Инд. авторы:	Затолокина К.И., Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Лепезин Г.Г.
Заглавие:	Летучие компоненты в кордиерите и сосуществующих с ним турмалине и кварце из пегматитов месторождения кухилал (памир, таджикистан)
Библ. ссылка:	Затолокина К.И., Томиленко А.А., Бульбак Т.А., Лепезин Г.Г. Летучие компоненты в кордиерите и сосуществующих с ним турмалине и кварце из пегматитов месторождения кухилал (памир, таджикистан) // Геология и геофизика. - 2021. - Т.62. - № 10. - С.1411-1431. - ISSN 0016-7886.
Идентиф-ры:	DOI: 10.15372/GiG2021123; РИНЦ: 47127248;
Реферат:	rus: С применением методов беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС), ИК- и КР-спектроскопии и микротермометрии изучены составы летучих компонентов в кордиерите, турмалине и кварце из пегматитов месторождения Кухилал; проведен их сравнительный анализ. Методом капиллярной газовой хромато-масс-спектрометрии (ГХ-МС) определены компонентный состав и относительные концентрации (отн. %) летучих из разных зон кристаллов и фракций кордиерита. Установлено, что преобладающими среди них являются вода и углекислота. Из углеводородов преимущественным распространением пользуются алифатические, циклические и кислородсодержащие. Зафиксированы также гетероциклические, азотсодержащие и серосодержащие соединения. В турмалине и кварце они присутствуют в газово-жидких включениях, в кордиеритах летучие компоненты локализованы как в структурных полостях, так и в неструктурных позициях. eng: The compositions of volatile components in cordierite, tourmaline, and quartz from pegmatites of the Kuhilal deposit were studied by pyrolysis-free gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS), IR and Raman spectroscopy, and microthermometry, and their comparative analysis was performed. Capillary GC-MS was applied to determine the component composition and relative contents (rel. %) of volatiles from different zones of crystals and fractions of cordierite. It has been established that water and carbon dioxide prevail among them. Hydrocarbons are predominantly aliphatic, cyclic, and oxygenated. Heterocyclic, nitrogenated, and sulfonated compounds are present in gas-liquid inclusions in tourmaline and quartz, and volatile components are localized in both structural cavities and nonstructural positions in cordierites.
Ключевые слова:	tourmaline; fluid components; pyrolysis-free gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS); IR and Raman spectroscopy; пегматиты; кордиерит; турмалин; флюидные компоненты; беспиролизная газовая хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС); ИК- и КР-спектроскопия; месторождение Кухилал; Kuhilal deposit; cordierite; pegmatites;
Издано:	2021
Физ. хар-ка:	с.1411-1431
Цитирование:	1. Аранович Л.Я., Подлесский К.К., Щепочкина Н.И. Экспериментальное определение растворимости СO2 в кордиерите // Докл. АН СССР, 1981, т. 261, № 3, с. 728-730. 2. Бульбак Т.А., Шведенков Г.Ю., Лепезин Г.Г. Замещение молекул H2O на D2O и СО2 в каналах структуры кордиерита // Геохимия, 1999, № 1, с. 75-81. 3. Бульбак Т.А., Томиленко А.А., Гибшер Н.А., Сазонов А.М., Шапаренко Е.О., Рябуха М.А., Хоменко М.О., Сильянов С.А., Некрасова Н.А. Углеводороды во флюидных включениях из самородного золота, пирита и кварца месторождения Советское (Енисейский кряж, Россия) по данным беспиролизной газовой хромато-масс-спектрометрии // Геология и геофизика, 2020, т. 61 (11), с. 1535-1560. 4. Геверкьян С.В., Курепин В.А. СО2 в структуре кордиерита (по данным ИК-спектроскопии) // Минералогический журнал, 1987, т. 9, № 2, с. 49-53. 5. Жданова Н.В., Халиф А.Л. Осушка углеводородных газов. М., Химия, 1984, 192 с. 6. Затолокина К.И. Летучие в кордиерите из пегматита Кухи-Лала (Памир) (по данным газовой хромато-масс-спектрометрии) // Материалы XVIII Всероссийской конференции по термобарогеохимии, посвященной 100-летию со дня рождения профессора Юрия Александровича Долгова (Москва, 24-28 сентября 2018 г.). М., 2018а, с. 51-52. 7. Затолокина К.И. Летучие органические соединения в кордиерите из пегматита Кухи-Лала (Памир) (по данным газовой хромато-масс-спектрометрии) // Материалы IX Всероссийской школы молодых ученых "Экспериментальная минералогия, петрология и геохимия" (Черноголовка, 2-3 октября 2018 г.) Черноголовка, 2018б, с. 40-41. 8. Истомин В.Е., Сокол Э.В., Лепезин Г.Г. Блочность кристаллической структуры и особенности поведения ионов Mn2+ и Fe2+ в кордиерите // Геология и геофизика. 1997, т. 38 (4), с. 782-788. 9. Кицул В.И., Лазебник Ю.Д., Бровкин А.А., Сукнев В.О. Диаграммы для определения железистости кордиеритов // Докл. АН СССР, 1971, т. 200, № 6, с. 1419-1422. 10. Колесов Б.А. Спектры КР одиночных молекул Н2О, изолированных в полостях кристаллов // Журнал структурной химии, 2006, т. 47, № 1, с. 27-40. 11. Курепин В.А., Малюк Г.А., Калиниченко A.M., Уточкин Д.В. Летучие компоненты в кордиерите из бердичевских гранитов (Украинский щит) // Минерал. журнал, 1986, т. 8, № 2, с. 70-82 12. Лепезин Г.Г., Меленевский В.Н. Проблема Н2O и СO2 в кордиеритах // Докл. АН СССР, 1983, т. 269, № 4, с. 920-924. 13. Лепезин Г.Г., Осоргин Н.Ю. Оценка состава флюида метаморфических комплексов умеренных давлений // ДАН, 1992, т. 324, № 3, с. 648-653. 14. Лепезин Г.Г., Бульбак Т.А., Сокол Э.В., Шведенков Г.Ю. Флюидные компоненты в кордиерите и их значение для метаморфической петрологии // Геология и геофизика, 1999, т. 40 (1), с. 97-112. 15. Осоргин Н.Ю. Кинетика дегазации (Н2O и СO2) кордиеритов и ее значение для метаморфической петрологии. Новосибирск, ОИГГМ СО РАН, 1991, 16 с. 16. Россовский Л.Н. Пегматиты в магнезиальных мраморах из района месторождения благородной шпинели Кухилал на Юго-Западном Памире // Тр. Минералогического музея им. А.Е. Ферсмана АН СССР, 1963, т. 14, с. 166-181. 17. Россовский Л.Н., Морозов С.А. Особенности формирования гранитных пегматитов, залегающих в магнезиальных мраморах Юго-Западного Памира // Зап. ВМО, 1991, № 4, с. 34-42. 18. Сукнев B.C., Кицул В.И., Лазебник Ю.Д., Бровкин А.А. О присутствии и количественной оценке СO2 в кордиеритах по данным инфракрасной спектроскопии и химического анализа // Докл. АН СССР, 1971, т. 200, № 4, с. 950-952. 19. Шведенков Г.Ю., Лепезин Г.Г., Бульбак Т.А., Осоргин Н.Ю. Экспериментальное изучение насыщения магнезиального кордиерита компонентами флюида С-О-Н // Геохимия, 1995, № 2, с. 251-262. 20. Aines R.D., Rossman G.R. The high temperature behavior of water and carbon dioxide in cordierite and beryl // Am. Mineral., 1984, v. 69, p. 319-327. 21. Armbruster T. Ar, N2, and CО2 in the structural cavities of cordierite, an optical and X-ray single-crystal study // Phys. Chem. Miner., 1985, v. 12 (4), p. 233-245. 22. Armbruster T. The role of Na in the structure of low cordierite. A syngle crystal X-ray study // Am. Mineral., 1986, v. 71, p. 746-757. 23. Armbruster T., Bloss F.D. Channel CO2 in cordierites // Nature, 1980, v. 286, p. 140-141. 24. Armbruster Th., Bloss F.D. Orientation and effects of channel H2О and CО2 in cordierites // Am. Mineral., 1982, v. 67, p. 284-291 25. Armbruster Th., Schreyer W., Hoefs J. Very high CО2 cordierite from Norwegian Lapland; mineralogy, petrology, and carbon isotopes // Contrib. Mineral. Petrol., 1982, v. 81, p. 262-267. 26. Beltrame R.J., Norman D.I., Alexander E.C., Sawkins F.Y. Volatiles released by step-heating a cordierite to 1200 °C // EOS, 1976, v. 57 (4), p. 352. 27. Boberski C., Schreyer W. Synthesis and water contents of Fe2+- bearing cordierites // Eur. J. Mineral., 1990, № 2, p. 565-584. 28. Bul'bak T.A., Shvedenkov G.Yu. Experimental study on incorporation of C-H-O-N fluid components in Mg-cordierite // Eur. J. Mineral., 2005, v. 17 (6), p. 829-838. 29. Bul'bak T.A., Shvedenkov G,Yu., Lepezin G.G. On saturation of magnesian cordierite with alkanes at high temperatures and pressures // Phys. Chem. Mineral., 2002, v. 29, p. 140-154. 30. Carson D.G., Rossman G.R., Vaughan R.W. Orientation and motion of water molecules in cordierite: A proton nuclear magnetic resonance study // Phys. Chem. Miner., 1982, v. 8 (1), p. 14-19. 31. Cesare B., Maineri C., Baron Toaldo A., Pedron D., Acosta Vigil A. Immiscibility between carbonic fluids and granitic melts during crustal anatexis: A fluid and melt inclusion study in the enclaves of the Neogene Volcanic Province of SE Spain // Chem. Geol., 2007, v. 237, p. 433-449. 32. Damon P.E., Kulp J.L. Excess helium and argon in beryl and other minerals // Am. Mineral., 1958, v. 43 (5-6), p. 433-459. 33. Dubessy J., Poty B., Ramboz C. Advances in C-O-H-N-S fluid geochemistry based on micro-Raman spectrometric analysis of fluid inclusions // Eur. J. Mineral., 1989, v. 1, p. 517-534. 34. Farmer V.C. The infrared spectra of minerals. London, Mineralogical Society, 1974, v. 4, 539 p. 35. Farrell E.F., Newnham R.E. Electronic and vibrational absorption spectra in cordierite // Am. Mineral., 1967, v. 52, p. 380-388. 36. Frezzotti M.L., Tecce F., Casagli A. Raman spectroscopy for fluid inclusion analysis // J. Geochem. Explor., 2012, v. 112, p. 1-20. 37. Giampaolo C., Putnis A. The kinetics of dehydration and order-disorder of molecular H2O in Mg-cordierite // Eur. J. Mineral., 1989, № 1, p. 193-202. 38. Goldman D.S., Rossman G.R., Dollase W.A. Channel constituents in cordierite // Am. Mineral., 1977, v. 62, p. 1144-1157. 39. Harley S.L. Carrington D.P. The distribution of H2O between cordierite and granitic melt: H2O incorporation in cordierite and its application to high-grade metamorphism and crustal anatexis // J. Petrol., 2001, v. 42, p. 1595-1620. 40. Harley S.L., Thompson P., Hensen B.J., Buick I.S. Cordierite as a sensor of fluid conditions in high-grade metamorphism and crustal anatexis // J. Metamorph. Geol., 2002, v. 20, p. 71-86. 41. Herms P., Schenk V. Fluid inclusions in granulite-facies metapelites of the Hercynian ancient lower crust of the Serre, Calabria, Southern Italy // Contrib. Mineral. Petrol., 1992, v. 112 (2-3), p. 393-404. 42. Hofmann J., Kaiser G., Klemm W., Paech H.-J. K/Ar Alter von Doleriten und Metamorphiten der Shackleton Range und der Whichaway-Nunataks, Ost- und Südostumrandung des Filchner-Eisschelfs (Antarktis) // Z. Geol. Wiss. 1980, v. 8, p. 1227-1232. 43. Iiyama I.T. Transformation des formes haute temperature, basse temperature de la cordierite // C.R. Acad. Sci., 1958, № 246, p. 795-798. 44. Iiyama I.T. Recherches sur le rôle de l'eau dans la structure et le polymorphisme de lacordierite // Bull. Soc. Fr. Minér. Crist., 1960, v. 83, p. 155-179. 45. Johannes W., Schreyer W. Experimental introduction of CO2 and H2O into Mg-cordierite // Am. J. Sci., 1981, v. 281, p. 299-317. 46. Kaindl R., Tropper P., Deibl I. A semi-quantitative technique for determination of CO2 in cordierite by Raman spectroscopy in thin sections // Eur. J. Mineral., 2006, v. 18, p. 331-335. 47. Kaindl R., Többens D., Haefeker U. Quantum-mechanical calculations of the Raman spectra of Mg- and Fe-cordierite // Am. Mineral., 2011, v. 96, p. 1568-1574. 48. Knop E., Mirwald P.W. Cordierite as a monitor of fluid and melt sodium activity in metapelites, migmatites and granites: constraints from incorporation experiments // J. Conf. Abstr., 2000, v. 5, p. 58. 49. Kolesov B.A., Geiger С.А. Cordierite II: The role of CO2 and H2O // Am. Mineral., 2000, v. 85, p. 1265-1274. 50. Lai K.K., Ackermand D., Raith P., Seifert F. Sapphirine-bearing assemblages from Kiranur, Southern India: A study of chemographic relationships in the Na2О-FeО-MgО-Al2О3-SiО2-H2О system // Neues Jahrb. Mineral. Abh., 1984, v. 150 (2), p. 121-152. 51. Le Breton N. Infrared investigation of CО2-bearing cordierites. Some implications for the study of metapelitic granulites // Contrib. Mineral. Petrol., 1989, v. 103, p. 387-396. 52. Le Breton N., Schreyer W. Experimental CО2 incorporation into Mg-cordierite: nonlinear behaviour of the system // Eur. J. Mineral., 1993, № 5, p. 427-438. 53. Lepezin G.G., Kuznetsova I.K., Lavrent'ev Yu.G., Chmel'nikova O.S. Optical methods of determination of the water contents in cordierites // Contrib. Mineral. Petrol., 1976, v. 58, p. 319-329. 54. Lepezin G.G., Melenevsky V.N. On the problem of water diffusion in the cordierites // Lithos, 1977, v. 10, p. 49-57. 55. Majumdar A.S., Mathew G. Raman-infrared (IR) spectroscopy study of natural cordierites from Kalahandi, Odisha // J. Geol. Soc. India, 2015, v. 86, p. 80-92. 56. Medenbach O., Maresch W.K., Mirwald P.W., Schreyer W. Variation of refractive index in synthetic Mg-cordierite with H2O // Am. Mineral., 1980, v. 65, p. 367-373. 57. Mirwald P.W. Crystal chemical effects of sodium on the incorporation of H2O and CO2 in Mg-cordierite // Terra Cognita, 1983, v. 3, p. 163. 58. Mirwald P.W. The incorporation of H2O and CO2 in cordierite at varying sodium content under subsolidus conditions // Eur. J. Mineral., 2000, v. 12. B. 1, p. 128. 59. Mirwald P.W., Tropper P. Structural disequilibrium in cordierites from long-duration experiments using crystal chemical constraints // Mitt. Österr. Mineral. Ges., 2015, v. 161, p. 88. 60. Mirwald P.W., Maresch W.V., Schreyer W. Der Wassergehalt von Mg-Cordierit zwischen 500 und 800 °C sowie 0.5 und 11 kbar // Fortschr. Mineral., 1979, B. 57, Bh. 1, p. 101-103. 61. Mottana A., Fusi A., Bianchi Potenza В., Crespi R., Liborio G. Hydrocarbon-bearing cordierite from Dervio-Colico road tunnel (Como, Italy) // Neues Jahrb. Mineral. Abh., 1983, v. 148, p. 181-199. 62. Peck H.W., Valley J.W. Genesis of cordierite-getrite gneisses, central metasedimentary belt, boundary thrust zone, Grenville province, Ontario, Canada // Can. Mineral., 2000, v. 38, p. 511-524. 63. Penkala Т. Zapys krystalochemii. Warszawa, Panstwowe Wydawnictwo Naukowe, 1972, p. 401-402. 64. Perreault S., Martignole J. CO2-rich cordierites in high-temperature migmatites, northeastern Grenville province, Quebec (abs) // Geol. Ass. Can. Program Abstr., 1986, № 11, p. 114. 65. Perreault S., Martignole J. High-temperature cordierite migmatites in the north-eastern Grenville Province // J. Metamorph. Geol., 1988, v. 6, p. 673-696, doi: 10.1111/j.1525-1314.1988.tb00448.x. 66. Rankin G.A., Merwin H.E. The system MgO-Al2O3-SiO2 // Am. J. Sci., 1918, v. 45, p. 301-325. 67. Saito K., Alexander Jr. E.C., Dragon J.C., Zashu S. Rare gases in cyclosilicates and cogenetic minerals // J. Geophys. Res., 1984, v. 89, p. 7891-7901. 68. Santosh M., Jackson D.H., Harris N.B.W. The significance of channel and fluid inclusion CO2 in cordierite: evidence from carbon isotopes // J. Petrol., 1993, v. 34 (2), p. 233-258. 69. Schreyer W. Experimental studies on cation substitions and fluid incorporation in cordierite // Bull. Minéral., 1985, v. 108, p. 273-291. 70. Schreyer W., Yoder H.S. The system Mg-cordierite-H2O and related rocks. Neues Jahrb. Mineral. Abh., 1964, v. 101 (3), p. 271-342. 71. Schreyer W., Gordillo C.E., Werding G. A new sodian-beryllian cordierite from Soto, Argentina, and the relationship between distortion index, Be content, and state of hydration // Contrib. Mineral. Petrol., 1979, v. 70 (4), p. 421-428, doi: 10.1007/BF00371048. 72. Smith J.V., Schreyer W. Location of argon and water in cordierite // Mineral. Mag., 1962, v. 33, p. 226-236. 73. Sobolev N.V., Logvinova A.M., Tomilenko A.A., Wirth R., Bul'bak T.A., Luk'yanova L.I., Fedorova E.N., Reutsky V.N., Efimova E.S. Mineral and fluid inclusions in diamonds from the Urals placers, Russia: Evidence for solid molecular N2 and hydrocarbons in fluid inclusions // Geochim. Cosmochim. Acta, 2019, v. 266, p. 197-219. 74. Sokol A.G., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Palyanova G.A., Sokol I.A., Palyanov Y.N. Carbon and nitrogen speciation in N-poor C-O-H-N fluids at 6.3 GPa and 1100-1400 °C // Sci. Rep., 2017a, v. 7, p. 1-19. 75. Sokol A.G., Palyanov Y.N., Tomilenko A.A., Bul'bak T.A., Palyanova G.A. Carbon and nitrogen speciation in nitrogen-rich C-O-H-N fluids at 5.5-7.8 GPa // Earth Planet. Sci. Lett., 2017b, v. 460, p. 234-243. 76. Sugiura K. The water problem of cordierite // Bull. Tokyo Inst. Technol., Ser. B, № l, 1959, p. l-26. 77. Tomilenko A.A., Chepurov A.I., Sonin V.M., Bul'bak T.A., Zhimulev E.I., Chepurov A.A., Timina T.Yu., Pokhilenko N.P. The synthesis of methane and heavier hydrocarbons in the system graphite-iron-serpentine at 2 and 4 GPa and 1200 °C // High Temp.-High Pressures, 2015, v. 44, p. 451-465. 78. Tropper P., Wyhlidal S., Haefeker U.A., Mirwald P.W. An experimental investigation of Na incorporation in cordierite in low P/high T metapelites // Mineral. Petrol., 2018, v. 112, p. 199-217. 79. Vry J.K., Brown P.E., Valley J.W. Cordierite volatile content and the role of CO2 in high-grade metamorphism // Am. Mineral., 1990, v. 75, p. 71-88. 80. Winkler В., Goddens G. Hennion B. Movement of channel H2O in cordierite observed with quasi-elastic neutron scattering // Am. Mineral., 1994a, v. 79, p. 801-808. 81. Winkler В., Milman V., Payne M.C. Orientation, location, and total energy of hydration of channel H2O in cordierite investigated by ab-initio total energy calculations // Am. Mineral., 1994b, v. 79, p. 200-204. 82. Wood D.L., Nassau K. The infrared spectra of foreign molecules in beryl // J. Chem. Phys., 1967, v. 47, p. 2220-2228. 83. Zimmermann J.L. Application petrogenetique de l'etude de la liberation de l'eau et du gaz carbonique des cordierites // CR Acad. Sci. Paris, 1972, 275D, p. 519-522. 84. Zimmermann J.L. Etude par spectrometric de masse de la composition des fluides dans quelques cordierites du sud de la Norvege // Societe Geologique de France: Reunion An. Sci. Paris, Terre, 1973, p. 418. 85. Zimmermann J.L. La liberation de l'eau, du gaz casrbonique et des hydrocarbures des cordierites. Cinetiques des mecanismes. Determination des sides. Interet petrogenetique // Bull. Minéral., 1981, v. 104, p. 325-338.