Чевкинит-(Се) и перрьерит-(Се) из островодужных кварцевых габбро-норит-долеритов интрузива Аю-Даг, Горный Крым

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Акцессорные минералы магматических горных пород — индикаторы петрогенеза, нередко более информативны, чем породообразующие. Для мезозойских магматических горных пород Крыма они кратко охарактеризованы в работах (Лагорио, 1887; Мейстер, 1908; Попов, 1938: Лучицкий, 1939; Муратов, 1973; Спиридонов и др., 1990). Относительно детально изучены акцессорные циркон, торит, бадделеит и цирконолит кварцевых габброидов Аю-Дага (Спиридонов и др., 2016, 2018). Данная статья содержит результаты исследования акцессорных чевкинита и перрьерита Аю-Дага — характерных минералов островодужных габброидов Первомайско-Аюдагского интрузивного комплекса.

ЧЕВКИНИТ И ПЕРРЬЕРИТ

Чевкинит, как особый минеральный вид, был установлен в пегматоидных сиенитоподобных породах среди фенитового ореола вокруг Ильменогорского плутона нефелиновых сиенитов в 1839 г. Минерал назван в честь начальника штаба Корпуса горных инженеров Петербурга К. В. Чевкина (1802—1875) (Крыжановский, 1924). Диморф чевкинита — перрьерит открыт и изучен позднее (Bonatti, Gottardi, 1954; Bonatti, 1959; Ito, Arem, 1971).

Чевкинит и перрьерит (Ce,La,Nd,Ca,Sr,Th,Na)₄(Fe²⁺,Mg,Mn²⁺)₁(Fe³⁺,Ti,Al,Zr,Nb)₂ × × Ti₂[O₄(Si₂O₇)₂]₂ — бедные кремнеземом оксиды — диортосиликаты лантанидов цериевой группы, титана, железа, кальция, алюминия, магния (Крыжановский, 1924; Болдырев и др., 1938; Барсанов, 1949; Геохимия.., 1964; Bonatti, 1959; Segalstad, Larsen, 1978; Macdonald, Belkin, 2002; Sokolova et al., 2004). В подавляющем большинстве образцов чевкинита и перрьерита из лантанидов преобладает церий, изредка — лантан. Не столь редко часть кальция (реже весь кальций) замещена стронцием. Отдельные образцы чевкинита весьма богаты торием, до 21 мас. % (Kaufman, Jaffe, 1946). Из двухвалентных катионов обычно преобладает Fe, редко — Mg (Macdonald, Belkin, 2002), изредка — Mn (Haggerty, Mariano, 1983); нередко в этой позиции немало Fe³⁺. Третья кристаллохимическая позиция чаще занята Fe³⁺, Ti и Al (Macdonald, Belkin, 2002); в ряде образцов — много Fe²⁺; иные — обогащены Zr и/или Nb (Mils et al., 2012).

Моноклинные чевкинит и перрьерит трудно различать. Макроскопически и под микроскопом они идентичны. Несколько различаются их рентгенограммы, заметно отличаются параметры элементарной ячейки. Исследования Р. Макдональда с коллегами (Macdonald, Belkin, 2002; Macdonald et al., 2009, 2012) показали различия чевкинита и перрьерита по деталям химического состава: чевкинит обогащен Fe и относительно беден Ca, как правило, обогащен REE, тогда как перрьерит обогащен Ca и относительно беден Fe, обычно несколько беднее REE. По этим критериям, с определенной долей условности, ниже даны наименования кристаллам чевкинита и перрьерита из габброидов Крыма.

Чевкинит и перрьерит часто развиты в одних и тех же породах. Они — характерные минералы высокотемпературных щелочных метасоматитов — фенитов и продуктов их палингенеза (реоморфизма), сопряженных с интрузивами карбонатитов, нефелиновых сиенитов, ультраосновных-щелочных пород (Крыжановский, 1924; Болдырев и др., 1938; Барсанов, 1949; Murata et al., 1957; Хейнрих, 1962; Геохимия.., 1964; Haggerty, Mariano, 1983; Капустин, 1987; Halleran, Rassell, 1996; Sokolova et al., 2004; Macdonald et al., 2012; Mils et al., 2012). Чевкинит и перрьерит — одни из типичных минералов агпаитовых магматических пород — щелочных гранитов, щелочных гранит-пегматитов, щелочных гранит-порфиров, экеритов, граносиенитов, сиенитов, нефелиновых сиенитов, щелочных кремнекислых вулканитов; в некоторых из них чеквинит развит не только в матриксе, но и слагает вкрапленники (Lacroix, 1915; Болдырев и др., 1938; Kaufman, Jaffe, 1946; Jaffe et al., 1956; Murata et al., 1957; Young, Powers, 1960; Хейнрих, 1962; Геохимия.., 1964; Ляхович, 1967; Izett, Wilcox, 1968; Segalstad, Larsen, 1978; McDowell, 1979; Лазаренко и др., 1981; Halleran, Rassell, 1996; Sørensen, 1997; Marshall et al., 1998; Scailer, Macdonald, 2001; Macdonald et al., 2002, 2013; Ridolfi et al., 2003; Troll et al., 2003; Vlach, Gualda, 2007; Carlier, Lorand, 2008; Belkin et al., 2009; Larsen et al., 2010; Papoutsa, Pe-Piper, 2013). Чевкинит и перрьерит — типичные минералы высокотемпературных агпаитовых кварц-санидин (микроклин)-альбитовых метасоматитов (апогранитов), сопряженных с интрузивами щелочных гранитов (Геохимия.., 1964; Зациха, 1972; Лазаренко и др., 1981; Ганзеев, Гречищев, 2003; Савельева, Карманов, 2008; Macdonald et al., 2012). Значительно реже чевкинит и перрьерит развиты в магматических породах умеренно щелочных и низкощелочных; обычно это закаленные магматические породы типа титанистых лунных базальтов и земных долеритов (Muhling et al., 2014).

ГЕОЛОГИЯ ГОРНОГО КРЫМА

Горный Крым — мезозойское покровно-складчатое сооружение, состоящее из северной Лозовской и южной Горно-Крымской тектонических зон. Интрузив Аю-Даг расположен в Горно-Крымской зоне. Значительную часть складчатого комплекса Горного Крыма слагают образования островодужной стадии. Это, главным образом, терригенные толщи T₂—J₁ таврической и эскиордынской серий, сложно дислоцированные и несогласно перекрытые J₂ угленосными конгломерато-песчано-глинистыми толщами, которые заметно дислоцированы. Терригенные толщи пересечены и контактово метаморфизованы небольшими плутонами раннебайосских кварцевых габбро-норит-долеритов и кварцевых габбро-норит-диоритов до оливиновых габбро-долеритов и плагиолерцолитов, с одной стороны, и до кварцевых диоритов, плагиогранитов и гранофировых гранитов, с другой (Лагорио, 1887; Мейстер, 1908; Попов, 1938; Лучицкий, 1939; Муратов, 1973; Спиридонов и др., 1990, 2018; Морозова и др., 2012). В. В. Плошко выделял эти магматические образования как ассоциацию пикритов и кварцевых диабазов (Плошко и др., 1979). Э. М. Спиридонов и Т. О. Фёдоров (1990) выделили их как Первомайско-Аюдагский интрузивный комплекс. К этому комплексу принадлежит большая часть интрузивов Горного Крыма. Интрузивы Первомайско-Аюдагского комплекса пересечены жерловинами и дайками базальтов и андезитов позднебайосской островодужной бодракско-карадагской вулканический серии (Спиридонов и др., 1990).

ИНТРУЗИВ АЮ-ДАГ

Одно из типичных островодужных магматических образований Горного Крыма — интрузив кварцевых габбро-норит-долеритов, габбро-норитов и габбро-норит-анортозитов, кварцевых габбро-диоритов Аю-Даг (Медведь-гора) размером 2.4 × 2 км. Интрузив внедрился механически активно, раздвигая и пронизывая дислоцированную толщу флиша таврической серии. Основное интрузивное тело Аю-Дага сопровождают сателлиты долготного и северо-восточного простирания, расположенные восточнее (Партенит, Медвежата). У юго-восточного контакта от основного тела в породы рамы отходят субгоризонтальные жилообразные апофизы мощностью от первых см до 15 м, сложенные мелкозернистыми порфировидными и резко порфировидными габброидами. Вдоль контактов жил — апофиз развиты породы зоны закалки (Спиридонов и др., 2018). Интрузив окружен узким до 5—8 м ореолом роговиков, в том числе узловатых с андалузитом, кордиеритом, пирротином; кварцито-песчаников. Габброиды содержат ксенолиты высокотемпературных роговиков по породам таврической серии, в том числе, по кремнистым сидеритам (Ерёменко, Ерёменко, 1972; Ананьев, Ревердатто, 1997).

Для интрузивных пород Аю-Дага характерны полосчатые текстуры течения, выраженные чередованием полос, богатых плагиоклазами, и полос, богатых пироксенами и титаномагнетитом. Широко распространены массивные габброиды средне-крупнозернистые до крупнозернистых и редко пегматоидных, с одной стороны, и до мелко-среднезернистых, с другой. Не менее широко развиты такситовые и шлирово-такситовые габброиды с хаотичным чередованием разнозернистых, меланократовых, мезократовых и лейкократовых участков неправильной формы. Габброиды Аю-Дага повсеместно содержат мелкие гнезда кварца и гранофировых — микропегматитовых кварц-полевошпатовых (олигоклаз, реже — ортоклаз-микропертит) срастаний. В отдельных участках количество и размер таких гнезд увеличивается, вплоть до преобладания. Соответственно, состав пород меняется от габбро-норитового через габбро-диориты и кварцевые диориты, до гранофировых плагиогранитов и гранитов. Очевидно, поэтому в ранних работах (Лучицкий, 1939 и др.) отмечено широкое развитие в составе интрузива Аю-Даг и его сателлитов гранитоидных пород. Преобладание на Аю-Даге габбро-долеритов с анортитом установил С. М. Кравченко (Муратов, 1973).

Среди габброидов Аю-Дага множество короткометражных ветвящихся жил мелкозернистых кварцевых габбро-норит-диоритов, пироксен-амфибол-биотитовых кварцевых диоритов, аплитовидных гранодиоритов, которые не резко отграничены от вмещающих габбро-норитов.

Габброиды Аю-Дага пересечены многочисленными пологими, наклонными и крутопадающими дайками базитового состава с резко выраженными эндоконтактовыми зонами закалки. Эти дайки слагают долериты, микрогаббро-нориты, габбро-порфириты, двупироксеновые и амфибол-двупироксеновые, изредка оливинсодержащие долериты.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Многочисленные образцы габброидов Аю-Дага изучены авторами в шлифах и аншлифах оптически и с помощью аналитического комплекса с комбинированной системой микроанализа на базе СЭМ Jeol JSM-6480 LV (Лаборатория локальных методов исследований кафедры петрологии геологического факультета МГУ). Методика измерений стандартная (Рид, 2008). Фотографии в режиме отраженных электронов и микрозондовые анализы минералов выполнила аналитик-исследователь Н. Н. Коротаева.

Кварцевые анортит-битовнитовые габбро-норит-долериты Аю-Дага

Это — наиболее распространенный тип горных пород Аю-Дага. Преобладающую часть их объема слагают анортит An_92—90 (с включениями магнезиальных авгита и субкальциевого авгита, железистого бронзита) с оторочками битовнита (рис. 1), битовнит An_79—73, авгит Ca₄₀Mg₃₉Fe₂₁ и гиперстен Ca₃Mg₅₈Fe₃₉ (рис. 2). Промежутки между ними заполняют лабрадор An_58—52, плавно зональные ферроавгит Ca_43—44Mg_36—17Fe_29—39 и ферросалит Ca_45—47Mg_26—11Fe_29—42 (до редкого позднего феррогеденбергита Ca₄₃Mg₅Fe₅₂), зональные феррогиперстен Ca_4—5Mg_32—30Fe_64—65 и близкий к нему по составу ферропижонит Ca₆Mg_45—30Fe_49—64, андезин An_48—33 с тонкими каймами олигоклаза An₂₂, титаномагнетит с 2 мас. % V, ильменит, акцессорные хлор-гидроксил-фторапатит с 1 % Sr и 0.5 % Ce+La+Nd (изредка с оторочками хлор-фторапатита с 2—4 мас. % Ce+La+Nd), редкие цирконолит, чевкинит, перрьерит, бадделеит, халькопирит. Соотношения количеств моноклинного и ромбического пироксенов от ~1:1 до ~2:1. Размер ксеноморфных кристаллов титаномагнетита до 3—6 мм; его состав: ~40 % минала ульвошпинели Fe₂TiO₄, ~50 % минала магнетита FeFe₂O₄, ~10 % минала шпинели-герцинита (Fe,Mg)Al₂O₄. Акцессорный ильменит беден миналом гематита, его содержание не превышает 7 мол. %. Поздние образования габброидов представляют широко рапространенные ксеноморфные кварц и микрографические срастания кварц—олигоклаз и кварц—ортоклаз-микропертит, редкие титанистые и высокожелезистые паргасит и биотит (с 4—5 мас. % TiO₂), акцессорные моноклинный пирротин Fe₇S₈, зональный алланит-(Се) с оторочками редкоземельного эпидота — клиноцоизита, циркон, халькопирит, торит, пирит, монацит, сфалерит, галенит, редчайшие микронного размера арсенопирит, кобальтин, гессит.

 

Рис. 1. Срастание идиоморфных кристаллов анортита (серый), с включениями пироксенов (светло-серые), с широкой каймой битовнита (темно-серый) в гнезде титаномагнетита (белый). Немного ксеноморфного кварца (черный). Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 2. Идиоморфные кристаллы анортита (черно-серые) включены в авгит (серый), бронзит (светло-серый) и титаномагнетит (белый). Изображение в отраженных электронах.

 

Чевкинит-(Се) из кварцевых габброидов Аю-Дага

Чевкинит — характерный акцессорный минерал щелочных магматических пород, высокотемпературных щелочных метасоматитов, а вовсе не островодужных габброидов. Однако, это — редкий, но повсемеcтно рапространенный акцессорный минерал габброидов Первомайско-Аюдагского интрузивного комплекса. В кварцевых габброидах Аю-Дага чевкинит слагает обособленные коротко призматические кристаллы неоднородного состава размером до 0.1 мм, нередко в срастании с бадделеитом (рис. 3). Заметная часть чевкинита слагает реликты в зональных кристаллах позднемагматического алланита-(Се) (рис. 4).

 

Рис. 3. Неоднородный по составу кристалл магний-доминантного чевкинита-(Се) (ан. 1—5, табл. 1) в срастании с бадделеитом (белый). Плагиоклазы и пироксены — черные. Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 4. Реликты чевкинита-(Се) (белый) (ан. 6—9, табл. 2) в зональном кристалле алланита (светло-серый разных оттенков) с оторочкой редкоземельного эпидота. Изображение в отраженных электронах.

 

Чевкинит-(Се), встречающийся в виде обособленных кристаллов, по составу необычен — магний-доминантный, содержит 40—42 мас. % оксидов лантанидов цериевой группы; их распределение — Ce >> La > Nd >> Pr > Gd, Sm, Tb, Dy; церий составляет 55—58 % суммы лантанидов; заметно варьирует соотношение содержаний лантана и неодима (от 1.9 до 2.6, ан. 1—5, табл. 1). Минерал содержит 0.7—1.5 % Y₂O₃, 0.3—0.4 % Sc₂O₃, 0.7—1.7 % ZrO₂, 0.3—0.9 % ThO₂. Состав минерала отвечает формуле — [Cе_1.5La_0.8—0.9Nd_0.3—0.4Pr_0.1(Gd+Sm+Tb+Dy)_0.1 × × Y_0.1—0.2Sc_0.1Ca_0.7—0.8Na_0.1]₄(Mg_0.5Fe³⁺_0.5)₁(Fe³⁺_1.1—1.2Ti_0.4—0.7Zr_0.1—0.2Al_0.1—0.2)₂Ti₂ × × [(Si_3.7—4Al_0.3—0)₄O₂₂] (табл. 1).

 

Таблица 1

Химический состав (мас. %) обособленных выделений магний-доминантного чевкинита-(Се) (рис. 3). Кварцевые габбро-норит-долериты Аю-Дага, Крым

Chemical composition (wt %) of isolated segregations of the magnesium-dominant chevkinite-(Ce) (Fig. 3). Quartz-bearing gabbro-norite-dolerites of the Ayu-Dag intrusion, Rocky Crimea

Компонент	1	2	3	4	5
SiО2	20.15	19.58	19.46	20.02	19.01
TiO2	15.76	18.95	17.65	17.05	18.25
ZrО2	1.68	0.98	1.31	0.69	1.57
Al2О3	0.80	1.22	1.16	0.91	1.20
V2O3	0.30	0.30	0.40	0.40	0.40
Fe2O3	10.75	10.87	10.51	11.04	10.33
FeO	—	—	—	—	—
MnО	нпо	нпо	0.18	0.17	нпо
MgО	1.94	1.91	1.91	1.95	1.96
Sc2O3	0.37	0.39	0.30	0.41	0.39
Y2O3	1.51	1.26	1.48	0.85	1.09
La2O3	11.80	11.47	11.01	12.01	11.78
Ce2O3	21.16	21.95	21.08	21.52	21.54
Pr2O3	1.41	1.72	1.49	1.80	1.38
Nd2O3	5.40	5.86	5.92	6.11	4.74
Sm2O3	0.45	0.33	0.45	0.36	0.36
Gd2O3	0.58	0.50	0.72	0.49	0.52
Tb2O3	0.51	нпо	нпо	нпо	нпо
Dy2O3	0.45	0.38	0.44	нпо	0.36
ThO2	0.65	0.33	0.48	0.85	0.37
CaO	3.16	3.80	3.30	3.11	3.68
Na2O	0.36	0.28	0.37	0.33	0.32
Сумма	99.21	102.18	99.62	100.07	98.80
Число атомов в формуле в расчете на 13 атомов металлов и кремния при 22 атомах кислорода
La	0.86	0.81	0.79	0.87	0.85
Ce	1.53	1.53	1.51	1.53	1.54
Pr	0.10	0.09	0.11	0.13	0.09
Nd	0.38	0.40	0.41	0.43	0.33
Sm	0.03	0.02	0.04	0.02	0.02
Gd	0.04	0.03	0.05	0.03	0.03
Tb	0.03	0.03	0.03	—	—
Dy	0.03	0.02	0.03	—	0.02
Sc	0.07	0.07	0.05	0.07	0.07
Y	0.16	0.13	0.16	0.09	0.11
Th	0.03	0.01	0.02	0.04	0.02
Ca	0.67	0.78	0.69	0.65	0.77
Na	0.14	0.12	0.14	0.12	0.12
Сумма	4.07	4.02	3.99	3.98	3.98
Ti	2	2	2	2	2
Mg	0.58	0.54	0.56	0.57	0.57
Fe3+	0.42	0.46	0.41	0.40	0.43
Mn	—	—	0.03	0.03	—
Сумма	1	1	1	1	1
Fe3+	1.18	1.10	1.14	1.23	1.12
AlVI	0.18	—	0.08	0.14	—
Ti	0.36	0.72	0.60	0.51	0.59
Zr	0.16	0.09	0.13	0.07	0.15
V	0.05	0.06	0.06	0.06	0.06
Сумма	1.93	1.97	2.01	2.01	2.02
Si	3.99	3.73	3.81	3.93	3.72
AlIV	0.01	0.27	0.19	0.07	0.28
Сумма	4	4	4	4	4
О	22	22	22	22	22

Примечание. Здесь и далее — нпо — ниже предела обнаружения; Sr, Cr, U, Hf, Pb, Ta, Lu, Yb, Tm, Er, Ho, Eu, P, S, F — не обнаружены; количество Fe₂O₃ и FeO рассчитано по балансу зарядов.

 

Чевкинит-(Се) из включений в алланите (рис. 4) по составу стандартный — беден магнием, содержит 40—42 мас. % оксидов лантанидов цериевой группы; их распределение — Ce >> La > Nd >> Pr > Gd, Sm, Tb, Dy; церий составляет 54—57 % суммы лантанидов; заметно варьирует соотношение содержаний в минерале лантана и неодима (от 1.1 до 2.1, ан. 6—9, табл. 2). Минерал содержит 0.6—1.5 % Y₂O₃, 0.3—0.5 % Sc₂O₃, обогащен титаном, беден цирконием 0—1.6 % ZrO₂, несколько обогащен торием — 1.6—2.8 % ThO₂. Состав минерала отвечает формуле — [Cе_1.5—1.7La_0.6—0.9Nd_0.5—0.6Pr_0.1(Gd+Sm)_0.1Y_0.1—0.2Sc_0.1Ca_0.6—0.8Na_0.1]₄ × × (Fe²⁺_0.6—1Mg_0—0.1Fe³⁺_0—0.4)₁(Ti_0.8—0.9Fe³⁺_0.3—0.7Al_0.2—0.4Zr_0—0.2)₂Ti₂[(Si_3.9—4Al_0.1—0)₄O₂₂] (табл. 2). Проявлена отрицательная корреляция содержаний циркония и тория.

 

Таблица 2

Химический состав (мас. %) чевкинита-(Се) из включений в алланите (рис. 4). Кварцевые габбро-норит-долериты Аю-Дага, Крым

Chemical composition (wt %) of chevkinite-(Ce) occurring as inclusions in allanite-(Ce) (Fig. 4)

Компонент	6	7	8	9
SiО2	19.78	19.39	19.38	20.04
TiO2	19.06	18.74	19.04	19.47
ZrО2	1.60	нпо	нпо	1.29
Al2О3	1.53	1.78	2.00	1.25
Fe2O3	7.19	3.81	1.95	4.97
FeO	3.43	6.14	6.44	5.57
MnО	0.12	нпо	0.15	0.17
MgО	0.25	0.11	нпо	нпо
Sc2O3	0.45	0.38	0.34	0.45
Y2O3	1.52	1.02	0.61	1.37
La2O3	10.54	11.91	12.40	8.68
Ce2O3	21.15	22.32	22.31	21.58
Pr2O3	2.04	1.69	1.47	1.80
Nd2O3	7.11	6.33	6.15	7.95
Sm2O3	0.70	0.56	0.40	нпо
Gd2O3	0.48	0.57	0.62	нпо
ThO2	1.61	2.72	2.81	1.82
CaO	3.51	2.58	2.90	3.79
Na2O	0.29	0.31	0.33	0.26
Сумма	102.36	100.36	99.30	100.29
Число атомов в формуле в расчете на 13 атомов металлов и кремния при 22 атомах кислорода
La	0.76	0.89	0.93	0.63
Ce	1.51	1.65	1.66	1.56
Pr	0.15	0.12	0.11	0.13
Nd	0.50	0.46	0.45	0.56
Sm	0.05	0.04	0.03	0.02
Gd	0.03	0.04	0.04	0.03
Sc	0.08	0.07	0.06	0.08
Y	0.16	0.11	0.07	0.14
Th	0.07	0.12	0.13	0.08
Ca	0.73	0.56	0.63	0.80
Na	0.11	0.12	0.13	0.10
Сумма	4.15	4.18	4.24	4.08
Ti	2	2	2	2
Mg	0.07	0.03	—	—
Fe2+	0.56	0.97	0.97	0.92
Fe3+	0.35	—	—	0.08
Mn	0.02	—	0.03	—
Сумма	1	1	1	1
Fe3+	0.71	0.58	0.30	0.66
Fe2+	—	0.07	0.13	—
AlVI	0.21	0.33	0.43	0.24
Ti	0.79	0.84	0.91	0.89
Zr	0.15	—	—	0.13
Сумма	1.86	1.82	1.77	1.92
Si	3.86	3.91	3.95	3.95
AlIV	0.14	0.09	0.05	0.05
Сумма	4	4	4	4
О	22	22	22	22

Примечание. Tb, Dy, Sr — не обнаружены.

 

Перрьерит-(Се) кварцевых габброидов Аю-Дага

Как и чевкинит, перрьерит — характерный акцессорный минерал щелочных магматических пород, высокотемпературных щелочных метасоматитов, а не островодужных габброидов. При этом он является редким, хотя и повсемеcтно рапространенным акцессорным минералом габброидов Первомайско-Аюдагского интрузивного комплекса.

Перрьерит в кварцевых габброидах Аю-Дага слагает обособленные коротко призматические идиоморфные кристаллы размером до 0.1 мм, обычно сложно секториально зональные (рис. 5, 6). Нередки срастания перрьерита с магнезиальным ильменитом (рис. 7). Заметная часть перрьерита слагает реликты в центре зональных кристаллов позднемагматического алланита-(Се) (рис. 8, 9); с этим перрьеритом ассоциирует бадделеит.

 

Рис. 5. Сложно секториально зональный кристалл магний-доминантного перрьерита-(Се) (ан. 10—14, табл. 3). Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 6. Сложно секториально зональный кристалл магний-доминантного перрьерита-(Се) (ан. 15—17, табл. 3). Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 7. Незональный кристалл обогащенного магнием перрьерита-(Се) (белый) (ан. 18, табл. 4) в срастании с ильменитом (серый). Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 8. Интенсивно корродированный перрьерит-(Се) (светло-серый) в алланите (серый). a — ан. 19—21, табл. 4; б — ан. 22, табл. 4. Изображение в отраженных электронах.

 

Рис. 9. Реликты перрьерита-(Се) (белый) (ан. 23—25, табл. 4) в алланите (серый) среди биотита (темно-серый). Изображение в отраженных электронах.

 

Перрьерит-(Се) обособленных секториально зональных кристаллов по составу магний-доминантный, содержит 35—42, обычно <40 мас. % оксидов лантанидов цериевой группы; их распределение — Ce >> La > Nd >> Pr > Gd, Sm, Tb, Dy; церий составляет 54—58 % суммы лантанидов; соотношение содержаний лантана и неодима в минерале варьирует от 1.5 до 2.2 (ан. 10—17, табл. 3). Более светлоокрашенные (в отраженных электронах) сектора роста и зоны этих кристаллов содержат больше тория (вариации содержаний тория в одном кристалле перрьерита от 0.4 до 2.5 мас. %). Минерал содержит 0.7—1.3 % Y₂O₃, 0.2—0.6 % Sc₂O₃, 0.4—2.4 % ZrO₂, до 0.6 % стронция, следы урана (до 0.17 % UO₂ в одном анализе из тридцати), следы гафния (до 0.33 % HfО₂ в одном анализе из тридцати, при соотношении Zr/Hf ~ 4), следы Nb (до 0.26 % Nb₂O₅ в одном анализе из тридцати). Состав минерала — [Cе_1.2—1.6 × × La_0.6—0.8Nd_0.3—0.4Pr_0.1(Gd+Sm+Tb+Dy)_0.1Y_0.1Sc_0.1Ca_1.0—1.1Sr_0—0.1Na_0.1]₄(Mg_0.9—1 × × Fe³⁺_0.1—0)₁(Fe³⁺_1.0—1.2Al_0.2—0.7Ti_0.3—0.5Zr_0—0.2)₂Ti₂[(Si_3.9—4Al_0.1—0)₄(O_21.3—21.5OH_0.7—0.5)₂₂] (табл. 3). Проявлена отрицательная корреляция содержаний циркония и тория.

 

Таблица 3

Химический состав (мас. %) магний-доминатного перрьерита-(Се), встречающегося в виде обособленных секториально зональных кристаллов: ан. 10—14 (рис. 5), 15—17 (рис. 6). Кварцевые габбро-норит-долериты Аю-Дага, Крым

Chemical composition (wt %) of magnesium-dominant perrierite-(Ce) occurring as sectorial zonal crystals: an. 10—14 (Fig. 5), 15—17 (Fig. 6)

Компонент	10	11	12	13	14	15	16	17
SiО2	21.06	21.46	21.60	22.01	21.81	20.40	20.34	21.93
TiO2	16.66	17.93	17.40	18.16	17.97	15.99	17.17	17.27
ZrО2	0.40	2.20	1.70	2.37	2.39	1.23	0.60	2.20
Al2О3	2.15	1.56	2.29	2.47	2.45	2.14	1.72	3.35
Fe2O3	8.16	7.85	7.88	7.21	7.23	7.47	8.66	7.32
FeO	—	—	—	—	—	—	—	—
MnО	нпо	нпо	0.24	нпо	нпо	нпо	нпо	нпо
MgО	3.49	3.55	3.53	3.55	3.57	3.30	3.38	3.49
Sc2O3	0.62	0.31	0.36	0.63	0.29	0.20	0.15	0.19
Y2O3	0.91	0.96	0.71	0.93	0.75	0.92	1.28	1.00
La2O3	9.74	8.62	9.16	9.93	9.43	10.62	11.01	10.52
Ce2O3	18.77	17.64	17.99	18.01	17.74	22.03	21.19	20.66
Pr2O3	1.63	1.37	1.54	1.13	1.38	1.56	1.45	1.49
Nd2O3	6.07	5.72	5.97	5.07	4.95	5.21	5.16	4.92
Sm2O3	0.67	0.62	0.44	0.63	0.58	0.37	0.43	нпо
Gd2O3	0.68	0.72	0.74	0.51	0.56	0.63	0.67	0.35
Tb2O3	нпо	0.41	0.56	нпо	0.61	0.63	0.65	нпо
Dy2O3	0.38	0.39	нпо	нпо	0.69	0.73	нпо	нпо
ThO2	2.35	2.03	2.29	0.69	0.68	0.71	1.27	0.80
CaO	4.83	5.46	4.90	5.85	5.77	4.85	5.17	4.89
SrO	0.54	0.59	нпо	нпо	нпо	нпо	нпо	нпо
Na2O	0.27	0.32	0.36	0.39	0.37	0.21	нпо	0.31
Сумма	99.38	99.70	99.68	99.54	99.22	99.19	100.30	100.69
Число атомов в формуле в расчете на 13 атомов металлов и кремния при 22 атомах кислорода
La	0.68	0.59	0.63	0.67	0.64	0.75	0.77	0.71
Ce	1.29	1.20	1.22	1.20	1.19	1.55	1.47	1.38
Pr	0.11	0.09	0.10	0.07	0.09	0.11	0.10	0.10
Nd	0.41	0.38	0.40	0.33	0.33	0.36	0.35	0.32
Sm	0.04	0.04	0.04	0.04	0.04	0.02	0.03	—
Gd	0.04	0.04	0.05	0.03	0.03	0.04	0.04	0.02
Tb	—	0.03	0.03	—	0.04	0.04	0.04	—
Dy	0.02	0.02	—	—	0.04	0.05	—	—
Sc	0.10	0.05	0.06	0.10	0.08	0.03	0.03	0.03
Y	0.09	0.10	0.07	0.09	0.07	0.09	0.12	0.10
Th	0.10	0.09	0.10	0.03	0.03	0.03	0.05	0.03
Ca	0.97	1.09	0.98	1.14	1.09	1.00	1.05	0.96
Sr	0.06	0.06	—	—	—	—	—	—
Na	0.10	0.11	0.13	0.14	0.13	0.08	—	0.11
Сумма	4.01	3.89	3.80	3.84	3.80	4.15	4.05	3.76
Ti	2	2	2	2	2	2	2	2
Mg	0.98	0.98	0.98	0.95	0.98	0.94	0.96	0.95
Fe3+	0.02	0.02	—	0.05	0.02	0.06	0.04	0.05
Mn	—	—	0.04	—	—	—	—	—
Сумма	1	1	1	1	1	1	1	1
Fe3+	1.14	1.08	1.10	0.94	0.98	1.02	1.21	0.96
AlVI	0.45	0.33	0.50	0.53	0.53	0.40	0.24	0.72
Ti	0.36	0.50	0.43	0.48	0.48	0.31	0.45	0.37
Zr	0.04	0.20	0.15	0.21	0.21	0.12	0.05	0.20
Сумма	1.99	2.11	2.18	2.16	2.20	1.85	1.95	2.25
Si	3.98	3.99	4.01	4.00	4.01	3.92	3.86	4.00
AlIV	0.02	0.01	—	—	—	0.08	0.14	—
Сумма	4.00	4.00	4.01	4.00	4.01	4.00	4.00	4.00
О	21.27	21.43	21.48	21.32	21.43	21.28	21.40	21.50
ОН	0.73	0.57	0.52	0.68	0.57	0.72	0.60	0.50
Сумма	22	22	22	22	22	22	22	22

 

Перрьерит-(Се) в срастании с магнезиальным ильменитом (рис. 7) по составу магний-доминантный и обогащен торием (ан. 18, табл. 4). Его состав отвечает формуле — (Cе_1.28La_0.66Nd_0.43Th_0.14Y_0.10Pr_0.09Sc_0.08Gd_0.04Sm_0.03Ca_1.18Na_0.06)_4.09 × × (Mg_0.53Fe³⁺_0.47)₁(Fe³⁺_0.86Al_0.68Ti_0.30Zr_0.07)_1.91Ti₂[(Si_3.97Al_0.03)₄(O_21.38OH_0.62)₂₂].

 

Таблица 4

Химический состав (мас. %) перрьерита-(Се) в срастании с ильменитом — ан. 18 (рис. 7) и из включений в алланите: ан. 19—21 (рис. 8, а), 22 (рис. 8, б), 23—25 (рис. 9). Кварцевые габбро-норит-долериты Аю-Дага, Крым

Chemical composition (wt %) of perrierite-(Ce) inter-growing with ilmenite — an. 18 (Fig. 7), and from inclusions in allanite an. 19—21 (Fig. 8, а), 22 (Fig. 8, б), 23—25 (Fig. 9)

Компонент	18	19	20	21	22	23	24	25
SiО2	21.52	20.12	20.18	20.20	20.59	20.08	20.22	20.92
TiO2	16.57	19.48	18.98	18.92	19.61	18.96	19.56	19.39
ZrО2	0.81	2.02	2.00	2.17	2.85	2.07	2.58	1.66
Al2О3	3.73	2.95	2.93	3.50	3.11	3.12	3.03	3.29
Fe2O3	10.31	5.37	6.32	4.84	5.71	5.35	5.46	5.44
FeO	—	2.19	1.87	2.18	1.59	2.29	1.93	2.55
MnО	нпо	0.21	нпо	нпо	нпо	нпо	нпо	нпо
MgО	1.94	0.75	0.72	0.70	0.71	0.65	0.69	0.62
Sc2O3	0.48	0.36	0.40	0.49	0.39	0.35	0.30	0.40
Y2O3	1.04	0.72	0.66	0.77	0.82	0.67	0.58	1.29
La2O3	8.27	9.63	10.15	9.87	9.76	10.72	10.63	9.52
Ce2O3	17.42	19.32	19.50	19.64	18.89	21.01	20.90	21.05
Pr2O3	1.31	1.45	1.33	1.30	1.45	1.37	1.39	1.51
Nd2O3	6.55	6.11	5.86	5.44	5.67	5.23	4.73	6.75
Sm2O3	0.42	0.52	0.30	0.37	0.44	нпо	нпо	0.51
Gd2O3	0.61	0.44	нпо	0.40	0.57	0.35	нпо	0.29
ThO2	3.29	1.88	2.72	2.96	1.44	1.16	0.54	0.89
CaO	5.97	5.69	5.42	5.84	6.28	5.32	5.98	5.45
Na2O	0.16	0.25	0.39	0.26	0.37	0.30	0.31	0.25
Сумма	100.40	99.46	99.73	99.85	100.20	98.99	98.83	100.89
Число атомов в формуле в расчете на 13 атомов металлов и кремния при 22 атомах кислорода
La	0.66	0.68	0.72	0.70	0.68	0.76	0.75	0.66
Ce	1.28	1.36	1.37	1.38	1.30	1.49	1.46	1.45
Pr	0.09	0.10	0.09	0.09	0.10	0.10	0.10	0.10
Nd	0.43	0.43	0.40	0.37	0.38	0.36	0.32	0.45
Sm	0.03	0.04	0.02	0.02	0.03	—	—	0.03
Gd	0.04	0.03	—	0.03	0.04	0.02	—	0.02
Sc	0.08	0.06	0.06	0.08	0.06	0.06	0.05	0.07
Y	0.10	0.07	0.07	0.08	0.08	0.07	0.06	0.13
Th	0.14	0.08	0.12	0.13	0.06	0.05	0.02	0.04
Ca	1.18	1.17	1.11	1.20	1.27	1.10	1.23	1.09
Na	0.06	0.09	0.15	0.10	0.13	0.11	0.11	0.09
Сумма	4.09	4.10	4.11	4.18	4.13	4.12	4.10	4.13
Ti	2	2	2	2	2	2	2	2
Mg	0.53	0.21	0.21	0.20	0.20	0.19	0.19	0.17
Fe2+	—	0.35	0.30	0.35	0.25	0.37	0.31	0.40
Fe3+	0.47	0.41	0.49	0.45	0.55	0.44	0.50	0.43
Mn	—	0.03	—	—	—	—	—	—
Сумма	1	1	1	1	1	1	1	1
Fe3+	0.86	0.37	0.43	0.25	0.26	0.34	0.29	0.34
AlVI	0.68	0.53	0.53	0.66	0.57	0.59	0.55	0.65
Ti	0.30	0.81	0.74	0.72	0.78	0.75	0.82	0.73
Zr	0.07	0.19	0.19	0.20	0.26	0.20	0.24	0.15
Сумма	1.91	1.90	1.89	1.83	1.87	1.88	1.90	1.87
Si	3.97	3.86	3.87	3.87	3.88	3.88	3.87	3.92
AlIV	0.03	0.14	0.13	0.13	0.12	0.12	0.13	0.08
Сумма	4	4	4	4	4	4	4	4
О	21.38	22.00	22.00	22.00	22.00	22.00	22.00	22.00
ОН	0.62	—	—	—	—	—	—	—
Сумма	22	22	22	22	22	22	22	22

Примечание. Tb, Dy, Sr — не обнаружены.

 

Перрьерит-(Се) включений в алланите (рис. 8, 9) беден магнием, содержит 37—40, чаще 37—38 мас. % оксидов лантанидов цериевой группы; их распределение — Ce >> La > Nd >> Pr > Gd, Sm; церий составляет 54—58 % суммы лантанидов; заметно варьирует соотношение содержаний лантана и неодима от 1.4 до 2.3 (ан. 19—25, табл. 4). Перрьерит включений в алланите содержит 0.6—1.3 % Y₂O₃, 0.3—0.5 % Sc₂O₃, 1.7—2.6 % ZrO₂, 0.5—3.0 % ThO₂; его состав отвечает формуле — [Cе_1.3—1.5La_0.7—0.8Nd_0.3—0.5Pr_0.1(Gd+Sm)_0.1Y_0.1Sc_0.1 × × Ca_1.1—1.3Na_0.1]₄(Fe²⁺_0.4—0.5Fe³⁺_0.2—0.4Mg_0.2)₁(Al_0.5—0.7Ti_0.3—0.8Fe³⁺_0.3—0.9Zr_0.1—0.3)₂Ti₂ × × [(Si_3.9—4Al_0.1—0)₄(O_21.4—22OH_0.6—0)₂₂].

Сравнение чевкинита-(Се) и перрьерита-(Се) из габброидов Аю-Дага

Оба минерала — одни из главных концентраторов и носителей лантанидов в габброидах Аю-Дага. Распределение лантанидов в чевкините и перрьерите — Ce >> La > Nd >> Pr > Gd, Sm, Tb, Dy. Количественный состав лантанидов в чевкините и в перрьерите идентичен: Ce (54—58 % REE) — La (25—31 %) — Nd (12—20 %). Содержания Zr, Th, Y, Sc в обоих полиморфах в габброидах Аю-Дага идентичны. И чевкинит, и перрьерит, встречающиеся в виде обособленных кристаллов, представлены магний-доминантными разновидностями, возможно, это — более ранние образования. И чевкинит, и перрьерит, слагающие включения в центре кристаллов алланита, представлены бедными магнием разновидностями, возможно, это — более поздние образования. По многим особенностям состава обособленный перрьерит в срастании с ильменитом близок к составу чевкинита обособленных кристаллов, аналогично — близки перрьерит из включений в алланите и чевкинит из включений в алланите.

По сравнению с аналогичными минералами из иных магматических пород, основная особенность чевкинита-(Се) и перрьерита-(Се) Аю-Дага — это широкое распространение среди них магний-доминантных разновидностей.

ИТОГИ ИССЛЕДОВАНИЯ

Раннемагматические минеральные ассоциации островодужных низкощелочных анортит-битовнитовых кварцевых габбро-норит-долеритов интрузива Аю-Даг включают недосыщенные кремнеземом акцессорные минералы Ti—Zr—LREE: чевкинит-(Се), перрьерит-(Се), цирконолит, бадделеит. Дополнительным источником Zr и Th для этих минеральных фаз могли послужить растворяющиеся в аюдагской базитовой магме древние реститовые циркон и торит (Спиридонов и др., 2016, 2018).

Чевкинит-(Се) и перрьерит-(Се) — одни из основных минералов концентраторов и носителей лантанидов в габброидах Аю-Дага, несмотря на то что значительная их часть на позднемагматическом этапе была замещена алланитом-(Се). Среди аюдагских чевкинита и перрьерита широко распространены магний-доминантные разновидности, наряду с обычными бедными магнием разновидностями.

Наличие чевкинита и перрьерита, как и цирконолита, в нетипичной геохимической обстановке, возможно, объясняется слабым развитием позднемагматических процессов в мало глубинных и бедных флюидами габброидных интрузивах мезозоид Горного Крыма. В противном случае, вся масса чевкинита и перрьерита была бы замещена алланитом, что, вероятно, и имеет место в более глубинных, крупных и насыщенных флюидами интрузивах.

 

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты 16-05-00241 и 19-05-00490).

Об авторах

Эрнст Максович Спиридонов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: ernstspiridon@gmail.com
SPIN-код: 2534-3064

Профессор, доктор геол.-мин. наук, профессор кафедры минералогии геологического факультета

 

Россия, 119234, Россия, Москва, Ленинские горы, 1

Сергей Владимирович Филимонов

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: sefi@geol.msu.ru
SPIN-код: 1446-7970

Кандидат геол.-мин. наук, доцент кафедры минералогии геологического факультета

Москва, Ленинские горы, 1 Россия

Евгения Сергеевна Семиколенных

Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А.П. Карпинского

Email: geny_shen@mail.ru

Научный сотрудник 

199106, Россия, Санкт-Петербург, Средний пр., 74

Наталья Николаевна Коротаева

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Email: mineral@geol.msu.ru

Ведущий инженер лаборатории локальных методов исследований кафедры петрологии геологического факультета

Москва, Ленинские горы, 1 Россия

Надежда Наумовна Кривицкая

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова

Автор, ответственный за переписку.
Email: nnkriv@mail.ru
SPIN-код: 8010-0291

Старший научный сотрудник, кандидат геол.-мин. наук, старший научный сотрудник кафедры минералогии геологического факультета

Москва, Ленинские горы, 1 Россия

Список литературы

Дополнительные файлы