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

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

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