Месторождения гадолинита

В гранитных пегматитах восточной части Балтийского щита гадолинит встречается только в альбит-амазонитовых пегматитах щелочных гранитов верхнего протерозоя (Западные Кейвы и Канозеро).

В телах альбитизированных кварц-полевошпатовых пегматитов Восточной Сибири, пространственно связанных с габбро-сиенитами и залегающих главным образом на контакте сланцев с сиенитами, фенитами или карбонатными прослоями, образует небольшие обогащенные участки и зоны. Приурочен к зальбандам пегматитовых тел. Ассоциируется с иттриалитом, чевкинитом, бритолитом, цирконом, поликразом, торитом, титанитом, реже — с рибекитом, эгирином, флюоритом, эпидотом, магнетитом, ильменитом, гематитом и кальцитом; выделения гадолинита секутся прожилками с галенитом, сфалеритом, реже — с халькопиритом, пиритом, молибденитом. В пегматитах Сибири, генетически связанных с щелочными рибекитовыми гранитами и граносиенитами, встречается совместно с флюоритом, цирконом, пирохлором, фергусонитом, алюмобритолитом, иттриалитом и чевкинитом; приурочен к бескварцевым частям жил. Близок к кальцио- и цергадолинитам, содержит 4,17 % TiO₂ и 6,93 % Аl₂O₃. В альбитизированных амазонитовых пегматитах среди докембрийских гранитогнейсов Восточной Сибири тесно ассоциируется с пластинчатым альбит-олигоклазом и бериллом, реже — с самарскитом и фергусонитом; характерные для этих пегматитов ильменорутил и приорит в участках развития гадолинита отсутствуют. На Дальнем Востоке встречен в пегматитах, расположенных близ оловорудных гидротермальных месторождений. В Казахстане в пегматитах, связанных с биотитовыми гранитами, гадолинит встречается наряду с флюоритом, шеелитом, касситеритом (Е. И. Семенов, Л. И. Костюнина, М. И. Кулаков, 1967). В пегматитах г. Джумгол-Тау, по р. Ойгаинг (Кыргызстан) гадолинит ассоциируется с касситеритом, ортитом, бериллом, топазом, флюоритом, шерлом и гранатом. На Северном Кавказе гадолинит встречается в биотитовых пегматитах, связанных с верхнепалеозойскими малыми интрузиями серых гранитов. Известны находки гадолинита в ассоциации с монцонитом в хрусталеносных слабо альбитизированных пегматитах.

За рубежом гадолинит широко распространен в редкоземельных пегматитах Фенноскандии. В Швеции насчитывается свыше 15 месторождений, главные из них находятся на острове Иттерби, где минерал впервые был обнаружен; встречается также в окрестностях Фалуна: в Финбо — совместно с ортитом, пирофизалитом и иттроцеритом, в Бродбё — с ортитом и бериллом, в Кэрарфвете — с ортитом. В Норвегии на о-ве Хиттере наблюдается в пегматитах, богатых редкими землями иттриевой группы — в ассоциации с эвксенитом и таленитом; в месторождениях Фрикстадта гадолинит составляет 0,013% от массы пегматита (здесь было найдено скопление гадолинита весом около 500 кг). В Финляндии встречается в пегматитах Левбеле.

В Польше гадолинит обнаружен в гранитных пегматитах окрестностей Шклярска-Порэмба в ассоциации с ксенотимом, монацитом и фергусонитом. Отмечен в пегматитах Радауталя — в ассоциации с ортитом, ферристильпномеланом и асбестом; совместно с ильменитом, фергусонитом, монацитом и ксенотимом обнаружен в Кенигсхайне под Герлицем (Германия) (по Хинце), в Железных горах — в пегматитах с кварцем, ортоклазом и актинолитом, а также в гранитах (по Хинце). В шт. Техас (США) в пегматитах Барингер-Хила наблюдались неправильные массы гадолинита весом до 95 кг; в ассоциации с ним наблюдаются ортит, циртолит, иттриалит и роуландит. В редкоземельных пегматитах Роуд- Рэнча гадолинит сопровождается циртолитом, фергусонитом и биотитом. В шт. Колорадо в микроклиновых пегматитах окр. Чаффи гадолинит наблюдается в ассоциации с эвксенитом, монацитом, ортитом и флюоритом, содержащим редкие земли; совместно с ортитом он встречается в месторождении Девилс-Хед (округ Дуглас). В цериевых пегматитах близ Джеймстауна обнаружены футлярообразные кристаллы гадолинита с церитовыми ядрами. В Канаде в пегматитах Лохборо (провинция Онтарио) гадолинит сопровождается эвксенитом; в некоторых гранитных пегматитах Японии: в Шиндене (преф. Сига), Хурукава (преф. Гифу), Отовадани (преф. Киото)—гадолинит наблюдается с ортитом, цирконом, фергусонитом; в преф. Нагано встречен кальциогадолинит.

В Африке известен в верхней Лигонье (Мозамбик). В Куглгонге (Северо-Западная Австралия), где из пегматитов в 1913 г. добыто до 1 тонну гадолинита, он ассоциируется с касситеритом, монацитом, ортитом, эвксенитом; известен также в австралийских месторождениях Абидос (в гальках с касситеритом, манганоколумбитом, поликразом, монацитом и спессартином), Булок Уэл (в пегматитовых жилах) и Пайнес Финд.

В гранитах некоторых массивов гадолинит является акцессорным минералом. Таковы мезозойские аплиты, аплитовидные и мелкозернистые гиб-ридные граниты Омчикандинского массива на Северо-Востоке Якутии. В Кураминском хребте Тянь-Шаня гадолинит приурочен к лейкократовым гранитам. Спорадически встречается в граните Эльджуртинского массива (Тырны-Ауз).

В мелкозернистых лейкократовых гранитах Заилийского Алатау (Казахстан) содержится наряду с цирконом и пирохлором.

Описанный Менге гадолинит из гранитов Ильменских гор оказался эшинитом. За рубежом акцессорный гадолинит установлен в гранитах Предаццо (Северная Италия). В Казахстане обнаружен в амфибол-полевошпатовых метасоматитах экзоконтакта массива биотит-микроклиновых и рибекит-альбитовых гранитов. В Сибири встречен в альбититах и альбит-малакон-рибекитовых жилах в ассоциации с альбитом, микроклином, рибекитом, приоритом, малаконом, фергусонитом, ильменитом в виде рассеянной вкрапленности (1—3 мм); в отличие от гадолинитов из пегматитов, гадолиниты из альбититов не черные, а светло-зеленые. На Полярном Урале обнаружен в слюдитах близ контакта с флюорит-кварцевыми альбититами в зоне Харбейского антиклинория.

В Швейцарии известен в альпийских жилах среди двуслюдяных гнейсов; находится в ассоциации с кварцем, альбитом, мусковитом, адуляром, гематитом (таблитчатым), хлоритом, кальцитом, небольшими количествами ксенотима и монацита и редко встречающимся синхизитом. В гранитах Монторфано (Италия) содержится в трещинах и миароловых пустотах, в Ирландии — в траппах Галвея с эпидотом (по Хинце), в Англии близ Ньюкасла — в гранулитах (по Хинце).

Свойства  гадолинита

Радиоактивен (содержит торий, реже — уран).

Диэлектрическая проницаемость при 100° равна 4,65—5,24; у кристаллических и метамиктных разностей при нагревании она возрастает неодинаково.

В спектре поглощения доминируют полосы в видимой области 500— 600 ммк, характерные для неодима. У метамиктных разностей они широкие и диффузные, после прокаливания наблюдается серия четких полос. По Дудкину, в спектре гадолинита с Кольского полуострова две интенсивные линии в области 520 и 650 ммк принадлежат Er³⁺, а полосы поглощения Nd³⁺ незаметны или выражены слабо.

Инфракрасный спектр поглощения кристаллического гадолинита характеризуется полосами в области деформационных колебаний группы SiO₄ 460 и 520 см^-1, в области валентных колебаний — полосами с максимумами 920 и 1020 см^-1. Максимум при 710 см^-1 предположительно приписывается колебаниям групп ВеO₄. В спектрах метамиктных разностей две полосы деформационных колебаний группы SiO₄ (460 и 520 см^-1) сливаются в одну меньшей интенсивности с максимумом около 500 см^-1; полоса 710 см^-1 исчезает. В области валентных колебаний у метамиктного гадолинита полосы также сливаются в один более широкий и менее интенсивный максимум при 950 см^-1. Спектр метамиктных гадолинитов подобен спектрам метамиктных цирконов и торитов. После отжига при температуре около 1000° метамиктного гадолинита спектр приобретает особенности спектра кристаллического гадолинита. В некоторых спектрах кристаллического и метамиктного гадолинита имеются полосы поглощения адсорбционной воды (1650, 3100— 3600 см^-1). Полосы поглощения SiO₂ ни в одном случае не отмечены; следовательно, при переходе гадолинита в метамиктное состояние не происходит его распада на окислы.

Поведение при нагревание. Температура плавления около 1410°. Метамиктный гадолинит при нагревании до температуры, близкой к температуре плавления, дает типичную для метамиктных минералов яркую вспышку и переходит из аморфного состояния в кристаллическое.

Кристаллический гадолинит на кривых нагревания обычно не дает никаких термических эффектов; только на термической кривой кристаллического гадолинита из кварц-полевошпатовых тел Восточной Сибири имеется незначительный эндотермический прогиб при 586°.

Полностью метамиктные разности характеризуются кривыми нагревания двух типов: 1) с одним узким и четким экзотермическим подъемом в области 800—900°, связанным с рекристаллизацией (положение пика у разных гадолинитов несколько отличается); 2) с более широким экзотермическим подъемом приблизительно в той же области (с двумя или тремя пиками). Рентгенометрическое исследование показало, что пики в области от 700 до 900° соответствуют начальной стадии рекристаллизации гадолинита (при температурах ~700° минерал остается практически рентгеноаморфным, при нагревании до 800° число линий на порошкограмме увеличивается, полная рекристаллизация происходит при температуре 900—1000°).

Некоторые метамиктные гадолиниты, помимо экзотермических подъемов, дают эндотермический прогиб в интервале 200—300°, предположительно объясняемый выделением адсорбированной воды. Неполностью метамиктные гадолиниты дают небольшие пологие экзотермические подъемы в интервале 650—800°. Экзотермические эффекты в области 800—1000° сопровождаются свечением. Для норвежского гадолинита отмечен переход из аморфного состояния в кристаллическое при более низкой температуре (360—445°). Этот процесс очень медленно идет и при более низких температурах; с повышением температуры скорость перехода увеличивается.

Теплота преобразования метамиктного гадолинита из Иттерби, определенная Фэслером, близка к теплоте его затвердевания. По расчетам, энергия, выделяющаяся в виде свечения, меньше энергии смещения атомов из узлов структуры, составляет ее часть (1,25—1,67%) и намного меньше энергии распада радиоактивных элементов.

В результате нагревания обычно зеленоватые оттенки превращаются в красновато-бурые, а темно-зеленая окраска — в грязную желто-зеленую и серовато-зеленую; увеличиваются плотность, показатели преломления и двупреломление.

При нагревании выше 500° диэлектрическая проницаемость возрастает: у метамиктных разностей незначительно (от 4,65 при 100°до 5,24 при 960°), у кристаллических и не полностью метамиктных — более заметно (при 100° соответственно 5,24 и 4,59, при 960°—6,50 и 6,78); это связывается с потерей воды, окислением железа и переходом из метамиктного состояния в кристаллическое. У прокаленного гадолинита по сравнению с непрокаленным увеличивается средняя удельная теплоемкость: из Иттерби на 0,0024, из Хиттере на 0,0021. Химические превращения при прокаливании не происходят, но минерал утрачивает способность желатинировать в кислотах, становится более рыхлым и теряет в весе (0,49—1,2%).

Оптическая ориентировка в участках перекристаллизованного гадолинита та же самая, что в соседних участках первично анизотропного гадолинита. Нормальный анизотропный гадолинит после нагревания фосфоресцирует слабо, цвет бледнеет, несколько увеличиваются двупреломление плотность. Порошкограммы анизотропного гадолинита до и после прокаливания при температуре 1000° не отличаются. Средняя удельная теплоемкость у метамиктного гадолинита выше, чем у кристаллического, соотношение их удельных теплоемкостей отвечает таковому силикатов соответственно в стеклообразном и в кристаллическом состояниях.

Кристаллооптические свойства в тонких препаратах (шлифах)

В проходящем свете зеленый с разными оттенками (сероватым, голубоватым) до изумрудно-зеленого; изредка бесцветный, иногда бурый. Для прозрачного зеленого гадолинита из слюдитов Полярного Урала характерно неравномерное распределение окраски (центральная часть кристаллов более темная). В тонких шлифах преохроизм не заметен. В толстых пластинках зеленый гадолинит по Ng и Nm травяно-зеленый, по Np — оливково-зеленый; у коричневых плеохроизм слабый; по Ng— коричнево-желтый, по Np — желтовато-коричневый. Двуосный (+). Плоскость  оптических осей (010), Nm параллельно b; cNp= —3° 30' до 12° 30'; aNg = +3° до 12° (в новой установке). По Эйхстедту и Петерсону, угол погасания у зеленого гадолинита меньше, чем у бурого.

У кристаллических n_g = 1,83—1,78, n_p = 1,80—1,76; n_g — n_p = 0,02— 0,005; 2V = +80—85° (гадолинит из пегматитов щелочных гранитов Северо-Востока России оптически отрицательный, 2V = —80°); дисперсия r<v. Согласно Ринне, дисперсия r<v, но 2V незначительно отклоняется от 90°; Семенов также указывает схему дисперсии r>v. У метамиктных (изотропных) n = 1,77—1,79. Светопреломление и двупреломление уменьшаются с возрастанием степени метамиктности. Кроме того, показатели преломления в общем уменьшаются при увеличении содержания Са. Двупреломление и показатели преломления сильно варьируют даже в пределах одного шлифа.

Гадолинит из Иттерби отличается разным двупреломлением в чередующихся зонах при их одновременном погасании. Нередко в изотропных разностях имеются анизотропные участки и прожилки. Часто гадолинит в выделениях с кристаллографическими очертаниями полностью изотропен.

Первоначально Брайтхаупт все кристаллы метамиктного гадолинита принимал за псевдоморфозы. Шёгрен считал гадолинит минералом коллоидного происхождения и рассматривал аморфную разность как первичную, а кристаллическую — как образовавшуюся при частичной раскристаллизации аморфного вещества. Брёггер и Эйхстедт (1922) пришли к выводу, что зеленый анизотропный гадолинит является первичным, а коричневый изотропный представляет продукт его изменения (по Хинце).

В отраженном свете цвет серый; по сравнению с колумбитом, эшинитом, самарскитом, вольфрамитом — тусклый, серый; иттротанталит при прямом сопоставлении немного светлее гадолинита. Отражательная способность очень низкая (как у ортита). Внутренние рефлексы (у изотропных разностей) коричневые, желтые, реже—зеленые, видны у трещинок при скрещенных николях; особенно хорошо они различимы при наблюдении в иммерсии. Поверхность шлифов гладкая; полируется заметно лучше, чем колумбит. Наблюдаются трещины спайности в одном направлении. Твердость высокая (как у колумбита).