Experimental Study of Phenakite Solubility in Aluminosilicate Melts: Implication for the Genesis of Be-deposits

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅或者付费存取

详细

The solubility of phenakite (Be2SiO4) in granite melts was experimentally studied at temperatures of 1000 and 1100°C and pressures of 1 and 4 kbar in dry conditions and in the presence of 10 wt. % H2O. The starting materials were granite glasses with agpaitic coefficient of 1–2.5 and natural phenakite. It was found that the solubility of phenakite increases with increasing agpaitic coefficient (Na + K)/Al of the melt, and the solubility of BeO is higher in hydrous melts than in dry ones. The solubility of phenakite also increases with pressure. The obtained experimental data were generalized with the previous data in the form of an equation describing the solubility of BeO in alkaline-granite melts coexisting with crystalline phases of Be, depending on the agpaitic coefficient, temperature and pressure. The results of the experiments and their generalizations support the model of Be concentration in alkaline water-containing melts – products of differentiation of granite magmas.

全文:

受限制的访问

作者简介

N. Suk

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

编辑信件的主要联系方式.
Email: sukni@iem.ac.ru
俄罗斯联邦, Chernogolovka, Moscow district

B. Damdinov

Central Research Institute of Geological Prospecting for Base and Precious Metals

Email: sukni@iem.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

A. Kotelnikov

D.S. Korzhinskii Institute of Experimental Mineralogy, Russian Academy of Sciences

Email: kotelnik1950@yandex.ru
俄罗斯联邦, Chernogolovka, Moscow district

L. Damdinova

Geological Institute, Siberian Brach of Russian Academy of Sciences

Email: sukni@iem.ac.ru
俄罗斯联邦, Ulan-Ude

V. Khubanov

O.Yu. Schmidt Institute of Physics of the Earth, Russian Academy of Sciences

Email: sukni@iem.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

N. Bortnikov

Institute of the Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy, and Geochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: sukni@iem.ac.ru
俄罗斯联邦, Moscow

参考

  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.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Aluminosilicate glass with phenakite crystals (dark) after an experiment at 1100°C and 1 kbar (sample Be-4). Phn – phenakite, L – melt.

下载 (12KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Teardrop-shaped and worm-shaped precipitates and small crystals of presumably beryllium oxide formed around phenakite crystals (Phn) in alkaline hydrous aluminosilicate melts. (a) – sample Be-18 (1000°C, 4 kbar), (b) – sample Be-11 (1100oC, 4 kbar).

下载 (35KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Dependence of phenacite solubility in aluminosilicate melt (wt.%): (a) – at 1000°C; (b) – at 1100°C. 1 – in a water-containing system, 2 – in a dry system at 1 kbar; 3 – in a dry system, 4 – in a water-containing system at 4 kbar.

下载 (5KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Dependence of phenacite solubility in aluminosilicate melt (wt.%): (a) – at 1 kbar; (b) – at 4 kbar. 1 – in a dry system, 2 – in a water-containing system at 1000°C; 3 – in a dry system, 4 – in a water-containing system at 1100°C.

下载 (3KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Comparison of experimental results and calculated data on phenacite solubility in aluminosilicate melts. Data (Evensen et al., 1999): 1 – at 700°C and 2 kbar, 2 – at 800oC and 2 kbar, 3 – at 850oC and 2 kbar; our data: 4 – at 1000°C and 1 kbar, 5 – at 1000°C and 4 kbar, 6 – at 1100°C and 1 kbar, 7 – at 1100°C and 4 kbar. Solid lines are curves for pressure of 1 and 2 kbar, calculated by equation (9); dotted curves – for pressure of 4 kbar. Numerator is temperature in °C, denominator is pressure in kbar.

下载 (4KB)
索引源数据

版权所有 © Russian academy of sciences, 2025