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 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