Генетическая минералогия и кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических системах

• Автор: Пеков, Игорь Викторович
• Шифр специальности: 25.00.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 404 с. : ил. + Прил. (с.405-652)

Принятые в работе сокращения и обозначения

Глава 1. Высокощелочные постмагматические образования и их редкометальная специализация: минералогический аспект

1.1. Краткий очерк истории исследования

1.2. Генетические типы высокощелочных образований

1.3. Минеральное разнообразие щелочных комплексов

1.4. Об эволюции высокощелочной пегматитово-гидротермальной системы

Глава 2. Объекты и методика исследований

2.1. Объекты исследований

2.2. Методика исследований

2.2.1. Полевые и камеральные работы

2.2.2. Инструментальные исследования и обработка их результатов

Глава 3. Характеристика редкометальной минерализации
9 3.1. Силикаты с низкоплотными структурами - важнейшие компоненты
высокощелочных постмагматических образований
3.1.1. Цеолиты с тетраэдрическими каркасами
3.1.2. Микропористые силикаты с гетерополиэдрическими каркасами
3.1.3. Филлосиликаты и гетерофиллосиликаты
3.2. Силикаты с плотными структурами
3.3. Фосфаты и сульфаты
3.3.1. Фосфаты
3.3.2. Сульфаты
3.4. Карбонаты
3.5. Оксиды
3.6. Щелочные сульфиды
Глава 4. Посткристаллизационные твердофазные преобразования
минералов с сохранением устойчивых структурных фрагментов
4.1. Общие замечания
4.2. Декатионирование и гидратация
4.3. Ионный обмен
4.4. Роль твердофазных преобразований в геохимии и генетической
А минералогии редких элементов

Глава 5. Особенности кристаллогенезиса редкометальных минералов в высокощелочных постмагматических системах
5.1. Кристаллохимические механизмы фракционирования и концентрации
редких элементов
5.2. Роль ранних кристаллов в гидротермальном минералообразовании. Каталитическая активность микропористых силикатов
5.3. Парагенезисы редкометальных минералов и их эволюция:
кристаллоструктурный аспект
5.3.1. Кристаллохимический смысл коэффициента агпаитности Уссинга
5.3.2. Кристаллоструктурные закономерности эволюции редкометального минералогенеза
5.4. Значение локальных геохимических аномалий для формирования
видового и структурного разнообразия минералов
Глава 6. Генетическая кристаллохимия отдельных элементов
6.1. Редкие элементы, образующие в кристаллах катионы с высокими
силовыми характеристиками
6.1.1. Цирконий, ниобий и тантал
6.1.2. Бериллий и бор
6.1.3. Цинк и литий
6.2. Редкие элементы, образующие в кристаллах катионы с низкими
силовыми характеристиками
6.2.1. Цезий, рубидий и таллий
6.2.2. Стронций, барий и свинец
6.2.3. Лантаноиды и иттрий
6.2.4. Уран и торий
Заключение
Таблицы
Литература
Том 1 (страницы 1 - 404): текст и рисунки
Том 2 (страницы 405 - 652): таблицы и список литературы

Актуальность проблемы. Щелочные породы составляют незначительную часть земной коры, но их геохимическое и особенно минералогическое своеобразие поистине уникально. В щелочных массивах установлено 30% от общего количества минеральных видов, известных в природе: более 1200 (!), в том числе 590 собственных минералов редких элементов. Самое широкое видовое и структурное разнообразие минералов связано с постмагматическими производными агпаитовых пород - высокощелочными пегматитами и гидротермалитами. Это делает их оптимальным «полигоном» для исследования особенностей минералогенеза в таких природных системах, где большинство химических элементов, включая очень редкие, формирует собственные фазы. Накопленный, главным образом за последнюю четверть века, богатейший материал по условиям нахождения, химическому составу и кристаллическим структурам минералов высокощелочных комплексов требует обобщения и заставляет по-новому взглянуть на многие вопросы геохимии и генетической минералогии литофильных редких элементов в этих системах. В частности, стала очевидной необходимость серьезного изучения локальных химических неоднородностей в минералообразующих системах.
Значение щелочной формации не только в научном, но и в практическом отношении трудно переоценить. С ней связаны крупные до супергигантских месторождения редких металлов: N6, Та, 2г, Ж, РЕЕ, Тб, II. В последнее десятилетие возник еще один аспект, привлекший пристальное внимание к редкометальным минералам - эндемикам высокощелочных массивов: • многие из них оказываются прототипами микропористых материалов нового поколения. Основа
кристаллических структур этих соединений - гетерополиэдрические каркасы, в построении которых наряду с тетраэдрически координированными атомами (8ц А1, Р, В, Ве) участвуют октаэдры, центрированные 1, Д N6, 1п и др. В современных высокотехнологичных производствах и при решении проблемы нейтрализации токсичных и радиоактивных веществ все шире используются цеолитоподобные кристаллы данного типа: они выступают как иониты, молекулярные сита, сорбенты, катализаторы исключительной селективности, носители катализаторов, ионные проводники и пр. Расширение диапазона полезных свойств микропористых материалов происходит в значительной мере за счет изучения минералов, среди которых ведущую роль играют новые и редкие виды. В отличие от искусственных микропористых силикатов с гетерополиэдрическими каркасами, образующихся при синтезе как правило в виде тонких и зачастую фазово неоднородных порошков, их природные аналоги дают хорошие монокристаллы, пригодные для рентгеноструктурного и других прецизионных видов анализа.
Всё это определяет актуальность детального комплексного исследования редкометальной минерализации в постмагматических высокощелочных системах.
Цель и задачи работы. Основная цель работы - решение проблемы конституции, свойств и генезиса большой группы специфических редкометальных минералов, формирующихся в высокощелочных пегматитово-гидротермальных системах, связанных с агпаитовыми магматическими комплексами. Вопросы фракционирования и концентрирования редких элементов, в первую очередь литофильных (N6, гг, КЕЕ, II, Тб, Эг, Ва, Ве, Ц Сэ), рассмотрены в работе с позиций минералогии и генетической кристаллохимии. Применительно к

Рис. 3.5. Сросток (2 мм) кристаллов кальборсита на щетке мерлиноита. Кировский рудник, Хибины.