|
Особенности акцессорной минерализации
жильной серии карбонатитов
четласского комплекса (Средний Тиман)
Удоратина О. В.*,
Козырева И. В.*, Швецова И. В.*, Недосекова И.Л.**, Капитанова В. А.*
*Институт геологии Коми НЦ УрО РАН,
Сыктывкар, Россия
**ИГГ УрО РАН, Екатеринбург, Россия
udoratina@geo.komisc.ru
Редкоземельно-торий-редкометалльная минерализация, кроме карбонатитов,
известна в фенитах, и породах жильной серии, связанных с магматитами
четласского комплекса и развитыми в пределах Среднего Тимана (Ивенсен,
1964, Черный, 1972, Степаненко, 1975, 1979, 1984, Костюхин, Степаненко,
1987).
Четласский комплекс дайковых ультраосновных
пород близок ранним и средним стадиям автономных пикрит-лампрофировых
серий, ассоциирующихся с ультраосновными щелочными комплексами, и имеет
свою специфику, связанную с отсутствием фельдшпатолитов и присутствием
кимпикритов и айликитов (Недосекова и др., 2011).
Выделяется ряд дайковых роев и связанных с ними полей, имеющих широтное
простирание в бассейнах рек Косью и Бобровая. С юга на север это
Косьюское→Бобровское→Октябрьское, в пределах которых выделяются более
мелкие участки. В таком же направлении убывает глубина вскрытия пород. В
пределах полей на различных участках вскрыты пикриты и карбонатиты,
разнопроявленные фениты, как меланократовые, так и лейкократовые, а
также жильные образования. Гидротермально-метасоматические породы, как и
магматиты, приурочены к разломам северо-восточного заложения. Участки их
локализации представляют собой метасоматически преобразованные зоны
вмещающих пород – фениты. Такие зоны имеют сложную конфигурацию из-за
неоднородности строения и преобразования осадочно-метаморфических толщ,
относимых к четласской серии.
Фениты слагают зоны, имеющие симметрично-зональное строение, где осевая
(тыловая) часть сложена карбонатитами, а внешние фенитами, переходящими
в эгиринизированые и амфиболизированые разности осадочно-метаморфических
пород. При отсутствии в тыловых зонах карбонатитов, фениты имеют вид
жилоподобных тел в осадочно-метаморфических породах, с которыми они
связаны постепенными переходами.
Развитие образований жильной серии (гетит-полевошпатовых и
кварц-гетит-гематитовых) наблюдается в пределах всех полей.
Редкоземельно-редкометалльные минералы сконцентрированы в этих породах и
образуют достаточно крупные выделения.
Колллекция монофракций минералов из пород жильной серии (протолочки В.
И. Степаненко, И. В. Швецовой, Б. А. Яцкевича) изучена на сканирующем
электронном микроскопе (JSM-6400) с энергодисперсионным спектрометром
(ISIS Link) и волновым спектрометром (Microspec) в ИГ Коми НЦ УрО РАН.
Получены новые данные по морфологии кристаллов и особенностям их
химического состава.
Косьюское поле (участок Косью), поздние карбонатитовые прожилки 2545
(доломит-флогопит-халькопиритовая прожилка), 2556
(кварц-кальцит-хлорит-пиритовая жила). Известные минералы карбонатитов
(Ивенсен, 1964, Костюхин, Степаненко, 1984, Ковальчук и др., 2011,
Ковальчук, 2011): циркон, монацит, кодацит, ильменорутил, колумбит,
пирохлор. Известные минералы фенитов и пород жильной серии, описанные
ранее (Ивенсен, 1964): циркон, монацит, ильменорутил, колумбит, алланит,
ферриторит.
Бобровское поле (участок Новобобровский) № 460 - фенит, №8, 10-А-1 –
кварц-гетитовая жила. Известные минералы фенитов и пород жильной серии,
описанные ранее (Ивенсен, 1964): мангаколумбит, ильменорутил, пирохлор,
монацит, ауэрлит, кодацит, ксенотим, тенгерит, гидроторит, хиблит,
галенит, циркон, апатит, алланит и ферриторит.
Октябрьское поле (участок Октябрьский) № 751, 753, 754, 756 – фениты
(альбититы). Известные минералы фенитов и пород жильной серии, описанные
ранее (Ивенсен, 1964): апатит, ксенотим, ильменорутил, монацит, гематит.
В изученных нами протолочках, кроме породообразующих минералов группы
плагиоклаза (альбит) и калиевого полевого шпата (ортоклаз и микроклин),
кварца, слюд, карбонатов, редкоземельно-торий-редкометалльные минералы
представлены монацитом, ксенотимом, колумбитом, ильменорутилом и
необычными выделениями ториевых фаз в редкоземельных карбонатах вплоть
до обособления в них чистого силиката тория. Нередко наблюдаемые
ассоциации имеют смешанные составы, которые рассчитываются на различные
группы, позволяющие предполагать, что, возможно, мы наблюдаем изоморфный
ряд фосфат железа ↔ силикат тория. Отмечается присутствие стронциевого
апатита (содержание SrO до 8 мас. %).
Редкие минералы Nb, Ta,
V в породах жильной серии представлены
колумбитом и ильменорутилом. Ванадий не образует собственных минералов и
входит в состав ильменорутила (до 6-13 мас. %).
Колумбит наблюдается в виде зерен в фенитах и карбонатитовых жилах, в
породах жильной серии образует крупные кристаллы и сростки кристаллов.
По полученным нами данным, колумбит из карбонатитовых прожилок содержит
(мас. %) Nb2O5
72-79, MnO не выше 2,
FeO на уровне 20 и относится к ферроколумбитам. Содержание
TiO2 не выше 1.5 мас. % а
максимальное содержание Та составляет 2 мас. %. Колумбит из жил содержит
(мас. %) Nb2O5
76, MnO до 14, FeO
7, а также небольшое количество V2O5
(0.1), TiO2 (1) и относится к
манганколумбитам. Для всех колумбитов характерным типоморфным признаком
является присутствие включений ильменорутила.
Таким образом, направленность процесса: жильные карбонатиты (Fe-Col)
→ фениты (Col (Mn=Fe))
→ кварц-гетитовые жилы (Mn-Col
или Col (Mn³Fe))
маркируется волнообразным накоплением Mn и
Fe и сменой ферроколумбита жильных
карбонатитов на колумбит фенитов и далее на манганколумбит
кварц-гетитовых жил.
В ильменорутилах из фенитов, наблюдающихся в виде включений в
колумбитах, содержание Nb2O5
составляет 20 мас. % и выше, и содержание V2O5
увеличивается до 6, а в ильменорутилах включений в колумбитах из
жил до 13 мас. %.
Редкоземельные минералы представлены монацитом, ксенотимом,
редкоземельными карбонатами. Монацит образует кристаллы и наблюдается в
виде мелких включений в различных минералах.
Монацит, встречающийся в жилах и ассоциирующийся с
Mn-колумбитом, содержит масс. %:
La2O3
на уровне 8, Ce2O3
- 26-28, Nd2O3
– 16-18, ThO2 на уровне 5. Таким
образом, в монаците резко преобладает церий, наблюдается высокое
содержание неодима и характерно постоянное присутствие тория, а вот
содержание стронция значительно варьирует в составе даже одного зерна.
По данным Н. С. Ковальчук с соавторами монацит из карбонатитов, на
микроуровне имеет различные выделения в виде мелких зерен (размер
несколько мкм), формирует различные агрегаты и наблюдается в различных
минеральных ассоциациях (Ковальчук и др., 2011). По химическому составу
они подразделены на три группы по преобладающему катиону: 1тип (La2O3≥Ce2O3),
2 тип (La2O3=Ce2O3),
3 тип (Ce2O3
>La2O3).
Ксенотим наблюдается в виде кристаллов и зерен, а также в форме
включений в других минералах. При микрозондовых исследованиях ксенотим
нередко наблюдается в виде пойкилитовых включений в сложных
труднодиагносцируемых, но устойчивых по составам фазах. Фазы нами
рассчитываются как минералы изоморфного ряда Fe[PO4]«Th[SiO4].
Однако учитывая, что в более ранних работах упоминается о присутствии
здесь хаттонита Th[SiO4]
(структурного аналога монацита), возможно, мы имеем дело с Р-хаттонитом
(CeThSi[PO8])
или Th, Si-рабдофанитом
(CeThP[SiO8]×3H2O),
и, в этом случае, устойчивая примесь железа может быть обусловлена
наличием примеси гетита или гидрогетита в минерале. При дальнейших
структурных исследованиях эти вопросы найдут решение.
Редкоземельные карбонаты. В минералах, рассчитываемых как
бастнезит (минерал группы карбонатов), всегда присутствует железо. На
фотографиях фиксируется обособление редкоземельных фаз в матрице
сидерита или анкерита. Хорошо выделяются фазы, богатые торием. Однако
присутствуют и тонкие срастания, подобные графическим, где наблюдается
чередование карбонатов, богатых Ca и
Fe, в более железистых отмечено более высокое
содержание РЗЭ и Sr. Обычно содержание
La2O3
и Ce2O3
составляет 15-30 мас. % при преобладании церия.
Изученные особенности химического состава минералов жильной серии
карбонатитов четласского комплекса могут дать возможность разделить
источники сноса для золотоносных и алмазоносных россыпей, известных на
Среднем Тимане.
Минералы редкоземельных, радиоактивных и редких металлов встречаются в
породах жильной серии карбонатитов, развитых в пределах Четласского
камня на Среднем Тимане. Формирование минерализации связано с
воздействием эволюционирующего мантийного флюида на
осадочно-метаморфические породы.
Исследования проводятся в рамках программы президиума РАН
12-П-5-1015 (Блок. 4).
Литература:
Ивенсен Ю. П. Магматизм Тимана и полуострова Канин. М.-Л.: Наука, 1964,
126 с.
Ковальчук Н.С., Шумилова Т.Г., Козырева И.В. Морфология и особенности
химического состава монацита в карбонатитах Косьюского массива (Средний
Тиман) // Известия Коми НЦ УрО РАН. № 1(5). 2011. С. 49-53.
Ковальчук Н.С. Эволюция химического состава пирохлора из карбонатитов
Косьюского массива (Средний Тиман) // Структура, вещество, история
литосферы Тимано-Североуральского сегмента. Мат-лы 20-й науч. конф.
Сыктывкар: Геопринт, 2011. С. 74-76.
Костюхин М. Н., Степаненко В.И. Байкальский магматизм Канино-Тиманского
региона Л.: Наука, 1987. 232с.
Недосекова И.Л., Удоратина О.В., Владыкин
Н.В., Прибавкин С.В, Гуляева Т.Я. Петрохимия и геохимия дайковых
ультрабазитов и карбонатитов Четласского комплекса (Средний Тиман) /ЕЖЕГОДНИК-2010,
Тр. ИГГ УрО РАН, вып. 158, 2011, с. 122–130.
Степаненко В. И. Щелочные пикриты Среднего Тимана // Геология
магматических образований севера Урала и Тимана. Сыктывкар: 1984.
С.3-15. (Тр. Ин-та геологии Коми филиала АН СССР. Вып. 48).
Степаненко В. И., Лихачев В. В., Швецова И. В. Щелочной метасоматоз и
ниобиевая минерализация в рифейских терригенно-карбонатных образованиях
Тимана // Эндогенные комплексы Европейского северо-востока СССР.
Сыктывкар, 1988. С.33-46. (Тр. Ин-та геологии Коми НЦ УрО АН СССР.
Вып.65).
Черный В. Г. Генетические типы редкометалльных руд, связанных с
ультраосновной-щелочной магматической формацией на Тимане //
Метасоматизм и рудообразование. Л., 1972. С. 205-206. |