Презентация на тему: Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ

Реклама. Продолжение ниже
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ
1/62
Средняя оценка: 4.8/5 (всего оценок: 83)
Код скопирован в буфер обмена
Скачать (13783 Кб)
Реклама. Продолжение ниже
1

Первый слайд презентации

Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ

Изображение слайда
1/1
2

Слайд 2

Цезий и рубидий не обладают столь разнообразной минералогией, как бериллий или литий, но именно на их примере очень хорошо видны многие закономерности поведения редких металлов, связь тонких особенностей кристаллохимии минералов с поведением элементов (генетическая кристаллохимия), механизмами их концентрирования. Цезий и рубидий были открыты методом спектрального анализа Р.В. Бунзеном и Г.Р. Кирхгоффом и получили свои названия по цвету характерных линий в оптическом спектре: rubidus – красный, caesius – небесно-голубой (лат.). Цезий – первый химический элемент, открытый этим методом. Он был установлен в 1860 году при анализе вод Бад-Дюркхаймского источника (Германия). В 1861 году изучение состава лепидолита привело к открытию рубидия.

Изображение слайда
1/1
3

Слайд 3

Применение цезия и рубидия Оба элемента, особенно цезий, широко применяются в фотоэлементах и фотоумножителях (сплавы). Иодид цезия используется в сцинтилляторах для детекторов ионизирующих излучений и является оптическим материалом (приборы ночного видения и др.). Цезий – теплоноситель в атомных реакторах и турбоэнергетических установках. Эффективные катализаторы в синтезе аммиака, серной кислоты ( Cs ), в органическом синтезе – бутадиена, бутанола, муравьиной кислоты и др. Радиоактивный 137 Cs применяется в гамма-дефектоскопии и радиоизотопных источниках тока. Цезий и рубидий используются в электронике, радиотехнике, рентгенотехнике, медицине.

Изображение слайда
1/1
4

Слайд 4

Электронная конфигурация: рубидий – [ Kr ]5 s 1 цезий – [ Xe ]6 s 1 C оответственно, они образуют только одновалентные катионы: Rb + и Cs +. По содержанию в земной коре рубидий и цезий различаются в 50 раз: кларк Rb – 15 х 10 -3 мас.%, кларк Cs – 0.3 х 10 -3 мас.%. Рубидий, цезий и литий в геохимии нередко объединяются под названием «редкие щелочные металлы», в отличие от петрогенных щелочных металлов – натрия и калия.

Изображение слайда
1/1
5

Слайд 5

Некоторые черты геохимического поведения Li, Rb и Cs близки. Главная интересующая нас в приложении к минералогии общая особенность их геохимии заключается в том, что все три элемента наиболее эффективно концентрируются в гранитных пегматитах, в первую очередь редкометальных, в меньшей степени – в редкометально-самоцветных, и в еще меньшей, но все равно ощутимо – в иных типах гранит-пегматитов. Однако, цезий и рубидий сильно отличаются от лития по свойствам, как в элементарном виде, так и в соединениях. Соответственно, и по своей кристаллохимической роли в минералах литий обнаруживает принципиальные отличия от рубидия и цезия. В первую очередь это связано с огромной разницей в ионных радиусах: так, для КЧ=6 и КЧ=8 ионные радиусы Li + составляют 0.76 и 0.92, Rb + 1.52 и 1.61, а Cs + 1.67 и 1.74 Å. Отметим при этом, что литий в структурах минералов не входит в позиции, характеризующиеся КЧ=8 (его координация – тетраэдрическая или октаэдрическая), а рубидий и цезий – в позиции с КЧ=6: для них наиболее типичны полиэдры от восьми- до двенадцативершинных (у цезия обычные значения КЧ = 9–12). Соответственно, Rb + и Cs + намного отличаются по силе (степени ионности) образуемых ими химических связей от Li +. Всё это обеспечивает им принципиально разную структурную роль в минералах. Таким образом, при наличии явно выраженного сходства в геохимическом поведении цезия, рубидия и лития кристаллохимического родства между последним и двумя первыми нет. В то же время, кристаллохимические «взаимооотношения» цезия и рубидия с калием и натрием достаточно сложны и интересны.

Изображение слайда
1/1
6

Слайд 6

Цезий можно назвать «самым металличным металлом», существующим в природе (поскольку франций – единственный еще более «металличный» металл – геохимии, по сути, не имеет). Атом и ион цезия обладают самыми большими радиусами. Cs + характеризуется и самым низким среди катионов, участвующих в процессах, протекающих в земной коре, ионным потенциалом – отношением заряда к радиусу. Цезий – элемент с самым большим атомным и, соответственно, молярным объемом: 70.0 см 3 /моль. Ненамного отстает от него и рубидий: 55.9 см 3 /моль. Это обусловливает их необыкновенно низкую для металлов с такими большими атомными номерами плотность: у Cs 1.90, у Rb 1.53 г/см 3. Температуры плавления Cs и Rb составляют, соответственно, 28.4 и 39.5º C.

Изображение слайда
1/1
7

Слайд 7

Кривая атомных объемов Cs Rb K Na

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
Реклама. Продолжение ниже
8

Слайд 8

Имея столь крупные атомы, Rb и особенно Cs очень легко отдают свой единственный валентный электрон. Они наиболее реакционноспособны среди всех металлов: так, рубидий воспламеняется при контакте с воздухом в присутствии хотя бы следов воды, а цезий – даже в сухом воздухе, реагируя с кислородом. Формируемые ими ионные связи резко поляризованные, очень слабые, и, соответственно, образуемые этими элементами существенно ионные соединения (т.е. такие, где роль катиона Cs + или Rb + велика) легкорастворимы. Это обеспечивает высокую подвижность обоих элементов в природе, а вкупе с тем, что Cs и Rb обладают малой плотностью, объясняет их преимущественное накопление в поздних дифференциатах коровых, сиалических пород, вместе с другими легкими элементами: Si, Al, Na, K, F, а из редких – Li, Be, B. Эта комбинация, с небольшими добавками в части редких элементов ( Ta, Sn ), как раз и дает нам «геохимический портрет» продуктов наиболее глубоко зашедшей дифференциации кислой магмы – редкометальных и редкометально-самоцветных гранитных пегматитов. Именно здесь наиболее эффективно концентрируются цезий и рубидий, образуются их минералы. Собственные минералы Rb неизвестны в других формациях.

Изображение слайда
1/1
9

Слайд 9

Минералы Cs – собственные или сильно им обогащенные как примесью – встречаются также в дифференциатах щелочных пород, в низкотемпературных рудных месторождениях (галхаит), очень редко – в возгонах вулканов (аверьевит, авогадрит) и гипергенных образованиях (маргаритасит). Отдельно следует отметить уникальные по минералогии и геохимии агпаитовые пегматиты и метасоматиты, связанные с щелочными граносиенитами массива Дараи-Пиоз (Алайский хр., Таджикистан): здесь установлены 7 из 10 собственных силикатов цезия, причем 6 из них являются эндемиками. На сегодняшний день известно 19 собственных минералов цезия. Все они, кроме поллуцита, являются редкими или даже редчайшими. Крупные выделения (более 1 см) образуют поллуцит, цезийкуплетскит, лондонит, галхаит.

Изображение слайда
1/1
10

Слайд 10

Основное количество цезия в земной коре находится в рассеянном виде, преимущественно в минералах калия – наиболее близкого к нему по свойствам и ионному радиусу петрогенного элемента. Однако, различия в ионных радиусах между калием и цезием (1.55 – 1.64 Å и 1.78 – 1.9 Å, соответственно, в интервале КЧ = 9–12) все же достаточно велики, и поэтому цезий проявляеет существенную склонность к обособлению и дает в природе собственные кристаллические фазы, в том числе поллуцит, иногда образующий в гранитных пегматитах крупные скопления, промышленные месторождения. Таким образом, цезий следует относить к элементам геохимически некогерентным, склонным к обособлению и накоплению в поздних системах. Последнее подтверждается тем фактом, что отношения Cs / K и Cs / Rb растут со временем в ходе эволюции гранит-пегматитовых систем.

Изображение слайда
1/1
11

Слайд 11

Кроме того, цезий – очень наглядный пример, демонстрирующий, насколько отличается кристаллохимия одного и того же элемента в рассеянном и концентрированном состояниях. Поведение цезия в качестве малой примеси (до сотых или даже первых десятых долей процента) и в качестве видообразующего компонента или же значительной примеси (целые проценты) в минералах разнится кардинально. Если малая примесь цезия характерна для многих минералов калия, независимо от их структуры (именно обилие в природе калиевых минералов – слюд и калиевых полевых шпатов – обеспечивает преобладание рассеянного состояния Cs, находящегося в них именно в таких, незначительных концентрациях), то для вхождения этого крупнейшего катиона в кристалл в существенных количествах требуются определенные особенности структуры, в первую очередь, конечно, наличие в ней весьма крупноразмерных полостей. В тех случаях, когда сродство того или иного структурного типа к Cs оказывается высоким, цезиевые минералы могут оказаться более распространенными, чем их калиевые аналоги (ряд родицит–лондонит).

Изображение слайда
1/1
12

Слайд 12

Для вхождения крупнейшего катиона цезия наиболее благоприятны широкопористые каркасные (и квазикаркасные) или слоистые структуры. В каркасных постройках он может располагаться: (1) в изолированных крупнообъемных (цеолитных) полостях-«фонарях» : силикаты: менделеевит-(Се); алюмосиликаты: поллуцит; боросиликаты: кирхгоффит; цирконосиликаты: зеравшанит; бораты: лондонит; оксиды: цезстибтантит, цезплюмтантит; сульфиды: галхаит. (2) в раздувах открытых каналов (силикаты: берилл-воробьевит, пеззоттаит; бериллоалюмосиликаты: телюшенкоит. К последней ситуации близки цепочечные структуры с широкими туннелями, в которых находятся атомы цезия; типичным примером таких минералов является сульфид паутовит CsFe 2 S 3.

Изображение слайда
1/1
13

Слайд 13

У большинства собственных минералов цезия в природе известны прямые структурные аналоги, в которых вместо Cs в соответствующих позициях (полостях) доминируют другие компоненты (включая вакансии и молекулы воды; указаны в квадратных скобках): у поллуцита это анальцим [ Na ( H 2 O )], у кирхгоффита – лисицынит [ K ], у цезийкуплетскита – куплетскит [ K ], у маргаритасита – карнотит [ K ], у наньпингита – мусковит [ K ] и парагонит [ Na ], у маккриллисита – гейнсит [ Na ], у лондонита – родицит [ K ], у телюшенкоита – лейфит [ Na ] и эйрикит [ K ], у пеззоттаита – берилл [вакансия или H 2 O ], у паутовита – расвумит [ K ] и пикополит [ Tl ], у сенкевичита – тинаксит [ K ], у соколоваита – полилитионит [ K ], у раманита-( Cs ) – раманит-( Rb ) [ Rb ]; танталаты цезстибтантит и цезплюмтантит относятся к структурному типу пирохлора, и Cs в них занимает те же позиции в крупных полостях, где у других членов группы пирохлора находятся разнообразные крупные катионы или молекулы воды. Лишь у галхаита, зеравшанита, менделеевита-(Се) и аверьевита не найдены структурные аналоги без видообразующего цезия.

Изображение слайда
1/1
14

Слайд 14

Уже просто из этого списка видны возможные «партнеры» Cs + в природных твердых растворах. Все они одновалентны: это в первую очередь петрогенные K + и Na +, в меньшей степени – редкие Rb + и Tl + ; отметим еще H 3 O + в гипергенных условиях (маргаритасит). Образование твердых растворов с участием цезия в калиевых и натриевых минералах имеет свою ярко выраженную специфику.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже
15

Слайд 15

Кристаллическая структура телюшенкоита В целом, минералы, где цезий располагается в изолированных полостях-«фонарях», обнаруживают тенденцию к более высокой селективности в отношении этого элемента, чем те, где катионы Cs + находятся в каналах. Такой изоморфизм можно проиллюстрировать на примере группы лейфита, включающей лейфит NaNa 6 [Be 2 Al 3 Si 15 O 39 F 2 ]  n H 2 O, эйрикит K Na 6 [Be 2 Al 3 Si 15 O 39 F 2 ]  n H 2 O и телюшенкоит Cs Na 6 [Be 2 Al 3 Si 15 O 39 F 2 ]  n H 2 O ( n  1). В крупнокатионной позиции, локализованной в раздуве широкого цеолитного канала, Na, K, Cs и Rb замещают друга в широких пределах. Высокие содержания цезия (до 7.3 мас.% Cs 2 O ) и рубидия (до 1.8% Rb 2 O ) характерны для минералов этой серии из разных щелочных массивов. В Хибинах, Илимаусаке и Лангезундфьорде лейфит – минерал, самый богатый цезием и один из наиболее обогащенных рубидием.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
16

Слайд 16

В кристаллах каркасного строения с крупными изолированными полостями-«фонарями» или с каналами развит весьма специфический тип замещений с участием Cs +. Их нельзя назвать изоморфными в строгом смысле этого слова, потому что замещающие друг друга катионы занимают разные позиции, хотя и находящиеся в пределах одной полости (канала). Крупный Cs + располагается обычно в центре полости, а более мелкие щелочные катионы – ближе к ее стенкам ( Na + в поллуците; K + в боратах ряда родицит – лондонит), или же в месте пережима канала ( Na + в берилле-воробьевите и пеззоттаите).

Изображение слайда
1/1
17

Слайд 17

В минералах группы берилла реализуется сложная схема сопряженных гетеровалентных замещений с участием содержимого не только каналов ( Cs, Na, H 2 O, вакансии), но и каркаса ( Be, Li ), а именно: IV Li + + x [ c ] Cs + + (1- x ) [ c ] Na + + (1- x ) [ c ] H 2 O → IV Be 2+

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
18

Слайд 18

При вхождении в «цезиевую» полость наиболее мелкого из «цеолитных» катионов, Na +, в ней остается еще место для молекулы H 2 O (она занимает место цезия), так что мы имеем устойчивую схему замещения не катиона на катион, а катиона на кластер «катион + вода»: Cs + ↔ Na +( H 2 O ): таковы ряды поллуцит–анальцим и воробьевит/пеззоттаит– Na -содержащий берилл. Именно в этом заключается объяснение кажущегося на первый взгляд парадоксальным факта, что в поллуцит и Cs -бериллы легко входит, вытесняя цезий, именно натрий, а не более близкий к цезию по ионному радиусу калий. Катион K + оказался для этих структурных типов «ни то, ни сё»: слишком мал, чтобы занять позицию Cs + в центре полости, но чрезмерно велик для компенсационного заполнения остающегося в ней пустого пространства молекулой воды. Поллуцит Анальцим Лейцит Cs[AlSi 2 O 6 ], куб. Na[AlSi 2 O 6 ] •H 2 O, куб. K[AlSi2O6], тетр.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/4
19

Слайд 19

Наиболее сложны и интересны «взаимоотношения» цезия в структурах минералов с калием. Характер и пределы замещений Cs + ↔ K + очень сильно меняются в зависимости от структурного типа минерала и менее – от условий его нахождения. В слоистых структурах атомы цезия располагаются слоями ( Cs -слюды, цезийкуплетскит, маргаритасит). Именно в слоистых силикатах Дараи-Пиоза – слюдах и членах группы астрофиллита – наблюдаются наиболее широкие вариации Cs / K -отношения, связанные с замещением одного из этих щелочных катионов другим. Химические связи между октаэдрически-тетраэдрическим пакетом (состоящим из Si -тетраэдров и октаэдров катионов с относительно высокими силовыми характеристиками: Ti, Al, Mn, Fe, Mg, Li ) и слоем из межпакетных крупных щелочных катионов намного слабее, чем внутри этого пакета, что обусловливает относительную легкость замещений в межпакетном пространстве катионов с достаточно большой разницей в размерах. При таком замещении происходит лишь некоторое раздвижение (или сближение, в зависимости от направленности замещения) октаэдрически-тетраэдрических пакетов (легко фиксируемое по изменению базального параметра ячейки c ) практически без изменений внутри самого пакета. В силу этого слюды являются главным носителем рассеянного (примесного) цезия: концентрация его в них является более высокой, чем в сосуществующих с ними полевых шпатах.

Изображение слайда
1/1
20

Слайд 20

Соотношения калия и цезия в литиевых слюдах из щелочных пегматитов Дараи-Пиоза Условные обозначения:  - соколоваит, - цезиевый аналог орловита, - цезиевый аналог тайниолита, - цезий-железистая слюда, - полилитионит,  - тайниолит,  - орловит. На примере полиминеральных ассоциаций щелочных пегматитов, в первую очередь Дараи-Пиоза, видно, что среди слоистых силикатов минералы группы астрофиллита обладают в целом более сильным сродством к цезию, чем слюды. В частности, цезийкуплетскит на Дараи-Пиозе находится в парагенезисе с практически бесцезиевым полилитионитом. Однако, несмотря на изоструктурность калиевых и цезиевых слоистых силикатов, не только полных, но и сколь-либо протяженных серий твердых растворов между ними не обнаружено. Примесным цезием калиевые слюды обычно обогащены в пределах 1–2 мас.% Cs 2 O, изредка до 6-7 мас.%, при том, что в собственно цезиевых слюдах – наньпингите, соколоваите – содержится 25–28 мас.% Cs 2 O. K Cs

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
21

Слайд 21

Соотношения калия и цезия в минералах группы астрофиллита из щелочных пегматитов Дараи-Пиоза Условные обозначения:  - наливкинит,  - цезийкуплетскит Сходная картина наблюдается и для членов группы астрофиллита. K Cs

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
22

Слайд 22

Срастание соколоваита с полилитионитом Большая разница в ионных радиусах калия и цезия препятствует реализации промежуточных членов изоморфных рядов: происходит «расщепление» на крайние члены, калиевые и цезиевые, которые иногда сосуществуют между собой. Яркий пример – тесные срастания полилитионита KLi 2 Al [ Si 4 O 10 ] F 2 и его цезиевого аналога соколоваита CsLi 2 Al [ Si 4 O 10 ] F 2 в пегматитах Дараи-Пиоза.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/6
23

Слайд 23

Менделеевит- (Ce) Cs 6 K 6 - х ( REE 22 Ca 6 )(Si 70 O 175 )(OH,F) 20 (H 2 O) 15 Сенкевичит CsKNaCa 2 TiO[Si 7 O 18 (OH)] зеленые шарики – Cs, желтоватые – K Тенденция к отделению цезия, когда он присутствует в значительном количестве, от калия проявляется еще одним способом, также выявленным в минералах из щелочных пегматитов Дараи-Пиоза: разделение в пределах одной кристаллической постройки. Если в структуре минерала присутствуют разноразмерные крупнокатионные позиции, то цезий и калий четко упорядочиваются. Таков сенкевичит – KCs -упорядоченный аналог чисто калиевого тинаксита. Другой пример упорядочения Cs и K демонстрирует менделеевит-(Се).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
24

Слайд 24

В структурах боратов ряда родицит–лондонит катионы калия и цезия находятся в одной полости, но в разных позициях, и при этом обладают разной конфигурацией координационных полиэдров. Катион Cs + занимает позицию в центре полости, а более мелкий K + статистически распределен по четырем подпозициям, сдвинутым из центра. Кристаллическая структура промежуточного члена ряда родицит–лондонит Соотношение координационных полиэдров цезия и калия

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
25

Слайд 25

С рубидием, более близким к цезию по ионному радиусу и свойствам, чем калий, цезий также не входит в сколь-либо значимые изоморфные соотношения в подавляющем большинстве природных кислородных и галоидных соединений (о высокотемпературных твердых растворах поллуцита с Rb -аналогом – ниже). Родственные связи, кристаллохимические и геохимические, у рубидия с калием намного ярче проявлены, чем с цезием.

Изображение слайда
1/1
26

Слайд 26

Что определяет минеральную форму цезия? Главным собственным минералом этого элемента в природе является поллуцит Cs [ AlSi 2 O 6 ], в огромных количествах выделяющийся в редкометальных гранитных пегматитах. Поле его устойчивости по температуре, давлению и общей щелочности широко. Так, Д. Лондон с соавторами определяют главный температурный интервал кристаллизации поллуцита в гранитных пегматитах как 450-500° C ( London et al., 1998). Парагенезисы с поллуцитом могут формироваться и при более низких температурах – от 400 до 300° C в интервале pH 7.7 – 11.3 (Пономарева, Жукова, 1992). Поле кристаллизации синтетического аналога поллуцита в область низких температур простирается по меньшей мере до 160° C, а высоких – до 1000° C при давлении 1-1.5 кбар. Непрерывный ряд поллуцит – анальцим успешно синтезируется в водно-хлоридных системах при 300-450° C ( Lagache, 1995).

Изображение слайда
1/1
27

Слайд 27

Эндогенные цезиеносные образования Дараи-Пиоза (где поллуцита нет, но есть его борный структурный «родственник» кирхгоффит Cs [ BSi 2 O 6 ]) и прочих объектов, в которых встречаются другие минералы цезия, попадают в интервал стабильности поллуцита по температуре и давлению. Основной причиной принципиальных различий в формах концентрации цезия является химический состав минералообразующей среды, причем главным показателем представляется хорошо известный коэффициент агпаитности (К агп ) – атомное отношение ( Na + K )/ Al. Щелочность, определяемая как общее содержание в силикатной породе натрия и калия, без учета алюминия, – малоинформативный показатель. Это можно хорошо проиллюстрировать сравнением щелочных и гранитных пегматитов. Так, в типичном агпаитовом пегматите фельдшпатоидных пород Ловозерского массива (Кольский п-ов) содержится 15 мас.% ( Na 2 O + K 2 O ) (Буссен, Сахаров, 1972), а в существенно микроклиновом редкометальном гранитном пегматите Александровского месторождения (Вост. Саян) – 13.5% (Загорский и др., 1997). При этом коэффициент агпаитности в первом случае составляет 1.5, а во втором – 1.0. В итоге мы при близкой валовой щелочности видим совершенно разную минералогию. Только калиевый полевой шпат, альбит и апатит являются общими для этих двух типов пегматитов: в фельдшпатоидно-сиенитовых пегматитах Ловозера с ними ассоциируют нефелин, содалит, эгирин, щелочные амфиболы и цеолиты, слоистые и каркасные титано-, ниобо-, цирконо- и бериллосиликаты натрия, а в гранитных пегматитах Саян – кварц, мусковит, лепидолит, турмалин, берилл, тантало-ниобаты, циркон.

Изображение слайда
1/1
28

Слайд 28

Величина К агп может повышаться не только при росте содержаний в породе щелочей, но и при обеднении ее алюминием. Наиболее ярким примером таких высокоагпаитовых систем с низкой валовой щелочностью являются пегматиты щелочных гранитов и граносиенитов, особенно силекситы – существенно кварцевые образования, содержащие > 85-90 мас.% SiO 2, <1-2% Al 2 O 3 и подчас не более 3-5% ( Na 2 O + K 2 O ). Как можно видеть из последней цифры, абсолютное содержание щелочей здесь меньше, чем в самом низкощелочном нормальном гранитном пегматите, и тем не менее по видовому набору и структурным характеристикам минералов пегматиты щелочных гранитоидов очень сходны с пегматитами фельдшпатоидных пород, но никак не с нормальными гранитными пегматитами: они содержат, например, эгирин, арфведсонит, астрофиллит, эвдиалит, только эти минералы находятся здесь в парагенезисах не с фельдшпатоидами, а с кварцем. Это очень яркое доказательство того, что именно относительный дефицит алюминия, а не высокое абсолютное содержание щелочей определяет агпаитовую природу силикатных систем. Не будет преувеличением сказать, что именно алюминий можно рассматривать как «ключевой элемент № 1», задающий направленность процессов минералообразования в пегматитах разных типов.

Изображение слайда
1/1
29

Слайд 29

Пониженная относительно редкометальных гранитных пегматитов активность глинозема в агпаитовых образованиях Дараи-Пиоза позволяет цезию при высоком содержании кремнезема «избежать диктата» алюмосиликатов, и в первую очередь поллуцита. В частности, это представляется главной причиной возникновения здесь уникального разнообразия цезиевой минерализации. Конституция минеральной фазы цезия зависит в основном от того, в какой геохимической ситуации, не только общей, но и локальной, происходит ее зарождение. Как известно из теории кристаллохимии («Вторая глава кристаллохимии силикатов»: Белов, 1976) и из практики синтеза кристаллов с каркасными, особенно цеолитными структурами, содержащими в полостях крупные катионы-модификаторы (Баррер, 1985), тип каркаса зависит от природы последних: его конденсация происходит вокруг этих катионов как наиболее «жестких» фрагментов структуры (темплатов). Сходное поведение характерно и для слоистых кристаллов со слоями крупных атомов в качестве «жестких» структурных фрагментов. Таким «ядром» в рассматриваемых нами системах выступает Cs + – крупнейший из известных в природе катионов. От того, какие из элементов в каждом случае окажутся на стадии зарождения вовлеченными в формирование кристаллической постройки вокруг катиона цезия, зависит и результат: какой именно структурный тип, и, соответственно, какой минерал реализуется.

Изображение слайда
1/1
30

Слайд 30

На примере списка собственных минералов цезия можно видеть, какое широкое разнообразие химических и структурно-топологических типов соединений способно формироваться в природе на основе катиона Cs : среди его 19 минералов – представители 6 химических классов и 17 структурных типов (способность порождать уникальные структуры – в целом свойство «аномальных» ионов: как очень маленького B 3+, так и очень крупного Cs + ). Цезий «приспосабливает» к построению структур минералов широкий спектр других катионов, и в зависимости от их комбинации при одних и тех же физических параметрах (пегматиты Дараи-Пиоза) возникают соединения с очень сильно различающимися кристаллохимическими характеристиками, в том числе силикаты с весьма экзотическими типами смешанных каркасов и квазикаркасов.

Изображение слайда
1/1
31

Слайд 31

Типичный рудный поллуцит. Берник Лейк, Манитоба, Канада. Основной тип промышленных месторождений цезия (если не считать рассолов) – редкометальные гранитные пегматиты, а главный промышленный минерал – поллуцит. Еще недавно он в большом количестве добывался на месторождении Берник Лейк (Манитоба, Канада). В меньшем объеме добыча поллуцита производится на месторождениях Бикита (Зимбабве), Карибиб (Намибия), Коктогай (Китай). В СССР поллуцитовые руды разрабатывались на месторождениях Калбинского хребта (Вост. Казахстан). В России по состоянию на 2007 год учтены запасы 13 месторождений. В редкометальных гранитных пегматитах сосредоточено 93% суммарных запасов российского цезия, и из них 73% приходится на Гольцовское пегматитовое поле в Восточном Саяне. В качестве других примеров гранитных пегматитов с поллуцитом можно назвать такие объекты, как Вороньи тундры (Кольский п-ов), Вежна (Чехия), Варутреск (Швеция), Виитаниеми и Луоламеки (Финляндия), Хеброн и Румфорд (Мэн, США).

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
32

Слайд 32

Розовый поллуцит с вростками зеленого эльбаита. Маунт Майка, Мэн, США. Поллуцит образует в редкометальных гранит-пегматитах сплошные агрегаты, очень часто рассеченные обильными прожилками лепидолита. Другие типичные ассоциирующие минералы – микроклин, альбит, кварц, мусковит, берилл, сподумен, эльбаит, LiAl -фосфаты ряда амблигонит–монтебразит, танталаты, касситерит. Поллуцит образует сливные гнезда до 2.5 м. Его содержание в породе достигает 15%, т.е. этот цезиевый минерал может играть породообразующую роль. Поллуцит в редкометальных гранит-пегматитах образует непрерывный ряд с анальцимом. В качестве примера можно привести пегматиты Вороньих тундр (Кольский п-ов). Если наиболее богатый цезием поллуцит содержит до 42–43 мас.% Cs 2 O и очень мало натрия (<0.5% Na 2 O ), то в Cs -содержащем анальциме (визуально от поллуцита не отличающемся) содержание Cs 2 O падает до 12%, а Na 2 O – растет до 6%.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
33

Слайд 33

Роль прочих цезиевых минералов в этом типе пегматитов ничтожна. Изредка встречается наньпингит – цезиевый аналог мусковита (Наньпинг, Китай), на контакте поллуцита с танталатами может возникать цезстибтантит (Вороньи тундры, Кольский п-ов). Значительная примесь (до первых мас. %) цезия характерна для берилла, литиевых слюд. В экзоконтактовых метасоматических ореолах пегматитовых тел встречается, иногда в ощутимых количествах, обогащенный Cs биотит (до 7 мас.% Cs 2 O : Гольцовское, В. Саян), ассоциирующий с Li -амфиболами ряда холмквистита. Прожилки Cs- содержащего лепидолита в поллуците. Варутреск, Швеция.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
34

Слайд 34

Кристалл поллуцита на альбите со сподуменом-кунцитом. Папрок, Нуристан, Афганистан. Кроме «классических» редкометальных пегматитов, повышенные концентрации цезия, приводящие к образованию его собственных минералов, характерны для гранитных пегматитов редкометально-самоцветного типа. Здесь неизвестно таких больших скоплений цезиевых минералов, но шире их разнообразие. Приурочены они к миаролам (которых нет в редкометальных пегматитах), кварцевым ядрам или зонам альбитизации. Поллуцит встречается наиболее часто. Здесь он иногда дает великолепные кристаллы до 20 см (пегматиты Афганистана и Пакистана), нарастающие на стенки миарол с альбитом, кварцем, лепидолитом, эльбаитом, сподуменом-кунцитом, бериллом-воробьевитом, гидроксилгердеритом, бериллонитом.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
35

Слайд 35

Кристаллы поллуцита образованы гранями тетрагонтриоктаэдра, куба, ромбододекаэдра. Минерал белый, бесцветный, розоватый, иногда водяно-прозрачный. Кристаллы поллуцита на альбите. Скарду, Пакистан.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
36

Слайд 36

Типичны сильно растворенные индивиды, напоминающие обсосанные леденцы (Эльба, Италия; Малхан, Забайкалье; Калба, Вост. Казахстан; Могок, Бирма; и др.). Индивид водяно-прозрачного поллуцита с сильно растворенной поверхностью. Огневка, Калба, Вост. Казахстан.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
37

Слайд 37

Берилл-воробьевит с высоким содержанием цезия (до 8 мас.% Cs 2 O ) очень характерен для многочисленных пегматитов этого типа в Забайкалье, Афганистане, Калифорнии, Бразилии и др. Розовый берилл-воробьевит с лепидолитом и кварцем. Галилея, Минас Жерайс, Бразилия.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
38

Слайд 38

В объектах этой же субформации образуется его BeLi -упорядоченный аналог пеззоттаит (до 16 мас.% Cs 2 O : пегматиты Мадагаскара). Пеззоттаит на альбите и турмалине. Амбатовита, Мадагаскар.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
39

Слайд 39

В редкометально-самоцветных пегматитах Мадагаскара и Среднего Урала (Шайтанское и Сарапульское поля) встречен борат лондонит (до 12 мас.% Cs 2 O ) и переходные к нему по Cs / K -отношению разновидности родицита. Фосфат маккриллисит (17% Cs 2 O : Маунт Майка, Мэн, США) и борат раманит-( Cs ) (34% Cs 2 O : Эльба, Италия) тоже связаны с пегматитами этого типа. Лондонит в кварце с эльбаитом. Антсонтогомбато, Мадагаскар.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
40

Слайд 40

Правый борт долины р. Дараи-Пиоз и морена ледника Дараи-Пиоз Третий тип богатой цезиевой минерализации связан с очень своеобразными пегматитами и метасоматитами щелочного комплекса Дараи-Пиоз (Таджикистан), сложенного различными гранитами, эгириновыми сиенитами и фойяитами.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
41

Слайд 41

Фрагмент жилы эгирин-кварц-микроклинового пегматита, секущей сиенит. Дараи-Пиоз. 1 – эгирин, 2 – кварц, 3 – микроклин, 4 – цезийкуплетскит, 5 – сиенит. Наиболее богаты минералами цезия: (1) эгирин-кварц-микроклиновые пегматиты, где находятся крупные скопления цезийкуплетскита, ассоциирующего с полилитионитом, согдианитом, стиллуэллитом-( Ce ) и целым рядом редких силикатов и боросиликатов с Na, Ca, Li, Be, Ba, REE, Zr, Ti, Fe, Mn, Zn ;

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
42

Слайд 42

Выделение телюшенкоита в ридмерджнеритовом пегматите. Дараи-Пиоз. 1 – ридмерджнерит, 2 – телюшенкоит, 3 – шибковит. Образец 6 х 4 см. (2) щелочные силекситы, состоящие в основном (до 80%) из кварца и содержащие в подчиненных количествах эгирин, микроклин, ридмерджнерит, полилитионит, согдианит и ряд других минералов, а из цезиевых фаз – зеравшанит, соколоваит, кирхгоффит, менделеевит-( Ce ), сенкевичит. К существенно ридмерджнеритовым пегматитам приурочен телюшенкоит.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
43

Слайд 43

Рубидий, в отличие от цезия, типичнейший рассеянный элемент. Он является, может быть, самым ярким примером, иллюстрирующим это понятие: несмотря на достаточно высокий кларк – 0.015%, до совсем недавнего времени не было известно ни одного собственного минерала Rb. Сейчас их установлено три, и все встречены только в микровыделениях (до 0.5 мм). Причина этого – тесное геохимическое родство рубидия с намного более распространенным калием, в чьих минералах этот элемент и рассеивается, входя в виде изоморфной примеси в позиции, где доминирует K.

Изображение слайда
1/1
44

Слайд 44

Наиболее высокими среди минералов концентрациями рубидия характеризуются слюды и щелочные полевые шпаты гранитных пегматитов редкометального типа. До публикации сведений о природном Rb -доминантном полевом шпате ( Teertstra e. a., 1997) абсолютный рекорд по содержанию рубидия принадлежал лепидолиту из редкометальных пегматитов района Говиндпал в Индии, в котором было установлено 6.98 мас.% Rb 2 O (атомное отношение K : Rb = 1.45) ( Khanna, 1977). Среди полевых шпатов наибольшее содержание рубидия было в этот период зафиксировано для микроклина из поллуцитоносных пегматитов Ред Кросс Лейк в Канаде: 5.87 мас.% Rb 2 O, что отвечает 18 мол.% RbAlSi 3 O 8 (Č erny e. a., 1985). Содержания Rb 2 O до 2-3 мас.% не являются редкостью для определенных генераций калиевых полевых шпатов, мусковита и литиевых слюд редкометальных гранитных пегматитов.

Изображение слайда
1/1
45

Слайд 45

История изучения собственных минералов рубидия берет начало в 1997 г с публикации Д.К. Тиртстры с соавторами, посвященной находке в образце из пегматитов Кольского полуострова полевого шпата, содержащего до 26.1 мас.% Rb 2 O (до 87 мол.% RbAlSi 3 O 8 ): его микрозерна (до 15 мкм) были установлены в кварц-калишпат-лепидолитовых прожилках, секущих поллуцит. Годом позже те же авторы привели результаты изучения состава поздних полевых шпатов из поллуцитовых ассоциаций редкометальных пегматитов различных районов мира и показали, что для них в целом характерно резко повышенное содержание рубидия. В частности, полевые шпаты с Rb > K (ат.) были установлены в образцах из пегматитов Канады (Манитоба и Онтарио), США (Ю. Дакота), Финляндии, Италии и Мозамбика ( Teertstra e. a., 1998). Такой полевой шпат с острова Эльба в Италии удалось изучить более детально. Он стал первым собственным минералом рубидия и получил название рубиклин как Rb -аналог микроклина. В 2003 г вышло краткое описание двух Rb -доминантных слюд – аналогов полилитионита и аннита (с 17.5 и 8.5 мас.% Rb 2 O соответственно) из пегматитов Ред Кросс Лейк (Канада) (Č erny e. a., 2003). В 2008 г опубликованы сведения о борате раманите-( Rb ), обнаруженном в виде дочерней фазы (до 8 мкм) во флюидных включениях в кварце тех же пегматитов Эльбы ( Thomas e. a., 2008).

Изображение слайда
1/1
46

Слайд 46

Богатые поллуцитовые руды Васин-мылька (120 000 т) содержат в среднем 1.68% Cs 2 O и 0.85% Rb 2 O Богатая и достаточно разнообразная рубидиевая минерализация установлена и систематически изучена в редкометальных гранитных пегматитах горы Васин-мыльк в Вороньих тундрах на Кольском полуострове. Эти пегматиты существенно обогащены рубидием (наивысшее среди известных для блокового калиевого полевого шпата содержание этого элемента – 2.65 мас.% – зафиксировано в вороньетундровском микроклине: Загорский и др., 1997). Комплексное редкометальное месторождение Васин-мыльк, разведанное на Li, Cs и Ta, представлено серией пегматитовых жил зонального строения. В строении их выделяются от контакта к центру четыре зоны: 1) кварц-плагиоклазовая ( An 10 ) зона с шерлом, имеющая мелко- до среднезернистого строение; 2) зона блокового микроклина; 3) кварц-альбитовая с мусковитом, сподуменом, бериллом и танталитом зона средне- до грубозернистого строения; 4) грубозернистая кварц-альбитовая с поллуцитом, лепидолитом, сподуменом, бериллом, монтебразитом, эльбаитом и разнообразными танталатами зона.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
47

Слайд 47

Рубидиевая минерализация в пегматитах Вороньих тундр находится в тесной пространственной связи со скоплениями поллуцита. Высокорубидиевые минералы здесь – это поздние полевые шпаты и слюды, образовавшиеся после поллуцита. Они дают непрерывные ряды твердых растворов со своими калиевыми аналогами; отношение K / Rb широко варьирует. Полевые шпаты содержат от 17 до 86 мол.% RbAlSi 3 O 8 (5.5–25 мас.% Rb 2 O ) и 1–5 мол.% CsAlSi 3 O 8, мусковит – от 2.6 до 9.4 мас.% Rb 2 O. Соотношения главных внекаркасных катионов в K,Rb- полевых шпатах постполлуцитовых ассоциаций. Васин-мыльк, Вороньи тундры, Кольский п-ов.

Изображение слайда
1/1
48

Слайд 48

Литиевые слюды представлены членами серии лепидолит–полилитионит и их Rb -доминантными аналогами. Они образуют непрерывную систему твердых растворов, где содержание Rb колеблется от 0.09 до 0.54, K – от 0.82 до 0.33, Cs – от 0.02 до 0.18 атомов на формулу. Самое высокое содержание Rb 2 O в Rb -аналоге лепидолита – волошините Rb ( LiAl 1.5 )( Al 0.5 Si 3.5 ) O 10 F 2 – 12.2 мас.%, максимальное зафиксированное содержание Cs 2 O в слюдах Вороньих тундр – 6.2 мас.% (полилитионит). Соотношения межслоевых катионов в литиевых слюдах постполлуцитовых ассоциаций. Васин-мыльк, Вороньи тундры, Кольский п-ов.

Изображение слайда
1/1
49

Слайд 49

Главная масса высокорубидиевых фаз сосредоточена в обильных тонких, редко более 0.3 мм мощностью, полиминеральных прожилках, секущих массивный поллуцит. Типичны слюдяно-кварцевые прожилки, осевая часть которых состоит из индивидов высокорубидиевого лепидолита (5-6 мас.% Rb 2 O ), нередко окруженных каймами волошинита (9-11% Rb 2 O ). Обычны прожилки, сложенные K, Rb -полевыми шпатами и кварца, причем иногда Rb -доминантный полевой шпат является в них главным компонентом. Густая сетка прожилков, секущих поллуцит. Они состоят из кварца и богатых Rb полевых шпатов и слюд. Васин-Мыльк, Вороньи тундры, Кольский п-ов.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
50

Слайд 50

Симметрично-зональные прожилки, секущие поллуцит (Pol): осевая зона прожилков состоит из высокорубидиевого лепидо- лита (Lep) с каймами волошинита ( Vol), зальбанды сложены кварцем (Q) (гора Васин-мыльк, Вороньи тундры) РЭМ-фото, изображение в обратно- рассеянных электронах. Pol Pol Lep Q <= Vol

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
51

Слайд 51

Прожилок, секущий поллуцит (Pol) и состоящий из рубиклина ( Rbc : более 40 об.% ), Rb- микроклина ( Mi) и кварца (Q) ( Васин-мыльк, Вороньи тундры) РЭМ-фото: изображение в обратно- рассеянных электронах ( BSE) и характеристи- ческом рентгено- вском излучении Cs, Rb и K. BSE Cs Rb K Pol Q Rbc Mi

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/5
52

Слайд 52

Вторая характерная форма локализации рубидиевых минералов – специфические изометричные, часто округлые или каплевидные обособления в поллуците, состоящие в основном из высокорубидиевого микроклина (6-13% Rb 2 O ) и рубиклина (19-23% Rb 2 O ), с небольшими количествами K, Rb -слюд и кварца. Содержание Rb 2 O в вороньетундровском поллуците не столь велико, как в ассоциирующих с ним полевых шпатах и слюдах. Тем не менее, оно достигает 2 мас.%, что делает поллуцит, учитывая масштабы его развития в этих пегматитах, значимым концентратором рубидия. Содержание K 2 O в поллуците Васин-мылька при этом менее 0.1 мас.%.

Изображение слайда
1/1
53

Слайд 53

Каплевидные обособления в поллуците, состоящие в основном из высокорубидиевого микроклина и рубиклина, с небольшими количествами Rb- слюд и кварца (Васин-мыльк, Вороньи тундры) РЭМ-фото, изображение в обратно- рассеянных электронах. Ширина поля 4 мм. <= <=

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
54

Слайд 54

Внутреннее строение каплевидного обособления: Mi – Rb- микроклин, Rbc – рубиклин, самое темное – кварц (Васин-мыльк, Вороньи тундры) РЭМ-фото, изображение в обратно- рассеянных электронах. Pol – поллуцит

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
55

Слайд 55

Важнейший вопрос генезиса рубидиевой минерализации, представляющей собой резкую геохимическую аномалию: почему и как в пегматитовой системе происходит накопление рубидия и, главное, отделение его от калия? Согласно результатам экспериментов по синтезу, существенное влияние на соотношение K и Rb в полевых шпатах и слюдах оказывает только K / Rb -отношение в системе (флюиде), тогда как давление и температура сколь-либо значимой роли не играют. При этом величины K / Rb -отношения в синтезируемых вместе аналогах полевого шпата и слюды (мусковита) оказываются близкими (Александров и др., 1980, 1982). Таким образом, можно определенно считать, что высокорубидиевые минералы в пегматитах сформировались в условиях резкой обогащенности Rb относительно K на постполлуцитовой стадии эволюции пегматитовой системы.

Изображение слайда
1/1
56

Слайд 56

Тесная связь рубидиевой минерализации с поллуцитом не только пространственная, но и генетическая. Именно поллуцит играет одну из ключевых ролей в разделении K, Rb и Cs. Температурный интервал кристаллизации «рудного» поллуцита в гранитных пегматитах – 450-500° C. При этом считается, что исходно поллуцит содержит существенную примесь калия, которую теряет ниже 400°С при взаимодействии с гидротермальным раствором или водяным паром ( London e. a., 1998). Смесимость поллуцитового и лейцитового компонентов в твердом растворе при высоких температурах значительна (в поллуцит может входить до 50% KAlSi 2 O 6 ), но при охлаждении она линейно падает и достигает нуля при 385°С ( Suito e. a., 1974). Синтезирован и непрерывный ряд поллуцит CsAlSi 2 O 6 – " Rb -лейцит" RbAlSi 2 O 6, причем растворимость последнего в поллуците при соответствующих температурах в целом выше, чем KAlSi 2 O 6 ( Barrer, McCallum, 1953; Martin, Lagache, 1975).

Изображение слайда
1/1
57

Слайд 57

Основываясь на этом, можно предположить, что поллуцит при кристаллизации концентрирует рубидий в большей степени, чем калий. Сильное падение при остывании изоморфной емкости поллуцита в отношении Rb и K и, соответственно, освобождение этого минерала от них может приводить к обогащению обоими элементами, а особенно рубидием, позднего водосодержащего флюида, который затем и порождает минералы с высокими значениями Rb / K -отношения.

Изображение слайда
1/1
58

Слайд 58

Взаимоотношения минералов в пегматитах Вороньих тундр и результаты лабораторных экспериментов по получению Rb -алюмосиликатов говорят о том, что для упорядоченных (триклинных) K, Rb -полевых шпатов наиболее вероятным механизмом формирования представляется катионообменный: микроклин обогащался рубидием за счет обмена с поздним гидротермальным раствором (флюидом), насыщенным этим элементом. Высокорубидиевые полевые шпаты, для которых по онтогеническим признакам предполагается прямая кристаллизация из флюидной фазы, скорее всего являются неупорядоченными (моноклинными). Рубидиевые слюды также формировались в одних случаях путем прямой кристаллизации, в других – в результате катионного обмена.

Изображение слайда
1/1
59

Слайд 59

Как недавно выяснилось, цезий и, в меньшей степени, рубидий обладают в природе еще и халькофильной ветвью поведения, концентрируясь в составе специфических сульфидов, содержащих крупные полости-«фонари» (галхаит) или обладающих туннельной структурой (члены группы расвумита A Fe 2 S 3, где A = K, Rb, Cs, Tl ). Галхаит ( Cs, Tl ) 0.5-1 ( Hg, Cu, Zn ) 6 ( As, Sb ) 4 S 12 – достаточно распространенный, иногда рудный минерал низкотемпературных гидротермальных ртутных месторождений (Чаувай и Хайдаркан, Киргизия; Гал-Хая, Якутия; Гетчелл, Карлин и Энфилд, Невада, США; Эмло, Канада; Зарех Шуран, Иран). Во всех его анализах зафиксированы существенные количества таллия: от 0.2 до 4.2 мас.%. Кристаллы галхаита на кварце. Гетчелл, Невада, США.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
1/2
60

Слайд 60

Паутовит ( Pa) – черные призматические кристаллы на белом агрегате иголок беловита- (Ce) (Bel). Ультраагпаитовый пегматит Палитра, гора Кедыкверпахк, Ловозерский щелочной массив, Кольский полуостров. Расвумит KFe 2 S 3, содержащий рубидий и цезий элементы как примеси (до 7.4 мас.% Rb и до 2.9% Cs ) был обнаружен в ультраагпаитовых образованиях Сент-Илера (Квебек, Канада). Позже в гиперщелочной позднегидротермальной ассоциации в пегматите Палитра (Ловозерский массив, Кольский п-ов) был открыт Cs -аналог расвумита паутовит С sFe 2 S 3 – одно из самых богатых цезием природных соединений: он содержит 36.1 мас.% Cs, 1.3% Rb и 0.5% Tl. Паутовит – единственный на сегодняшний день собственный минерал цезия, выявленный в дифференциатах фельдшпатоидных пород.

Изображение слайда
Изображение для работы со слайдом
Изображение для работы со слайдом
1/3
61

Слайд 61

Открытие паутовита и находка Cs, Rb -разновидности расвумита заставляют во многом пересмотреть геохимию цезия и рубидия в ультращелочных поздних дифференциатах агпаитовых, в первую очередь гипернатриевых массивов (Ловозеро, Сент-Илер). Эти элементы оказались тесно связаны в данной формации не просто с калием, а главным образом с одной, наиболее экзотической ветвью калиевой минерализации – сульфидной. Почему столь резко литофильные элементы, как рубидий и цезий, иногда проявляют халькофильные свойства? В противоречие с правилом максимальной полярности при кислотно-основных взаимодействиях, относительное сродство металлов к сере по подгруппам Периодической системы возрастает с увеличением атомного номера (размера атомов и ионов). Это происходит по причине стремления к соединению катионов, имеющих самые большие радиусы, не с кислородом, а с более крупным атомом S.

Изображение слайда
1/1
62

Последний слайд презентации: Минералогия литофильных редких элементов ЦЕЗИЙ и РУБИДИЙ

Сродство к кислороду у халькофильных и сидерофильных элементов с малыми радиусами оказывается сильнее, нежели у литофильных с большими радиусами: например, мзвестно, что равновесия в реакциях BaO + ZnS = BaS + ZnO и Rb 2 O + K 2 S = Rb 2 S + K 2 O смещены вправо. Эта особенность хорошо объясняет халькофильную тенденцию Rb и Cs, приведшую к появлению в природе паутовита с Cs >> Rb > K. При достаточно высоких концентрациях в восстановительных условиях Cs и Rb, в силу своего размера проявляя большее сродство к S, чем K, “вытесняют” его из сульфида с самыми широкими полостями – расвумита. Tl + в силу своего большого ионного радиуса (1.59 Å при КЧ=8) и общей халькофильности очень хорошо «вписывается» в сульфидную ветвь минералогии цезия и рубидия.

Изображение слайда
1/1
Реклама. Продолжение ниже