Индийсодержащие металлоуглеродные композиты из фумарольной минерализации Большого трещинного Толбачинского извержения

Автор: В. И. Силаев, Л. П. Вергасова, В. Н. Филиппов, А. Ф. Хазов, А. В. Кокин , Г. А. Карпов

Статья в выпуске: 6 (318), 2021 года.

Бесплатный доступ

Обсуждаются результаты исследований уникальных по составу и происхождению металлоуглеродных композитов, металлическая компонента в которых представляет собой оловянно-алюминиевый сплав с примесью In, Cu, Fe, Cr, Se. Проанализированы морфология и внутреннее строение частиц, вариации химического состава, изотопия примеси углерода. На основании диаграммы эвтектического типа сделан вывод о кристаллизации сплавов в температурном диапазоне 650—150 °С. Обсуждается вопрос индиеносности продуктов вулканизма на Камчатке как нового и возможно промышленно перспективного типа фазово-разнообразной индиевой минерализации.

Камчатка, вулканизм, фумарольная минерализация, индийсодержащие металлоуглеродные композиты

Короткий адрес: https://sciup.org/149135688

IDR: 149135688 | DOI: 10.19110/geov.2021.6.3

Текст научной статьи Индийсодержащие металлоуглеродные композиты из фумарольной минерализации Большого трещинного Толбачинского извержения

Объектом исследования послужили углеродизи-рованные металловидные частицы, обнаруженные Л. П. Вергасовой в пробе, отобранной в 1985 г. Е. К. Серафимовой на Втором шлаковом конусе Северного прорыва Большого трещинного Толбачинского извержения (БТТИ) вблизи фумаролы «Сиреневой» (рис. 1). Особое научное и, вероятно, прикладное значение этой находки состоит в значительном обогащении упомянутых частиц индием — в настоящее время чрезвычайно промышленно ценным и одновременно уникально-дефицитным металлом*.

Как известно, Толбачик представляет собой один из наиболее длительно действующих на Камчатке вулканических центров, функционирующих на протяжении всего голоцена в значительной степени за счет глубинного — литосферно-мантийного и астеносферно-го — вещества [17, 32]. В связи с весьма большой эксга-ляционной активностью именно этот вулкан считается эталонным объектом для изучения фума-рольных минерализаций [5, 6, 19]. Одним из эпицентров эксгаляционно-фумарольной деятельности на Толбачике является Второй шлаковый конус на Северном прорыве, образовавшийся в 1975 г. в три стадии [1]: 1) эксплозивную (9—16 августа), 2) эксплозивно-эффузивную (25 августа — 10 сентября) и 3) эффузивную (11—15 сентября). Эруптивная лавово-шлаковая «свеча» была обусловлена в основном раскаленной пироклас-тикой со значительным участием газовых струй, за счет вещества которых и образовались так называемые фу-марольные площадки или попросту фумаролы. Средний состав газов, сопутствующих лавам и пирокластиче-

Рис. 1 . Схема расположения шлаковых конусов Северного прорыва БТТИ [1], составленная Н. А. Гусевым по аэрофотоснимкам (а, I—IV — конусы) и основное фумарольное поле на юго-западном склоне Bторого конуса (b, фумаролы наиболее интенсивного вулканогенно-эксгаляцион-ного минералообразования: 1 — «Ядовитая», 2 — «Медная», 3 — «Сиреневая», 4 — «Меланоталлитовая») [6]

Fig. 1 . The layout of the slag cones of Great fissure Tolbachik eruption (GFTE) Northern Breakthrough [1], compiled by N. A. Gusev from aerial photographs (a, I—V — cones) and main fumarole field on the southwestern slope of the Second Cone (b, fumaroles: 1 — «Yadovitaya», 2 — «Mednaya», 3 — «Sirenevaya», 4 — «Melanotallitovaya») [6]

скому материалу на конусах Северного прорыва определяется как (%): H₂O — 78.71; CO₂ — 5.1; CO — 0.41; H₂ — 3.95; N₂ — 11.08; CH₄ — 0.38. По расчетам доля летучих в продуктах извержения здесь составляла от 3 до 9 вес. %, что сильно превышает степень газонасыщен-ности базальтовой магмы. Из этого следует, что источником газовой эмиссии на лавово-шлаковых конусах Второго прорыва были не только поднимающиеся к поверхности расплавы. На последнее указывают и изотопные данные по газовым конденсатам: δ ¹⁸O_SMOW = = 8 ± 1.56 ‰ [12] против 10.6 ‰ в магматической воде; δ ¹³С_PDB = –30 ‰. Считается, что магматический материал в Северном прорыве не был контаминирован коровым веществом, а по изотопному составу Н, Ar, He он может действительно иметь мантийное происхождение, как это предполагал по геофизическим данным еще Г. С. Горшков [20].

Проведенные Л. П. Вергасовой и Е. К. Серафимовой многолетние исследования показали, что выдающуюся роль на лавово-шлаковых конусах Северного прорыва БТТИ играют именно фумарольные минерализации, приуроченные к трещинам и бортам микрограбенов. Они образуют более или менее локальные сгущения, выделяющиеся на общем фоне зеленым, фиолетовым, буровато-желтым и бурым цветом (рис. 2). В настоящее время в составе таких минерализаций выявлено около 200 минералов [3—10, 24—29, 33, 36], в том числе (частоты встречаемости минеральных типов) — около 13.8 % самородно-металлических фаз, 2.1 % карбидов, 4.8 % халькогенидов, 10.3 % оксидов, 5.5 % карбонатов, 41.4 % сульфатов, 6.9 % арсенатов,

Рис. 2 . Измененные вулканиты с фумарольными минерализациями на шлаковых конусах БТТИ: а — выходы газов из полости в основании западного борта микрограбена Второго шлакового конуса Северного прорыва; b — восточная кромка кратера шлакового конуса Южного прорыва (первооткрыватель десятков новых минералов Л. П. Вергасова); c — структура микрограбена (зона проседания) на основном фумарольном поле Второго шлакового конуса; d — выдающаяся исследователь фумароль-ных минерализаций Е. К. Серафимова

Fig. 2 . Altered volcanic rocks with fumarole mineralizations on cinder cones GFTE: a — outflows of gases from the cavity at the base of the western flank of the micrograben of the Second cinder cone of the Northern Vent; b — the eastern edge of the crater of the cinder cone of the Southern Vent (the discoverers of dozens of new minerals in them L. P. Vergasova); c — micrograbed structure (subsidence zone) on the main fumarole field of the Second cinder cone); d — E. K. Serafimova

5.5 % ванадатов и 9.7 % силикатов. Среди кислородных солей сильно преобладают ярко-зелёные оксосульфаты меди.

Объекты исследования

Исследованные нами металлоуглеродные композиты были обнаружены в процессе традиционных минералогических поисков в составе типичного фума-рольного парагенезиса, включающего федотовит K2Cu3O[SO4]3, пийпит K4Cu4O2[SO4]4NaCl, долерофанит Cu2O[SO4], эвхлорин KNaCu3O[SO4]3, англезит Pb[SO4], халькокианит Cu[SO4], набокоит Cu7TeO4[SO4]5KCl, ат-ласовит Cu6FeBiO4[SO4]5KCl, арканит K2[SO4], тенорит CuO. Наиболее тесно связанными с углерод-металли-ческими частицами являются федотовит, пийпит и долерофанит (табл. 1).

Выявленные в составе фумарольной минерализации металловидные частицы представляют собой угле-родизированные сплавы на основе алюминия и олова. Это, очевидно, соответствует уже твердо установленному факту весьма широкого развития в продуктах современного вулканизма на Камчатке как самородно-металлических, так и разнообразных углеродных фаз [10, 13—15, 32, 33]. В рассматриваемом случае такие образования представлены буроватыми 29

Таблица 1. Химический состав основных оксосульфатов, сопутствующих металлоуглеродным композитам в фумароле «Сиреневой», мас. %

Table 1. Chemical composition of the main oxosulfates associated with metal-carbon composites in the fumarole «Sirenevaya», wt. %

№ п/п	CuO	ZnO	FeO	K 2 O	Na₂O	SO 3	Cl	Эмпирические формулы Empirical formulas
1	46.62	0.2	0.06	14.15	0.52	38.45	Не обн. N. F.	(K 1.88 Na 0.11 ) 1.99 (Cu 3.66 (Zn,Fe) 0.02 ) 3.68 O 1.67 [SO 4 ] 3
2	49.06	Не обн. N. F.	0.17	16.74	1.17	28.62	4.24	0.12K 3.98 (Cu 6.44 Fe 0.03 ) 6.47 O 4.46 [SO₄]₄0.42NaCl 0.46CuCl₂
3	67.54	0.96	0.09	0.02	Не обн. N. F.	31.37	0.02	(Cu 2.17 (Zn,Fe) 0.03 ) 2.2 O 1.2 [SO 4 ]

Примечание . Данные рентгеноспектрального микрозондового анализа: 1 — федотовит, 2 — пийпит, 3 — долерофанит.

Note . X-ray spectral microprobe analysis data: 1 — Fedotovite, 2 — Piypite, 3 — Dolerophanite.

Рис. 3 . Частицы углеродизированных металических сплавов на основе алюминия и олова: а — морфология и размеры; b — внутреннее строение; c — зерна зеленых оксосульфатов меди из парагенезиса с самородно-металлическими фазами Fig. 3 . Particles of carbonized metal alloys based on aluminum and tin: a — morphology and dimensions; b — internal structure; c — grains of green copper oxosulfates from paragenesis with native metal phases

(«ржавыми») пластинчато-угловатыми, несколько вытянутыми частицами (рис. 3, а), незначительно варьирующимися по длине и ширине — (65 ± 30) × (31 ± 17) мкм, с коэффициентом удлинения (2.3 ± 1.2). Между длиной и шириной частиц установлена значимая положительная корреляция (r = 0.62), ч то мо ж ет св и д е- тельствать об их кристаллизации в свободном пространстве и, вероятно, в газовой среде. Углеродное вещество в частицах распределяется хаотично, чередуясь с металлами (рис. 3, b). Изотопный состав углерода варьируется в пределах δ ¹³C_PDB = –28.92 … –25.93 ‰, что практически тождественно данным по свободному углеродному веществу в фумаролах на том же лавово-шлаковом конусе: δ ¹³C_PDB = –(25.99 ± 2.27) ‰ [4]. В более широком аспекте изотопные данные по углероду в исследуемых частицах приходятся на середину непрерывного интервала варьирования значений δ ¹³C_PDB в генеральном ряду углеродных веществ, всегда присутствующих в продуктах современных извержений вулканов на Камчатке и Курилах [30].

Состав и условия образования

По данным локального рентгеноспектрального анализа исследуемые металло-углеродные композиты в своей металлической части являются поликом-понентными сплавами на основе алюминия и олова со значительной примесью меди, индия, железа. По соотношению главных металлов они могут быть подразделены на шесть разновидностей (табл. 2, рис. 4): 30

Рис. 4 . Треугольные диаграммы атомного состава металлической компоненты в исследованных частицах; 1—6 — разновидности сплавов в табл. 3

Fig. 4 . Triangular diagrams of the atomic composition of the metal component in the investigated particles; 1—6 — types of alloys in Table 3

1 — самородный алюминий без примеси индия; 2 — олово-медно-алюминиевый с примесью индия сплав; 3 — олово-медно-алюминиевый с примесью индия сплав; 4 — медно-железо-алюминиевый с примесью индия сплав; 5 — железо-медно-алюминиевый сплав; 6 — железо-оловянный сплав. Очевидно, что распределение индия по представленным разновидностям характеризуется большой неравномерностью, но при этом выявляется статистическая последовательность

Таблица 2. Химический состав металлоуглеродных композитов по данным аналитической СЭМ, мас. %

Table 2. Chemical composition of metal-carbon composites according to SEM, wt. %

	Содержание углерода Carbon content	Al	Sn	Cu	Fe	In	Mn	Cr	Se
1. Самородный алюминий / Native aluminum
1	47.33	95.69	3.72	Не обн.	0.59	Не обн.	Не обн.	Не обн.	Не обн.
1	47.33	95.69	3.72	N. F.	0.59	N. F.	N. F.	N. F.	N. F
2	63.43	95.98	1.29	1.45	1.28	«	«	«	«
3	54.99	96.73	1.00	1.2	Не обн. N. F.	«	«	«	«
4	52.56	89.34	4.46	2.78	2.04	«	1.38	«	«
5	53.62	88.44	3.15	6.19	0.93	«	1.29	«	«
6	54.99	96.47	3.53	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	«	Не обн. N. F.	«	«
7	45.89	96.8	3.12		«	«	«	«	«
8	47.85	96.26	2.7	1.04	«	«	«	«	«
9	67.97	95.07	3.18	Не обн. N. F.	1.19	«	«	0.56	«
10	51.95	92.84	4.93	1.67	Не обн. N. F.	«	«	Не обн. N. F.	«
11	52.72	97.48	2.52	Не обн. N. F.	«	«	«	«	«
12	80.37	79.62	13.55	5.5	«	«	«	1.33	«
13	59.28	91.28	6.11	1.95	0.66	«	«	Не обн. N. F	«
14	78.48	78.21	5.67	10.22	1.25	4.65	«	«	«
15	48.28	95.57	2.09	2.34	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	«	«	«
16	43.58	96.03	1.37	2.02	0.58		«	«	«
17	85.16	73.32	14.42	6.87	Не обн. N. F.	5.39	«	«	«
18	63.26	94.18	Не обн. N. F.	1.8	«	Не обн. N. F.	«	«	«
19	38.44	100	«	Не обн. N. F	«	«	«	«	«
20	65.41	89.27	0.58	«	1.79	«	0.58	«	«
21	64.44	91.96	Не обн. N. F.	«	Не обн. N. F.	1.97	Не обн. N. F.	«	«
Среднее Average	58.1	91.93	3.66	2.37	0.57	0.57	0.16	0.09	«
СКО RMSD	12.43	6.97	3.89	2.84	0.66	1.54	0.42	0.31	«
2. Железо-олово-алюминиевый сплав / Iron-tin-aluminum alloy
22	52.33	34.74	58.78	Не обн. N. F.	6.48	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	«
23	59.32	67.09	25.77	«	3.4	«	«	9.87	2.87
24	64.75	26.52	42.72	2.1	24.85	«	«	Не обн. N. F.	3.81
25	84.21	59.15	39.52	Не обн. N. F.	1.27	«	«	«	Не обн. N. F.
Среднее Average	65.15	46.87	41.71	0.52	9	«	«	2.47	1.67
СКО RMSD	13.68	19.33	13.55	1.05	10.78	«	«	4.93	1.97
3. Олово-медно-алюминиевый сплав / Tin-copper-aluminum alloy
26	82.44	44.65	3.13	52.22	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.
27	83.86	59.97	10.17	19.27	1.61	8.98	«	«	«
Среднее Average	83.15	52.31	6.65	35.74	0.8	4.49	«	«	«
СКО RMSD	1.0	10.83	4.98	23.3	1.14	6.35	«	«	«

	Содержание углерода Carbon content	Al	Sn	Cu	Fe	In	Mn	Cr	Se
4. Медно-железо-алюминиевый сплав / Copper-iron-aluminum alloy
28	59.03	58.77	5.9	1.38	33.95		«	«	«
29	73.72	32	Не обн. N. F.	10.39	55.29	2.32	«	«	«
30	61.27	60.23	«	1.21	29.23	1.63	«	«	«
Среднее Average	64.67	50.33	1.97	4.33	39.49	1.32	«	«	«
СКО RMSD	7.91	15.89	3.41	5.25	13.88	1.19	«	«	«
5. Железо-медно-алюминиевый сплав / Iron-copper-aluminum alloy
31	76.75	45.33	4.06	35.52	15.09	^«	^«	^«	^«
6. Железо-оловянный сплав / Iron-tin alloy
32	75.22	2.94	56.64	2.34	36.16	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	Не обн. N. F.	6.26
33	75.46	Не обн. N. F.	61.98	Не обн. N. F.	33.94	«	«	«	4.08
34	66.44	«	88.83	«	10.4	«	«	0.77	Не обн.
35	77.96	2.36	50.95	«	42.24	«	«	Не обн. N. F.	4.45
Среднее Average	74.37	1.32	64.6	0.58	30.68	«	«	0.19	3.79
СКО RMSD	4.56	1.55	16.77	1.17	13.07	«	«	0.38	2.64

Таблица 3. Коэффициенты парной корреляции компонентов состава металлоуглеродных композитов

Table 3. Coefficients of pair correlation of composition components metal-carbon composites

Al	1
Sn	–0.83	1
Cu	–0.19	–0.19	1
Fe	–0.74	0.51	0	1
Mn	0	–0.17	0	–0.14	1
Cr	0	0.11	0	0	0	1
In	0	–0.12	0.23	0	0	0	1
Se	–0.66	0.59	–0.14	0.58	0	0.23	–0.15	1
Углерод / Carbon	–0.55	0.28	0.46	0.31	–0.18	0	0.46	0.26

их обеднения индием: олово-медно-алюминиевый сплав >> самородный алюминий и железо-олово-алю-миниевый сплав > медно-железо-алюминиевый сплав > железо-оловянный сплав. Расчеты показали (табл. 3), что между алюминием, с одной стороны, и металла-ми-примесями, с другой, имеются отрицательные корреляции, наиболее сильные в случаях олова и железа. Сами металлы-примеси тоже распадаются на две конкурирующие группы — ( S n+Fe+Cr+Se) и (Cu+In), положительно связанных между собой металлов в группах. В общем, получается, что индий в составе сплавов положительно коррелируется с медью, комплементарен к олову и алюминию, но резко конкурирует с железом, особенно в разновидностях сплавов 3—6.

Все исследованные частицы характеризовались постоянным и значительным содержанием углеродного вещества, чаще всего превышающим суммарное содержание металлов. То есть эти фазы действительно являются приблизительно эквипропорциональными метал-лоуглеродными композитами. Но при этом выявленные разновидности сплавов по степени обогащения углеродным веществом выстраиваются в некоторую по- 32

следовательность: самородный алюминий < железо-олово-алюминиевый и медно-железо-алюминиевый сплавы < железо-медно-алюминиевый и железооловянный сплавы < олово-медно-алюминиевый сплав. В рамках этой последовательности практически все металлы так или иначе коррелируются с содержанием углерода, а значительная их часть — In, Cu, Fe, Sn, S e — коррелируется с углеродом положительно (табл. 3).

На кривой ликвидуса в системе Al-Sn сплавов точки исследованных частиц распределяются упорядоченно в соответствии с их составом, демонстрируя весьма широкий диапазон температур кристаллизации — от 650 до 150 °С (рис. 5). Наиболее высокой температурой образования — 650—600 °С — характеризуются самородный алюминий и сплавы олово-медно-алюминиевого, медно-железо-алюминиевого и желе-зо-медно-алюминиевого состава. Следует подчеркнуть, что полученная температура практически не выходит за пределы температурной устойчивости ассоциирующегося с такими сплавами федотовита K2Cu3O[SO4]3, для которого, по данным терморентгенографии, этот предел близок к 625 °С. Несколько более низкой тем-

Рис. 5 . Диаграмма эвтектического типа для алюминиевых сплавов, легированных оловом: 1—6 — разновидности исследованных металлоуглеродных композитов в табл. 3

Fig. 5 . Eutectic type diagram for tin alloyed aluminum alloys: 1—6 — varieties of the investigated metal-carbon composites in Table 3

пературой кристаллизации — 600—550 °С — отличается железо-олово-алюминиевый сплав. Образование железоалюминиевого сплава, судя по рассматриваемой диаграмме, происходило в близко к эвтектическим условиям при температурах 300—150 °С. Содержание индия в сплавах прямо коррелируется с температурой кристаллизации (коэффициент ранговой корреляции — не ниже 0.5), а вот степень обогащения сплавов углеродным веществом от температуры не зависела. Последнее, скорее всего, свидетельствует об эндогенном происхождении и стационарном по содержанию углерода образовании металлоугле-родных композитов во всем выявленном температурном диапазоне 650—150 °С.

Феномен примеси индия

Как известно, до настоящего времени в природе индий за редким исключением [18] обнаруживался в сульфидной форме — рокезит CuInS2, индит FeIn2S4, кадмоиндит CdInS4, сакураит (Cu,Zn,Fe)3InS4, патру-нит (Cu,Fe,Zn)2(Sn,In)S4, образуя промышленные концентрации в гидротермальных месторождениях именно в виде собственных сульфидов или как изоморфная примесь в сульфидах цинка и меди [16, 35]. Это вполне подтверждается и данными по дальневосточным вулканогенно-эпитермальным Au-Ag-полиметал-лическим оруденениям, выявленным в пределах Охотско-Чукотского вулканогенного пояса, по месторождению Хисикари в Японии и по минерализациям непосредственно на Камчатке [21, 22].

Обнаружение факта обогащения индием практически до 9 мас. % исследованных нами металлоугле-родных композитов может свидетельствовать о существовании в природе неизвестного ранее, практически непрерывно возобновляющегося и, учитывая весьма невысокие требования к содержанию индия в геологических объектах, возможно промышленно перспективного типа индиевых минерализаций, непосредственно связанных как минимум с эксплозивными и эксгаляционно-фумарольными продуктами современного вулканизма. Уже установлено, что на Камчатке индий присутствует в вулканических газах и газовых конденсатах при содержаниях от 1 до 130 мг/т, входя при этом в группу обогащающих газовые конденсаты элементов наряду с S, Te, Re, Cl, Br, F, Tl, As, Se [12, 34]. Кроме того, индий на Камчатке часто обнаруживается в эксгаляционно-фумароль-ных минерализациях, показывая валовые содержания до 10 г/т. В таких случаях он концентрируется в наиболее ранних фумарольных минералах — оксосульфатах, арсенатах, хлоридах. Примером таких минералого-геохимических аномалий могут служить по-ликомпонентные оксосульфатные смеси с содержанием In2O3 до 4 мас. % (табл. 4). В результате рентгенофазового анализа в составе смесей диагности-

Таблица 4. Химический состав поликомпонентных сульфатных смесей со спорадической примесью индия и сурьмы, мас. %

Table 4. Chemical composition of multicomponent sulfate mixtures with sporadic with an admixture of indium and antimony, wt. %

№	K 2 O	Na₂O	CaO	CuO	In₂O₃	Sb 2 O 3	SO 3	Эмпирические формулы / Empirical formulas
1	25.07	8.14	14.98	1.16			50.65	(K 0.84 Na 0.41 Ca 0.42 Cu 0.02 ) 1.69 O 0.06 [SO 4 ]
2	27.94	3.19	16.27	1.45			51.15	(K 0.93 Na 0.16 Ca 0.46 Cu 0.03 ) 1.58 O 0.04 [SO 4 ]
3	23.94	4.77	15.37	1.32	3.61	2.74	48.25	(K 0.84 Na 0.26 Ca 0.45 ) 1.55 [SO 4 ] (InSb) 0.07
4	25.27	6.57	14.79	1.99			51.38	K 0.84 Na 0.33 Ca 0.41 Cu 0.04 ) 162 O 0.04 [SO 4 ]
5	26.3	4.79	16.11	1.49			51.31	(K 0.87 Na 0.24 Ca 0.45 Cu 0.03 ) 1.59 O 0.04 [SO 4 ]
6	26.77	3.62	15.85	0.91			52.85	(K 0.86 Na 0.18 Ca 0.43 Cu 0.02 H 0.06 ) 1.55 [SO 4 ]
7	22.07	7.38	14.66	1.36	3.39		51.14	0.96[(K 0.73 Na 0.37 Ca 0.41 Cu 0.03 ) 1.54 ] 0.04[In 2 [SO 4 ] 3 ]
8	26.87	3.9	15.88	1.67			51.68	(K 0.88 Na 0.19 Ca 0.44 Cu 0.03 ) 1.54 [SO 4 ]
9	26.53	4.48	16.76	1.69			50.54	(K 0.89 Na 0.23 Ca 0.47 Cu 0.03 ) 1.62 O 0.06 [SO 4 ]
10	31.97	15.23	4.45	1.45			46.9	(K 1.16 Na 0.84 Ca 0.14 Cu 0.03 ) 2.17 O 0.17 [SO 4 ]
11	32.4	15.6	4.42	1.27			46.31	(K 1.19 Na 0..87 Ca 0.14 Cu 0.03 ) 2.23 O 0.2 [SO 4 ]
12	30.61	14.57	4.01	1.25	3.85		45.71	0.96[(K 1.14 Na 0.82 Ca 0.13 Cu 0.03 ) 2.12 ] 0.04[In 2 [SO 4 ] 3 ]

Примечание . Фумарола на 3-м конусе СП БТТИ.

Note . Fumarole on GFTE NB 3^rd cone.

рованы беломаринаит KNa[SO4] и тенардит. Согласно расчетам, в таких смесях индий может присутствовать минимум в двух минеральных формах — в виде стибита и собственного сульфата.

Таким образом, учитывая данные В. М. Округина [21, 22], уже сейчас можно говорить о вероятном минералогическом многообразии обогащающей продукты вулканизма на Камчатке примеси индия, представленной самородно-металлическими фазами, сульфидами, антимонидами и сульфатами. Важно подчеркнуть, что индиеносность продуктов современного вулканизма на российской территории вовсе не ограничивается Камчаткой. Например, на острове Итуруп Курильской гряды содержания индия до 10—15 г/т установлены в высокотемпературной (выше 500 °С) редкометалльной эксгаляционн-но-фумарольной минерализации на вулкане Кудрявом [11, 23], что для индия является значительной концентрацией.

Заключение

В ходе минералогических исследований фумароль-ных минерализаций на втором лавово-шлаковом конусе Северного прорыва БТТИ выявлены частицы ранее неизвестных металлоуглеродных композитов на основе оловоалюминиевого сплава. По химическому составу металлической компоненты исследованные частицы подразделены на шесть разновидностей, кристаллизовавшихся в широком температурном диапазоне — от 650 до 150 °С. Основной особенностью исследованных металлоуглеродных композитов является существенная примесь в них индия, содержание которого достигает 9 мас. %. Обнаружение на Камчатке как минимум четырех минеральных форм индия — самородной, антимонидной, сульфидной и сульфатной — приводит к выводу о вероятном существовании в природе ранее неизвестного, практически непрерывно возобновляющегося и возможно экономически перспективного типа индиевых минерализаций, связанных с эксплозивными, эксгаляционно-фумарольны-ми и вулканогенно-гидротермальными продуктами вулканизма. Индий также обнаружен и в составе фу-марольной минерализации прорыва Олимпийского на вулкане Алаид. Характерно, что на этом островном вулкане индий наблюдается только в безводных сульфатах щелочей из раскаленных трещин гребня шлакового конуса [2].

Список литературы Индийсодержащие металлоуглеродные композиты из фумарольной минерализации Большого трещинного Толбачинского извержения

Большое трещинное Толбачинское извержение. Камчатка 1975—1976. М.: Наука, 1984. 637 с.
Вергасова Л. П. Фумарольные минералы прорыва Олимпийского // Бюллетень вулканологических станций. 1977. № 53. С. 77—89.
Вергасова Л. П., Карпов Г. А., Филатов С. К. Минералогия вулканических эксгаляций и измененных пород современных газогидротермальных систем Камчатки // История науки и техники. 2017. № 7. С. 52—65.
Вергасова Л. П., Москалёва С. В., Шаблинский А. П., Силаев В. И., Карпов Г. А., Филатов С. К., Тарасов К. В., Назарова М. А. Об уникальном минеральном парагенезисе вулканических газов // Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы XXIII ежегод. конфер., посвящ. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2020. С. 163—166.
Вергасова Л. П., Филатов С. К. Новые минералы в продуктах фумарольной деятельности Большого трещинного Толбачинского вулкана // Вулканология и сейсмология. 2012. № 5. С. 3—12.
Вергасова Л. П., Филатов С. К. Опыт изучения вулканогенно-эксгаляционной минерализации // Вулканология и сейсмология. 2016. № 2. С. 3—17.
Вергасова Л. П., Филатов С. К., Серафимова Е. К., Вараксина Т. В. Камчаткит KСu3OCl(SO4)2 — новый минерал из вулканических возгонов // ЗВМО. 1988. № 4. С. 459— 461.
Вергасова Л. П., Филатов С. К., Серафимова Е. К., Старова Г. Л. Пийпит K4Cu4O2(SO4)4 — новый минерал вулканических возгонов // Докл. АН СССР. 1984. Т. 275. № 3. С. 714—717.
Вергасова Л. П., Филатов С. К., Серафимова Е. К., Старова Г. Л. Федотовит K2Cu3O(SO4)3 — новый минерал из вулканических возгонов // Докл. АН СССР. 1988. Т. 299, № 4. С. 961—964.
Главатских С. Ф. Самородные металлы и интерметаллические соединения в продуктах эксгаляций Большого трещинного Толбачинского извержения // Доклады АН СССР. 1990. Т. 113. № 2. С. 433—437.
Данченко В. Я., Рыбин А. В. Редкие металлы и рассеянные элементы в рудах Курильских островов // Современные проблемы геологии, поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых: Материалы мождунар. конф. М.: Изд-во УДН, 1997. С. 77—80.
Зеленский М. Е., Малик Н. А., Таран Ю. А. Вулканические газы ТТИ-50 // Толбачинское трещинное извержение 2012—2013 гг. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017. С. 216—235.
Карпов Г. А., Силаев В. И., Аникин Л. П., Васильев Е. А., Вергасова Л. П. Вулканогенный углеродный парагенезис на Камчатке // История науки техники. 2017. № 7. С. 66—77.
Карпов Г. А., Силаев В. И., АникинЛ. П., Филиппов В. Н., Киселёва Д. В., Макеев Б. А., Шанина С. А., Вергасова Л. П., Хазов А. Ф., Тарасов К. В. Сравнительная петро-минералогеохимическая характеристика пеплов извержений вулкана Ключевского 2020—2021 гг. // Вулканизм и связанные с ними процессы: Материалы ежегод. науч. конфер., посвящ. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2021. С. 48—50.
Карпов Г.А., Силаев В. И., Аникин Л. П., Мохов А. В., Горностаева Т. А., Сухарев А. Е. Эксплозивная минерализация ТТИ-50 // Толбачинское трещинное извержение 2012—2013 гг. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017. С. 133—174.
Кокин А. В., Силаев В. И., Киселёва Д. В., Филиппов В. Н. Новый потенциально промышленный сульфидно-индиево-марганцевый тип оруденения // Доклады РАН. 2010. Т. 430. № 3. С. 359—364.
Колосков А. В., Давыдова М. Ю., Ананьев В. В., Кандрин А. А. Толбачинский вулканический центр: состав продуктов, этапность проявления, петрологическая модель // Вулканология и сейсмология. 2017. № 4. С. 3—29.
Макеев А. Б., Макеев Б. А., Филиппов В. Н., Зайнуллин Г. Г., Янулова Л. А. AgIn2 — новая природная фаза // Теоретическая, минералогическая и техническая кристаллография: Материалы 2-го Уральского кристаллографического совещания. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 1998. С. 130—131.
Меняйлов И. А., Никитина Л. П., Шапарь В. Н. Геохимические особенности эксгаляций Большого трещинного Толбачинского извержения. М.: Наука, 1980. 285 с.
Озеров А.Ю. Ключевской вулкан: вещество, динамика, модель. М.: Геос, 2019. 306 с.
Округин В. М. О возрасте и генезисе эпитермальных месторождений зоны перехода континент — океан (северо-западная Пацифика) // Современный вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы юбилейной сессии Камчатского науч. центра ДВО РАН, 2002. С. 56—57.
Округин В. М., Шишканова К. О., Философова Т. М. Новые данные о рудах Вилючинского золото-серебро-полиметаллического рудопроявления, Южная Камчатка // Руды и металлы. 2017. № 1. С. 40—54.
Рыбин А. В., Данченко В. Я. Эксгаляционное редкометалльное оруденение вулкана Кудрявый (Курильские острова) // Современные проблемы геологии, поисков, разведки и оценки месторождений полезных ископаемых: Материалы междунар. конфер. М.: Изд-во УДН, 1997. С. 77—80.
Серафимова Е. К. Минералогия возгонов вулканов Камчатки. М.: Наука, 1979. 168 с.
Серафимова Е. К. Минеральные парагенезисы вулканических возгонов // Постэруптивное минералообразование на активных вулканах. Владивосток, 1992. Ч. 1. С. 31—32.
Серафимова Е. К., Вергасова Л. П., Зиборова Т. А. Образование карбонатов на фумарольных полях Большого трещинного Толбачинского извержения // Вулканология и сейсмология. 1986. № 2. C. 46—59.
Серафимова Е. К., Пономарев В. В., Игнатович Ю. А., Перетолчина Н. А. Минералогия возгонов Северного прорыва Большого трещинного Толбачинского извержения (октябрь 1975 г. — сентябрь 1976 г.). // Бюл. вулканол. станций. 1979. № 56. C. 162—178.
Серафимова Е. К., Семенова Т. Ф., Вергасова Л. П. и др. Новые данные по малладриту Na2SiF6 — минералу вулканических эксгаляций Большого трещинного Толбачинского извержения // Вулканология и сейсмология. 1996. № 1. C. 46—55.
Серафимова Е. К., Сергеева С. В., Соловьева Н. А. Постэруптивная активность на Северном прорыве Большого трещинного Толбачинского извержения через 10 лет после его образования // Вулканология и сейсмология. 1988. № 5. C. 42—52.
Силаев В. И., Карпов Г. А., Аникин Л. П., Васильев Е. А., Вергасова Г. П., Смолева И. В. Минерально-фазовый парагенезис в эксплозивных продуктах современных извержений вулканов Камчатки и Курил. Часть 1. Алмазы, углеродные фазы, конденсированные органоиды // Вулканология и сейсмология. 2019. № 56. С. 54—67.
Силаев В. И., Карпов Г. А., Аникин Л. П., Вергасова Л. П., Филиппов В. Н., Тарасов К. В. Минерально-фазовый парагенезис в эксплозивных продуктах современных извержений вулканов Камчатки и Курил. Часть 2. Минералы-спутники алмазов толбачинского типа // Вулканология и сейсмология. 2019. № 6. С. 36—49.
Флеров Г. Б., Мелекесцев И. В. Извержение 2012—2013 гг. как результат продолжающейся активности Толбачинской региональной зоны шлаковых конусов (Ключевская группа вулканов) // Вулканизм и связанные с ним процессы: Материалы регион. науч. конфер., посвящ. Дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский, 2014. С. 139—144.
Хазов А. Ф., Вергасова Л. П., Симакова Ю. С., Смолева И. В., Тарасов К. В., Силаев В. И. Фумарольные карбонатные минерализации на примере БТТИ (Камчатка) // Вестник ИГ Коми НЦ УрО РАН. 2019. № 12. С. 12—19.
Chaplygin I., Yudovskaya M., Vergasova L., Mokhov A. Native gold from volcanic gases at Tolbachik 1975—76 and 2012—13 Fessure Eruptions Kamchatka // J. of Volcanology and Geothermal Research, 2015. V. 307. pp. 200—209.
Silaev V. I., Kokin A. V., Kiseleva D. V., Piskunova N. N., Lutoev V. P. New Potentially Industrial Type of Indium Sulfide-Manganeze Ore // Indium. Properties, Technological Applications and Health Issues. Nowa publishers. New York, 2013. pp. 261— 284.
Vergasova L. P., Starova G. L., Krivovichev S. V., Filatov S. K., Ananiev V. V. Coparsite Cu4O2[(As,V)O4]Cl, a new mineral species from the Tolbachik Volcano, Kamchatka Peninsula, Russia // Can. Mineral., 1999. V. 37. pp. 911—914.

Еще

Статья научная