Франкаменит в чароитовых породах Мурунского массива: сравнительная характеристика зеленой и сиренево-серой разновидности

   Объект исследования. В чароитовых породах Мурунского массива обнаружены две разновидности франкаменита: зеленая и сиренево-серая.

   Цель исследования. Целью данного исследования является сравнительный анализ образцов франкаменита сиренево-серого и зеленого цвета.

   Материалы и методы. Минеральный состав чароитовых пород с франкаменитом изучался оптическим петрографическим методом с использованием поляризационного микроскопа, химический состав – на электронно-зондовом микроанализаторе. Кристаллическая структура франкаменита исследовалась с помощью монокристального автоматического дифрактометра, а спектры поглощения и фотолюминесценции получены на спектрофотометре и спектрофлюориметре соответственно.

   Результаты. Исследованы морфогенетические особенности образцов пород, содержащих франкаменит, его парагенетические ассоциации и взаимосвязи с ассоциирующими минералами. По химическому составу содержания Na₂O и CaO в образцах практически идентичны ранее изученным мурунским образцам, в то время как уровень K₂O для сиренево-серого и зеленого франкаменита выше, чем в анализах других авторов. Также была изучена кристаллическая структура зеленого франкаменита, проведено его сравнение с сиренево-серым образцом, интерпретированы спектры поглощения и фотолюминесценции.

   Выводы. Обе разновидности минерала отличаются по ассоциациям сопутствующих минералов: зеленый франкаменит обычно ассоциирует с чароитом, эгирином, микроклином и кварцем, в то время как сиренево-серый – с чароитом, амфиболом, кварцем, стисиитом и апатитом. Посредством исследования методами ЭПР, оптического поглощения и фотолюминесценции установлено, что зеленая окраска франкаменита связана с переходами с переносом заряда Fe/Ti и Fe²⁺/Fe³⁺.

1. Дорфман М.Д., Рогачев Д.Л., Горощенко З.И., Успенская Е.И. (1959) Канасит, новый минерал. Тр. Минералог. музея АН СССР, 9, 158-166.

2. Евдокимов М.Д., Регир Е.П. (1994) Канасит в чароититах Мурунского щелочного комплекса (месторождение “Сиреневый камень”). ЗВМО, 123(1), 104-118.

3. Конев А.А., Воробьев Е.И., Лазебник К.А. (1996) Минералогия Мурунского щелочного массива. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 221 с.

4. Никишова Л.В., Лазебник К.А., Рождественская И.В., Емельянова Н.Н., Лазебник Ю.Д. (1992) Триклинный канасит из чароититов Якутии. Минералог. журн., 14(1), 71-77.

5. Никишова Л.В., Лазебник К.А., Рождественская И.В., Емельянова Н.Н., Лазебник Ю.Д. (1996) Франкаменит K₃Na₃Ca₅(Si₁₂O₃₀)F₃OH)·nH₂O – новый минерал. Триклинный аналог канасита из чароититов. ЗВМО, 125(2), 106-108.

6. Радомская Т., Канева Е., Докучиц Э., Шендрик Р., Митичкин М. (2023a) Франкаменит в чароитовых породах Мурунского массива (Алданский щит). Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России. Мат-лы XIII Всерос. науч.-практ. конф. Якутск, 216-222.

7. Радомская Т.А., Канева Е.В., Докучиц Э.Ю., Шендрик Р.Ю., Митичкин М.А. (2023б) Сравнительная характеристика зеленого и серого франкаменита в чароитовых породах Мурунского массива (Алдан). Щелочной и кимберлитовый магматизм Земли и связанные с ним месторождения стратегических металлов и алмазов. Сб. ст. Междунар. науч. конф. Апатиты, 341-344.

8. Расцветаева Р.К., Розенберг К.А., Хомяков А.П., Рождественская И.В. (2003) Кристаллическая структура F-канасита. ДАН, 391(1-3), 177-180.

9. Рогова В.П., Рогов Ю.Г., Дриц В.А., Кузнецова Н.Н. (1978) Чароит – новый минерал и новый ювелирно-поделочный камень. ЗВМО, 107(1), 94-99.

10. Рождественская И.В., Никишова Л.В., Баннова И.И., Лазебник Ю.Д. (1988) Канасит: уточнение и особенности кристаллической структуры, структурный типоморфизм. Минералог. журн., 10(4), 31-44.

11. Хомяков А.П., Нечелюстов Г.Н., Кривоконева Г.К., Расцветаева Р.К., Розенберг К.А., Рождественская И.В. (2009) Фторканасит, K₃Na₃Ca₅Si₁₂O₃₀(F,OH)₄∙H₂O – новый минерал из Хибинского щелочного массива (Кольский полуостров, Россия) и новые данные о канасите. ЗРМО, 138(2), 52-66.

12. Чирагов М.И., Мамедов Х.С., Белов Н.В. (1969) О кристаллической структуре канасита Ca₅Na₄K₂[Si₁₂O₃₀] (OH,F)₄. ДАН СССР, 185(3), 672-674.

13. Шендрик Р.Ю., Канева Е.В., Панкрушина Е.А., Белозёрова О.Ю., Радомская Т.А. (2023) Многометодный подход к исследованию сложных минералов на примере франкаменита. Минералы: строение, свойства, методы исследования. Мат-лы XIII Всерос. молодеж. науч. конф. Екатеринбург, 320.

14. Betteridge P.W., Carruthers J.R., Cooper R.I., Prout K., Watkin D.J. (2003) Crystals version 12: Software for guided crystal structure analysis. J. Appl. Crystallogr., 36, 1487.

15. Bogdanov A., Kaneva E., Shendrik R. (2021) New insights into the crystal chemistry of elpidite, Na₂Zr[Si₆O₁₅]·₃H₂O and (Na_1+yCa_x_1-x-y)Σ=2Zr[Si₆O₁₅]·(3-x)H₂O, and ab initio modeling of IR spectra. Materials, 14, 2160.

16. Bruker APEX2, version 2.0-2; Bruker AXS Inc.: Madison, WI, USA, 2007.

17. Bruker SAINT, version 6.0; Bruker AXS Inc.: Madison, WI, USA, 2007.

18. Copper R.I., Gould R.O., Parsons S., Watkin D.J. (2002) The derivation of non-merohedral twin laws during refinement by analysis of poorly fitting intensity data and the refinement of non-merohedrally twinned crystal structures in the program CRYSTALS. J. Appl. Crystallogr., 35, 168-174.

19. Czaja M., Lisiecki R. (2019) Luminescence of agrellite speci men from the Kipawa River locality. Minerals, 9, 752.

20. Day M., Hawthorne F.C. (2020) A structure hierarchy for silicate minerals: Chain, ribbon, and tube silicates. Mineral. Magaz., 84(2), 165-244.

21. Dokuchits E.Yu., Jiang S.-Y., Stepanov A.S., Zhukova I.A., Radomskaya T.A., Marfin A.E., Vishnevskiy A.V. (2022) Geochemistry of Ca-(K)-(Na) silicates from charoitites in the Sirenevyi Kamen gemstone deposit, Murun Complex, Eastern Siberia. Ore Geol. Rev., 143, 104787.

22. Hanus R., Štubňa J., Jungmannová K. (2020) Frankamenite as an ornamental gem material. J. Gemmol., 37(2), 132-133.

23. Kaneva E., Belozerova O., Radomskaya T., Shendrik R. (2024) Crystal chemistry, Raman and FTIR spectroscopy, optical absorption, and luminescence study of Fedominant sogdianite. Zeitschrift für Kristallographie – Crystalline Materials, 239(5-6), 183-197.

24. Kaneva E., Bogdanov A., Shendrik R. (2020a) Structural and vibrational properties of agrellite. Sci. Rep., 10, 15569.

25. Kaneva E., Shendrik R., Mesto E., Bogdanov A., Vladykin N. (2020b) Spectroscopy and crystal chemical properties of NaCa₂[Si₄O₁₀]F natural agrellite with tubular structure. Chem. Phys. Lett., 738, 136868.

26. Kaneva E., Shendrik R., Pankrushina E., Dokuchits E., Radomskaya T., Pechurin M., Ushakov A. (2023) Frankamenite: Relationship between the crystal–chemical and vibrational properties. Minerals, 13, 1017.

27. Krivovichev S. (2013) Structural complexity of minerals: Information storage and processing in the mineral world. Mineral. Magaz., 77(3), 275-326.

28. Mattson S.M., Rossman G.R. (1988) Fe²⁺–Ti⁴⁺ charge transfer in stoichiometric Fe²⁺, Ti⁴⁺–minerals. Phys. Chem. Miner., 16(1), 78-82.

29. Pathak N., Gupta S.K., Sanyal K., Kumar M., Kadam R.M., Natarajan V. (2014) Photoluminescence and EPR studies on Fe³⁺ doped ZnAl₂O₄: An evidence for local site swapping of Fe³⁺ and formation of inverse and normal phase. Dalton Transactions, 43(24), 9313-9323.

30. Rozhdestvenskaya I.V., Nikishova L.V., Lazebnik K.A. (1996) The crystal structure of frankamenite. Mineral. Magaz., 60, 897-905.

31. Taran M.N. (2019) Electronic intervalence Fe²⁺ + Ti⁴⁺ → Fe³⁺ + Ti³⁺ charge-transfer transition in ilmenite. Phys. Chem. Miner., 46, 839-843.