Необычная рудная минерализация кремнистых отложений южно-камбального центрального термального поля (камчатка)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Исследованы образцы кремнистых отложений Южно-Камбального Центрального термального поля (ЮКЦ), содержащих уникальную рудную минерализацию. Для исследования использовались оптическая микроскопия, сканирующая электронная микроскопия, рентгеноспектральный микроанализ, рентгенофазовый анализ, метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой и спектроскопия комбинационного рассеяния. В кремнистых отложениях обнаружены повышенные концентрации и широкий спектр редких и редкоземельных элементов. Наряду с минералами кремнезёма (кварц, моганит, кристобалит-тридимитовый опал), оксидами (гематит, анатаз), гидроксидами (гётит), сульфатами (барит с примесями Sr, гипс), установлены сульфиды (пирит, марказит, халькопирит, халькозин), фосфаты (ксенотим-(Y) с примесями лантаноидов, S, Ca и As; берлинит, AlPO4 с примесями V) и апатит. Выявлены субграфические срастания анатаза и кварца, нередко в ассоциации с пиритом. Подобная минерализация ранее не диагностирована в геотермальных системах Курило-Камчатского региона и отражает физико-химическую специфику глубинных металлоносных растворов ЮКЦ.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Г. А. Пальянова

Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева Российской Академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

С. Н. Рычагов

Институт вулканологии и сейсмологии Российской Академии наук

Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Петропавловск-Камчатский

Е. Н. Светова

Институт геологии Федерального исследовательского центра “Карельский научный центр Российской Академии наук”

Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Петрозаводск

Т. Н. Мороз

Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева Российской Академии наук

Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Ю. В. Сереткин

Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева Российской Академии наук

Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Новосибирск

Е. И. Сандимирова

Институт вулканологии и сейсмологии Российской Академии наук

Email: palyan@igm.nsc.ru

академик РАН

Россия, Петропавловск-Камчатский

Н. С. Бортников

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской Академии наук

Email: palyan@igm.nsc.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Рычагов С.Н., Кравченко О.В., Нуждаев А.А., Чернов М.С., Карташева Е.В., Кузьмина А.А. Южно-Камбальное Центральное термальное поле: структурное положение, гидрогеохимические и литологические характеристики / Вулканизм и связанные с ним процессы, Мат. XXIII научной конф., посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2020. С. 198–201. http://www.kscnet.ru/ivs/lgt/wp-content/uploads/2020/12/art51.pdf
  2. Нуждаев И.А., Рычагов С.Н., Феофилактов С.О., Денисов Д.К. Особенности магнитного поля геотермальных систем Паужетского района (Южная Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2023.№ 2. С. 33–51. https://doi.org/10.31857/S0203030622060049.
  3. Рычагов С.Н., Сандимирова Е.И., Чернов М.С., Кравченко О.В., Карташева Е.В. Состав, строение и происхождение карбонатных конкреций Южно-Камбального Центрального термальногополя (Камчатка) // Вулканология и сейсмология. 2021. № 4. С. 45–60. https://doi.org/10.31857/S0203030621040052
  4. Götze J., Nasdala L., Kleeberg R., Wenzel M. Occurrence and distribution of “moganite” in agate/chalcedony: A combined micro-Raman, Rietveld, and cathodoluminescence study // Contrib. Mineral. Petrol. 1998. № 133. P. 96–105.
  5. Светов С.А., Степанова А.В., Бурдюх С.В., Парамонов А.С., Утицына В.Л., Эхова М.В., Теслюк И.А., Чаженгина С.Ю., Светова Е.Н., Конышев А.А. Прецизионный ICP-MS анализ докембрийских горных пород: методика и оценка точности результатов // Труды КарНЦ РАН. 2023. № 2. С. 73–86. https://doi.org/10.17076/geo1755
  6. Kingma K.J., Hemley R.J. Raman spectroscopic study of microcrystalline quartz // American Mineralogist. 1994. № 79. P. 269–273.
  7. Gracia L., Beltrán A., Errandonea D. CharacterizationoftheTiSiO4 structureanditspressure-inducedphasetransformations: Density functional theory study // Physical Review. 2009. B 80. 094105. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.80.094105
  8. Кириллова С.А., Альмяшев В.И., Гусаров В.В. Спинодальный распад в системе SiO2–TiO2 и формирование иерархически организованных наноструктур // Наносистемы: Физика, Химия, Математика. 2012. 3 (2). С.100–115.
  9. Ricker R. W., Hummel A. Reactions in the System TiO2–SiO2; Revision of the Phase Diagram // Journal of the American Ceramic Society. 1951. 34(9). P. 271–279. https://doi.org/10.1111/j.1151-2916.1951.tb09129.x
  10. Lee J.G., Pickard C.J., Cheng B. High-pressure phase behaviors of titanium dioxide revealed by a Δ-learning potential // J. Chem. Phys. 2022. 156. 074106. https://doi.org/10.1063/5.0079844
  11. Таусон В.Л., Рычагов С.Н., Акимов В.В., Липко С.В., Смагунов Н.В., Герасимов И.Н., Давлетбаев Р.Г., Логинов Б.А. Роль поверхностных явлений в концентрировании некогерентныхэлементов: золото в пиритах гидротермальных глин термальных полей Южной Камчатки // Геохимия. 2015. № 11. C. 1000–1014.
  12. Forster H.J. The chemical composition of REE–Y–Th–Urich accessory minerals from peraluminous granites of the Erzgebirge–Fichtelgebirge region, Germany. Part II: xenotime // American Mineralogist. 1998. № 83. P. 1302– 1315.
  13. Moxon T., Palyanova G. Agate Genesis: A Continuing Enigma // Minerals. 2020. № 10. 953.
  14. Heaney, P.J. Moganite as an indicator for vanished evaporites: a testament reborn? // J. Sediment. Res. A Sediment. Petrol. Process. 1995. P. 633–638. doi: 10.1306/d4268180-2b26-11d7-8648000102c1865d.
  15. Большаков И.Е., Фролова Ю.В., Житова Е.С., Рычагов С.Н., Чернов М.С. Агаты современных термальных полей Камчатки / В сборнике: Вулканизм и связанные с ним процессы. Материалы XXIV ежегодной научной конференции, посвященной Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский. 2021. С. 117–120.
  16. Bambauer H.U., Brunner G.O., Laves F. Beobachtungenüber Lamellenbauan Bergkristallen1 // Z. Kristallogr 1961. № 116. P. 173–181. (in German)
  17. Marinova I., Ganev V., Titorenkova R. Colloidal origin of colloform-banded textures in the Paleogene low-sulfidation Khan Krum gold deposit, SE Bulgaria // Miner. Depos. 2014. № 49. P. 49–74.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Южно-Камбальное Центральное термальное поле (а): на дальнем плане справа – вулкан Кошелева, слева – Камбальный, на ближнем плане справа – горячий участок (контур 1), слева – холодный участок с кремнистыми отложениями (контур 2), на котором собирались образцы, и фото типичных образцов кремнистых отложений ЮКЦ (б–е): (б) кварц-халцедоновые образования с включениями темных прожилков, линз с сульфидами; на поверхности присутствуют “плёнки” (прожилки по трещинам отдельности) зелёного материала (№ 1/21); (в) образец с кавернами и тёмными прожилками, линзами, пятнами, характерными для приповерхностных зон вскипания (№ 4/21); (г) чёрно-серые неоднородные кремнистые отложения с сульфидами (№ 5/21); (д) образец с тёмно-серыми полосами с сульфидами в краевых частях (7/21); (е) образец с неполированной поверхностью: серые неоднородные кремнистые отложения, покрытые “плёнкой” зелёного цвета, толщина “плёнки” 3–5 мм (№ 9/21). Размер образцов от 2.5–5 до 5–7 см.

Скачать (293KB)
Метаданные
3. Рис. 2. BSE-фото минеральных включений в кварц-халцедоновой матрице образца № 1/21 (рис. 1 б) – пирита (Py), халькопирита (Ccp), барита (Brt) и ксенотима (Xtm-Y) (а–г) и энергодисперсионный рентгеновский спектр, отражающий состав ксенотима (д).

Скачать (282KB)
Метаданные
4. Рис. 3. КР-спектры фаз в образце № 5/21 (рис. 1г): (а) 1 – фрагмент спектра анатаза (Ant) с кварцем (Qz) с 7-кратным увеличением, на вставке КР-спектр анатаза в диапазоне 100–800 см–1; 2 – марказит (Mrc) c незначительной примесью пирита (Py), 3 – пирит; (б) 1 – пирит с примесью апатита (Ap); 2 – пирит с кварцем и моганитом (Mog).

Скачать (158KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Оптическое (а) и СЭМ-фото (в–д) фрагментов одного из образцов (5/21, рис. 1 г), содержащих кварц-анатаз-пиритовые субграфические срастания и спектр, отражающий состав в точках, расположенных в области подобных структур (б).

Скачать (316KB)
Метаданные
6. Рис. 5. СЭМ-фото зерна анатаза, замещаемого кварцем в окружении кристаллов пирита (а) и карты распределения Ti (б), Si (в), O (г), S (д) и Fe (е) в анатаз-кварц-пиритовых агрегатах. Фрагмент образца 5/21, рис. 1 г).

Скачать (544KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Микрофотографии шлифов кремнистых отложений (образец 4/21, рис. 1 в) в проходящем свете, иллюстрирующие разнообразие микротекстур кремнезёма: a – чередование ритмов, образованных мелкозернистым кварцем (µQz), сферолитами халцедона (sCha(–)), волокнистым халцедоном (Cha(–)), кварцином (Qzn(+)); б – кварцевая микрожеода с внутренней полостью, окружённая концентрическими-зональными микротекстурами, образованными волокнистым халцедоном, микро и макрокристаллическим кварцем (Qz), тонкодисперсными гётитом и гематитом (Fe-ox); в-развитие перистых текстур (fQz) по границам призматических кристаллов кварца с ростовыми линиями (Gl), пигментированными гётитом и гематитом. Фото (a) – в скрещенных николях и введённой гипсовой пластинкой; (б, в) – в скрещенных николях.

Скачать (480KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Микрофотографии шлифов в поляризованном свете и КР-спектры локальных участков кремнистых отложений, выполненных сферолитовым (1) и волокнистым (2) халцедоном, мелкозернистым (3) и кристаллическим (4) кварцем. Участки анализа обозначены на фото жёлтыми точками. На спектрах присутствуют характеристические полосы α-кварца (Qz) и моганита (Mog). СMog – содержание моганита.

Скачать (536KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024