Флюидные компоненты в кордиеритах из пегматитов Среднего Урала (Россия) и Dolní Bory (Чехия) по данным беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии

Abstract

Актуальность исследования обусловлена необходимостью получения фактических данных по составу летучих в процессах кордиеритообразования в Li-Be пегматитах. Вновь полученные данные могут быть использованы для корректировки целостной модели формирования месторождений редких элементов с учетом вклада углеводородов. Цель: определить особенности состава флюида, законсервированного в структурных полостях и каналах, во флюидных включениях кордиеритов. Объекты: кордиеритсодержащие жилы в пегматитах Буженинов Бор, Мурзинское пегматитовое поле, Средний Урал (Россия) и Dolní Bory (Чехия). Методы: составы кордиерита и секанинаита изучены методом микрорентгеноспектрального анализа. Формы нахождения, структурные позиции и ориентировки молекул флюидных компонентов в алюмосиликатном каркасе определены методами ИК- и КР-спектроскопии. Валовый состав флюида проанализирован методом беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии с ударным разрушением образца. Результаты и выводы. Методом газовой хромато-масс-спектрометрии определены компонентный состав и относительные концентрации летучих, локализованных в структурных каналах и полостях, флюидных включениях природных кордиеритов. Установлено, что флюиды, сформировавшие кордиерит Среднего Урала, существенно водноуглеводородные с примесью углекислоты, азот- и серосодержащих соединений. В их составе 87,5 отн. % H2O, 10,5 отн. % - сумма углеводородов и 1,7 отн. % CO2. Секанинаит из пегматитов Dolní Bory кристаллизовался из водноуглеводородно-азотного флюида с примесью углекислоты, серо- и галогенсодержащих соединений: H2O - 68,8 отн. %, сумма углеводородов - 16,5 отн. %, азотсодержащие соединения - 11,6 отн. %, СО2 - 2,6 отн. %. Всего в составе летучих уральского кордиерита идентифицированы 191, а в секанинаите 178 индивидуальных компонентов. Впервые в составе летучих зафиксированы одинаковые галогенсодержащие флюидные компоненты 1-хлорбутан (C4H9Cl) и 2,4-дихлорбензиламин (C6H5Cl2N). Содержание 1-хлорбутана в уральском кордиерите 0,007, а в секанинаите - 1,669 отн. %, а 2,4-дихлорбензиламина - 0,084 и 0,066 отн. %, соответственно. Для уральского кордиерита характерно наличие в составе его эфиров бутилтрифторацетата (C6H9F3O2, 0,007 отн. %), а для секанинаита свойственно наличие 4-(трифторметил)-бензоламина (C7H6F3N, 0,035 отн. %) и 2-фторбензальдегида (C7H5FO, 0,006 отн. %). В составе летучих секанинаита впервые обнаружен монооксид азота (NO, 0,042 отн. %)

Relevance. Need to obtain factual data on the composition of volatiles in cordierite formation processes in Li-Be pegmatites. The newly obtained data can be used to adjust the holistic model of rare element deposit formation, taking into account the contribution of hydrocarbons. Aim. To determine the compositional features of the fluid preserved in structural cavities and channels in fluid inclusions of cordierites. Object. Cordierite-containing veins in the pegmatites of Buzheninov Bor, Murzinskoe pegmatite field, Middle Urals (Russia) and Dolní Bory (Czech Republic). Methods. The compositions of cordierite and sekaninaite were studied by the method of micro-X-ray spectral analysis. The forms of occurrence, structural positions and orientations of the molecules of fluid components in the aluminosilicate framework were determined by the methods of IR and Raman spectroscopy. The bulk composition of the fluid was analyzed by the method of non-pyrolysis gas chromatography-mass spectrometry with impact destruction of the sample. Results and conclusions. The gas chromatography-mass spectrometry method was used to determine the component composition and relative concentrations of volatiles localized in structural channels and cavities, fluid inclusions of natural cordierites. It was found that the fluids that formed the cordierite of the Middle Urals are essentially water-hydrocarbon with an admixture of carbon dioxide, nitrogen- and sulfur-containing compounds. They contain 87.5 rel. % of H2O, 10.5 rel. % of total hydrocarbons and 1.7 rel. % of CO2. Sekaninaite from the Dolní Bory pegmatites crystallized from a water -hydrocarbonnitrogen fluid with an admixture of carbon dioxide, sulfur- and halogen-containing compounds: H2O - 68.8 rel. %, total hydrocarbons - 16.5 rel. %, nitrogenated compounds - 11.6 rel. %, CO2 - 2.6 rel. %. In total, 191 individual components were identified in the volatiles of the Ural cordierite, and 178 in sekaninaite. Identical halogenated fluid components 1-chlorobutane (C4H9Cl) and 2,4-dichlorobenzylamine (C6H5Cl2N) were recorded in the volatiles. The content of 1-chlorobutane in the Ural cordierite is 0.007, and in sekaninaite 1.669 rel. %, and 2,4-dichlorobenzylamine is 0.084 and 0.066 rel. %, respectively. The Ural cordierite is characterized by the presence of esters butyltrifluoroacetate (C6H9F3O2, 0.007 rel. %), and sekaninaite is characterized by the presence of 4-(trifluoromethyl)-benzenamine (C7H6F3N, 0.035 rel. %) and 2-fluorobenzaldehyde (C7H5FO, 0.006 rel. %). Nitrogen monoxide (NO, 0.042 rel. %) was found for the first time in the composition of sekaninaite volatiles