Дельхайелит и особенности его образования

Оцените материал
(1 Голосовать)

Дельхайелит - один из специфических минералов Хи­бинского массива на Кольском полуострове. Впервые минерал был обнаружен М.Д. Дорфманом в огромном пегматитовом теле, в железнодорожной штольне “Материальная” горы Юкспор. Результаты первых исследований показали, что минерал имеет лишь некоторое визуальное сходство с пектолитом, но по остальным константам отличается от всех ранее известных соединений. Первые результаты исследований были опуб­ликованы в журнале “Новые данные о минералах СССР" под названием минерал № 3, а в 1959 году, после расшифровки его структуры стало ясно, что это новый минерал, и к печати была подготовлена соответствующая статья.

М.Д. ДорфманМоисей Давыдович Дорфман. Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН, Москва, 1987. Фото: А.Евсеев (http://geo.web.ru/druza/a-Dorf_bezRom.JPG)

 

В том же, в 1959 году, в журнале Miner, magazin, том 32, № 244, появилась статья Сахама и Хитонен с описанием нового минерала под названием дельхайелит. Минерал был обнаружен в Африке, в Бельгийском Конго (ныне Заир), в кальцилитсодержащих мелилит-нефелиновых лавах вулкана Нирагонго, в виде мелких разрозненных слюдоподобных зерен. В Хибинском массиве, в пегматитах ийолит-уртитового комплек­са, дельхайелит оказался распространенным минералом. В крупных скоплениях, часто достигающих в поперечнике до 20 см, он находился в ассоциации с прозрачным адуляром, эгирином, нефелином, эвдиалитом и еще двумя новыми минералами - фенакситом и канаситом.

При подготовке Хибинского дельхайелита к химическому анализу, обнаружилось любопытное явление: минерал при истирании издавал неприятный запах. В шлифах было установлено множество мельчайших включений округлой формы, а при дроблении из одного грамма выделилось более 30 кубических сантиметров газа, по составу идентичного газу нефтяных месторождений: метана около 10 %, и другие углеводороды - этан, бутан, пары пентана. Позднее, впервые за более чем 25 лет эксплуатации апатитовых руд, после оче­редного взрыва в одном из забоев загорелся газ. Состав его оказался идентичным составу газа из дельхайелита. Тогда возникла необходимость в проведении газовой съемки всего массива. Было установлено, что почти все породообразующие минералы Хибин и ранние минералы пегматитов содержат газ аналогичного состава. Во вмещающих массив породах газа не обнаружено.

              Дельхайелит

Дельхайелит

Дельхайелит K,Na2[Ca(Si,Al)8019(F,Cl)2] обладает сереб­ристо-серым цветом, а при наличии в нем иголочек эгирина - зеленовато-серым. Минерал ромбический; спайность он имеет в трех направлениях под углом 90°: весьма совершенную по (010), несовершенную по (100) и (001). На плоскостях спайности блеск перламутровый. Хрупкий, твердость около 4; в ультра­фиолетовых лучах проявляет оранжевое свечение. После нагревания способность к люминесценции утрачивается, а при температуре 800-850°С оплавляется и становится светло-розовым.

На основании полученных экспериментально-структурных данных установлено, что основной структурной единицей в дельхайелите являются колонки Са-октаэдров и двумерный радикал (двухэтажная сетка [(Si,Al)8019].). Са-октаэдры, имея общие ребра, образуют колонки вдоль оси С. Подобные колонки соединяются одна с другой волластонитовой це­почкой, вьющейся вдоль колонок Са-октаэдров таким образом, что два кремнекислородных тетраэдра в цепочке сопряжены с ребрами Са-октаэдров, а третий связан с соседними колонками. Группы (Si,А1)207 дополнительными диортогруппами свя­зываются в волластонитовые цепочки и образуют двухэтажную кремнекислородную (алюмокислородную) сетку дельхайелитового типа. Вместе они образуют трехмерный каркас состава [Ca2(Si,Al)8019X2] цеолитоподобными пустотами. В дельхайе­лите атомы калия и натрия располагаются в каналах подобно цеолитовой воде.

Дельхайелит

Дельхайелит

В геологии принято считать, что в магматических горных породах, которые кристаллизовались из расплава на больших глубинах, газы отсутствуют. Это общая закономерность. Но не обходится без исключений. Так, например, в 1925 году академик А.Н. Заварицкий описал случай, когда при бурении Нижне­тагильского дунитового массива на Урале из скважины, вторгшейся на глубине 600 м в замкнутую камеру, вырвался газ. Давление его было так велико, что он выбросил на поверхность все буровое оборудование. В газе были обнаружены водород, азот, метан и кислород.

Присутствие органики в высокотемпературных обра­зованиях известно было давно. Так, в крупных кристаллах полевого шпата иногда встречаются бурые включения битумов. Если ударить молотком по высокотемпературной кварцевой жиле, то можно почувствовать неприятный запах сероуглерода. Долгое время исследование химического состава таких включений, а главное, условий их образования, носило случайный характер. Но состав газа, загоревшегося в забое Юкспорского рудника, оказался слишком неожиданным. Поэтому открытие газа нефтяного состава в щелочных изверженных породах заинтересовало многих ученых, и в первую очередь - геологов-нефтяников.

Дельхайелит

 

Присутствие такого состава газа в нефелиновых сиенитах не отменило органическое происхождение нефти. Оно просто продемонстрировало, что возможен иной путь образования углеводородных газов.

В расплаве магмы Хибин происходили какие-то процессы, превращающие неорганические вещества в органические. Но что это за процессы?

Наиболее вероятной кажется гипотеза И.А. Петерсилье. Она исходит из того, что углеводородные газы возникают при кристаллизации щелочного расплава во время остывания. Газ в щелочном массиве сосредотачивается или в закрытых порах отдельных минералов (дельхайлит, эвдиалит), или в микро­трещинах горных пород.

Наиболее богаты газом оказались породы и минералы, содержащие максимальное количество алюминия. В них и произошло самовозгорание газа в Юкспорском руднике. Поэтому можно предположить, что соединения алюминия служили катализатором синтеза метана из свободного водорода и углерода (или оксида углерода СО). Последующие термичес­кие реакции приводят к появлению сложных углеводородов, входящих в состав газа и битума.

Конечно, горючие газы и битумы образуются в природных условиях гораздо более сложным путем. Наверняка важно, например, влияние давления. И все же схема, предложенная И.А. Петерсилье наиболее удачно объясняет процессы образо­вания газов и битумов нефтяного состава в щелочных извер­женных горных породах и их минералах.

А могла ли образоваться нефть из неорганических веществ? Сказать “да” было бы преждевременно. Ответим так: “возможно”.

 

Автор: М.Д. Дорфман

Источник: WorldofStones, №N° 5-6/95

Прочитано 453 раз Последнее изменение Понедельник, 17 Июнь 2019 10:22