Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/1.

Каулина Т. В. и др. Рамановская спектроскопия импактного циркона… 74 Аналитические методы Изучение внутреннего строения циркона в обратно рассеянных электронах (BSE) и в режиме катодолюминесценции, а также качественный анализ состава включений, проводились на электронном сканирующем микроскопе LEO-1450 с энергодисперсионной приставкой XFlash-5010 Bruker Nano GmbH в Геологическом институте КНЦ РАН, г. Апатиты. Анализы рамановских спектров циркона проводились в Ресурсном центре "Геомодель" Научного парка СПбГУ на рамановском спектрометре HORIBA Jobin-Yvon Labram HR800, Ar-лазер с длиной волны 514,5 нм и 488 нм, время экспозиции 3 с, число повторений – 5, мощность лазера 50 мВт, увеличение микроскопа – 50. Рамановские спектры получены для 10 зерен циркона, 7 из них представлены коричневыми кристаллами, которые лучше сохранились; желтые и бесцветные зерна представляют собой в основном обломки кристаллов (рис. 2–3). Дифрактограммы циркона получены с помощью рентгеновского дифрактометра Bruker D8 Discover в Ресурсном центре "Рентгенодифракционные методы исследования" Научного парка СПбГУ с использованием параллельного пучка фильтрованного характеристического излучения CuKa, точечный фокус; диаметр коллиматора – 100 мкм. Результаты и обсуждение Внутренняя структура циркона и рамановские спектры Циркон, выделенный из гранофировых норитов, представлен прозрачными светло-коричневыми, желтыми и бесцветными короткопризматическими зернами и их фрагментами. Циркон содержит многочисленные включения состава Al, Si, O, что указывает на полиморфную модификацию: андалузит – силлиманит – кианит; а также состава Si, Al, Na, Ca, O, предполагая минералы группы полевых шпатов. Поскольку минеральная ассоциация Pl+Sill является типичной для глиноземных гнейсов кольской серии, вмещающих массив Ярва- варака, скорее всего, изученный циркон является ксеногенным и захвачен именно из глиноземных гнейсов. Изображение циркона в обратно рассеянных электронах показало сложное строение зерен с более темными внутренними участками (ядрами) разной формы и, вероятно, разного генезиса, поскольку глиноземистые гнейсы являются парапородами, и светлой в BSE широкой каймой без четко выраженной структуры (рис. 2, 3). Некоторые ядра имеют тонкую зональность и плавные переходы к краевым частям (кайме) (рис. 2, б , г , д ), поэтому можно предположить, что и центр, и кайма – это одна генерация циркона. В некоторых зернах граница между ядром и каймой резкая (рис. 3, г , д ), что предполагает разновременное образование ядра и каймы. В нескольких зернах видны более поздние, наложенные на кайму процессы изменения – темные криволинейные участки вдоль трещин и вокруг включений (рис. 2, г ; 3, а ). Фотографий в режиме катодолюминесценции мы не приводим, поскольку они менее информативны, чем BSE; упомянем только, что каймы темные в CL и практически не люминесцируют. Рамановский спектр кристаллического циркона состоит из восьми полос: 202, 214, 225, 357, 393, 439, 974 и 1008 см –1 . Наиболее интенсивные пики на 1 008, 439 и 357 см –1 отвечают внутренним колебаниям SiO 4 тетраэдров, в то время как пики на 202, 214 и 225 см –1 соответствуют внешним модам, отвечающим колебаниям SiO 4 тетраэдров и ионов Zr [17–20]. Типичный рамановский спектр кристаллического циркона с четко проявленными пиками приведен для сравнения в нижней части рис. 2 и 3 (циркон из анортозитов Яврозерского массива Кольского полуострова). В центральных участках зерен циркона рамановский спектр соответствует спектру циркона, хотя пики более широкие, общая интенсивность понижена, пики смещены в сторону меньших волновых чисел (рис. 2–3), что говорит о нарушении структуры [20; 21]. В ядрах, которые отделены от каймы резкими границами, рамановский спектр менее искаженный: точки № 22, 23 (рис. 2, в ) и № 53–54 (рис. 3, г ). Уменьшение интенсивности обычно сильных полос около 974 и 1008 см –1 в данном случае связано, вероятно, с кристаллографической ориентировкой образца циркона относительно лазерного луча, а не нарушением его структуры. Большинство же ядер показывают искаженный рамановский спектр с сильным уменьшением интенсивности пиков. Каймы и периферические части зерен демонстрируют полное отсутствие спектральных полос. Только в одном зерне сохраняется рамановский спектр в кайме (рис. 2, в ). На фоне отсутствия цирконовых пиков могут появляться пики эпоксидной смолы около 638 и 821 см –1 (рис. 2, а ; 3, б , в , д ). Рамановские спектры, полученные для включений плагиоклаза и силлиманита, также характеризуются полным отсутствием пиков (рис. 2, а ; 3, а ), говоря об аморфном состоянии, поскольку спектры этих минералов, как и всех силикатов, лежат в том же диапазоне волновых чисел, что и спектр циркона [22; 23]. В зернах циркона № 15 и 11 появляются дополнительные рамановские полосы на 161–166, 503–506 и 780–782 см –1 (рис. 2, д ; 3, б ). Возникновение дополнительных полос около 162, 509, 635 см –1 может быть связано с появлением обогащенных Zr кластеров или субмикронных некристаллических Zr-O фаз [24]. В нашем случае пик около 635 см –1 может быть замаскирован близким пиком эпоксидной смолы 637 см –1 . Появление дополнительной полосы на 785 см –1 связано с Si-обогащенными фазами, которые образуются вместе с ZrO n кластерами при сильном нарушении кристаллической решетки циркона [24].