Первая находка гиббсита на месторождении бирюзы Бирюзакан, Северный Таджикистан

Размещение объекта исследования

Месторождение Бирюзакан находится на южном склоне Кураминского хребта в центре крупнейшего горнорудного района Карамазар. Эта территория входит в состав Срединного Тянь-Шаня — каледонской структуры Урало-Монгольского горно-складчатого пояса.

Бирюзовая минерализация с гиббситом локализована в лежачем контакте Бирюзового разлома в зоне «оперяющих» его трещин. Подробный анализ месторождения проведен авторами ранее [2]. В комплексе жильных образований доминируют жилы, сложенные различными кристалломорфологическими разновидностями кварца, которые секут аповулканические метасоматиты: осветленные, пропилитизированные породы [3].

Мощность бирюзовых жил составляет 2—3 см, протяженность 7—12 м. Иногда встречается вкрапленная форма бирюзы: желваки, прожилки, линзы до первых сантиметров. Гиббсит был обнаружен в жильном кварце с малахитом. В них он образует небольшие самостоятельные жилки длиной до нескольких сантиметров и мощностью до 0,5 см, от светло-серого до голубого цвета (рис. 1). Контакты между гиббситом разного цвета волнистые, но резкие.

Поверхность гиббситовых агрегатов почковидная, приближающаяся к сферолитам (рис. 2). В составе гиббситовых участков жил рентгенофазовым анализом обнаружены редкие, мелкие до 10 µm в поперечнике, округлые зерна магнетита содержащие примесь, в мас.%: 3,5 CuO, 3,6 MnO, 4,8 SiO₂, 8,3 Al₂O₃.

Внутри гиббситовых образований наблюдаются концентрически-зональные, натечные агрегаты, похожие на колломорфную структуру рудных минералов (рис. 3). Внутри жилы имеют псевдослоистую текстуру, обусловленную развитием тонких разноцветных полос, обрамляющих зерна кварца. Разноцветность гиббсита будет объяснена ниже, при рассмотрении химического состава минерала.

Фазовый и химический состав гиббсита

Главные линии на рентгенограмме гиббсита представлены следующими значениями: 4,816 (100), 4,334 (40), 4,169 (10), 3,327 (15), 2,429 (15), 1,996 (10), 1,445 (10). Они близки к эталонным для этого минерала.

Гиббсит обладает непостоянным химическим составом, для которого отмечаются существенные колебания примесей (в мас.%): SiO₂ от 0,6 до 12,4, CuO от 0,4 до 3,8, MnO от 0 до 5,5, FeO от 0 до 0,3, SO₃ от 0 до 1,2, F от 2,8 до 4,9. Максимальное содержание примесей в гиббсите, рассматриваемом в справочнике [4], не превышает 3 мас.%. В обнаруженном нами гиббсите оно достигает более 17 мас.% (табл.). Примеси в составе гиббсита мы рассматриваем как изоморфные. Голубая окраска гиббсита различных оттенков, вероятно, обусловлена высокими содержаниями меди, а ее изменения от светлой до темно-голубой — как вариации ее колебаний (табл.).

В связи с высоким содержанием элементов примесей варьирует также содержание глинозема от 51,6 до 63,7 мас.%. Его количество в «чистом» гиббсите [4] составляет 65,4, а остальное количество — 35,6 мас.%, соответственно, вода. Его кристаллохимическое название «триоксид алюминия» — Al(OH)₃. Вариации формульных коэффициентов гиббсита Бирюзакана, от самых насыщенных до самых бедных алюминием и другими элементами, показаны в таблице.

Колломорфная структура отчетливо наблюдается в микромасштабе (рис. 4). При этом отмечается заметное изменение химического состава гиббсита. Так, в точке j, более ранней генерации минерала, он состоит, в мас.%: Al₂O₃ 60,5, SiO₂ 0,9, CaO 0,2, CuO 1,6, SO₃ 1,1, F 4,5, через 30 мкм, в точке k (более поздней генерации), содержание заметно изменяется: Al₂O₃ 55,9, SiO₂ 4,1, CaO 0,4, CuO 1,8, SO₃ 0,7, F 2,8.

Условия образования гиббсита

Положение гиббситной минерализации среди кварцевых жил с малахитом позволяет отнести ее к гидротермальным минералам. Его образование можно коррелировать с гиббситом из золоторудного месторождения Бургунда, расположенного в 4,5 км северо-западнее Бирюзакана, в известняках (D₂-C₁). Химический состав данного минерала отличается от гиббсита Бирюзакана более низким содержанием CuO 1,46 и F 0,88 мас.%. Авторы находки гиббсита на Бургунде [5] связывают его образование с низкотемпературным гидротермальным процессом.

Гиббситовые жилы Бирюзакана и, возможно, Бургунды можно отнести к алунитовой формации низкотемпературных гидротермальных образований по классификации Е.К. Лазаренко [1]. Источником глинозема для гиббсита послужили вулканиты среднекислого состава, в которых интенсивно протекали процессы метасоматического замещения полевых шпатов кварцем с образованием вторичных кварцитов и пропилитов [3]. Высвободившийся при этом глинозем мигрировал в зоны пониженных давлений, обусловленные тектоническими трещинами.

Заключение

Ярко-голубой гиббсит Бирюзакана, вероятно, ранее встречался геологам, отрабатывавшим месторождение на бирюзу. При диагностике некоторых голубых образцов и вставок бирюзы может быть совершена ошибка, так как голубой гиббсит легко визуально можно спутать с высокосортной бирюзой.

Наша находка гиббсита расширяет спектр минеральных ассоциаций известного геологического объекта и ставит задачу проверки бирюзы, добытой ранее, и изделий из нее. Обнаруженный гиббсит характеризуется сложным изоморфизмом: более 17 мас.% примесей, включая кремний, медь, марганец и фтор (около 5%).

ВКЛАД АВТОРОВ / AUTHOR CONTRIBUTIONS

Восихов Ш.Т. — обработал и проанализировал геологические данные, подготовил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Литвиненко А.К. — разработал концепцию и подготовил текст статьи, окончательно утвердил публикуемую версию статьи и согласен принять на себя ответственность за все аспекты работы.

Рассомахин М.А. — проводил аналитические исследования и обсуждение текста статьи.

Shohrukh T. Vosihov — has processed and analyzed the geological data, prepared the published version of the article and agrees to take responsibility for all aspects of the work.

Andrey K. Litvinenko — developed the concept and prepared the text of the article, finally approved the published version of the article and agreed to take responsibility for all aspects of the work.

Mikhail A. Rassomakhin — analyzed and discussed the text of the article.