Н.Г. Юрченко, М.Н. Таран. Оптико-спектроскопічне і колориметричне вивчення піроксенів із фенітизованих порід Чернігівського карбонатитового масиву Приазов’я

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.40.04.053

УДК 549.642.2/.4

Н.Г. Юрченко, М.М. Таран

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, м. Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

Е-mail: Nadysya88@gmail.com, m_taran@hotmail.com

Мова: англійська

Мінералогічний журнал 2018, 40 (4): 53-64
Оптико-спектроскопічне і колориметричне вивчення піроксенів із фенітизованих порід Чернігівського карбонатитового масиву Приазов’я
Анотація: У дослідженні карбонатитових комплексів головну увагу приділено вивченню саме карбонатитів та пов’язаних із ними різноманітних силікатних магматичних порід, тоді як породам ореолів фенітизації, які завжди супроводжують карбонатитові комплекси і є потужним пошуковим критерієм, приділяють значно менше уваги. Для розширення засобів прогнозування та пошуку карбонатитів у межах Українського щита досліджено вплив лужних фенітизувальних розчинів на спектроскопічні параметри, характер забарвлення і плеохроїзм породоутворювальних мінералів. У цій роботі представлені результати оптико-спектроскопічного і колориметричного вивчення піроксенів із метасоматично змінених клінопіроксенітів, кристалічних сланців, піроксенвмісних мігматитів гранітового, тоналітового та граносієнітового складу, сієнітів та лужних сієнітів фенітового ореолу північної ділянки розповсюдження чернігівського карбонатитового комплексу та із незмінених вмісних порід його гнейсово-мігматитової рами. Встановлено, що спектроскопічні характеристики, забарвлення і плеохроїзм піроксенів зумовлені присутністю та співвідношенням у кристалічній структурі різновалентних іонів заліза Fe2+ і Fe3+, які зумовлюють появу смуг поглинання кристалічного поля (смуг електронних dd-переходів) і смуг переносу заряду Fe2+ ® Fe3+. Було виявлено, що позиція М2 в досліджених клінопіроксенах майже повністю заповнена іонами кальцію та натрію у той час, як іони Fe2+ в основному займають структурну катіонну позицію М1. Тим не менше, навіть відносно невелика частка іонів Fe2+(М2) суттєво впливає на характер оптичного поглинання у ближній інфрачервоній області. Колориметричне дослідження зерен піроксену з деяких порід ореолу фенітизації дало змогу визначити встановлено різний характер забарвлення та насиченості, що обумовлені різним вмістом заліза і ступенем його окиснення.
Ключові слова: Український щит, Чернігівський карбонатитовий масив, фенітовий ореол, піроксени, оптична спектроскопія, колориметричні дослідження.
Література:

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