Утворення включення із опалоподібною речовиною у кристалі топазу із заноришових пегматитів Волині (за даними термобарометрії й ІЧ-спектроскопії)

УДК 549.614 : 548.75 + 553.21 (477)

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.37.02.013

Д.К. Возняк, В.М. Хоменко Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України 03680, м. Київ-142, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34 E-mail: voznyak@igmof.gov.ua; vladimir.khom@yahoo.com Мінералогічний журнал 2015, 37 (2): 13-22 Анотація: Викладено результати комплексного дослідження ранньовторинних флюїдних включень незвичного походження, вперше виявлених у кристалі топазу із заноришових (камерних) пегматитів Волині. Вони представлені сингенетичними рідинно-газовими включеннями (водного розчину ~40 %) й включенням, що містить тверду фазу опалоподібної речовини незвичної будови. Перші включення гомогенізуються в діапазоні 407—410 °С в газову фазу, густина якої близька до критичної. Температура евтектики водного розчину дорівнює –21,1 °С, а температура плавлення льоду (Тпл) –3,4 °С, що відповідає концентрації 5,5 мас. % NaCl. За даними інфрачервоної (ІЧ) спектроскопії, рідка фаза включення містить воду з розчиненим у ній СО2, а газова — лише СО2. Тверда фаза, що подібна до опалу, займає ~70 % об’єму включення, решта його порожнини заповнена газом за невисокого вакууму. Тверда фаза складена сферолітами розміром 5—6 мкм у діаметрі, має радіально-променеву будову й численні бурульки. Вона оптично ізотропна й індиферентна до ультрафіолетового випромінювання, у відбитому світлі має слабке молочно-біле забарвлення. У процесі нагрівання у включенні за температури 370 °С з’являється рідина, представлена майже чистою водою (Тпл льоду дорівнює –0,2 °С). Рідина гомогенізується за температури 376 °С у критичну фазу. У процесі зниження температури (~370 °С) вода сорбується твердою фазою. Сорбція-десорбція води твердою речовиною включення відбувається в інтервалі 370—376 °С. ІЧ-спектри твердої фази практично ідентичні до спектрів природних опалів. Встановлено, що опалоподібна речовина включення генетично пов’язана з високотемпературним (~410 °С) процесом появи у пегматитах водного розчину з високим вмістом SiО2. Найімовірніше, значно поширені в камерних пегматитах Волині опали також утворилися подібним чином, тому їхнє становлення синхронне з періодом формування пегматитів, що відповідає протерозойському часу. Наявність важкої рідини, що перебувала в рівновазі з кислим водним розчином, була одним зі сприятливих факторів росту в камерах вільного росту досконалих кристалів, оскільки пегматитове тіло, що містило кристал топазу з досліджуваними включеннями, належить до високопродуктивних об’єктів родовища. Ключові слова: топаз, флюїдні включення, силікагель, температура гомогенізації, ІЧ-спектроскопія, камерні пегматити Волині. Література: 1. Бутузов В.П., Брятов Л.В. Исследование фазовых равновесий частей системы H2О — SiO2 — Na2CO3 при высоких давлениях и температурах // Кристаллография. — 1957. — Вып. 5. — С. 670—675. 2. Возняк Д.К. Мікровключення та реконструкція ендогенного мінералоутворення. — К. : Наук. думка, 2007. — 280 с. 3. Возняк Д.К. Природа флюїдних включень незвичного наповнення в кристалі топазу камерних пегматитів Волині // Мінералогія: сьогодення і майбуття : Матеріали VIII наук. читань ім. Євгена Лазаренка (Львів-Чинадієве, 11—14 верес. 2014 р.). — Львів, 2014. — С. 28—31. 4. Возняк Д.К., Калюжный В.А. Преобразование формы включений в минералах переменного состава и его влияние на состав изолированного в вакуолях маточного раствора (на примере топаза из Волыни) // Докл. АН СССР. — 1973. — 212, № 6. — С. 1192—1195. 5. Возняк Д.К., Калюжный В.А. Использование растресканных включений для восстановления РТ-условий минералообразования (на примере кварца пегматитов Волыни) [(ч. I)] // Минерал. сб. Львов. ун-та. — 1976. — № 30, вып. 2. — С. 31—40. 6. Возняк Д.К., Калюжный В.А. Использование растресканных включений для восстановления РТ-условий минералообразования (на примере кварца пегматитов Волыни) [(ч. II)] // Минерал. сб. Львов. ун-та. — 1977. — № 32, вып. 2. — С. 22—30. 7. Возняк Д.К., Павлишин В.І. Фізико-хімічні умови формування та особливості локалізації заноришових пегматитів Волині (Український щит) // Мінерал. журн. — 2008. — 30, № 1. — С. 5—20. 8. Возняк Д.К., Хоменко В.М., Франц Г., Віденбек М. Фізико-хімічні умови завершального етапу становлення пегматитів Волині за даними термобарометрії та інфрачервоної спектроскопії берилу // Мінерал. журн. — 2012. — 34, № 2. — С. 26—38. 9. Калюжный В.А. Новые наблюдения фазовых превращений в жидких включениях // Минерал. сб. Львов. геол. об-ва. — 1956. — № 10. — С. 77—80. 10. Калюжный В.А. Усовершенствованная микротермокамера для анализа жидких включений // Тр. ВНИИП. — 1958. — 2, вып. 2. — С. 43—47. 11. Калюжний В.А. Методи вивчення багатофазових включень у мінерала х. — К. : Вид-во АН УРСР, 1960. — 168 с. 12. Калюжный В.А. Выступление в обсуждении информаций национальных подкомиссий // Материалы комиссии минералогии и геохимии. № 1. — Львов : Изд-во Львов. ун-та, 1961. — С. 41—42. 13. Калюжный В.А. Основы учения о минералообразующих флюидах. — Киев : Наук. думка, 1982. — 239 с. 14. Лазаренко Е.К., Павлишин В.И., Латыш В.Т., Сорокин Ю.Г. Минералогия и генезис камерных пегматитов Волыни. — Львов : Вища шк., 1973. — 360 с. 15. Леммлейн Г.Г. О соотношении современного и первоначального объемов жидких включений в минералах // Докл. АН СССР. — 1950. — 72, № 4. — С. 775—778. 16. Леммлейн Г.Г Классификация жидких включений в минералах // Зап. Всесоюз. минерал. об-ва. — 1959. — 88, № 2. — С. 137—143. 17. Леммлейн Г.Г., Клия М.О. Преобразование формы жидких включений при изменении температуры // Кристаллография. — 1958. — 3, № 2. — С. 206—208. 18. Леммлейн Г.Г., Клия М.О., Островский И.А. Об условиях образования минералов в пегматитах по данным изучения первичных включений в топазе // Докл. АН СССР. — 1962. — 142, № 1. — С. 81—83. 19. Мінералоутворюючі флюїди та парагенезиси мінералів пегматитів заноришевого типу України / Відп. ред. В.А. Калюжний. — К. : Наук. думка, 1971. — 216 с. 20. Таттл О.Ф., Фридман И.И. Несмесимость жидкостей в системе H2O—Na2O—SiO2 // Вопросы физико-химии в минералогии и петрографии. — М. : Изд-во иностр. лит., 1950. — С. 9—22. 21. Томас В.Г., Смирнов С.З., Козьменко О.А. Образование и свойства водно-силикатных жидкостей в системах Na2O—Al2O3 —SiO2—H2O и гранит-Na2O—Al2O3—SiO2—H2O при 600 °С и 1,5 кбар // Геология и геофизика. — 2014. — 22, № 3. — С. 327—344. 22. Хоменко В.М., Беліченко О.П., Соломатіна Л.О. Інфрачервоні спектри ОН-груп у природному та опроміненому топазі // Мінерал. журн. — 2011. — 33, № 3. — С. 28—37. 23. Чухров Ф.В. Коллоиды в земной коре. — М. : Изд-во АН СРСР, 1955. — 671 с. 24. Beny J.M., Piriou B. Vibrational spectra of single-crystal topaz // Phys. and Chem. Minerals. — 1987. — 15. — P. 148—154. 25. Fridman I.I. Liquid immiscibility in the system H2O—Na2O—SiO2 // J. Amer. Chem. Soc. — 1950. — 72, No 10. — P. 5470—5474. 26. Londos C.A., Vassilikou-Dova A., Georgiou G., Fytros L. Infrared studies of natural topaz // Phys. status solidi. A. — 1992. — 133. — P. 473—479. 27. Pinheiro M.V.B., Fantini C., Krambrock K., Persiano A.I.C., Dantas M.S.S., Pimenta M.A. OH/F substitution in topaz studied by Raman spectroscopy // Phys. Rev. B. — 2002. — 65. — P. 104301. 28. Smirnov S.Z., Thomas V.G., Demin S.P., Drebyshchak V.A. Experimental study of boron solubility and speciation in the Na2O — B2O3 — SiO2 — H2O system // Chem. Geol. — 2005. — 223. No 1—3. — P. 16—34. 29. Wunder B., Andrut M., Wirth R. High-pressure synthesis and properties of OH-rich topaz // Eur. J. Miner. — 1999. — 11. — P. 803—813.