Трудно назвать минерал, обладающий такой разнообразной окраской, как флюорит. «Все цвета радуги, все краски солнечного спектра сменяют здесь друг друга», – эти слова А.Е. Ферсмана о самоцветах с полным основанием можно отнести к флюориту, одному из «классических» сквозных минералов, проходящих через все основные процессы минералообразования в земной коре [1]. Акчатау – это высокотемпературное гидротермальное вольфрам-молибденовое месторождение, расположенное в Карагадинской области республики Казахстан. Целью работы было изучение природы окраски флюорита для уточнения генетических особенностей и разработки поисково-оценочных критериев.
Объект исследования. Флюорит в пределах месторождения является «сквозным» минералом и встречается во всех рудных зонах. Рассматриваемый образец выглядит как друзовидное страстание кристаллов октаэдрического облика {111} в комбинации с ромбододекаэдрами {110} c хорошо выраженной паркетной структурой грани. Размер кристаллов колеблется от 4 до 6 мм. В срастание с флюоритом кристаллы пирита кубического облика – {100} и призматические кристаллы α-кварца, который образуется простыми формами (гексагональная дипирамида второго рода {hh2hl}, гексагональная призма первого рода {1010}, ромбоэдр {h0hl}). Флюорит представлен двумя генерациями, которые отличаются цветовыми характеристиками и, по-видимому, примесным составом. Флюорит в исследуемом образце нарастает на подложку кварца и в пределах одного кристалла имеет четкую цветовую границу: от яблочно-зеленого цвета в центре и основной части кристаллов – первая генерация; до тонкой оболочки чернильно-фиолетового цвета (параморфозы) флюорита второй генерации (рис. 1).
Методика исследования. Исследования проводились на базе кафедры ГРПИ ИПР ТПУ с использованием спектрофотометра HORIBA Scintific ЧПЕ-7200 X-RAY Analitical Microscope. Для исследования нами были получены пластинки флюорита зеленого и фиолетового цвета. С помощью рентген-флюорисцентного анализа мы получили дифракционную картину, оценить химический состав пластинок флюорита и, возможно увидеть различие 2-х генераций флюорита.
Рис. 1. Сросток кристаллов флюорита, пирита, кварца, месторождение Акчатау, Казахстан
Флюорит разного цвета имеет ряд характерных отличительных признаков по микроэлементному составу. Так, по содержанию хрома и иридия в разноокрашенных флюоритах наблюдается сильные вариации. Особенностью флюорита является высокая концентрация «базит-ультрабазитовых» элементов – хрома, иридия, стронция. К примеру, количество хрома варьирует от 0,2 до 17,9 мас. %, при этом отчетливо наблюдаются повышенные концентрации хрома в яблочно-зеленой разновидности флюорита. Иридия – от 0,26 до 34,21 мас. %, стронция от 0,16 до 0,5 мас. % (рис. 2, 3).
В зависимости от цветности минерала, количество иридия варьирует, но на окраску минерала это, по-видимому, не влияет. В тоже время, для стронция такая зависимость не наблюдается, однако, геохимически стронций связан с кальциевыми минералами, к которым и относится флюорит. Обогащение флюорита «базит-ультрабазитовыми» элементами (Cr, Ir), по всей видимости, связано с тем, что на продуктивные жилы влияют вмещающие базитовые породы.
Рис. 2. Особенности распределения элементов (мас. %) в яблочно-зеленом флюрите
Рис. 3. Особенности распределения элементов (мас. %) в чернильно-фиолетовом флюорите
Большую информативность для типоморфизма флюорита имеют содержания редкоземельных элементов. Изучение распределения редких земель во флюорите проводится уже давно, известны даже сводки по данному вопросу [2, 3]. К сожалению, данный метод исследования не позволяет оценить содержание этих элементов в изучаемых образцах, и эта работа будет продолжена с использованием уже других методик исследования вещества, например, термобарогеохимия, нейтронно-активационный метод. Однако по литературным данным, можно судить, что различные генерации флюорита, как правило, отличаются трендами распределения РЗЭ для разных генераций флюорита. Подобное явление уже описывалось для некоторых месторождений Казахстана [4].
Из всего этого можно сделать следующие выводы:
– типоморфизм флюорита из месторождения Акчатау характеризуется привносом «базит-ультрабазитовых» компонентов в микроэлементном составе минерала;
– распределение во флюоритах позволило выделить два геохимических типа, связанных со стадийностью кристаллизации флюорита и изменение цвета от зеленого до фиолетового выраженного снижением концентрации, в первую очередь хрома и, вероятно, редко-земельных элементов.
Выводы. Флюорит в пределах месторождения Акчатау во всех изученных парагенезисах является самым поздним минералом. Во всех образцах минерал характеризуется геохимическими чертами, унаследованными от пород в которых он кристаллизовался. При этом для всех типов флюорита типоморфным признаком является обогащенность минерала элементами базит-гипербазитовой формации. По всей видимости, это объясняется тем, что на заключительной стадии формирования всех минеральных парагенезисов в процессе кристаллизации, стали участвовать флюиды из вмещающих пород, которые в том числе представлены гипербазитами. Отложение рудной вольфрам-молибденовой минерализации в парагенезисе с яблочно-зеленым и фиолетовым флюоритом происходило в щелочных или слабо щелочных условиях, т.к. в кристаллизации принимали участие флюиды из вмещающих гипербазитов. Ранее считалось [5, 6], что повышенная активность фтора происходит в относительно кислых растворах. Это обусловлено изменением состава постмагматических растворов в связи с выщелачиванием при калиевом метасоматозе из подстилающих пород извести, глинозема и других компонентов с образованием метасоматических зон выполнением трещин самым поздним минералом – флюоритом [7].