Тезисы международной конференции

Рудный потенциал щелочного, кимберлитового

 и карбонатитового магматизма

Abstracts of International conference

Ore potential of alkaline, kimberlite

and carbonatite magmatism

Пирохлор из карбонатитового аллювия кратеров Кизете и Лолуни,

рифт Грегори, северная Танзания

Зайцев А.Н.*^,**, Спратт Дж.**, Петров С.В.*, Гутенёва В.С.*, Золотарев А.А.*

* СПбГУ, Санкт-Петербург, Россия; ** Музей естественной истории, Лондон, Великобритания

На дне рифтовой долины, в районе озеро Натрон – Энгарука, а также на склонах вулканов Гелай, Олдоиньо Ленгаи и Керимаси известно около 100 небольших по размеру вулканических конусов и эксплозивных кратеров, среди которых выделяется три группы вулканических образований - туфовые конусы,  эксплозивные кратеры маары и эксплозивные кратеры с туфовыми кольцами типа убехебе.

Примером кратера типа маар является Кизете, диаметр которого варьирует от 600 до 850 м, а глубина составляет от 60 до 100 м. Верхние отложения мощностью до 10 м представлены карбонато-силикатными пеплами и туфами, в которых наблюдаются крупные, до 0.5 м, блоки интрузивных кальцитовых карбонатитов. Карбонато-силикатные туфы покрывают кристаллические туфы мощностью около 7-10 м. Еще ниже располагается слой карбонатитовых туфов и агломератов. В нем наблюдаются крупные, до 50 см, блоки интрузивных и эффузивных кальцитовых карбонатитов. Мощность этого горизонта отложений неизвестна, так как внутренние стенки кратера покрыты аллювиальными отложениями. Овальный кратер Лолуни (тип убехебе), размером примерно 450х600 м, со всех сторон окружен туфовым кольцом, высота которого составляет около 130-150 м. Внешние склоны Лолули покрыты слоем кристаллических туфов, которые подобны кристаллическим туфам кратера Кизете. В обнажении на внутренней северной стенке кратера их максимальная мощность составляет около 50 м. Под кристаллическими туфами обнажается слой карбонатитовых агломератов и туфов, видимая мощность которого составляет не менее 30 м. Здесь так же наблюдаются блоки интрузивных и эффузивных кальцитовых карбонатитов размеров до 70 см.

Исследование минералов тяжелых фракций из образцов аллювиальных отложений, отобранных из карбонатитовых туфов и агломератов кратеров Кизете и Лолуни, показала, что основными минеральными фазами в них являются диопсид, андрадит, шорломит, магнетит, магнезиоферрит, перовскит и апатит. Редкоземельная и редкометальная минерализация представлена церианитом, пирохлором, кальциртитом, бадделеитом и керимаситом.

Пирохлор является самым распространенным минералом. Он встречается в виде хорошо образованных кристаллов, главным образом октаэдров,  размером до 100 микрон. Электронно-микроскопическое исследование показало, что для всех изученных кристаллов характерно неоднородное внутреннее строение. Самыми интересными, несомненно являются кристаллы с секториальной зональностью (рисунок 1).

Рисунок 1. Внутреннее строение кристалла пирохлора (изображение в обратнорассеянных электронах).

Состав пирохлора варьирует от кристалла к кристаллу и выделяется несколько химических разновидностей минерала. Широкие вариации концентраций характерны как для главных элементов (мас.% - Nb₂O₅ = 38.2-67.7, CaO = 13.3-20.1, Na₂O = 2.9-7.1, F = 1.5-5.4), так и для второстепенных (мас.% - UO₂ = 0-19.4, REE₂O₃ = 0-8.3, ZrO₂ = 0-14.4, TiO₂ = 0-7.0). Другие химические элементов присутствуют в меньшем количестве – это SiO₂ < 2.3 мас.%, MgO < 1.9, Fe₂O₃ < 1.8, Ta₂O₅ < 0.8, SrO и ThO₂ < 0.7, HfO₂, Al₂O₃, WO₃, K₂O, MnO и PbO < 0.2-0.3. Рассчитанные кристаллохимические формулы пирохлора, даже для разновидностей обогащенных ураном и/или редкоземельными элементами, показывают, что сумма катионов в позиции А практически во всех анализах равно 2, и не опускается ниже 1.97. Рентгеновское исследование пирохлора показало, что все исследованные кристаллы, в том числе содержащие до 19.4 мас.% UO₂, кристалличны, и параметр элементарной ячейки а колеблется от 10.37 до 10.42 Å.

 Полученные данные свидетельствуют от том, что пирохлор из карбонатитовых пород кратеров Кизете и Лолуни, не претерпел каких-либо существенных изменений химического состава и кристаллической структуры  (например, катионного обмена в результате позднемагматического или низкотемпературного гидротермального изменения или разрушения решетки минерала в результате радиоактивного распада урана) со времени его кристаллизации, которая оценивается не более одного миллиона лет назад.