01
Химический состав берилла
Химический теоретический состав берилла: ВеО— 13,96, Аl2O3 — 18,97, SiO2 — 67,07. В бериллах всегда содержатся в тех или иных количествах щелочные металлы, Fe, Mn, Mg, Са, Cr, Н2О и пр.
Компенсация дефицита Be или Аl происходит по схемам: 1) Ве2+ Li+ + (R+ + Н2O); 2) Аl3+ -> (Mg, Fe2+) + (R+ + Н2O). Согласно этому выделяют три типа бериллов:
- n-бериллы нормального состава, бесщелочные — Al2Be3Si6O18;
- о-бериллы, у которых часть Аl в октаэдрических позициях замещена (Mg, Fe) с компенсацией зарядов щелочными элементами в каналах; сюда же относятся цезиевые разновидности и скандиевый берилл— баццит; общая формула Аl2-х (Mg, Fe2+)x Be3Si6O18(Cs,Na)x • Н20;
- t-бериллы щелочные (литиево-натриевые, натриевые, цезиево-литиевые); замещение Be в тетраэдрических позициях литием компенсируется Cs, Rb, К, Na. Общая формула Al,Be3-x Si3O18 (Cs, Na)x •H20. Существуют также переходные разности ot-, nt-бериллы и др.
Предложено также разделение их по химическому составу на две группы:
А — бесщелочные с суммой щелочей менее 0,5%
Б — щелочные с суммой щелочей более 0,5%.
Сопоставление этой классификации с приведенной выше кристаллохимической показывает, что минералы группы А являются n-бериллами, а минералы группы Б — о- и t-бериллами. Щелочные камни (в основном t-бериллы) делятся на:
- натриевые, содержащие 0,5—2% Na2O; сумма Na2O + К2O составляет 75—100% от суммы щелочей; по данным Соседко и Франк-Каменецкого, отношение с/а<1.
- литиево-натриевые (Li2O 0,5—1,5%, Na2O 1,0—2,5%), количество Na2O+ К2O составляет 50—70% от суммы щелочей;
- цезиево-литиево-натриевые (Li2O — 0,1—1%, Cs2O до 3%, Na2O— 0,3 — 1,0%) при Na2O + К2O< 50% суммы щелочей; отношение с/а> 1.
Наибольшее содержание щелочей, включая редкие, отмечено для t-бериллов из редкометальных пегматитов (особенно литиевого подтипа). В гидротермальных месторождениях чаще встречаются о-бериллы и n-бериллы. Фекличев выделяет в самостоятельную подгруппу щелочноземельные кальциевые разновидности минерала. Суммарное содержание щелочей (R2O) в нем достигает 5—7%; максимальное 8,23% — в голубом из Аризоны. Количество Li2O обычно не превышает 1,5%, максимальное до 2%.
Существует мнение о связи содержания Li в них с геохимической особенностью региона в целом; так, относительно низкое содержание Li в минералах из докембрийских пегматитов Норвегии объясняется общим обеднением литием пород этого региона.
Существует мнение о связи содержания Li в них с геохимической особенностью региона в целом; так, относительно низкое содержание Li в минералах из докембрийских пегматитов Норвегии объясняется общим обеднением литием пород этого региона.
Содержание Na3O от 0,5 до 2,74%, максимальное — в ростерите с о-ва Эльба — 4,22%. Содержание К2O обычно составляет 0,5—0,8%; в красном ростерите с о-ва Эльба оно достигает 2,25%. По Соседко и Франк-Каменецкому, 70% К2O входит в состав газово-жидких включений. Отношение Rb/K в щелочных от 0,22 до 0,30; в бедных щелочами из пегматитов Rb/K = 0,07 и менее. В богатых щелочами бериллах содержится больше Rb, чем К. Ситнин и Сажина считают, что содержание Rb увеличивается от ранних бесщелочных бериллов (до 0,006%) к более поздним литиево-натровым (до 0,04%) и литиево-цезиевым (до 1,3%). В минералах из пегматитовых жил Кольского п-ова содержится 0,0036—0,12% Rb2O, из пегматитов и кварцевых жил Казахстана содержание Rb2O не превышает 0,012%, в бериллах Донегола — 0,01%, Болгарии — 0,0016—0,0392% Rb2O. Особенно много Rb2O (1,34%) в розовом берилле из Магаритра (по Дёльтеру) и в камне из Западной Австралии (1,42%). Cs обычен в минералах с литием; максимальное содержание Cs2O— 6,68%. Общее содержание редких щелочей в минералах пневматолито-гидротермальных месторождений обычно не превышает 0,002%. Отмечается большее содержание Cs2O(0,035%) во внешних зонах аквамаринов. Почти все исследователи сходятся во мнении, что часть щелочных металлов в бериллах находится в газово-жидких включениях.
Другую группу изоморфных примесей составляют элементы, занимающие структурные положения Аl в октаэдрических позициях. К ним относятся Sc, Fe, Mg, Cr, Mn, Ti и др. Содержание Sc обычно незначительно, за исключением баццита. В аквамарине из золоторудных кварцевых жил Западной Чукотки содержится 0,06%Sc2O3 , в камнях из пегматитов Казахстана, связанных с гранитоидами,— 0,025%, в грейзенах той же территории— 0,019%, в кварцевых жилах—0,015%. В берилле из Аризоны содержание Sc2O3 составляет 0,10%. В бацците содержится до 15,1% Sc2O3, в бацците из Казахстана — 14,44%Sc2O3. Содержание Fe2O3 достигает 2,84%, FeO— не более 1% (в бериллах из пегматитов FeO всегда меньше, чем из гидротермальных жил).
Другую группу изоморфных примесей составляют элементы, занимающие структурные положения Аl в октаэдрических позициях. К ним относятся Sc, Fe, Mg, Cr, Mn, Ti и др. Содержание Sc обычно незначительно, за исключением баццита. В аквамарине из золоторудных кварцевых жил Западной Чукотки содержится 0,06%Sc2O3 , в камнях из пегматитов Казахстана, связанных с гранитоидами,— 0,025%, в грейзенах той же территории— 0,019%, в кварцевых жилах—0,015%. В берилле из Аризоны содержание Sc2O3 составляет 0,10%. В бацците содержится до 15,1% Sc2O3, в бацците из Казахстана — 14,44%Sc2O3. Содержание Fe2O3 достигает 2,84%, FeO— не более 1% (в бериллах из пегматитов FeO всегда меньше, чем из гидротермальных жил).
К характерным примесям относится титан (0,01—0,1%). Методом ЭПР установлено, что он представлен Ti 3+ и занимает октаэдрические позиции Аl. Обычной примесью является хром (0,05—0,25%). Согласно данным ЭПР, хром в нем находится в виде Cr 3+ , замещая Аl в октаэдрических позициях. Содержание MgO наиболее высоко в бериллах гидротермальных месторождений и метасоматических образований. Обычно оно составляет 0,1—0,5%, но в голубом берилле из Аризоны достигает 2,16%, а в минерале из Швейцарии — 3,37%. Количество СаО в бериллах от 0,2 до 1%; наибольшие содержания СаО отмечаются в бериллах из гидротермальных месторождений. Максимальное содержание ВаО — 0,58%, SrO — 0,06%. Микровключения, захваченные из пегматитового расплава — раствора, обусловливают повышенные содержания в бериллах Sr аномального изотопного состава, что мешает определению абсолютного возраста бериллов по Rb/Sr методу. MnO обнаруживается в количествах от 0,005 до 0,74% в красном ростерите с о-ва Эльба. В голубом аквамарине Шерловой Горы (Восточное Забайкалье) установлены ZrO2 (0,80%) и Nb2O5 (1,75%), в минерале из Турции — Sn (0,1—1,0%). Содержание Р2O6 0,008—3,60% отмечено для бериллов из пегматитов, особенно для минералов, обогащенных щелочными элементами. Предполагают, что фосфор в структуре берилла замещает кремний. В каналах структуры щелочного берилла обнаружены атомарный водород и СН3 в количестве 0,00n —0,0n %. Он — наиболее богатый гелием бериллиевый минерал. Гелий образуется по реакции: 2Ве-> 2Li + Не или захватывается из магмы.
Содержание Не в них пропорционально их возрасту и составляет: 6,430—0,197мм3/г в палеозойских образцах, 0,045—0,026 мм3/г — в мезозойских. Не3/Не4 в бериллах от 0,5-10-7 до 12-10-7.
Помимо Не содержатся аргон (до 3600-10-5 см3/г) и следы других инертных газов, СO2 . В них обнаруживаются тысячные доли процента Ga, V, которые замещают Аl. Вода (0,5— 2,8%) отмечается почти во всех анализах. Она удаляется при температурах 780—1180°.
Поделиться с друзьями