Формы нахождения, взаимосвязь и генетическое значение примесей Al и Li в кварце месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия)

   Объект исследования. Изучались закономерности распределения примесей Al и Li в золоторудном кварце.
   Материал и методы. Материалом для исследований служил кварц месторождений золота Дарасунского рудного поля: Дарасун, Теремкинское и Талатуй. Определение валовых содержаний примесей Al и Li в кварце проводилось методом LA-ICP-MS, измерение концентраций изоморфной примеси Al осуществлялось методом ЭПР. Формы нахождения примеси Al устанавливались по результатам изучения ее поведения в процессе рекристаллизации кварца. Генетическое значение примесей Al и Li в кварце оценивалось с учетом генетической информации, полученной при исследовании распределения концентраций изоморфных примесей Al и Ti.

   Результаты. Обнаружено, что примесь Al присутствует в кварце в двух основных формах – в виде изоморфной примеси и сложных алюминиевых комплексов, локализованных в зонах высокой дефектности минерала. Ионы Li⁺ располагаются в структурных каналах минерала и служат ионами-компенсаторами для обеих форм нахождения примеси Al. Предполагается, что в состав сложных алюминиевых комплексов входят три иона Al³⁺ и один ион H⁺ или Li⁺. Выявлены две стадии рекристаллизации кварца, протекающие при разных температурах минералообразования. Первая из них, низкотемпературная, приводит к обогащению кварца изоморфной примесью Al. Вторая стадия, высокотемпературная, вызывает распад сложных алюминиевых комплексов. Идентификация стадий рекристаллизации может проводиться по виду взаимосвязи между валовыми концентрациями Al и Li. Установлено, что повышенные содержания примеси Al в рудном кварце связаны с присутствием большого числа сложных алюминиевых комплексов. Выдвинуто предположение, что их образование обусловлено кристаллизацией минерала из растворов с высоким содержанием ионов металлов.

   Выводы. Полученные результаты свидетельствуют, что высокие концентрации примеси Al могут использоваться в качестве показателей рудного кварца. При этом необходимо учитывать распад сложных алюминиевых комплексов при рекристаллизации кварца. Предложен способ оценки их первоначальной концентрации, являющейся более достоверной генетической характеристикой.

1. Бершов Л. В. Электронно-дырочные центры O−-Al³⁺ и Ti³⁺ в кварце как показатель температурных условий регионального метаморфизма / Л. В. Бершов, М. Д. Крылова, А. В. Сперанский // Изв. АН СССР. Сер. геол. – 1975. – (10). – 113-117.

2. Горячев Н. А. Типоморфные особенности жильного кварца месторождений золотокварцевой малосульфидной формации (Верхояно-Колымская складчатая область) : Дис. … канд. геол.-мин. наук / Н. А. Горячев. – Якутск: ИГ ЯФ СО АН СССР, 1984. – 208 с.

3. Лютоев В. П. Структура и спектроскопия халцедона / В. П. Лютоев. – Екатеринбург: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2004. – 116 с.

4. Марфунин А. С. Спектроскопия, люминесценция и радиационные центры в минералах / А. С. Марфунин. – М.: Недра, 1975. – 327 с.

5. Прокофьев В. Ю. Генетические особенности золотосульфидного месторождения Дарасун (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев [и др.] // Геол. рудн. месторожд. – 2000 – 42 (6). – 526-548.

6. Прокофьев В. Ю. Состав минералов и условия формирования руд Теремкинского месторождения золота (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев [и др.] // Геол. рудн. месторожд. – 2004. – 46 (5). – 385-406.

7. Прокофьев В. Ю. Состав, условия формирования руд и генезис месторождения золота Талатуй (Восточное Забайкалье, Россия) / В. Ю. Прокофьев [и др.] // Геол. рудн. месторожд. – 2007. – 49 (1). – 37-76.

8. Раков Л. Т. Механизмы изоморфизма в кварце / Л. Т. Раков // Гео химия. – 2006. – (10). – 1085-1096.

9. Раков Л. Т.. Структурно-динамическое состояние как генетический критерий кварца / Л. Т. Раков, Т. Н. Шурига // Геохимия. – (10).– 1086-1102.

10. Раков Л. Т. Ионы-компенсаторы H+ и Li+ в структурных каналах кварца месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия): данные электронного парамагнитного резонанса / Л. Т. Раков, В. Ю. Прокофьев, Л. Д. Зорина // Геол. рудн. месторожд. – 2019. – 61 (1). – 75-96.

11. Раков Л. Т. Элементы-примеси в кварце месторождений золота Дарасунского рудного поля (Восточное Забайкалье, Россия): данные электронного парамагнитного резонанса / Л. Т. Раков Л. Т., Прокофьев В.Ю., Зорина Л.Д // Геол. рудн. месторожд. – 2019. – 61 (2). – 72-92.

12. Румянцев В. Н. Структурный Al в кварце как индикатор физико-химических условий кристаллизации / В. Н. Румянцев. – Зап. ВМО. – 6 (108). – 647-657.

13. Ставров О. Д. Исследование зависимости между концентрациями алюминиевых центров и содержанием в природных кварцах щелочных элементов / О. Д. Ставров, Б. М. Моисеев, Л. Т. Раков // Геохимия. – 1978. – (3). – 333-339.

14. Урицкий М. З. Роль акцепторной примеси в переносе протонов в протонпроводящих оксидах / М. З. Урицкий, В. И. Цидильковский // ФТТ. – 2014. – 56 (11). – 2104-2110.

15. Экспрессное определение методом ЭПР содержаний изоморфных примесей в образцах кварцевого сырья : Методические рекомендации. (Исполн. Л.Т. Раков [и др.]) – М.: ВИМС, 1991. – 16 с.

16. Dennen W. H., Blackburn W. H., Quesada A. (1970) Aluminum in quartz as a geothermometer. Contrib. Miner. Petrol., 27 (4), 332-342.

17. Iwasaki H., Iwasaki F., Oliveira V. A. R., Hummel D. C. A., Pasquali M. A., Guzzo P. L., Watanabe N., Suzuki C. K. (1991) Impurity content characterization of Brazilian quartz lascas. Jpn. J. Appl. Rhys., 30 (7), 1489-1495.

18. Müller A., Keyser W., Simmons W. B., Webber K., Wise M., Beurlen H., Garate-Olave I., Roda-Robles E., Galliski M. A. (2021) Quartz chemistry of granitic pegmatites: Implications for classification, genesis and exploration. Chem. Geol., 584 (5), 120507. doi: 10.1016/j.chemgeo.2021.120507

19. Passchier C. W., Trouw R. A. J. (1996) Microtectonics. Berlin: Heidelberg; N. Y.: Springer-Verlag, 289 p.

20. Prokofiev V. Yu., Bortnikov N. S., Kovalenker V. A., Zorina L. D., Baksheev I. A., Grichuk D. V., Krasnov A. N., Selector S. L. (2009) Vertical mineralogical-geochemical zoning of Mesozoic Transbaikalia fluid-magma ticgold systems. Large igneous Provinces of Asia. Mantle Plumes and Metallogeny. Abstracts of the Int. Symp. Novosibirsk: Sibprint, 251-254.

21. Weil J. A. (1984) A review of electron spin spectroscopy and its application to the study of paramagnetic defects in crystalline quartz. Phys. Chem. Miner., (10), 149-165.