2. P. 99—118. https://doi.org/10.2451/2017PM733
- Cherniak D.J., Watson E.B. Al and Si diffusion in rutile. Amer. Miner. 2019. 104. P. 1638—1649. https://doi.org/10.2138/am-2019-7030
- Diebold U., Li M., Dulub O., Hebenstreit E.L.D., Hebenstreit W. The Relationship Between Bulk and Surface Properties of Rutile TiO2(110). Surf. Rev. Lett. 2000. 7, №. 5—6. P. 613—617. https://doi.org/10.1142/S0218625X0000052X
- Dill H.G., Melcher F., Füßl M., Weber B. The origin of rutile-ilmenite aggregates ("nigrine") in alluvial-fluvial placers of the Hagendorf pegmatite province, NE Bavaria, Germany. Miner. Petrol. 2007. 89, Iss. 3—4. P. 133—158.
- Doroshkevich A.G., Wall F., Ripp G.S. Calcite-bearing dolomite carbonatite dykes from Veseloe, North Transbaikalia, Russia and possible Cr-rich mantle xenoliths. Mineral. Petrol. 2007. 90. P. 19—49. https://doi.org/10.1007/s00710-006-0165-1
- Droop G.T.R. A general equation for estimating Fe3+ concentrations in ferromagnesian silicates and oxides from microprobe analyses, using stoichiometric criteria. Mineral. Mag. 1987. 51, Iss. 361. P. 431—435. https://doi.org/10.1180/minmag.1987.051.361.10
- Ewing T.A., Hermann J., Rubatto D. The robustness of the Zr-in-rutile and Ti-in-zircon thermometers during high-temperature metamorphism (Ivrea-Verbano Zone, Northern Italy). Contr. Mineral. Petrol. 2013. 165, № 4. P. 757—779. https://doi.org/10.1007/s00410-012-0834-5
- Gao G., John T., Klemd R., Xiong X. Mobilization of Ti-Nb-Ta during subduction: Evidence from rutile-bearing dehydration segregations and veins hosted in eclogite, Tianshan, NW China. Geochim. Cosmochim. Acta. 2007. 71. P. 4974—4996. https://doi.org/10.1016/j.gca.2007.07.027
- Gregoire M., Bell D.R., Le Roex A.P. Trace element geochemistry of phlogopite-rich mafic mantle xenoliths: their classification and their relationship to phlogopite-bearing peridotites and kimberlites revisited. Contr. Mineral. Petrol. 2002. 142, Iss. 5. P. 603—625. https://doi.org/10.1007/s00410-001-0315-8
- Hoff C.M., Watson E.B. Aluminium in rutile as recorder of temperature and pressure. Goldschmidt Abstracts. 2018. P. 1035.
- Jonson G., Weyl W.A. Influence of minor Additions on color and electrical properties of rutile. J. Am. Ceram. Soc. 1949. 32, № 12. P. 398—401.
- Kalfoun F., Ionov D., Merlet C. HFSE residence and Nb/Ta ratios in metasomatised, rutile-bearing mantle peridotites. Earth Planet. Sci. Lett. 2002. 199, Iss. 1—2. P. 49—65. https://doi.org/10.1016/S0012-821X(02)00555-1
- Korneliussen A., McLimans R., Braathen A., Erambert M., Lutro O., Ragnhildstveit J. Rutile in eclogites as a mineral resource in the Sunnfjord region, western Norway. NGU Bulletin. 2000. 436. P. 39—47.
- Litasov K.D., Litasov Y.D., Malkovets V.G., Taniguchi H. Mineralogical study of interstitial phase assemblages in titaniferous peridotite xenoliths from Pliocene basanites of Vitim volcanic field (Transbaikalia, Russia). J. Northeast Asian Stud. 2006. 10. P. 161—175.
- Liu L., Aulbach S., Li D., Hou Zh. Vanadium and niobium behavior in rutile as a function of oxygen fugacity: evidence from natural samples. Contr. Mineral. Petrol. 2014. 167, № 6. P. 1—22. https://doi.org/10.1007/s00410-014-1026-2
- Luvizotto G.L., Zack T. Nb and Zr behavior in rutile during high-grade metamorphism and retrogression: an example from the Ivrea Verbano Zone. Chem. Geol. 2009. 261, Iss. 3—4. P. 303—317. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2008.07.023
- Luvizotto G.L., Zack T., Triebold S., Eynatten H. Rutile occurrence and trace element behavior in medium-grade metasedimentary rocks: Example from the Erzgebirge, Germany. Miner. Petrol. 2009. 97, № 3—4. P. 233—249. https://doi.org/10.1007/s00710-009-0092-z
- Malkovets V.G., Rezvukhin D.I., Belousova E.A., Griffin W.L., Sharygin I.S., Tretiakova I.G., Gibsher A.A., O'Reilly S.Y., Kuzmin D.V., Litasov K.D., Logvinova A.M., Pokhilenko N.P., Sobolev N.V. Cr-rich rutile: A powerful tool for diamond exploration. Lithos. 2016. 265. P. 304—311. https://doi.org/10.1016/j.lithos.2016.08.017
- Meinhold G., Anders B., Kostopoulos D., Reischmann T. Rutile chemistry and thermometry as provenance indicator: an example from Chios Island, Greece. Sediment. Geol. 2008. 203, Iss. 1—2. P. 98—111. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2007.11.004
- Ottenburgs R., Fieremans M. Rutile-silicate intergrowths from the kimberlite formations at Mbujimayi (Bakwanga, Zaiïre). Bull. Soc. Belge de Géol. 1979. 88, № 3—4. P. 197—203.
- Ren Y., Fei Y., Yang J., Bai W. SiO2 solubility in rutile at high temperature and high pressure. J. Earth Sci. 2009. 20, № 2. P. 274—283. https://doi.org/10.1007/s12583-009-0025-0
- Reznitsky L.Z., Sklyarov E.V., Suvorova L.F., Barash I.G., Karmanov N.S. V-Cr-Nb-W-bearing rutile in metamorphic rocks of the Slyudyanka complex, southern Baikal region. Geol. Ore Depos. 2017. 59, № 8. P. 707—719. https://doi.org/10.1134/S1075701517080086
- Ripp G.S., Karmanov N.S., Doroshkevich A.G., Badmatsyrenov M.V., Izbrodin I.A. Chrome-bearing mineral phases in the carbonatites of northern Transbaikalia. Geochem. Int. 2006. 44, № 4. P. 395—402. https://doi.org/10.1134/S0016702906040069
- Sobolev N.V., Yefimova E.S. Composition and petrogenesis of Ti-oxides associated with diamonds. Int. Geol. Rev. 2000. 42, Iss. 8. P. 758—767. https://doi.org/10.1080/00206810009465110
- Tappe S., Kjarsgaard B.A., Kurszlaukis S., Nowell G.M., Phillips D. Petrology and Nd-Hf isotope geochemistry of the Neoproterozoic Amon kimberlite sills, Baffin Island (Canada): evidence for deep mantle magmatic activity linked to supercontinent cycles. J. Petrol. 2014. 55, Iss. 10. P. 2003—2042. https://doi.org/10.1093/petrology/egu048
- Triebold S., von Eynatten H., Luvizotto G.L., Zack T. Deducing source rock lithology from detrital rutile geochemistry: An example from the Erzgebirge, Germany. Chem. Geol. 2007. 244, Iss. 3—4. P. 421—436. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2007.06.033
- Watson E.B., Wark D.A., Thomas J.B. Crystallization thermometers for zircon and rutile. Contr. Mineral. Petrol. 2006. 151. P. 413—433. https://doi.org/10.1007/s00410-006-0068-5
- Watson T.L. Geology of a vein occurrence of rutile-ilmenite in a new locality. J. Washington Acad. Sci. 1922. 12, № 20. P. 447—454.
- Zack T., Moraes R., Kronz A. Temperature dependence of Zr in rutile: Empirical calibration of a rutile thermometer. Contr. Mineral. Petrol. 2004. 148, Iss. 4. P. 471—488. https://doi.org/10.1007/s00410-004-0617-8
- Zack T., von Eynatten H., Kronz A. Rutile geochemistry and its potential use in quantitative provenance studies. Sediment. Geol. 2004. 171, Iss. 1—4. P. 37—58. https://doi.org/10.1016/j.sedgeo.2004.05.009
- Zurevinski S.E., Mitchell R.H. Highly evolved hypabyssal kimberlite sills from Wemindji, Quebec, Canada: insights into the process of flow differentiation in kimberlite magmas. Contr. Mineral. Petrol. 2011. 161, Iss. 5. P. 765—776. https://doi.org/10.1007/s00410-010-0561-8