книги из ГПНТБ / Иванова А.А. Флюоритовые месторождения Восточного Забайкалья. (Условия формирования и закономерности размещения)

дни минерализации. В месторождениях первых двух типов шестоватый флюорит образует значительные скопления моиомииеральных руд с высоким содержанием в них CaF2. При ручной рудоразборке он легко отделяется от сопутствующих минералов — пири­ та и марказита на Калангуйском и кальцита на Начнрском ме­ сторождениях.

Шестоватый флюорит представляет хорошее сырье для метал­ лургической промышленности. Для выращивания кристаллов оптического флюорита он не годится, так как получаются мутные кристаллы с многочисленными дефектами [46].

Ф а р ф о р о в и д и ы и флюорит . Представляет собой полиминеральный агрегат, состоящий из флюорита, глинистых мине­ ралов (каолинита, галлуазита и монтмориллонита), кварца и опа­ ла. Иногда в нем присутствуют мельчайшие обломки вмещающих

слоистые агрегаты на дне остаточных полостей или натечные об­ разования на обращенных кверху выступах жильного выполнения (Абагайтуйское и Калангуйское месторождения). В таких агрега­ тах постоянно отмечаются следы уплотнения минерального веще­ ства: полигональные и скорлуповатые трещинки дегидратации, многочисленные поры и пустоты, признаки перекристаллизации оолитовых и крупнокристаллических образований. Фарфоровпдный флюорит характерен в основном для верхних частей флюоритовых жил.

Как было показано при описании Абагайтуйского месторожде­ ния, состав, форма и распределение агрегатов фарфоровидтюго флюорита проливают свет на его генезис и механизм формирова­ ния месторождений.

Обилие мелких обломков вмещающих пород и ранее отложен­ ных минералов в -составе фарфоровидного флюорита указывает, что образование последнего сопровождалось тектоническими под­ вижками. Многочисленные зоны фарфоровидного флюорита, чере­ дующиеся с зонами шестоватого флюорита, свидетельствуют о многократных подвижках и изменениях режима минералообразования. -Сосредоточение натечных образований фарфоровидного флюорита на верхних выступах жильного выполнения, а также следы струйчатого движения частиц минерального вещества на внешних поверхностях агрегатов фарфоровидного флюорита ука­ зывают на нисходящее движение минералообразующих рас­ творов.

Полигональные и скорлуповатые трещины дегидратации, боль­ шое количество пор и пустот, а также следы перекристалли­ зации в фарфоровидном флюорите свидетельствуют о выпадении первоначально рыхлого и метастабильного осадка.

І34

сторождениях Забайкалья расширяет наши знания о формах минеральных агрегатов флюорита и указывает на его удивитель­ ную приспособленность к различным условиям образования. Эти

Рис. 74. Акцессорные элсмснты-пркмесн ъ крупнокристаллических флюоритах изомет­ рического габитуса по данным спектральных анализов. Спектральная лаборатория ВСЕГЕИ, аналитики А. П. Григорчук, Л. Й. Денисенко, Л. К. Лазднна

разновидности флюорита встречены в незначительном количестве и представляют лишь генетический интерес.

Сталактиты флюорита отм-ечаются на стенках остаточных по­ лостей в Калангуйском и Абагайтуйском месторождениях. Форма таких агрегатов по аналогии с кальцитовыми и ледяными сталак­ титами пещер несомненно указывает на нисходящее движение мннералообразующих растворов в конце гидротермального про­ цесса. Флюорит сталактитов мелкокристаллический, прозрачный. Он либо бесцветен, либо окрашен в слабо-розовый или дымчатый цвет. Флюорит сталактитов обладает более заметной термолюми­ несценцией, чем шестоватый флюорит, и обнаруживает елабоё голубоватое свечение в катодных лучах.

Дендриты флюорита были встречены на Брикачанском кварцфлюоритовом месторождении (в 2 км к северу от Солонечного)

в мелких трещинах вмещающего гранитного массива. Это — пери­ стые скелетные образования. Толщина их не превышает 0,5— 0,7 мм, а общая длина достигает 4 см при ширине 1,0—1,5 см.' Стро-

Рнс. 75. Акцессорные элемснты-прнмеси в шсстоватых флюоритах по данным спект­ ральных анализов. Спектральная лаборатория ВСЕГЕИ, аналитики А. ГГ. Григорчук, Л. И. Денисенко, Л. К. Лаэдина

ение сложное: от основного стержня под углом 45° отходят лучи длиной 0,7—1,0 см, которые в свою очередь оперяются более мел­ кими также под углом 45°. Цвет флюоритов фиолетовый.

Спектральным анализом1 в различных флюоритах была обна­ ружена примесь 22 элементов. Во всех без исключения флюори­ тах присутствуют Si, Al, Be, Sr; часто встречаются Fe, Ми, Bav Pb; изредка Mg, Na, P, Cu, Y; в отдельных пробах устанавлива­

136

ются Ga, Ti, Ag, Zn, Mo, La, Ni, Sn. Наблюдается некоторое различие в наборе и количественном содержании элементов-при­

хромофоров (Fe, Mn) и окраской флюорита не отмечается. Сопоставление спектральных анализов флюоритов из Букукнн-

ского и Белухинского вольфрамовых месторождений и крупнокри­ сталлического флюорита из собственно флюоритовых месторож­ дений показывает, что они в одинаковой мере обогащены крем­ нием, .алюминием, стронцием и медью, но ни в тех, ни в других

137'

барий, но в них всегда присутствуют железо п марганец и в не­

пламенной фотометрии (табл. 28). Они показали, что в шестоватом флюорите почти всегда присутствует натрий и в большем ко­ личестве содержится стронций; калий не обнаружен.

В результатах спектральных и фотометрических определений имеются следующие расхождения: по спектральным данным Sr, как правило, в 2—3 раза меньше, а Na в 14 раз больше, чем по данным пламенной фотометрии.

Особый интерес представляло определение редкоземельных элементов и иттрия, поскольку они могут вызывать окраску флюо­ рита. В литературе имеется небольшое количество данных по со­ держанию редких земель во флюоритах из месторождений Вос­ точного Забайкалья: эти определения О. Г. Козловой [47} спек-

138

трофосфоресцентным методом, количественно-спектральные опре­ деления с предварительным .химическим обогащением образцов по методике Ф. В. Банковского, приведенные Н. Н. Васильковой и С. Г. Соломкиной [12] и рентгепоспектральные определения, приводимые Е. Д. Калитой (ВНИИСИМС).

Шесть определений редких земель во флюоритах из коллекции автора было выполнено в ЦХЛ СЭГУ Н. Н. Бушуевой хромато­ графическим методом (ошибка определения при содержании сум­ мы редких земель<0,05 составляла±50%).

Результаты всех анализов приведены в табл. 29. Несовпадение результатов анализов различных лабораторий вызвано, с одной стороны, разным анализируемым материалом, а с другой — чув­ ствительностью и точностью различных методов определения. В целом наибольшее количество элементов редких земель нахо­ дится в крупнокристаллическом флюорите изометрического об­ лика. Почти во всех проанализированных образцах разными ме­ тодами установлены лантан, церий, неодим, иттрий, часто встре­ чаются самарий, европий, гадолиний, эрбий и реже диспрозий, гольмий, тербий.

ОКРАСКА ФЛЮОРИТОВ И ЕЕ ПРИЧИНЫ

В серии статей некоторые исследователи однозначно связыва­ ют окраску флюорита с температурами его образования и пыта­ ются использовать окраску в качестве «геологического термомет­ ра». По представлениям П. П. Пилипенко [86]: «последователь­ ная смена цветов: зеленый, фиолетовый, розовый, коричневый, бесцветный с параллельным изменением габитуса кристаллов от (111) до (100), по-вндимому, с несомненностью указывает на по­ степенное понижение температуры флюорита» (стр. 86).

Н. П. Ермаков [35] считает, что: «... Окраска флюоритов за­ висит главным образом от температурного фактора. Был установ­ лен 'Следующий порядок смены окраски цветных флюоритов (на АураХ'Матском месторождении — А. И.) в зависимости от падения температуры образования: темно-фиолетовая, сиреневая, зеленая, розовая» (стр. ПО).

По мнению А. А. Якжана [141]: «в одной и той же жиле наи­ более густоокрашенные фиолетовые и зеленые разновидности флюорита, расположенные в призальбаидовых частях, выделяют­ ся из раствора при относительно более высоких температурах, чем слабо окрашенные и бесцветные его разновидности, находя­ щиеся в центральных частях» (стр. 64).

Однако окраска флюоритов, как показали многочисленные ис­ следования физиков [91, 117— 123, 150—152], явление весьма сложное. Окраска флюорита имеет разную природу. В одних слу­ чаях окраску вызывают элементы-примеси (главным образом редкие земли). Так, П. П. Феофилов [119, 120], П. П. Феофилов и А. А. Каплянский [122, 123] и И. С. Гольдберг [17] показали,

139

что в ^появлении зеленой окраски и люминесценции в инфракрас­ ной области спектра повинен двухвалентный самарий, а в появ­ лении желтой окраски и интенсивной синей люминесценции — двухвалентный европий. Наличие в решетке флюорита редкозе­ мельных элементов обусловливает его свечение в результате уль­ трафиолетового возбуждения. При этом каждый элемент из груп­

радиоактивного или какого-либо другого коротковолнового излуче­ ния.

Окраска может быть обусловлена наличием коллоидных ча­

окраской и величиной дисперсных частиц во флюорите (табл.30). Кроме того, Г. Мюллером [149], изучавшим Дербиширское месторождение (Англия), доказано, что голубая и фиолетовая окраска флюорита вызывается в высокой степени карбонатизнроваиными и окисленными битумами альбертитовой группы, а иног­ да — высокоокислеинымй битумами элатеритного типа и пиритом. На подобную же причину окраски флюоритов Хайдарканского, Бадамского и Амдермииского месторождений указывал и А. Л. По­

номарев [88].

К. В. Раман [150], изучавший строение кристаллической решетки флюорита, установил в ней 14 различных частот колеба­ ний атомов и 72 степени .свободы. По его мнению, в появлении некоторых окрасок и люминесцентных свойств повинна сложность энергетического состояния самой кристаллической решетки ми­ нерала.

Окраска флюорита весьма неустойчива и легко исчезает или изменяется. На солнце многие флюориты, особенно окрашенные в зеленые тона, заметно бледнеют и часто совсем обесцвечивают­ ся [91].

142

Нагревание флюоритов до температуры 200—300° С приводит

вбольшинстве случаев к потере окраски [16, 88], К. Пшибрамом

[91]экспериментально установлено, что при давлении в 10000— 20 000 кг/.см2 происходит заметное изменение окраски. Чаще всего при этом появляются фиолетовые или серые цвета. Это свойство И. С. Гольдберг [17] предлагает использовать для оценки давле­ ния, развивающегося при перемещении тектонических блоков.

При радиоактивном, рентгеновском и катодном облучении бес­ цветные или слабоокрашенные флюориты приобретают интенсив­ ную фиолетовую или синюю окраску в результате возникновения дефектов в кристаллической решетке.

Из приведенного обзора можно сделать вывод, что одна и та же окраска флюорита может иметь разную природу. Так, фиоле­ товая окраска может быть обусловлена F-центрами, коллоид­ ным кальцием и, наконец, присутствием битумов или пирита. По­ этому для установления природы окраски, а также и люминесцен­ ции необходимо применение точных методов исследования мине­ рального вещества, позволяющих установить наличие или отсут­ ствие редкоземельных элементов в количествах от 1• ІО-4 и Еыше, коллоидных частиц, F-цеитров и других красящих центров, би­ тумов. Необходимо также изучение изменения окраски и люмине-* сценции при нагревании. Применение электронного парамагнит­ ного резонанса (ЭПР), ядерного квадрупольного резонанса (ЯКР) и инфракрасной спектрометрии, позволяющих определять малые количества, валентность и положение в кристаллической структуре редкоземельных и других элементов, в сочетании с изу­ чением спектров поглощения и пропускания, дадут возможность с еще большей степенью достоверности устанавливать природу окраски флюорита и причины, ее вызывающие.

Выяснение природы различных окрасок флюорита — вопрос весьма сложный, требующий специальных исследований и подго­

сколько широко они распространены и чем обусловлены. Причи­ ны окраски флюорита рассматриваются с привлечением имею­ щихся в физической литературе сведений и результатов аналити­ ческих исследований. Флюориты месторождений Забайкалья весьма разнообразны по окраске. Чаще всего встречаются зеле­ ные и фиолетовые разности, значительно реже — желтые, корич­ невые, розоватые, дымчатые и совсем редко — голубые. Зеленый цвет характерен в основном для крупнокристаллических разно­

143

бутылочный и др. В этом отношении особенно разнообразен флюорит Абагайтуйского месторождения. Два измерения пласти­ нок зеленого флюорита, сделанные автором на трехцветном коло-

Т а б л и ц а 31

Оптическая характеристика цвета

Цветовой Чистота Месторождения Видимая окраска фон, ммк цвета

(яркость)

риметре ГОИ, показали, что сине-зеленый флюорит Абагайтуй­ ского месторождения отличается от зеленого флюорита месторож­ дения Савинское № 5 цветовым тоном и чистотой цвета (табл. 31). Кроме того, сине-зеленый и бледно-зеленый флюориты Абагайтуй-

Рнс. 77.

Спектры поглощения флюо­ ритов: /-сине-зелены й; 2— зеленый; 3 — янтарный; 4 - коричпевый; 5 — желтый. Ме­ сторождение геиВельзепдорф

В крупнокристаллических рудах наблюдается чередование полос зеленого флюорита с фиолетовыми, реже с бесцветными или дымчатыми зонами этого минерала. Зоны зеленого флюорита •обычно располагаются параллельно зальбандам жил, четко фик­ сируют определенные моменты роста кристаллов, что указывает на первичное происхождение окраски. Вместе с тем зеленые зоны флюорита имеют весьма неоднородное строение: густоокрашенные микрозоны в них чередуются со слабоокрашенными или совсем бесцветными. Иногда среди зеленых полос наблюдаются спайные •выколки флюорита, окрашенные в фиолетовый или сиреневый цвет. Зеленая окраска легко выцветает на солнце и за несколько минут исчезает при нагревании образца до 230—320° С. В некото­ рых случаях зеленая окраска при нагревании переходит в синева­ то-зеленую (Солонечное месторождение) или дымчатую (Абагайтуйское месторождение).

144