Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/1.

Вестник МГТУ. 2017. Т. 20, № 1/1. С. 95–103. DOI: 10.21443/1560-9278-2017-20-1/1-95-103 95 УДК 553.251.2+553.661.2(470.21) А. А. Компанченко, А. В. Волошин, М. Ю. Сидоров Минералы Fe в зоне окисления колчеданных руд Южно-Печенгской структурной зоны, Кольский регион: идентификация методом рамановской спектроскопии * Приведены данные по исследованию минералов железа, формирующихся в зоне окисления колчеданных руд. Минералы представлены двумя группами: оксиды – гётит и лепидокрокит, сульфаты – мелантерит и роценит. Диагностика минералов производилась с применением рамановской спектроскопии, данные подтверждались с помощью сканирующей электронной микроскопии и рентгеновской дифракции. Полученные рамановские спектры сравнивались со спектрами из известных баз данных и результатами предыдущих исследований этих групп минералов. Гётит и лепидокрокит являются полиморфными модификациями, которые образуются в специфических условиях под действием особых растворов. Для гётита диагностическими являются полосы 243 см –1 , 300 см –1 , 391 см –1 , 480 см –1 , 552 см –1 , 681 см –1 , 995 см –1 . Диагностические полосы лепидокрокита – 252 см –1 , 381 см –1 , 528 см –1 , 652 см –1 . Обнаруженные в прожилках гётита мелкие кристаллы диагностированы как магнетит, его диагностические полосы – 678 см –1 , 549 см –1 и 316 см –1 . Гётит и лепидокрокит образуются на поверхности сложного пирит-марказитового агрегата со структурой "птичий глаз". Присутствие и пирита, и марказита подтверждается рамановским спектром, на котором проявились полосы как пирита – 343 см –1 и 403 см –1 , так и марказита – 323 см –1 и 386 см –1 . Мелантерит и роценит образуются при воздействии поверхностных вод на колчеданные руды или другие легкоразлагающиеся железосодержащие минералы, а также в замкнутых пространствах с высокой влажностью. Рамановские спектры минералов хорошо отличаются друг от друга, что дает возможность надежно диагностировать их. На спектрах проявлены колебания анионной группы [SO 4 ] 2– в области 990–1010 см –1 и колебания Н–О–Н в области 3 000–4000 и 1 500–1700 см –1 . В результате проведенных исследований авторы пришли к выводу, что рамановская спектроскопия может использоваться как надежный метод диагностики минеральных фаз. Ключевые слова: железо, оксиды, сульфаты, рамановская спектроскопия, Кольский регион. Введение Колчеданные пирротиновые руды развиты на участке Брагино, который расположен в осевой части Южно-Печенгской структурной зоны, Кольский регион. Центральная его часть представлена метапикробазальтами. На северном и южном флангах участка развиты вулканогенно-осадочные образования. В вулканитах, преимущественно за пределами участка, закартированы малые тела диоритов, гранит- порфиров, лампрофиров, сиенитов. По вулканогенно-осадочным толщам широко развиты метасоматические образования – кварциты, березиты, листвениты, основные метасоматиты, альбититы [1]. По текстурным признакам руды разделены на четыре типа: массивные, полосчатые, вкрапленные и брекчиевидные. Главные рудные минералы – пирротин, марказит, пирит, халькопирит, сфалерит. Второстепенные рудные минералы – галенит, молибденит, арсенопирит, пентландит, кобальтин, теллуриды золота, серебра, палладия, висмута. По колчеданным рудам широко развита вторичная минерализация, представленная двумя типами минерализации: оксидная – гётит и лепидокрокит, сульфатная – мелантерит и роценит. В качестве основного метода диагностики использовался метод рамановской спектроскопии. Данный метод не требует особой пробоподготовки, спектры можно регистрировать как с полированных аншлифов, так и с отдельных выделений минералов в образцах. Этот метод экспрессный – на получение спектра требуется от 2 до 10 минут. Каждый минерал обладает своим собственным рамановским спектром, поэтому при наличии базы данных спектров определить минерал не составляет труда. Рамановская спектроскопия позволяет получать надежные спектры выделений минералов крайне малых размеров – от 10 µm. В мировой литературе опубликованы тысячи рамановских спектров для сотен минеральных видов, в интернете доступна крупнейшая база данных рамановских спектров минералов RRUFF (rruff.info ). В данной работе мы продемонстрируем возможность диагностики минералов методом рамановской спектроскопии на примере вторичных минералов зоны окисления колчеданных руд. Материалы и методы Изучение минералов колчеданных руд проводилось авторами на оптическом микроскопе Axioplan в отраженном поляризованном свете с блоком видеорегистрации. Исследование фазовой и внутрифазовой * Материалы этой статьи были доложены на конференции GeoRaman–2016, 9–15 июля, г. Новосибирск [2].