2011

Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Формы концентрирования тория в породах Ковдорского массива

Ермолаева В.Н.*, Чуканов Н.В.**, Моисеев М.М.***

* Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН, Москва, Россия, cvera@mail.ru

** Институт проблем химической физики РАН, Черноголовка, Россия

*** Минералогический музей им. А.Е. Ферсмана РАН, Москва, Россия

Дан обзор форм концентрирования тория на разных стадиях эволюции Ковдорского массива. Выявлено, что для магматических пород Ковдора характерна оксидная форма нахождения Th, тогда как на более поздних стадиях (пегматитовой и гидротермальной), а также в приконтактовой зоне массива главными минералами - концентраторами тория являются силикаты и фосфаты.

Как было показано ранее (Чуканова, 2002), в ходе эволюции агпаитовых комплексов происходит смена минералов-концентраторов тория от преимущественно оксидных форм на магматической стадии, через низководные силикатные фазы (минералы ряда стенструпин-(Се) – торостенструпин, умбозерит и его Fe- и Zn-аналоги, натрий-ториевый силикат) на раннепегматитовой стадии, до разнообразных водных силикатов и фосфатов (натрий-ториевые и натрий-титан-ториевые гидросиликаты, водный фосфат тория и др.) на гидротермальной стадии. Полученные в настоящей работе результаты подтверждают, что аналогичная тенденция прослеживается и в Ковдорском комплексе щелочных, ультраосновных пород и карбонатитов.

В наиболее ранних породах Ковдора – оливинитах – основным концентратором Th является торианит ThO₂ (Иванюк и др., 2002). Характерными торийсодержащими акцессориями пироксенитов и нефелинизированных пироксенитов карбонатитовых комплексов являются перовскит (до 0.3 % ThO₂) и циркелит (до 7 % ThO₂) соответственно (Субботина и др., 1991). Для карбонатитов также характерны торийсодержащие оксиды: кальциртит, луешит, перовскит (до 3 % ThO₂), пирохлор (до 16 % ThO₂), торианит, цирконолит (до 20 % ThO₂), а также циркон с содержанием ThO₂ около 0.1 % (Капустин, 1971; Козырева и др., 1990; Субботин, Субботина, 2000; Иванюк и др., 2002).

В щелочных пегматитах и гидротермалитах Ковдорского массива роль акцессорных минералов – концентраторов тория играют главным образом силикаты, в том числе Th-содержащий джорджчаоит (до 6.1% ThO₂), торит и ряд недостаточно изученных вследствие их метамиктности гидросиликатных фаз: Са-титаносиликат с 2.42 % ThO₂, Th,Ca,Ti-силикат (39.03 % ThO₂), (Ba,Ca),Th-силикат (59.6 % ThO₂), Са,Th-силикат (57 % ThO₂) (Моисеев, Чуканов, 2006). В приконтактовых зонах пегматитов и натролитовых прожилках, секущих породы флогопитового комплекса Ковдора, встречен также луешит, причём в последнем случае этот минерал, возможно, является реликтовым.

Таким образом, в акцессорных минералах Ковдорского комплекса торий концентрируется на всех стадиях его эволюции – от магматической до гидротермальной. Собственно ториевые минералы за исключением торианита (торит, развивающиеся по нему Са,Th-силикат Ca₃Th₅Si₈O₂₉*nH₂O и (Ba,Ca),Th-силикат (Ba,Ca,Sr)₃Th₁₀Si₁₂O₄₇*nH₂O, Са,Th-титаносиликат Ca₅FeTh₅Ti₆Si₈O₄₄, Са,Th-титанониобат CaTh(Nb,Ti)₂O₉) в Ковдорском массиве приурочены к поздним стадиям минералообразования (Моисеев, Чуканов, 2006; наши данные). Как и в породах щелочных массивов Хибино-Ловозёрского комплекса, для магматических пород Ковдора более характерна оксидная форма нахождения тория, тогда как на более поздних стадиях (пегматитовой и гидротермальной) главными минералами - концентраторами тория являются силикаты.

В отличие от агпаитовых пегматитов Хибинского и Ловозёрского массивов, в гидротермальных парагенезисах щелочных пегматитов Ковдора не обнаружено органических веществ, которые могли бы быть потенциальными комплексообразователями для Th⁴⁺. Это связано с тем, что в Ковдоре не реализовался механизм связывания кислорода в форме эгирина вследствие низкой активности Na (вместо эгирина кристаллизовался диопсид, содержащий железо в форме Fe²⁺), и в создавшейся более окислительной обстановке углерод полностью вошёл в карбонатные фазы. Поэтому в поздних дериватах Ковдорского массива кристаллизация минералов тория происходила главным образом не путём переноса тория к центрам кристаллизации торийсодержащих минералов, а путём замещения ранних минералов тория (торита и др.) in situ под воздействием гидротермальных растворов.

Говоря об эволюции тория в Ковдорском магматическом комплексе, нельзя не отметить особенностей его поведения в приконтактовой зоне (зона фенитизации), где происходили процессы метасоматоза. Ранее в фенитах отмечались бритолит (с содержанием ThO₂ до 2.8 мас.%) и монацит (до 0.4 мас.% ThO₂) (Иванюк и др., 2002). Нами в фенитах диагностирован собственно ториевый минерал эканит состава Na₂O 2.02, K₂O 1.96, CaO 7.11, FeO 0.81, Al₂O₃ 2.50, ThO₂ 29.97, TiO₂ 0.30, SiO₂ 48.67, сумма 93.34 мас. % (эмпирическая формула Th_1.05(Ca_1.18Na_0.61K_0.34)_S2.18Fe_0.10Ti_0.03(Si_7.53Al_0.47)_S8.00O_19.73). На рисунке 1 приведено его изображение, полученное методом РЭМ на сканирующем электронном микроскопе JSM-Т100 (аналитик Л.А. Паутов). Таким образом, солевые (силикатные и фосфатные) формы концентрации тория характерны не только для позднемагматической и пегматитовой стадий эволюции Ковдорского комплекса, но и для связанных с ним метасоматитов.

Литература

Чуканова (Ермолаева) В.Н. Особенности поведения тория на пегматитовом, гидротермальном и гипергенном этапах эволюции высокощелочных массивов // Материалы всероссийского семинара “Геохимия магматических пород. Школа Щелочной магматизм Земли”. М.: ГЕОХИ РАН, 2002. С. 101-102.

Иванюк Г.Ю., Яковенчук В.Н., Пахомовский Я.А. Ковдор. Апатиты: Минералы Лапландии, 2002. 320 с.

Субботина Г.Ф., Субботин В.В., Леднёв А.И. Минералы-концентраторы ниобия в околорудных редкометалльных метасоматитах карбонатитовых комплексов // Новые данные по минералогии редких элементов Кольского полуострова. Под ред. А.П. Белолипецкого, А.В. Волошина, Л.В. Козыревой. Апатиты: Кольский научный центр АН СССР, 1991. С. 52-57.

Капустин Ю.Л. Минералогия карбонатитов. М.: Наука, 1971. 288 с.

Козырева Л.В., Субботина Г.Ф., Субботин В.В. Циркон в палеозойских щелочных комплексах Кольского полуострова // В сб. Щелочной магматизм Северо-Восточной части Балтийского щита. Под ред. Т.Н. Ивановой, О.Б. Дудкина, А.А. Арзамасцева. Апатиты: Кольский научный центр АН СССР, 1990. С. 88-97.

Субботин В.В., Субботина Г.Ф. Минералы группы пирохлора в фоскоритах и карбонатитах Кольского полуострова // Вестник МГТУ. 2000. Т. 3. № 2. С. 273-284.

Моисеев М.М., Чуканов Н.В. Минералогия щелочных пегматитов и гидротермалитов Ковдорского Флогопитового месторождения // Новые данные о минералах. 2006. Вып. 41. С. 56-70.