2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Концентрации редких и редкоземельных элементов в Ильменском рудопроявлении (97 копь)

Банева Н.Н.*, Медведева Е.В.**, Русин А.И.*

*Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия, rusin@igg.uran.ru

**Ильменский государственный заповедник УрО РАН, Миасс, Россия, hranitel@ilmeny.ac.ru

Представления о том, что формирование щелочно-карбонатитовых комплексов складчатых областей, в отличие от платформенных, не связано с мантийным ультрамафитовым магматизмом получили широкое распространение. Эталоном такого типа комплексов принято считать миаскит-карбонатитовый комплекс щелочной провинции Ильменских-Вишневых гор (Южный Урал).

Трактовка Ильмено-Вишневогорской зоны как глубинного фрагмента регионального постколлизионного сдвига [Русин и др., 2006] и рассмотрение реологических аспектов его формирования позволили высказать предположение, что щелочно-карбонатитовая ассоциация является производной глубинного мантийного магматизма, обусловленного континентально-рифтовыми (плюмовыми) процессами. Это заключение потребовало включения в рассмотрение мафит-ультрамафитовых пород, представленных многочисленными изолированными телами (блоками, будинами) различных размеров, широко распространенными как в осевой зоне сдвига, так и в обрамляющих ее кварцито-сланцевых толщах.

В Ильменах мафит-ультрамафитовая ассоциация была выделена сравнительно недавно. Одним из представителей мафит-ультрамафитовой ассоциации является блок ультрамафитов 97 копи. Ильменское рудопроявление (район копи № 97) находится в юго-восточном обрамлении Ильменогорского комплекса, в 5 км юго-восточнее г. Миасс.

Копь № 97 была заложена на бурый сфен горным инженером И.И. Редикорцевым в 1836 г. В середине XX в., в связи с развернувшимися поисково-разведочными работами на редкие металлы, копь стала частью длинной широтной канавы, вскрывающей контакт щелочных ультрамафитов с фенитовыми бластомилонитами. Среди рихтерит-оливиновых пород обнаружены карбонатитовые жилы с акцессорной редкоземельной минерализацией.

Детальные минералогические исследования [Поляков, Недосекова, 1990; Попов, Попова, 2003 и др.] позволили установить присутствие в породах таких минералов концентраторов редких земель как монацит-(Се), поляковит-(Се), эшинит-(Се), фергусонит-(Се), давидит, торит, бастнезит и некоторых других. В ультрамафитах и карбонатитах, кроме того, были обнаружены фторрихтерит, клиногумит, тетраферрифлогопит, хромит и ильменит.

Таблица. Содержание редких и редкоземельных элементов в породах копи №97 и Булдымского массива, г/т

Примечание. Ильменское рудопроявление (копь №97): Б95, Б96, 97 – ультрамафиты, К-97-8 – карбонатит [Недосекова, Прибавкин, 2009]; Булдымский масссив [Недосекова и др., 2005]: 44-3332, 15-22 – слабо измененные гипербазиты. Анализы сделаны в лаборатории физических и химических методов исследований Института Геологии и Геохимии УрО РАН.

Ультрамафиты копи №97 представляют собой темные среднезернистые породы с многочисленными скоплениями рихтерита зеленого цвета. В породе можно выделить две части: темную – оливинитовую с мелкими пластинками слюды, и светло-зеленоватую – тетраферрифлогопит-рихтеритовую, образование которой может быть связано с проявлением глубинного мантийного метасоматоза.

Химический состав оливин-рихтеритовых пород варьирует в следующих пределах SiO₂ – 37,83-44,58%, MgO – 37,30-43,29%, Al₂O₃ – 0,81-1,49%, CaO – 2,17-3,11, TiO₂ – 0,021-0,039%, Fe₂O₃ – 1,28-2,10%, FeO – 6,03-7,26%, Na₂O – 0,1-1,14%, K₂O – 1,04-1,06%.

Выполненные нормативные пересчеты показали, что ультрамафиты содержат оливин, нефелин, лейцит и ларнит и относятся к щелочному ряду. По результатам геохимического исследования суммарное содержание РЗЭ в оливин-рихтеритовых породах достигает 365,54г/т. Ультрамафиты Ильменского рудопроявления относительно примитивной мантии характеризуются высокими содержаниями таких редких элементов как Th, Nb, La, Rb, Cs, Ce, Pb, Ba, Sr, лишь содержание Zr и Ti меньше. На графиках (рис. 1, 2) наблюдается сильное обогащении легкими редкоземельными элементами (La/Yb = от 19,92 до 48,46; La/Sm = от 13,35 до 26,70; Ce/Yb = от 36,75 до 67,62). Пределы колебаний индикаторного отношения Sm/Nd составляют 0,1191-0,1391. Индикаторное отношение Ba/Sr в среднем составляет 0,74, что близко по значению некоторым типам глубинных мантийных пород [Лутц, 1975]. В гипербазитах 97 копи мантийный глубинный метасоматоз проявлен больше, но максимальное обогащение РЗЭ имеют карбонатиты, сумма их достигает 4054,40 г/т.

Петро-геохимические результаты показывают сходство района копи №97 с ультрамафит-карбонатитовым Булдымским массивом, расположенным в северо-западном обрамлении Вишневогорского массива. Гипербазиты Булдымского массива сложены оливиновыми, энстатит-оливиновыми породами и вторичными лизардитовыми серпентинитами. Карбонатиты содержат тетраферрифлогопит, рихтерит и акцессорные пирохлор, циркон, магнетит, ильменит, пирротин, пирит. Доломитовые карбонатиты содержат редкоземельную минерализацию – монацит, эшинит, редкоземельный пирохлор, ортит, флогопит, апатит, магнетит, ильменит, циркон. Концентрация редких земель в ультрамафитах Булдымского массива составляет 31,35-101,73 г/т.

Таким образом, карбонатит-ультрамафитовый блок юго-восточного обрамления Ильменогорского массива принадлежит к щелочно-ультраосновной ассоциации. Щелочные породы являются производными глубинного мантийного магматизма, обусловленного континентально-рифтовыми (плюмовыми) процессами. Однотипность трендов распределения редких и редкоземельных элементов и закономерное возрастание их концентраций может свидетельствовать о различной интенсивности метасоматического преобразования ультрамафитов и наличии генетической связи с карбонатитами.

Исследования выполнены при целевой финансовой поддержке УрО РАН конкурса молодёжных научных проектов 2010 г.

Лутц Б.Г. Химический состав континентальной коры и верхней мантии Земли. М., «Наука», 1975 г., 166 с.

Недосекова И.Л., Прибавкин С.В. Карбонатиты Ильмено-Вишневогорского комплекса: геохимические и генетические особенности, роль силикатно-карбонатной несмесимости и флюидно-гидротермальных процессов в карбонатитообразовании // Ежегодник-2008. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2009. С. 166-175.

Недосекова И.Л., Прибавкин С.В., Пушкарев Е.В. Новые данные по геохимии карбонатитов Ильмено-Вишневогорского комплекса (Ю.Урал) // Ежегодник-2004. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2005. С. 198-206.

Поляков В.О., Недосекова И.Л. Минералогия апогипербазитовых фенитов и карбонатитов южной части Ильменских гор // Минералы месторождений и зон техногенеза рудных районов Урала. Свердловск: УрО АН СССР, 1990. С. 6-17.

Попов В.А., Попова В.И. Редкоземельная минерализация района копи № 97 Ильменских гор // Методические указания к проведению учебной минералогической практики. Издательство ЮУрГУ, 2003.

Русин А.И., Краснобаев А.А., Русин И.А., Вализер П.М., Медведева Е.В. Щелочно–ультраосновная ассоциация Ильменских–Вишневых гор // Геохимия, петрология, минералогия и генезис щелочных пород: материалы всероссийского совещания. Научное издание. Миасс: ИМин УрО РАН, 2006. С. 222-227.