Axinite group minerals from the Urals and Kazakhstan deposits: the chemical composition and spectroscopic features

Abstract

Минералы группы аксинита – одни из самых распространенных боросиликатов, они встречаются в разнообразных геологических условиях и в различных по составу и возрасту породах и рудных телах. Аксиниты часто сложны для диагностирования как в оптической микроскопии, так и при использовании электронной микроскопии и зондового микроанализа. Данная работа посвящена получению новых сведений о связях между химическим составом, кристаллической структурой и колебательными спектрами минералов группы аксинита. В работе с помощью современных методов исследования (оптическая и электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, рентгеноспектральный микроанализ и Рамановская спектроскопия) было изучено 13 образцов, содержащих минералы группы аксинита, из 5 месторождений: Ушкатын-III (Казахстан), Кожаевское, Парнокское, Кызыл-Таш и Учалинское (Урал, Россия). Изучены все представители группы (аксинит-(Mg), аксинит-(Fe), аксинит-(Mn) и тинценит). Для изоморфного ряда аксинит-(Mn)-тинценит получен полный набор спектров комбинационного рассеяния. Обоснована возможность использования Рамановской спектроскопии в качестве экспрессного метода для диагностики минералов группы. Помимо этого, данные Рамановских спектров могут быть использованы для оценки содержания марганца (и других двухвалентных катионов) в аксинитах, а также для предварительной идентификации минерального вида внутри группы.

Minerals of the axinite group are one of the most common borosilicates; they are found in a variety of geological conditions and in rocks and ore bodies of various composition and age. Axinite is often difficult to diagnose both in optical microscopy and using electron microscopy and probe microanalysis. This work is devoted to obtaining new information on the relationships between the chemical composition, crystalline structure, and vibrational spectra of axinite minerals. Using modern research methods (optical and electron microscopy, X-ray phase analysis, X-ray microanalysis and Raman spectroscopy), 13 samples containing minerals of the axinite group were studied from 5 deposits: Ushkatyn-III (Kazakhstan), Kozhaevskoye, Parnokskoye, Kyzyl-Tash and Uchalinskoye (Ural, Russia). All representatives of the group were studied (axinite-(Mg), axinite-(Fe), axinite-(Mn) and tinzenite). For the isomorphic series of axinite-(Mn)-tinzenite, a complete set of Raman spectra was obtained. The possibility of using Raman spectroscopy as an express method for the diagnosis of group minerals is substantiated. In addition, data from the Raman spectra can be used to estimate the content of manganese (and other divalent cations) in axinite, as well as for preliminary identification of the mineral species within the group.