Люминесценция кварц-халцедоновых образований Кузбасса и её связь с геохимическими особенностями агатовой минерализации

Abstract

Актуальность. Кварц-халцедоновые образования Кузбасса являются потенциально ювелирно-поделочным материалом, при этом степень их минералогической изученности недостаточна. Кроме того, требуют дальнейшего изучения некоторые аспекты формирования агатов. Цель: изучение люминесцентных характеристик кварц-халцедоновых образований в пределах проявлений Южно-Кузбасского магматического ареала, их изменений по зонам в исследуемых образцах, вариаций в поведении отдельных центров свечения, связанных с собственными и примесными дефектами, выяснение возможного влияния геохимических особенностей исследуемых минералов на их люминесцентные свойства. Объекты: кварц-халцедоновые образования с проявлений Южно-Кузбасского магматического ареала (проявление россыпного типа у д. Ключи (Крапивинский район), миндалекаменные базальты с агатовой минерализацией проявления участка Терсюк (Новокузнецкий район), миндалекаменные базальты с агатовой минерализацией проявлений Салтымаковского хребта (Крапивинский район). Методы: рентгеноструктурный анализ, рентгенолюминесцентный анализ, масс-спектрометрия с индуктивно связанной плазмой. Результаты. Методом рентгеноструктурного анализа изучен минеральный состав. Главным образом представлены кварц и халцедон, при этом наибольшее содержание халцедона наблюдается в миндалинах с концентрически-зональным строением. В числе других минералов встречаются кристобалит, доломит, кальцит, цеолиты. Посредством проведения рентгенолюминесцентного анализа получены данные о содержании собственных и примесных дефектов различной природы. Распределение центров люминесценции в слоях агата проявления Терсюк может свидетельствовать о смене окислительного потенциала (во внешней зоне) на восстановительный (во внутренних зонах), что подтверждается геохимическими данными. Для оникса Салтымаковского хребта характерна идентичность спектров РЛ для всех исследуемых слоев, что свидетельствует о постоянстве условий минералообразования. В целом сделан вывод о преобладании в миндалинах участка Терсюк восстановительной среды, а в миндалинах проявлений Салтымаковского хребта и у д. Ключи - окислительной.

The relevance of the research is caused by quartz-chalcedony formations of Kuzbass being a potential gem and ornamental stones and by existing uncertainties related to agates formation issues. At the same time Kuzbass agates require more profound mineralogical study. The aim of the research is to study such luminescence features of quartz-chalcedony formations of South Kuzbass magmatic area as spectral composition and its variations in different zones and layers of studied samples; variations of certain luminescence centers behavior; the way geochemical features influence luminescence spectra of studied minerals. The objects of the research are quartz-chalcedony formations of South Kuzbass magmatic area including placer-type Klyuchi occurrence (Krapivinsk rayon), agate-containing amygdaloidal basalts of Tersyuk occurrence (Novokuznetsk rayon), agate-containing amygdaloidal basalts of Saltymakovskiy ridge occurences (Krapivinsk rayon) in Kemerovo region. The methods of the research are X-ray diffraction analysis, X-ray luminescence analysis and inductively coupled plasma mass spectrometry. Results. Mineralogical composition was studied with use of X-ray diffraction analysis. The most abundant minerals are quartz and chalcedony (with quartz prevailing). Chalcedony highest content was observed in amygdules with concentrical zoning. Among other minerals there are cristobalite, dolomite, calcite, zeolites. Contents of intrinsic and extrinsic defects of different nature taking places in minerals structure were studied by means of X-ray luminescence analysis. Luminescence centers distribution in different layers of Tersyuk agates may be an evidence that oxidative conditions in outer zone changed to reductive conditions in inner zones. This change was also confirmed by geochemical study results. X-ray luminescence spectra of different layers of Saltymakovskiy ridge onyxes are identic to each other. This means that mineral formation conditions were rather stable. It was concluded that there was oxidative environment in amygdules of Saltymakovskiy ridge and Klyuchi occurrences while in amygdules of Tersyuk occurrence there was reductive environment mostly.