Экспериментальное изучение растворимости фенакита в алюмосиликатных расплавах в связи с проблемой образования Be-месторождений

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Растворимость фенакита (Be2SiO4) в гранитных расплавах экспериментально изучена при температурах 1000 и 1100°С и давлениях 1 и 4 кбар в сухих условиях и в присутствии 10 мас. % H2O. Исходным материалом служили стекла гранитного состава с коэффициентом агпаитности 1–2.5 и природный фенакит. Установлено, что растворимость фенакита возрастает с увеличением агпаитности (Na + K)/Al расплава, причем в водосодержащих расплавах растворимость BeO выше, чем в сухих. Растворимость фенакита также увеличивается с давлением. Полученные экспериментальные данные обобщены с предыдущими данными в виде уравнения, описывающего растворимость BeО в щелочно-гранитных расплавах, сосуществующих с кристаллическими фазами Be, в зависимости от коэффициента агпаитности, температуры и давления. Результаты экспериментов и их обобщения свидетельствуют в пользу модели концентрирования Be в щелочных водосодержащих расплавах – продуктах дифференциации гранитных магм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. И. Сук

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: sukni@iem.ac.ru
Россия, Черноголовка, Московская обл.

Б. Б. Дамдинов

Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов

Email: sukni@iem.ac.ru
Россия, Москва

А. Р. Котельников

Институт экспериментальной минералогии им. академика Д.С. Коржинского РАН

Email: kotelnik1950@yandex.ru
Россия, Черноголовка, Московская обл.

Л. Б. Дамдинова

Геологический институт СО РАН

Email: sukni@iem.ac.ru
Россия, Улан-Удэ

В. Б. Хубанов

Институт физики Земли им. О.Ю. Шмидта РАН

Email: sukni@iem.ac.ru
Россия, Москва

Н. С. Бортников

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН

Email: sukni@iem.ac.ru
Россия, Москва

Список литературы

  1. Беус А.А., Диков Ю.П. Геохимия бериллия в процессах эндогенного минералообразования (на основе гидротермального эксперимента). М.: Недра, 1967. 160 с.
  2. Генетические типы гидротермальных месторождений бериллия // Под. ред. А.И. Гинзбурга. М.: Недра, 1975. 248 с.
  3. Дамдинова Л.Б., Рейф Ф.Г. Особенности формирования разнотипной прожилковой бериллиевой минерализации на Ермаковском F-Bе месторождении (Западное Забайкалье) // Геология и геофизика. 2004. Т. 45. № 8. С. 979–991.
  4. Дамдинова Л.Б., Рейф Ф.Г. Происхождение кварц-флюоритовой залежи с низким содержанием бериллия на Ермаковском месторождении богатых F-Be руд // Геология и геофизика. 2008. Т. 49. № 11. С. 1084–1097.
  5. Дамдинова Л.Б., Дамдинов Б.Б., Брянский Н.В. Процессы формирования флюорит-лейкофан-мелинофан-эвдидимитовых руд Ермаковского F-Be месторождения (Западное Забайкалье) // Геология и геофизика. 2018. № 8. С. 1271–1291.
  6. Дамдинов Б.Б., Сук Н.И., Котельников А.Р. и др. Экспериментальные исследования растворимости фенакита в щелочно-гранитных расплавах // Докл. АН. 2021. Т. 498. № 2. С. 146–151.
  7. Ишков Ю.М., Рейф Ф.Г. Лазерно-cпектральный анализ включений рудоноcных флюидов в минералах. Новоcибирcк: Наука, 1990. 93 с.
  8. Котельникова З.А., Котельников А.Р. Na-F-содержащие флюиды: экспериментальное изучение при 500–800°С и Р = 2000 бар методом синтетических флюидных включений в кварце // Геохимия. 2008. № 1. С. 54–68.
  9. Котельников А.Р., Сук Н.И., Котельникова З.А. и др. Жидкостная несмесимость во флюидно-магматических системах (экспериментальное исследование) // Петрология. 2019. Т. 27. № 2. С. 206–224.
  10. Куприянова И.И., Шпанов Е.П. Бериллиевые месторождения России. М.: ГЕОС, 2011. 353 с.
  11. Лыхин Д.А., Ярмолюк В.В. Западно-Забайкальская бериллиевая провинция: месторождения, рудоносный магматизм, источники вещества. М.: ГЕОС, 2015. 256 с.
  12. Прокофьев В.Ю, Перетяжко И.С., Смирнов С.З. и др. Бор и борные кислоты в эндогенных рудообразующих флюидах. М.: Изд-во «Пасьва», 2003. 192 с.
  13. Рейф Ф.Г. Щелочные граниты и бериллиевое (фенакит-бертрандитовое) оруденение на примере Оротского и Ермаковского месторождений // Геохимия. 2008. № 3. С. 243–263.
  14. Рейф Ф.Г., Ишков Ю.М. Ве-носные сульфатно-фторидные рассолы – продукт дистилляции остаточных пегматитов щелочно-гранитной интрузии (Ермаковское F-Be месторождение, Забайкалье) // Геохимия. 1999. № 10. С. 1096–1111.
  15. Рейф Ф.Г., Ишков Ю.М. Несмесимые фазы гетерогенного магматического флюида, их рудная специализация и раздельная миграция при формировании Ермаковского F-Be месторождения // Докл. АН. 2003. Т. 390. № 3. С. 1–3.
  16. Сук Н.И., Дамдинов Б.Б., Котельников А.Р. и др. Растворимость фенакита в алюмосиликатных расплавах // Тр. Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2024). М.: ГЕОХИ РАН, 2024. С. 92–96.
  17. Шаповалов Ю.Б., Котельников А.Р., Сук Н.И. и др. Жидкостная несмесимость и проблемы рудогенеза (по экспериментальным данным) // Петрология. 2019. Т. 27. № 5. С. 577–597.
  18. Barton M.D., Young S. Non-pegmatitic deposits of Beryllium: Mineralogy, geology, phase equilibria and origin // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 50. № 1. P. 591–692.
  19. Evensen J.M., London D., Wendlandt R.F. Solubility and stability of beryl in granitic melts // American Mineralogist. 1999. V. 84. P. 733–745.
  20. Grew E.S. Mineralogy, petrology and geochemistry of Beryllium: An introduction and list of Beryllium minerals // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 50. № 1. P. 1–76.
  21. Griffin W.L., Powell W.J., Pearson N.J., O'Reilly S.Y. Laser Ablation ICP-MS in the Earth Sciences // Ed. P.J. Sylvester. Mineralogical Аssociation of Canada Short Сourse Series. 2008. V. 40. P. 204–207.
  22. London D., Evensen J.M. Beryllium in Silicic magmas and origin of beryl-bearing pegmatites // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2002. V. 50. № 1. P. 445–486.
  23. London D., Hervig R.L., Morgan G.B. Melt-vapor solubilities and elements; partitioning in peraluminous granite-pegmatite systems: Experimental results with Macusani glass at 200 MPa // Contributions to Mineralogy and Petrology. 1988. V. 99. P. 360–373.
  24. Reyf F.G. Direct evolution of W-rich brines from crystallizing melt within the Mariktikan granite pluton, west Transbaikalia // Mineralium Deposita. 1997. V. 32. Р. 475–490.
  25. Reyf F.G. Immiscible phases of magmatic fluid and their relation to Be and Mo mineralization at the Yermakovka F-Be deposit, Transbaikalia, Russia // Chemical Geology. 2004. V. 210. P. 49–71.
  26. Suk N.I., Damdinov B.B., Kotelnikov A.R. et al. Solubility of phenakite in aluminosilicate melts // Experiment in GeoSciences. 2024. V. 30. № 1. P. 163–165.
  27. Wood S.A. Theoretical prediction of speciation and solubility of beryllium in hydrothermal solutions to 300°C at saturated vapor pressure: Application to bertrandite/phenakite deposits // Ore Geology Reviews. 1992. V. 7. P. 249–278.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Алюмосиликатное стекло с кристаллами фенакита (темное) после опыта при 1100°C и 1 кбар (обр. Be-4). Phn – фенакит, L – расплав.

Скачать (12KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Каплевидные и червеобразные выделения и мелкие кристаллики предположительно оксида бериллия, образованные вокруг кристаллов фенакита (Phn) в щелочных водосодержащих алюмосиликатных расплавах. (а) – обр. Be-18 (1000°C, 4 кбар), (б) – обр. Be-11 (1100oC, 4 кбар).

Скачать (35KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зависимость растворимости фенакита в алюмосиликатном расплаве (мас. %): (а) – при 1000оC; (б) – при 1100°C. 1 – в водосодержащей системе, 2 – в сухой системе при 1 кбар; 3 – в сухой системе, 4 – в водосодержащей системе при 4 кбар.

Скачать (5KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зависимость растворимости фенакита в алюмосиликатном расплаве (мас. %): (а) – при 1 кбар; (б) – при 4 кбар. 1 – в сухой системе, 2 – в водосодержащей системе при 1000°C; 3 – в сухой системе, 4 – в водосодержащей системе при 1100°C.

Скачать (3KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сопоставление экспериментальных результатов и расчетных данных по растворимости фенакита в алюмосиликатных расплавах. Данные (Evensen et al., 1999): 1 – при 700°C и 2 кбар, 2 – при 800oC и 2 кбар, 3 – при 850oC и 2 кбар; наши данные: 4 – при 1000°C и 1 кбар, 5 – при 1000°C и 4 кбар, 6 – при 1100°C и 1 кбар, 7 – при 1100°C и 4 кбар. Сплошные линии – кривые для давления 1 и 2 кбар, рассчитанные по уравнению (9); пунктирные кривые – для давления 4 кбар. Числитель – температура в °C, знаменатель – давление в кбар.

Скачать (4KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025