Редкие щелочные металлы в слюдах миароловых пегматитов жилы Шахдаринской (Юго-Западный Памир)

Abstract

Работа посвящена минералогии субредкометалльных турмалиноносных миароловых гранитных пегматитов жилы Шахдаринской, ЮЗ Памир. Расшифровка закономерностей образования и распределения литиевой, рубидиевой и цезиевой минерализации в жиле Шахдаринской имеет большое значение для понимания поведения редких металлов при кристаллизации наиболее низкотемпературных пегматитовых и редкометалльно-гранитных расплавов. Целью данной работы является минералого-геохимическая характеристика пегматитов жилы Шахдаринская, химический анализ и классификация слюд, сопоставление их состава с особенностями минералообразующией среды. В работе впервые опубликованы результаты минералого-геохимического изучения турмалиноноcных миароловых пегматитов жилы Шахдаринская, сделана попытка сопоставления особенностей состава слюд и среды их кристаллизации. Для получения результатов использованы методы оптической микроскопии, рамановской спектроскопии, рентгеноспектрального микроанализа (волно-дисперсионной спектрометрии и энерго-дисперсионной спектрометрии), вторично-ионной масс-спектроскопии. Исследованы минералы из трех выделенных структурно-вещественных комплексов жилы: кварц-двуполевошпатового, который слагает основной объем жилы; из околомиаролового кварц-альбит-слюдистого комплекса; а также из миароловой полости, стенки которой сложены кристаллами кварца, слюдой и альбитом. Установлено, что темные слюды кварц-полевошпатового комплекса представлены аннит-сидерофиллитом, обогащенным Li, Ta, Nb и Rb. В околомиароловом и миароловом комплексах они сменяются на триоктаэдрические фтористые литиевые слюды, наиболее близкие по составу к полилитиониту. Наиболее ранние литиевые слюды имели повышенное содержание Mn и Fe, которые в краевых частях и слюдах миаролы практически отсутствуют. Важной особенностью данных полилитионитов является повышенные концентрации Rb2O до 1,2 мас. %, и Cs2O до 0,6 мас. %. Показано, что от околомиароловго к миароловому комплексу увеличивается доля цезия по отношению к рубидию. На основании исследований расплавных и флюидных включений в кварце установлено, что кристаллизация литиевых слюд, обогащенных рубидием и цезием, происходила из сред с аномально высокими концентрациями редких щелочей и других редких и летучих элементов.The study is focused on the mineralogy of rare-element rich tourmaline-bearing miarolitic pegmatities of the Shakhdarinskaya vein (SW Pamirs, Tajikistan). The results of the study are crucially important for understanding the regularities of distribution and behavior of Li, Rb and Cs in the course of crystallization of the most low-temperature pegmatitic and rare-element rich granitic magmas. The major objective of the study was the understanding of mineralogy and geochemistry of the pegmatite with special emphasis on chemistry, classification and nature of Li, Cs and Rb-rich micas. The paper represents the first information on mineralogy of the Shakhdarinskaya vein along with the attempt of comparison with the features of the mineral-forming media. Optical microscopy, Raman spectroscopy, WDS and EDS X-ray spectral microanalysis and SIMS were applied in order to obtain the data on mineral compositions and structure of micas and inclusions of mineral forming media. Micas from three major assemblages: quartz-two-feldspar one, which builds the most part of the Shakhdarinskaya pegmatite; near-miarolitic quartz-albite-mica assemblage; and miarolitic assemblage, which is composed of quartz, albite and mica from miarolitic pockets, were studied. Dark mica from the quartz-feldspar assemblage is represented by intermediate composition of the annite-siderophyllite series, enriched in Li, Cs, Rb, Nb. Micas of nearmiarolitic and miarolitic assemblages belong to trioctahedral lithium-fluorine mica polylithionite. The early Li-micas were enriched in Fe and Mn, which are almost absent in the rims of the niarmiarolitic mica and they are totally absent in miarolitic mica. Polylithionites of the Shakhdarinskaya pegmatite are strongly enriched in Rb2O up to 1,2 wt. % and Cs2O up to 0,6 wt. %. It is demonstrated that Cs enrichment of the polylithionite increases more than Rb one from nearmiarolitic to miarolitic assemblage. Based on fluid and melt inclusion analysis it was established that Li, Rb and Cs-enriched mica were formed from mineral-forming media that were anomalously enriched in rare alkali metals, boron and fluorine.