Мінеральний склад глауконітових сферолітов в
верхньокрейдяними і палеогенових відкладеннях воронезької антеклізи
А. В. Жабін, Воронезький державний університет
В
статті наводяться дані про мінеральному складі глауконітових зерен (сферолітов)
в верхньокрейдяними і палеогенових відкладеннях Воронезької антеклізи. Основними
мінералами, що складають сфероліти, є слюда і монтморилоніт. Іноді в
вигляді невеликої домішки в них присутні каолініт і цеоліти, групи
гейландіта. Своєрідно трактуються спостерігаються на діфрактограммах, особливо в
малоугловой області, ефекти в положеннях рефлексів глинистих мінералів.
Простежується залежність між розмірами частинок, що складають глауконітового
сфероліти, їх хімічним складом і фізичними властивостями.
Породи,
містять глауконітового сфероліти [1], мають широке поширення в
палеогенових і верхньокрейдяними відкладеннях Воронезької антеклізи. Глауконітового
агрегати, що знаходяться в породах, є одними з основних породоутворюючих
компонентів і перспективним корисних копалин багатоцільового використання.
Для практичного застосування глауконіту необхідно знати їх хімічний і
мінеральний склад, але цих відомостей (особливо це стосується мінерального
складу) дуже мало [1,2], вони уривчасті і мізерні.
Щоб
заповнити цю прогалину, рентгенівськими методами було вивчено близько ста проб
глауконітсодержащіх порід. Зразки для дослідження відбиралися електромагнітним
сепаруванням на апараті СІМ-I з трьох фракцій: 0,01-0,1; 0,1-0,25; 0,25-0,5
мм. Вибір цих фракцій диктувався, приуроченість глауконіту до алевритами,
мелкоі середньозернисті пісків, відсутністю їх у фракції більше 0,5 мм і
складністю виділення у фракції менше 0,01 мм.
Для
рентгенівського аналізу готувалися орієнтовані препарати, оскільки, лінії
hk всіх глинистих силікатів, практично збігаються та ідентифікація глинистих
мінералів може бути здійснена тільки з відображення від базальних площин
[3]. В орієнтованих препаратах інтенсивність рефлексів 00l різко
посилюється, виявляючи їх деякі особливості недостатньо що проступають при
застосуванні неорієнтовані препаратов.Кроме того, проявляються відображення
деяких мінералів, що містяться в глауконітових сферолітах в невеликих
кількостях. Аналіз всіх препаратів проводився, як у воздушносухом варіанті,
так і при насиченні зразка гліцерином.
За
даними рентгенівського аналізу досліджені сфероліти по мінералогічному
складу можна розділити на дві великі групи: 1 - чисто слюдістие і 2 --
слюдістие з різними змістами монтморіллоніта. Іноді в обох групах в
вигляді невеликої домішки відзначаються каолініт, що фіксується на діфрактограммах по
рефлексам 7,18; 3,57 Е і кліноптілоліт, ідентифікований з відображення 9,0;
3,96; 3,92 Е (рис.1).
Перше,
що кидається в очі при вивченні отриманих діфрактограмм, ця відмінність
значень і форм рефлексів повітряно-сухого та насиченого гліцерином препаратів,
навіть зразків чисто слюдістого складу. На діфрактограммах воздушносухіх
препаратів першого відображення мають значення від 10,0 до 11,0 Е. Рефлекси завжди
асиметричні, виположени убік малих кутів. Чим вище значення d рефлексу,
тим асиметричність більше. Досить часто виположенная частина ускладнена
дифузними, ослабленими і малоконтрастними відбитками зі значеннями від 12,0
до 16,0 Е. Особливо це характерно для сферолітов з фракції <0,1 мм. При
насичення зразка гліцерином вид рефлексу 001 змінюється. Значення його
зменшуються до 9,85 - 10,0 Е, а форма набуває симетричність. Якщо при
зйомці повітряно-сухого препарату є неясновираженние відображення в
малоугловой області, то після насичення його гліцерином на діфрактограммах з'являються
рефлекси зі значеннями 18,0 - 21,0 Е, що характеризують монтморилоніт (рис.1-I).
Другий
рефлекс слюди, зі значеннями 4,98 - 5,0 Е, як правило, добре виражений,
симетричний. При насиченні препарату гліцерином зберігає свій вигляд тільки при
невеликий асиметрії перший рефлексу. В інших випадках втрачає форму,
набуває дифузного, максимум значень зменшується до 4,97 -4,9 Е (див.
рис.1).
Значення
третій рефлексу на діфрактограммах повітряно-сухих препаратів коливаються від
3,30 до 3,33 Е, його форма асиметрична, але з виположенностью в бік більших
кутів. При насиченні зразка гліцерином значення рефлексів збільшуються до
3,34 - 3,35 Е і вони набувають досить симетричний вигляд. Асиметричність
перший і третій відображень слюди за даними Д. Д. Котельникова і А. І. Конюхова
[4] свідчить про дуже малих розмірах частинок цього мінералу.
Крім
згаданих вище випадків прояву рефлексів монтморіллоніта у вигляді
малоконтрастних відображень на діфрактограммах повітряно-сухих препаратів, цей
мінерал характеризується і добре вираженими рефлексами зі значеннями 14,2-15,2
Е. При насиченні препаратів гліцерином вони збільшуються до 18,0 - 21,0 Е.
Часто цей рефлекс не має яскраво проявленого максимуму. Він або згладжений, або
роздвоєний зі слабко контрастними відбитками 18,0 і 19,6 Е (рис.1-VI).
Подібні
відхилення в дифракційних картинах слюди і монтморіллоніта від притаманних цим
мінералам рентгенівських ознак, прийнято пояснювати присутністю
змішано-шарових утворень. Структури останніх, трактуються, як переслаіваніе,
різною мірою послідовності, шарів або пакетів звичайних глинистих
мінералів, як і монтморіллоніти, за даними В. А. Дріца і Б. А. Сахарова [5]
представлені виключно тонкодисперсних частинками завтовшки близько 100 Е.
Якщо провести аналогію з пластинками слюди з піщано-алеврітових фракцій, у
яких товщина мінімум на порядок менше лінійних розмірів, то аналогічні
параметри змішано-шарових мінералів (при їх товщині в 100 Е) будуть близько 1000
Е. Ці ж автори наводять приклади сильного впливу товщини частинок на характер
дифракційної картини шаруватих мінералів. Так, діфрактограмма мусковіта з
ідеальним хімічним складом і досконалою структурою при товщині кристалітів
100 Е, буде характеризуватися такими ж «удаваними» межплоскостнимі
відстанями, які притаманні і змішано-шаровим утворень. А діфрактограмми
монтморіллонітов, при тій же товщині часток, що містять нецелочісленную серію
рефлексів, зі значеннями перших базального рефлексу, завжди дуже широкого,
досягають 21 Е. За нашими відомостями дифракційна картина мінералів починає
змінюватися з досить великих розмірів кристалів. Якщо зняти платівку слюди
розміром з кювету, то на діфрактограмме відзначається цілочисельних серія
рефлексів, починаючи зі значень близько 20 Е. Це характерно не тільки для
мусковіта, але і для буттям, і флогопіту. На таблиці 1 видно, що всі ці слюди
відрізняються між собою за базальних рефлексів. У мусковіта всі значення
відображень менше, ніж у буттям і флогопіту. А біотіт відрізняється від флогопіту
тим, що в нього дуже мала інтенсивність рефлексу 004. Хоч і вважається [6],
що біотіт, і особливо флогопіт відносяться до поліморфної модифікації IM, але
отримані дані (цілочисельних серія рефлексів від 20,2 Е у буттям і
флогопіту, і від 19,8 Е у мусковіта) показують, що всі ці слюди у великих
кристалах мають подвоєний період по осі С (принаймні в нашому випадку), а
значить їх треба відносити до модифікації 2 М.
Таблиця
1
Базальні
межплоскостние відстані (в
