Первая находка лизардит-сапонитового смешанослойного образования в кимберлитах одной из трубок южной африки

1Котельников д.Д., 1Зинчук н.Н., 2Горшков а.И.

1 Янигп цнигри, г.Мирный, Россия, yanigp@mail.Ru; 2игем, г.Москва, Россия, pkara@igem.Ru

¹Kotelnikov D.D., ¹Zinchuk N.N., ²Gorshkov A.I. First find lizardite-saponite mixed-layers formation of from kimberlite of one kimberlite piper in south africa (¹IANIGP CNIGRI, Mirny, Russia; ²IGEM, Moscow, Russia). In upper part of orebody of one kimberlite pipe marked similar regulated lizardite-saponite mixed-layers formation. Layers of lizardite-saponite is haracterized by large densite than above and bellow diposite kimberlite layers. It determine slow transform protomineral — lizardite to stage of regulated mixed-layers formation only.

Как известно, на территории Южной Африки установлено широкое проявление кимберлитового магматизма. В частности, в пределах некоторых районов этой территории, согласно результатам геолого-минералогического изучения ряда кимберлитовых трубок, низы вскрытого скважинами разреза представлены автолитовой кимберлитовой брекчией от серовато-грязно-зеленоватого до буровато-темного цвета, составляющей рудный столб. В кратерной части диатремы он перекрывается вулканогенно-осадочными отложениями и современными наносами. Химико-минералогическое исследование кимберлитовой брекчии и вулканогенно-осадочных отложений показало, что они существенно различаются по ассоциациям слоистых минералов, особенно в центральной части одной из изученных нами трубок.

Дифрактометрические кривые воздушно-сухих ориентированных препаратов фракции мельче 0,001 мм прослоя автолитовой кимберлитовой брекчии из верхней части одной из трубок Южной Африки характеризуются близкой к целочисленной серией базальных рефлексов, кратных 22 Ǻ (22,0; 10,9 … Ǻ). При насыщении образца этиленгликолем или глицерином возникают последовательности отражений, соответственно, от 24,5Ǻ (24,5; 12,0 …Ǻ) и 25,2 Ǻ (25,2; 12,6 …Ǻ). После прокаливания препарата до 580^оС на кривых фиксируются рефлексы 8,38; 3,36 … Ǻ. Это показывает, что в кимберлитах присутствует смешанослойное образование из чередования 7,3Ǻ неразбухающих и ~15Ǻ разбухающих слоев. Эти слои в структуре рассматриваемого смешанослойного образования содержатся, по данным Фурье-анализа, в соотношении 52:48.

Интенсивная полоса поглощения деформационных колебаний Si-O-Mg(Fe²⁺)^VI — связи с частотой 443–460 см^–1 в ИК-спектре образца указывает на триоктаэдрический тип слоев, входящих в структуру смешанослойного образования, которое соответствует лизардит-сапониту. Судя по наличию на дифрактограммах последовательности отражений от 7,28 Ǻ (7,28; 3,62 … Ǻ) в кимберлитах содержится также собственно лизардит с параметром b, равным, по электронографическим данным, 9,23 Ǻ. В образце присутствует, кроме того, незначительная примесь сапонита (слабый рефлекс ~15,5 Ǻ, значение которого увеличивается до 16,9 и 17,8 Ǻ соответственно, после насыщения образца этиленгликолем или глицерином. Триоктаэдрический тип всех рассмотренных выше слоистых минералов подчеркивается данными химического состава фракции мельче 0,001 мм (в %): SiO₂ — 38,81; TiO₂ — 0,17; Al₂O₃ — 1,75; Fe₂O₃ — 6,00; FeO — 1,55; MnO — 0,093; MgO — 30,50; CaO — 0,97; Na₂O — 0,13; K₂O — 0,073; H₂O^– — 3,30; H₂O⁺ — 16,10; P₂O₅ — 0,11; NiO — 0,19; сумма — 99,74.

Приведенные комплексные данные дают основание считать, что в структуре содержащегося в рассматриваемой части разреза смешанослойного образования упорядоченно чередуются лизардитовые и сапонитовые слои.

Учитывая, что в основной ассоциации лизардита и смешанослойной фазы содержится также незначительная примесь собственно сапонита и кальцита, кристаллохимическая формула была рассчитана по результатам полуколичественного анализа, проведенного на микроскопе JSM-5300. Локальный анализ был проведен и усреднен по десяти различным точкам препарата. Это дало возможность установить следующее атомное соотношение элементов во фракции мельче 0,001 мм образца: Mg — 21, Si — 18,1, Al — 1,17, Fe — 1, Ca ~0,2, Na ~ 0,1. Следует отметить, что установление формулы смешанослойного минерала сопровождалось определенными трудностями. Это связано с присутствием в образце в виде индивидуальной фазы собственно лизардита. Поэтому сначала по дифрактограммам (с использованием коэффициентов Р. Бискайя) было установлено, что лизардита в образце в 1,17 раз больше, чем смешанослойной фазы. Анализ полученного химического состава этих двух главнейших минералов показал, что общим для них элементом является Mg. Это позволило записать следующую пропорцию: [Mg_(3x1,17=3,5)]-лизардит+[Mg₃-лизардит+(Mg,Fe)₃-сапонит] — смешанослойное образование. Сумма Ng+Fe равна 9,51. Было сделано допущение, что наибольшее количество Fe, а также Аl входит в структуру сапонита. Далее определялось значение коэффициента Mg+Fe=22:9,51=2,313. Согласно этому коэффициенту оценивалось количество Mg и связанного с ним Si в свободном лизардите. Остальной Mg и связанные с ним Si, Fe и Al распределялись в структурных компонентах лизардитовой и сапонитовой частей смешанослойного образования. Его формула в виде двух компонентов с соотношением АВАВ …, поэтому записывается (без учета химических элементов мелких примесных фаз) в следующем виде: (Mg₃Si₂)[Ca_0,25(Mg_2,6Fe_0,4)(Si_3,5Al_0,5)O₁₅(OH)₆]nH₂O. На основании этой формулы была построена кристаллохимическая модель лизардит-сапонита, где по нормали к слоям упорядоченно чередуются 1:1 слои лизардита и 2:1 — сапонита, разделенные межслоевыми промежутками разного типа.

Приведенные данные показывают, что залегающие в нижней части изученного разреза породы автолитовой кимберлитовой брекчии и перекрывающие их вулканогенно-осадочные образования существенно различаются по особенностям слоистых минералов. В нижней части преимущественно лизардит, который (во фракции мельче 0,001 мм) в отдельных прослоях не содержит примеси других дисперсионных фаз. В большей же части этой толщи лизардит ассоциирует с сапонитом. В верхах толщи автолитовой кимберлитовой брекчии лизардит содержится совместно с упорядоченным лизардит-сапонитовым смешанослойным образованием. В отличие от этого, в отложениях вулканогенно-осадочной толщи присутствует в основном сапонит c небольшой примесью слюды. Такой характер распределения слоистых минералов по изученному разрезу позволяет сделать вывод, что исходным минералом указанной последовательности является серпентин. Последний в условиях постмагматического изменения кимберлитов связан с процессом преобразования одного из протоминералов исходного мантийного материала — оливина. Дальнейшее изменение лизардита связано с возникновением за счет деградационных процессов новых разбухающих триоктаэдрических минералов.

Возникновение лизардит-сапонитового смешанослойного образования, в связи с приуроченностью его к наиболее плотному прослою верхней части кимберлитового столба, обусловлено затрудненным водообменом между поровой водой породы и внешней средой. В этих условиях, при сохранении восстановительной обстановки в породе, неустойчивые компоненты не выносятся из нее, а лишь перераспределяются с образованием новых фаз в соответствии с существующими на данной стадии гипергенно-метасоматического изменения кимберлитов термобарических параметров среды.

Ni-содержащие магнезиофойтит и дравит Березовского золоторудного месторождения, Средний Урал