|
Новые данные о минералах с аномальными
составами легких лантаноидов в высокощелочных пегматитах
Ермолаева В.Н.*,
Пеков И.В.*,**, Чуканов Н.В.***
* ГЕОХИ РАН, Москва; ** МГУ, Москва; ***
ИПХФ РАН, Черноголовка;
cvera@mail.ru
Минералы–концентраторы легких лантаноидов
(LREE)
в агпаитовых (как, впрочем, и любых других) магматических породах, а
также в парагенезисах, сформировавшихся на ранних стадиях развития
связанных с этими породами пегматитов, как правило, характеризуются
преобладанием Ce
над другими редкоземельными элементами. Это обусловлено относительной
распространенностью
LREE
в природе и в комментариях не нуждается. В качестве примеров для
Хибино-Ловозерского щелочного комплекса (ХЛК) на Кольском полуострове
можно привести лопарит, минералы групп апатита и пирохлора, ринкит,
стенструпин. Более сложная ситуация имеет место в поздних парагенезисах
высокощелочных (агпаитовых и ультраагпаитовых) пегматитов и связанных с
ними гидротермалитов. В обогащённых
LREE
минералах из этих ассоциаций нередко доминирующим редкоземельным
элементом оказывается уже не
Ce,
а La
или Nd.
В качестве примеров таких минералов с аномальными составами
LREE
для ХЛК рассматривались фосфаты, карбонаты, силикаты с доминированием
лантана: беловит-(La),
анкилит-(La),
ремондит-(La),
кухаренкоит-(La),
нордит-(La),
ферронордит-(La), члены ряда ольгита (Пеков, 2005).
Нами в пегматитах ХЛК недавно обнаружены
и другие минералы с аномальными составами
LREE,
в т.ч. Nd-доминантные
(таблица 1). Это титан-ториевые силикаты, образовавшиеся на
гидротермальной стадии (пегматит 71, г. Малый Пункаруайв, Ловозеро;
пегматит на г. Хибинпахкчорр, Хибины), беловит-(La)
в составе битуминозной оторочки вокруг кристалла беловита-(Се)
(пегматитовое тело «Шомиокитовое», г. Аллуайв, Ловозеро), витусит-(La),
рабдофан-(La), рабдофан-(Nd),
«абенакиит-(Nd)» в составе псевдоморфоз по стенструпину-(Се) (пегматит
«Шкатулка», г. Аллуайв, Ловозеро) и силикат
Th
и REE
(пегматит на г. Коашва, Хибины), обнаруженный в виде включений в твёрдом
битуминозном веществе.
Обеднение поздних минералов церием может
происходить вследствие его окисления до
Ce4+,
если окислительный потенциал системы существенно повышается. Очевидно,
именно этот механизм имеет место при замещении стенструпина
La-
и Nd-доминантными
силикатами и фосфатами (анализы 5-8 в таблице 1). Однако основной фактор
сепарации REE
имеет кристаллохимическую природу: это структурное сродство разных
минералов к тем или иным редкоземельным элементам, в первую очередь в
зависимости от их ионных радиусов. Еще один фактор, способствующий более
глубокому фракционированию
REE
между различными фазами –
низкая температура кристаллизации: именно в минералах
позднегидротермальных ассоциаций наблюдаются самые необычные и
контрастные составы редкоземельных элементов. Это обусловлено тем, что
водная среда при температурах не выше 150-200°С
оптимальна для формирования щелочно-редкоземельных комплексных
соединений, в составе которых индивидуальные REE и их группы
проявляют максимальную контрастность свойств. При этом La3+
является самым крупным из REE3+, и на него процессы
фракционирования оказывают наиболее заметное воздействие (Пеков, 2005).
В случае тесной ассоциации минералов
REE
с органическими веществами (анализы 9,10 в таблице 1) может играть
существенную роль и еще один химический фактор, обусловленный
проявлением несколько различных свойств у отдельных
LREE
при их взаимодействии с молекулами органических веществ.
Таблица
1. Химический состав поздних
REE-содержащих
минералов из высокощелочных пегматитов Хибино-Ловозерского комплекса.
|
Минерал
(номер образца) |
Ti-Th
сили-кат (МП-467)
|
Ti-Th
сили-кат (МП-670)
|
Силикат
Th
и Ti
(Х9)
|
Беловит-(La)
(«Шомио-китовое»)
|
Витусит-(La)
(Шкат-3)
|
Рабдофан-(La)
(Шкат-5)
|
Рабдофан-(Nd)
(Шкат-7)
|
«Абена-киит-(Nd)» (Шкат-7)
|
Силикат
Th
и REE
(Х7)
|
|
Компо-нент |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
Na2O |
н.п.о. |
0.28 |
0.88 |
5.08 |
21.11 |
1.28 |
н.п.о. |
27.14 |
н.п.о. |
|
K2O |
0.05 |
0.35 |
3.19 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.02 |
0.71 |
|
CaO |
0.43 |
3.13 |
2.12 |
н.п.о. |
н.п.о. |
1.43 |
0.69 |
0.22 |
1.77 |
|
SrO |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
37.31 |
н.п.о. |
4.47 |
0.98 |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
BaO |
0.66 |
0.57 |
4.04 |
3.87 |
0.74 |
1.32 |
н.п.о. |
0.37 |
н.п.о. |
|
MnO |
0.09 |
0.14 |
1.18 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.17 |
н.п.о. |
|
FeO |
н.п.о. |
2.41 |
0.58 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
ZnO |
н.о. |
0.12 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
MgO |
н.п.о. |
0.17 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
PbO |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.73 |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
La2O3 |
5.10 |
3.09 |
2.03 |
9.10 |
26.73 |
26.00 |
4.20 |
1.05 |
н.п.о. |
|
Ce2O3 |
2.97 |
1.86 |
1.66 |
8.89 |
8.09 |
25.34 |
19.83 |
8.83 |
2.55 |
|
Pr2O3 |
н.п.о. |
0.30 |
0.35 |
0.29 |
н.п.о. |
2.33 |
4.04 |
2.03 |
1.13 |
|
Nd2O3 |
0.67 |
0.55 |
1.46 |
1.15 |
0.90 |
3.52 |
22.48 |
13.40 |
3.06 |
|
Sm2O3 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
7.53 |
4.79 |
н.п.о. |
|
Y2O3 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.12 |
н.п.о. |
|
Eu2O3 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.70 |
н.п.о. |
|
Gd2O3 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
1.82 |
н.п.о. |
|
Al2O3 |
0.89 |
0.96 |
0.72 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.79 |
|
SiO2 |
34.10 |
27.85 |
30.51 |
н.п.о. |
н.п.о. |
3.10 |
н.п.о. |
12.51 |
21.59 |
|
ThO2 |
18.61 |
14.60 |
8.49 |
н.п.о. |
н.п.о. |
1.02 |
0.11 |
0.19 |
57.18 |
|
UO2 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
0.53 |
н.п.о. |
1.01 |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
ZrO2 |
н.п.о. |
1.21 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
TiO2 |
8.65 |
10.89 |
11.15 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
Nb2O5 |
н.о. |
0.93 |
5.37 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
P2O5 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
28.22 |
32.35 |
25.56 |
27.99 |
15.44 |
0.91 |
|
F |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
2.83 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
|
SO2 |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
н.п.о. |
1.31 |
н.п.о. |
|
-O=F2 |
- |
- |
- |
1.19 |
- |
- |
- |
- |
- |
|
сумма |
72.22 |
69.41 |
73.73 |
95.55 |
90.55 |
97.04 |
89.59 |
90.11 |
95.29 |
Литература
Пеков И.В. Генетическая минералогия и
кристаллохимия редких элементов в высокощелочных постмагматических
системах. Дисс. докт. геол.-минер. наук. М.: МГУ, 2005. 652 с. |