Файл: Юрк, Ю. Ю. Особенности минералогии фтора Украинского кристаллического щита.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 15.10.2024
Просмотров: 73
Скачиваний: 0
тав. Наиболее яркой в данном температурном интервале являет ся широкая полоса 469—496 нм, которая в основном и опреде ляет положение данного максимума термолюминесценции. Эта полоса наблюдалась в спектрах термолюминесценции всех изу ченных флюоритов. Полоса имеет сложный характер и состоит из двух сближенных полос 469—482 и 484—496 нм. Свечение данной полосы определяется трехвалентными ионами празеоди
ма, диспрозия, эрбия и тулия. По данным В. А. |
Архангельской |
и П. П. Феофилова (1966), аналогичная широкая |
полоса наблю |
далась в спектре термолюминесценции синтетического флюори та, активированного празеодимом (переход 3 Р 0 — ä H 4 ) . В спектрах синтетического флюорита, активированного трехвалент
ным диспрозием, наиболее |
интенсивными |
являются |
линии |
478,5 и 480 нм (переход 6 р 1 |
1 / , 3 _ 6 Н , 5 /J (Kiss, |
Staebler, |
1965). |
Кроме того, для спектров термолюминесценции, синтетических флюоритов, активированных эрбием, характерна полоса с мак симумом 490 нм, соответствующая переходу ' Р ' / з - 4 1 1 1 ^ В. А. Ар хангельская, П. П. Феофилов, 1966). На этот же интервал на кладывается полоса в спектре термолюминесценции трехва лентного тулия (Görlich et al., 1967). Рассматриваемая полоса в спектрах термолюминесценции синтетических флюоритов в ос новном определяется ионами празеодима, что подтверждается данными по относительной интенсивности термолюминесценции синтетических флюоритов, активированных различными редко земельными элементами (Blanchard, 1967). Некоторые детали в распределении относительной интенсивности внутри полосы 469—496 нм определяются различными концентрациями в изу
ченных флюоритах трехвалентных диспрозия, |
эрбия и тулия |
(Е. П. Гурова, 1969; Е. П. Гуров, Е. П. Гурова, |
1970). |
Более слабые линии и полосы наблюдаются в температур ном интервале 260—320° С в коротковолновой части видимого спектра. Линии 413—422, 434—439 и 441—444 юн интерпретиро ваны как линии трехвалентного тербия (П. П. Феофилов, 1966; Feofilov, 1964).
Узкая линия 452—457 нм наблюдается в спектрах термолю минесценции флюоритов в широком температурном интервале. Положение. этой линии совпадает с линией спектра синтетиче ского флюорита, активированного тулием (Görlich et al., 1967). По данным В. А. Архангельской и П. П. Феофилова (1966), эта линия связана с электронным переходом 'G4 —3 Нб.
В составе спектров термолюминесценции флюоритов в темпе ратурном интервале 260—320° С одновременно наблюдаются две четкие полосы 538—548 и 550—554 нм. Эти полосы обусловлены примесью эрбия, поскольку подобные полосы характерны для спектров термолюминесценции и люминесценции эрбия в кубиче-
166
ских кристаллах |
(переход |
4 S ä / - 4 І 1 |
5 / 2 ) |
(В. А. Архангель |
||
ская, П. П. Феофилов, |
1966; М. А. Ельяшевич, 1953). |
|||||
В оранжевой |
части |
спектра в рассматриваемом |
температур |
|||
ном интервале |
наблюдается |
свечение |
широкой полосы 563— |
|||
588 нм. Наиболее четко она выражена |
в спектрах |
термолюми |
||||
несценции флюоритов |
Петрово-Гнутовской |
группы |
проявлений |
в Восточном Приазовье, зеленого флюорита Солонечного место
рождения и некоторых |
других. |
Подобная |
полоса |
описана в |
спектре синтетического |
флюорита, |
активированного |
празеоди |
|
мом (В. А. Архангельская, П. П. Феофилов, |
1966). |
Наиболее |
длинноволновой в пределах видимой части спектра является ли ния 621—626 нм„ которая также интерпретирована как линия трехвалентного празеодима.
Спектры термолюминесценции флюоритов с высокотемпера турным (420^-490° С) максимумом высвечивания имеют более простой состав. Наиболее яркой в этом интервале является по лоса 552—570 нм. Наиболее интенсивное ее свечение установ лено в спектре термолюминесценции черного флюорита из Соло нечного месторождения. Одновременно с ней наблюдается све чение полосы 580—612 нм. Обе полосы принадлежат иону трехвалентного самария, поскольку аналогичны полосам в спектре синтетического флюорита активированного самарием (Görlich et al., 1967). По этим данным, спектр термолюминесцен ции активированного самарием синтетического флюорита пред ставлен широкой полосой с максимумами при 568 и 606 нм, при чем для первого максимума характерно более раннее высвечи вание. В эту же область попадает свечение иона трехвалентного европия, в спектре люминесценции которого в кубических крис таллах наблюдается интенсивная линия 602 нм (Feofilov, 1964).
Вспектрах термолюминесценции флюоритов в высокотемпе ратурном интервале, кроме перечисленных полос, наблюдаются также некоторые полосы и линии, характерные для более низко температурных максимумов, однако интенсивность их значитель но снижается.
Вспектрах термолюминесценции флюорита из Каменномо гильского массива, Бахтынского месторождения и некоторых других образцах в широком температурном интервале от 260 до 490—500° С наблюдаются полосы и линии с длинами волн 518—522 и 524—534 нм. Эти полосы не могут быть приписаны редкоземельным ионам и интерпретируются как линии шестива лентного урана (Е. П. Гурова, 1969). По данным Д. Нихоласа
(Nicholas, 1967), спектр люминесценции шестивалентного ура
на в синтетическом флюорите состоит |
из серии линий в интерва |
|
ле 519—521 нм и широкой |
полосы с |
максимумом при 530 нм. |
Близкое положение линий |
в спектре |
фотолюминесценции уста- |
167
новлено также П. П. Феофиловым (1957). В спектрах фотолю минесценции флюоритов из проявлений Украины линии шести валентного урана нами нигде не наблюдались.
При изучении синтетических флюоритов, активированных ураном, устанавливается возможность окисления урана в виде трех- и четырехвалентных ионов до шестивалентного состояния при нагревании образцов. Локальная компенсация заряда про исходит за счет диффузии ионов кислорода в кристаллическую решетку минерала и замещении ими четырех ионов фтора в ближайшем окружении иона шестивалентного урана. В образцах природного флюорита, вероятно, происходит подобный процесс окисления урана до шестивалентного состояния при нагревании образцов, в результате чего образуется возбужденный ион шести валентного урана, вызывающий наблюдаемую люминесценцию.
Приведенные данные по термолюминесценции флюоритов Украины и некоторых месторождений Забайкалья показывают, что их термолюминесцентные свойства определяются примесью празеодима, самария, диспрозия, эрбия, тулия, тербия и евро пия, а также урана. Максимумы термолюминесценции в низко температурном интервале связаны главным образом с примесью празеодима. Пики термолюминесценции в интервале 420—490° С
определяются |
в основном примесью самария (Е. П. Гуров, |
Е. П. Гурова, |
1970). |
Изучение термолюминесцентных свойств флюоритов показы вает, что они зависят от содержания в их составе редких земель и спектры термолюминесценции имеют характер трехвалентных редких земель в кристаллах флюорита. Непосредственно про цесс термолюминесценции связан с окислением двухвалентных редких земель до трехвалентного состояния, что сопровождается характерной люминесценцией возбужденных трехвалентных редкоземельных ионов. Интенсивность термолюминесценции за висит от концентрации редких земель во флюорите, относитель ного количества ионов редких земель, восстановленных до двух валентного состояния, а также от соотношения редкоземельных кубических центров с центрами тригональной и тетрагональной симметрии в связи с большей легкостью процессов окисления-вос становления для кубических центров с нелокальной компенсаци ей положительного заряда трехвалентных редкоземельных ионов.
Таким образом, исследования люминесцентных и термолюми несцентных свойств природных флюоритов и сопоставление с данными по синтетическим флюоритам позволяет использовать их в качестве важных типоморфных признаков флюорита. Изуче ние люминесценции и термолюминесценции флюоритов дает информацию об относительном содержании в их составе редко земельных элементов и урана, а также о состоянии их окисления.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Территория Украинского кристаллического щита и зон его сочленения с более молодыми складчатыми сооружениями является крупной фтороносной провинцией, в пре делах которой формирование проявлений флюорита и некото рых других минералов фтора происходило в течение длитель ного периода времени от среднего протерозоя до верхнего па леозоя включительно. В настоящее время на Украине установле но крупное Покрово-Киреевское месторождение, Бахтынское месторождение и более 40 рудопроявлений флюорита, наиболее значительными из которых являются проявления Сущано-Пер-
жанской тектонической |
зоны и проявления в нижнем течении |
р. Кальмиуса. Изучение |
геологического строения, минералогии |
и генезиса флюоритовых проявлений и месторождений Украины
позволяет выделить здесь |
следующие два |
их важнейших типа. |
|||
К первому типу относятся наиболее многочисленные прояв |
|||||
ления |
флюорита в |
пределах |
Украинского кристаллического |
||
щита, |
генетически |
связанные |
с платформенными магматически |
||
ми комплексами кислого, |
субщелочного |
и щелочного состава. |
Подобные проявления пространственно тяготеют к Восточному Приазовью и северо-западной части щита.
В пределах Восточного Приазовья флюорит связан с проте розойским сиенитовым комплексом, щелочным комплексом Ок тябрьского массива и комплексом платформенных гранитов ка
менномогильского типа. В северо-западной |
части щита к |
этому |
||||||
типу относятся проявления |
флюорита |
Коростеньского |
плутона. |
|||||
|
Общими чертами этих рудопроявлений являются небольшие |
|||||||
масштабы |
флюоритового |
оруденения, |
локализация |
флюорита |
||||
внутри массивов, с которыми |
оруденение |
генетически |
связано, |
|||||
в |
пределах мелких тектонических зон и брекчированных |
пород, |
||||||
а |
также |
высокотемпературные |
условия кристаллизации |
мине- |
169
рала в температурном |
интервале |
от 400 до 300° С. |
Характерна |
|||||
ассоциация флюорита с акцессорной редкометальной |
минерали |
|||||||
зацией бериллия |
и редких земель, что связано с их переносом в |
|||||||
гидротермальных |
растворах |
в виде легкоподвижных |
фтористых |
|||||
или фторсодержащих |
комплексов |
(А. А. Беус, |
Б. П. Соболев, |
|||||
1962; Л. Н. Овчинников, 1968, и др.). |
|
|
||||||
Ко второму типу |
относятся |
месторождения |
и |
проявления |
||||
флюорита, |
развитые |
в |
пределах |
зон сочленения Украинского |
||||
кристаллического |
щита |
с |
более молодыми |
тектоническими |
||||
структурами. В пределах Подольской тектонической |
зоны к ним |
|||||||
относится |
Бахтынское |
месторождение и ряд мелких проявле |
ний флюорита. Покрово-Киреевское месторождение локализова но в зоне сочленения Приазовской части Украинского щита с Донбассом. Характерными чертами месторождений этого типа являются большие или значительные масштабы оруденения, бо лее низкотемпературный генезис флюорита, нечеткая связь с
магматизмом |
(для |
Бахтынского месторождения подобная связь |
в настоящее |
время |
вообще не установлена), локализация флю |
орита в осадочных |
породах верхнего протерозоя или палеозоя, |
|
а также ассоциация |
флюорита с кальцитом, сульфидами и дик- |
|
китом. |
|
|
Общей закономерностью флюоритового оруденения Украины является увеличение его масштабов от более древних проявле ний к более молодым. Для магматических и метаморфических комплексов раннего докембрия установлена только редкая ак цессорная вкрапленность флюорита. Более значительные прояв ления связаны с магматическими комплексами платформенной
стадии развития |
щита с |
абсолютным |
возрастом |
от 1800 + |
+ 100 млн. лет |
(сиенитовый |
комплекс |
Приазовья) |
до 1500— |
1350 млн. лет (Коростеньский комплекс). Значительные масшта бы имеют флюоритовые проявления Сущано-Пержанской текто нической зоны, развитие которой связано с поздними этапами формирования кристаллического щита в интервале 1400— 1200 млн. лет. Наиболее крупным на Украине и в пределах всей Европейской части СССР является Покрово-Киреевское место рождение верхнепалеозойского возраста.
Развитие фторидного процесса в пределах тектонически ак тивной зоны в условиях щелочного метасоматоза привело к формированию в ее пределах комплекса алюмофтористых мине ралов, представленных криолитом, прозопитом, томсенолитом, пахнолитом, веберитом и некоторыми другими редкими минера лами из этой группы. Устанавливается первичная кристаллиза ция из гидротермальных растворов криолита и, вероятно, части прозопита. Образование криолита происходило в температурном интервале от 440 до 370° С. Остальные алюмофториды в мета-
170