Optical properties, inclusions, and chemical composition of blue corundum from the Stazh-2 deposit, South-Western Pamir

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

Background. The Stazh-2 deposit of blue corundum is a representative object in the post- Soviet territory with prospects for mining of jewelry crystal raw materials. In terms of its geological position, the deposit can be classified as a contact-reaction (bimetasomatic) deposit formed in the contacts of granite veins and magnesites, being comparable to the world-famous Kashmir Sumjam deposit. During its study at the end of the last century, no mineralogical studies of blue corundum were conducted using precision methods, such as IR, Raman and absorption spectra, DiamindView luminescence, in order to establish patterns in color distribution, solid and gas-liquid inclusions, deformations and chemical composition. Determination of these parameters could serve as a basis for the involvement of crystal from this deposit in the jewelry industry.Aim. Examination of blue corundum from the Stazh-2 deposit located in Archean magnesite marbles of the Goran metamorphic series of the South-West Pamir using IR, Raman spectra, absorption spectra, and DiamondView luminescence to establish color distribution within crystals, solid and gas-liquid inclusions, deformations, and their chemical composition.Materials and methods. Four polished plates weighing from 0.48 to 0.76 carats with an area of about 1 cm2 and a thickness of 1.5—2 mm, as well as two faceted inserts — “Oval” 2.86 carats, 9.5x7.5 mm, and “Circle” 1.35 carats, 9 mm. The inserts were prepared from samples from the collection of the Department of Mineralogy and Gemology, Russian State Geological Prospecting University (MGRI). The research methodology comprised (1) optical microscopy using a Leica S9D stereomicroscope; (2) infrared spectroscopy in the mid-IR range from 400 cm-1 to 4500 cm-1 with a Nicolet iS50 FT-IR Thermo Scientific FT-IR spectrometer, detector DTGS KBr, aperture 200, resolution 4 cm-1 , PIKE DRIFTS attachment; (3) Raman spectroscopy using a confocal Renishaw InVia Qontor Raman-microspectrometer with an excitation solid-state laser 532 nm, nominal power 100 mW and diffraction grating 1800 lines/mm; (4) UV-Vis-NIR absorption spectroscopy by a PerkinElmer Lambda 1050WB spectrometer in the range of 270—1200 nm, a spectral resolution of 0.5 nm, a scanning speed of 56.7 nm/min; (5) micro-X-ray fluorescence analysis using a Bruker TORNADO M4 micro-XRF spectrometer with an X-ray tube power 20 W and a vacuum mode of 20 mbar, an X-ray beam diameter of 50 μm; (6) luminescence imaging in short-wave radiation 225 nm, recorded using a Diamond View device. Instrumental studies were carried out at the Gemstone Research Laboratory of Gokhran of Russia.Results. (1) For the first time, spectrometric data of blue corundum from the Stazh-2 deposit were obtained by IR-, Raman, and UV-Vis-NIR spectroscopy methods, as well as micro-XRF. (2) In blue corundum, a local (focal) content of chromium, an element alien to granites, was established. Here, metasomatites with corundum were formed. Areas with chromium exhibit sharp rectilinear boundaries. (3) Zircon, diaspore, boehmite, muscovite, calcite, as well as gas-liquid inclusions with CO2, were determined in the composition of blue corundum. (4) Two color generations due to newly formed fractures and minerals were identified. (5) The inclusions of diaspore, boehmite, muscovite, and calcite are the result of the hydration and carbonation reactions that occurred between corundum and anorthite at later development stages. (6) The blue corundum samples contained Ti and Fe with a predominance of Ti over Fe, which is a distinctive feature of the Stazh-2 deposit from other deposits of blue corundum and sapphires.Conclusion. The obtained materials can be used by Gokhran of Russia for identifying sapphires of the contact-reaction (bimetasomatic) genesis, which include Kashmir sapphires of the highest quality, as well as for educational purposes.

Sobre autores

A. Litvinenko

Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: akl1954@yandex.ru
ORCID ID: 0000-0003-1779-5391
Código SPIN: 6127-2320

D. Vandanova

Gokhran of Russia

Email: vandanovad@gmail.com
ORCID ID: 0009-0002-2017-3606

O. Shilova

Gokhran of Russia

Email: oshilova@gokhran.ru
ORCID ID: 0009-0001-7343-2870

S. Pakhomova

Gokhran of Russia

Email: spahomova@gokhran.ru
ORCID ID: 0009-0001-5008-5220

Bibliografia

  1. Киселёв В.И., Буданов В.И. Месторождения докембрийской магнезиально-скарновой формации Юго-Западного Памира. Душанбе: Дониш, 1986. 223 с.
  2. Литвиненко А.К. Минерагения сапфиро- и рубиноносных метасоматитов Юго-Западного Памира. Липецк: ЛГПУ, 2006. 128 с.
  3. Литвиненко Д.А., Литвиненко А.К. О биметасоматическом сапфире с месторождения Стаж-2, Юго-Западный Памир // Минерально-сырьевая база алмазов, благородных и цветных металлов — от прогноза к добыче. М.: ЦНИГРИ, 2021. С. 88—91.
  4. Литвиненко Д.А., Литвиненко А.К. Особенности химического состава сапфира с месторождения Стаж 2, Юго-Западный Памир // Х Международная конференция молодых ученых «Молодые — Наукам о Земле»: тезисы докладов. 2022. Т. II. С. 157—161.
  5. Перельман А.И. Геохимия. М.: Высшая школа, 1989. 528 с.
  6. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1977. 175 с. 7. Atkinson D., Kotthavala R.Z. Kashmir sapphire // Gem & Gemmology (summer). 1983. V. 19. No. 2. P.64—76.
  7. Hughes R.W., Manorotkul W., Huges E.B. Ruby and Sapphire: A Gemologist’s Guide. LOTUS new direction in Gemology. Bangkok, Thailand, 2017. 816 p.
  8. Palke A.C., Saeseaw S. Renfro N.D., Sun Z., McClure F. Geographic Origin Determination of Blue Sapphire // Gem & Gemology, Winter 2019, Vol. 55, no. 4. P. 536—579.
  9. Database of Raman spectroscopy. URL: https://rruff.info/ (дата обращения: 29.06.2023).

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».