ОСОБЕННОСТИ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ ПРИ НАГРЕВАНИИ АЛЛАНИТА ИЗ "ОРТИТОВОЙ ДАЙКИ" АНАДОЛЬСКОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ

 

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.39.04.042

УДК 549.618 : 549.753.1 : 548.734.3 : 548.75: 549.02 : 549.08 (477.63)

Е.Е. Гречановская, Е.А. Ильченко, Л.И. Кануникова, С.И. Курило, И.Н. Герасимец
Институт геохимии, минералогии и рудообразования им. Н.П. Семененко НАН Украины
03142, г. Киев, Украина, пр-т Акад. Палладина, 34
E-mail: e.grechanovskaya@gmail.com

ОСОБЕННОСТИ ФАЗООБРАЗОВАНИЯ ПРИ НАГРЕВАНИИ АЛЛАНИТА ИЗ "ОРТИТОВОЙ ДАЙКИ" АНАДОЛЬСКОГО РУДОПРОЯВЛЕНИЯ

Язык: украинский
Минералогический журнал 2017, 39 (4): 42-57

Аннотация: Алланит, редкоземельный аналог эпидота, общая кристаллохимическая формула которого — CaREEAl2Fe[Si2O7][SiO4]O(OH), — главный рудный минерал-концентратор REE Анадольского рудопроявления редкоземельных элементов (REE) цериевой группы (Восточное Приазовье, Украинский щит), представляет собой рудное тело в форме жилы преимущественно эпидот-алланитового и кварц-флюорит-алланитового состава ("ортитовая дайка"). Алланит на Анадольском рудопроявлении представлен двумя разновидностями: алланит-1 и алланит-2, различающимися между собой морфологией кристаллов, параметрами элементарной ячейки и более высокой степенью окисленности железа в алланите-2. С помощью методов рентгеновского анализа, электронно-зондового микроанализа и ИК-спектроскопии исследован химический состав образцов алланита эпидот-амфибол-алланитовых метасоматитов и "алланитового концентрата" из "ортитовой дайки" Анадольського рудопроявления и продукты поэтапного их отжига, образующиеся в результате частичного или полного разрушения его структуры. Исследование химического состава образцов алланита показало их гетерогенность. Они содержат включения бритолита двух генераций, суммарное количество оксидов редкоземельных элементов и иттрия ΣREE2O3 + Y2O3 в них меняется от 59 до 62 %. В метасоматитах алланит представлен поздней генерацией алланитом-2, а в "алланитовом концентрате" присутствуют обе генерации. В процессе отжига образца алланита в температурном диапазоне 400—800 °С, наблюдается значительное уменьшение параметров а, b и объема его элементарной ячейки V при существенном увеличение параметра с, что, вероятно, вызвано постепенным окислением железа и приводит к образованию "оксиалланита" и частичному разрушению его структуры. Дальнейший нагрев при температуре 950—1050 °С приводит к частичной аморфизации структуры алланита и с образованием кристаллической фазы, которая по значениям структурных параметров близка к бритолиту-(La) La9,31[Si1,04O4]6O2, анионная часть которого сложена только кислородом и поэтому может быть названа фазой со структурой бритолита, обогащенного кислородом. При этом увеличивается содержание церианита и гематита и растет их кристалличность. После нагрева образца "анадольского" алланита до температуры 1050 °С в течение суток аморфная фаза исчезает. По данным ИК-спектроскопии, новообразованная при высокотемпературном отжиге фаза близка как к бритолиту, от которого она отличается, главным образом, составом Х-анионов в каналах структуры, на что указывает отсутствие в ИК-спектре полос поглощения ОН-групп, так и к силикату лантана La9,60(SiO4)6O2,4 со структурой апатита, синтезированного механическим методом. Наиболее вероятно, что структурные позиции Х в образованной на его основе фазе оксибритолита частично заселены атомами кислорода, а определенная их часть остается вакантной, что обусловлено необходимостью баланса зарядов. Установлено, что образование новых фаз, появляющихся при высокотемператyрном отжиге высококристаллического образца алланита из "ортитовой дайки" Анадольського рудопроявления и полуметамиктных образцов из Азовского Zr-REE месторождения и Ильменских гор (Урал), происходит независимо от степени их кристалличности, а незначительная вариабельность температуры их образования и соотношения соответствующих фаз зависит лишь от особенностей химического состава исходных образцов. Проведенные исследования показали, что термическую обработку алланитовой руды, в результате которой выделяются оксид церия и фаза со структурой бритолита с повышенным до 63 % содержанием редкоземельных элементов, можно использовать при обогащении руды для разделения этих фаз.

Ключевые слова: алланит, Анадольское рудопроявление, элементарная ячейка, инфракрасная спектроскопия, бритолит, церианит, гематит, кварц.

Литература:

  1. Бельський В.М., Кульчицька Г.О., Возняк Д.К., Гречановська О.Є. Хімічний склад аланіту як індикатор флюїдного режиму формування Анадольської "дайки" (Приазовський мегаблок Українського щита) // Мінерал. журн. ― 2013. ― 35, № 1. ― С. 50―59.
  2. Бугаенко Л.Т., Рябых С.М., Бугаенко А.Л. Почти полная система средних ионных кристаллографических радиусов и ее использование для определения потенциалов ионизации // Вест. Моск. гос. ун-та. Сер. Химия. — 2008. — 49, № 6. — С. 363—388.
  3. Гречановська О., Ільченко К., Канунікова Л., Курило С. Структурні перетворення в аланіті анадольського типу в процесі відпалювання (за даними рентгенівських, мікроаналітичних та ІЧ-спектроскопічних досліджень) // Мінерал. зб. ― 2015. ― № 65, вип. 1. ― С. 102―109.
  4. Лазаренко Є.К., Винар О.М. Мінералогічний словник. — К. : Наук. думка, 1975. — 772 с.
  5. Марченко Е.Я. Ортитовые метасоматиты — новый тип редкоземельного оруденения // Минерал. журн. ― 1994. ― 16, № 5/6. ― С. 84―89.
  6. Мельников В.С., Возняк Д.К., Гречановская Е.Е., Гурский Д.С., Кульчицкая А.А., Стрекозов С.Н. Азовское цирконий-редкоземельное месторождение: минералогические и генетические особенности // Минерал. журн. — 2000. — 22, № 1. — С. 42—61.
  7. Мельников В.С., Гречановська О.Є., Груба В.В., Кульчицька Г.О., Стрекозов С.М., Хоменко В.М. Гетерогенність бритоліту Азовського родовища (Східне Приазов’я) // Мінерал. журн. — 2007. — 29, № 3. — С. 14—24.
  8. Мельников В.С., Гречановська О.Є., Юшин О.О., Вишневський О.А., Стрекозов С.М. Мінеральні асоціації "ортитової дайки" та умови утворення Анадольського рідкісноземельного рудопрояву Приазов’я // Мінерал. зб. ― 2012. ― № 62, вип. 2. ― С. 128―140.
  9. Кривдик С.Г., Седова Е.В. Тавловское (Анадольское) редкоземельное рудопроявление Восточного Приазовья // Науч. тр. ДонНТУ. Сер. гор.-геол. ― 2008. ― № 7 (135). ― С. 151―154.
  10. Панов Б.С., Ивантишин О.М., Кривонос В.П., Полуновский Р.М. Новое проявление акцессорной ортитовой минерализации в Приазовье // Докл. АН УССР. — 1991. — № 4. — С. 97—101.
  11. Херлбат К.С., Клейн К. Минералогия по системе Дэна / Под ред. А.С. Поваренных ; Пер. с англ. О.А. Красильщиковой, М.М. Мамаенко, В.Е. Тепикина. ― М. : Недра, 1982. — С. 151―154.
  12. Хоменко В.М., Реде Д., Косоруков О.О., Стрекозов С.М. Бритоліт, церит та бастнезит Анадольського рудопрояву (Східне Приазов’я) // Мінерал. журн. ― 2013. ― 35, № 3. ― С. 11―26.
  13. Armbruster T., Bonazzi P., Akasaka M., Bermanec V., Chopin C., Gierè R., Heuss-Assbichler S., Liebscher A., Menchetti S., Pan Y., Pasero M. Recommended nomenclature of epidote ― groupe minerals // Eur. Journ. Miner. ― 2006. ― 18, № 5. ― P. 551―567.
  14. Bèchado E., Julien I., Iwata T., Masson O., Thomas O., Champion F., Fukuda K. Synthesis of lanthanum silicate oxyapatite materials as a solid oxide fuel cell electrolyte // J. European Ceramic Soc. — 2008. — 28. — P. 2717—2724.
  15. Bonazzi P., Menchetti S. Structural variations induced by heat treatment in allanite and REE-bearing piemontite // Amer. Miner. ― 1994. ― 79. ― P. 1176―1183.
  16. Dollase W.A. Refinement of the crystal structure of epidote, allanite and hancockite // Amer. Miner. — 1971. — 56. — P. 447—464.
  17. Dollase W.A. Mössbauer spectra and iron distribution in the epidote-group minerals // Zeitschrift für Kristallogr. — 1973. — 138. — P. 41—63.
  18. Fuentes A.F., Rodrigues-Reyna E., Martinez-Gonsález L.G., Maczka M., Hanuza J., Amador U. Room-temperature synthesis of apatite-type lanthanum silicates by mechanically milling constituent oxides // Solid State Ionics. — 2006. — 177. — P. 1869—1873. — DOI: https://doi.org/10.1016/j.ssi.2006.02.032
  19. Hoshino M., Kimata M., Nishida N., Kyono A., Shimizu M., Takizawa S. The chemistry of allanite from Daibosatsu Pass, Yamanashi, Japan // Mineral. Mag. ― 2005. ― 69, № 4. ― P. 403―423.
  20. Ito J. Silicate apatites and oxyapatites // Amer. Miner. ― 1968. ― 53, № 3. ― P. 890―906.
  21. Kartashov P.M., Ferraris G., Ivaldi G., Sokolova E.V., McCammon C.A. Ferriallanite — (Ce), CaCeFe3+AlFe2+(SiO4)(Si2O7)O(OH), a new member of the epidote group: description, X-ray and Mössbauer study // Can. Miner. — 2002. — 40. — P. 1641—1648.
  22. Oberti R., Ottolini L., Della Ventura G., Parodi G.C. On the symmetry and crystal chemistry of britholite: new structural and microanalytical data // Amer. Miner. ― 2001. — 86. ― P. 1066—1075.
  23. (2003), International Centre for Diffraction Data PCPDFWIN, v. 2.4, PDF-2, JCPDS-ICDD. — [Електрон. ресурс]. — Режим доступу: http://www.icdd.com/resources/pdj/pdj18-2.htm (Дата звернення 13.10.2016).
Русский