CC BY
61
УДК 549.752.141 '143: 552.321(571.62)
Н.А.ЕГОРОВА, студентка, natulyal131208@rambler.ru
В.И.АЛЕКСЕЕВ, канд. геол.-минерал. наук, доцент, wia59@mail.ru
Национальный минерально-сырьевой университет «Горный», Санкт-Петербург
N.A.EGOROVA, student, natulyal131208@rambler.ru
V.I.ALEKSEEV, PhD in geol. & min. sc., associate professor, wia59@mail.ru
National Mineral Resources University (Mining University), Saint Petersburg
ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА МОНАЦИТА И КСЕНОТИМА КАК ОСНОВА РАСЧЛЕНЕНИЯ ГРАНИТОИДОВ ВЕРХНЕУРМИЙСКОГО МАССИВА (ПРИАМУРЬЕ)
Установлены главные черты эволюции состава монацита-(Се) и ксенотима-(У) в гра-нитоидах Верхнеурмийского массива в Приамурье. Предлагается использовать выявленные особенности акцессорных фосфатов для регионального расчленения гранитоидов и оценки потенциальной рудоносности интрузивных массивов.
Ключевые слова: монацит, ксенотим, гранитоиды, Приамурье.
COMPOSITION FEATURES OF MONAZITE AND XENOTIME AS A BASIS OF PARTITION OF VERKHNEURMIYSKY GRANITE MASSIF (AMUR RIVER REGION)
The main lines of monazite-(Ce) and xenotime-(Y) composition evolution were established in granitoids of the Verkhneurmiysky massif in Amur River region. It is suggested to use revealed features of accessory phosphates composition for a regional partition of granitoids and the assessment of intrusive massifs ore-potential.
Key wordsr. monazite, xenotime, granitoids, Amur River region.
Введение. Промышленные редкоме-талльные проявления Баджало-Комсомоль-ского оловорудного района приурочены к положительным морфоструктурам, насыщенным гранитоидными интрузиями. Источниками оруденения являются крупные магматические очаги, испытывающие эма-национную и кристаллизационную дифференциацию и воздействие мантийных флюидов. Исследование акцессорных минералов и минеральных ассоциаций позволяет проводить корректное расчленение грани-тоидов района, реставрировать условия формирования гранитоидных серий и оценивать потенциальную рудоносность конкретных массивов этих серий [1]. Крупнейший интрузивный массив района - Верхне-
26 _
урмийский, представляет собой многофазный плутон биотитовых лейкогранитов, осложненный внедрением редкометалльных циннвальдитовых гранитов. Нами были исследованы акцессорные монацит-(Се) и ксе-нотим-(У), установленные в последовательно образованных крупнозернистых биотитовых гранитах, среднезернистых порфиро-видных биотитовых гранитах, мелкозернистых порфировых биотитовых гранитах (гранит-порфирах), лейкократовых циннвальди-товых гранитах, а также в монцогранит-порфирах автономного дайкового комплекса.
Особенности состава монацита и ксенотима. Для удобства изучения состава монацита и ксенотима гранитоидов принято деление лантаноидов (Ьп) на группы: Сей
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т.206
(La - Eu) и Yg (Gd - Lu). Состав изоморфных смесей редкоземельных элементов в минералах определяется множеством причин: генетическим типом минерализации, стадийностью процессов, составом магматических пород, положением в гидротермально-метасоматических зонах, рН и ЕЙ среды ми-нералообразования. Редкоземельные элементы, благодаря их уникальным свойствам, можно отнести к важнейшим индикаторам поведения минералов в ходе геологических процессов [2]. Количественные минералого-геохимические данные позволяют полно и достоверно изучить эволюцию редких элементов в процессе дифференциации гранитной магмы и выявить геохимическую специализацию отдельных интрузивных фаз.
В работе использованы структурно-химические данные, полученные в ЦКП Горного университета на электронных микроскопах JSM-6460LV и JSM-7001F с системой энергодисперсионного микроанализа Oxford INCA Energy. Методом расчета по зарядам были определены эмпирические формулы монацитов и ксенотимов в грани-тоидах (табл.1, 2).
Представительные формулы монацита:
• (Ceo,5iLao,i7Smo,o2Ndo,isTho,o6)PO4 - в биотитовых гранитах;
• (Ceo,46Lao,i6Ndo,i7Tho,o6Uo,oiSio,i6)PO4 - в дайках;
• (Ceo,45Lao,i7Smo,o3Ndo,i7Gdo,o2Tho,o3Cao,o2) х х PO4 - в циннвальдитовых гранитах.
Монациты циннвальдитовых гранитов характеризуются накоплением наиболее тяжелых металлов Ln - Sm, Gd, но при этом обеднены Th и U. Для монацитов даек отмечено обратное соотношение этих примесей (см. рисунок, а).
Представительные формулы ксенотима:
• (Yo,72Smo,oiGdo,o4Dyo,o6Ero,o3Ybo,o6Tho,oi х х Uo,o1)PO4 - в биотитовых гранитах;
• (Yo,73Ndo,o2Gdo,o4Dyo,o5Ero,o5Ybo,o6Tho,o3) х х PO4 - в гранит-порфирах;
• (Yo,72Ceo,o7Ndo,o6Gdo,oiDyo,o7Ybo,o6Tho,24 х х Cao,oiSio,23)PO4 - в дайках;
• (Yo,6oNdo ,oiSmo,oi Gdo,o3Dyo,o7Hoo,oiEro,o6 х х Ybo,ioUo,oi)PO4 - в циннвальдитовых гранитах.
Для ксенотимов гранитоидов отмечена тенденция обогащения тяжелыми Ьп от ранних фаз к поздним и дальнейшее накопление тяжелых Ьп в ксенотимах циннвальдитовых гранитов; последние наиболее бедны торием. Для ксенотимов даек характерно обогащение легкими Ьп (Се, Кё) и уменьшение содержания а также накопление тория и обеднение ураном (см. рисунок, б).
Особенности формирования массива. При рассмотрении эволюции гранитоидов Верхнеурмийского массива необходимо учитывать возможность мантийного вклада в происхождение магмы. Это подтверждают выявленные в обрамлении плутона интру-зивно-дайковые пояса. Акцессории дайки отличаются особыми трендами накопления Се§ и а также высокими концентрациями радиоактивных элементов (см. рисунок). Отмечена связь интрузивно-дайковых поясов и редкометалльного оруденения.
Установленные тенденции изменения химизма акцессорных монацита и ксеноти-ма из различных гранитоидов могут объясняться процессами дифференциации магмы. В частности, антагонизм лантаноидов Се§ и
а также других элементов отражает обогащение поздних порций магмы кремнием, летучими элементами, торием, ураном, тяжелыми лантаноидами и иттрием.
Выводы
1. Установлено минимальное содержание примесных лантаноидов в структуре монацита и ксенотима даек по сравнению с монацитом и ксенотимом биотитовых и циннвальдитовых гранитов. Акцессории редкометалльных циннвальдитовых гранитов обогащены тяжелыми лантаноидами.
2. Торий и уран накапливались преимущественно в акцессорных фосфатах из цин-нвальдитовых гранитов и дайковых монцо-нитоидов.
3. Эволюция состава монацита и ксено-тима гранитов Верхнеурмийского массива
Таблица 1
Состав представительных проб монацита, % (по массе)
Компонент Биотитовый гранит Биотитовый монцогранит Циннвальдитовый гранит
Ьа2Оз 9,52 14,13 18,41 14,13 9,52 12,44 11,61 12,13 12,28 10,46 11,67 12,53 13,7 9,75 12,51
Се2Оз 42,56 50,98 32,09 32,6 29,13 32,96 33,96 36,63 33,18 31,84 34,49 33,69 36,36 25,14 33,65
Nd2O3 17,15 14,34 8,38 11,88 17,15 10,55 11,61 9,7 11,56 16,92 8,92 12,38 11,29 17,95 11,9
Sm2O3 2,18 0,91 - - 2 - - - - - 1,61 2,31 1,62 5,17 2,17
ThO2 8,02 0,63 9,17 8,72 8,01 10,6 6,44 4,86 6,1 6,18 2,46 4,95 2,42 0 4,25
UO2 0,21 0,12 0 0 0,21 0 0 0 1,17 0 - - - - -
SiO2 - - - - - 3,86 0 5,7 3,44 0 - - - - -
Gd2O3 - - - - - - - - - - 1,26 1,44 0 0 1,41
CaO - - - - - - - - - - 0 0 0,17 1,13 0,19
Примечание. Прочерк - элемент не установлен.
Таблица 2
Состав представительных проб ксенотима, % (по массе)
Компонент Гранит
Биотитовый гранит Гранит-порфир
Nd2O3 - - - - - - 0,03 3,73
Sm2O3 - - 0,48 - - - - -
Gd2O3 4,24 3,41 3,47 3,52 3,58 2,78 2,1 5,52
Tb2O3 - - 0,03 - - - - -
Dy2O3 5,55 6,57 5,55 5,45 4,11 4,66 5,1 4,87
Ho2O3 - - 0,12 - - - - -
Er2O3 4,21 - 2,16 4,2 4,34 4,55 4,21 4,52
Yb2O3 3,7 5,49 4,69 5,04 5,59 4,65 4,57 4,29
y2o3 42,7 40,27 42,58 41,95 42,41 43,79 44,22 36,14
ThO2 1,38 0,57 1,33 1,06 - 3,95 5,75 -
UO2 0,74 0,81 0,99 0,37 - - 0,57 -
Биотитовый монцогранит Циннвальдитовый гранит
Ce2O3 - 10,00 0,48 - - - - -
Nd2O3 - 5,08 - - 0,20 0,19 0,64 0,73
Sm2O3 - - - - 1,22 0,38 0,27 -
Gd2O3 - - 1,27 2,74 1,88 3,88 3,64 4,42
Dy2O3 6,79 3,86 8,03 6,33 6,06 7,04 7,08 -
Ho2O3 - - - 0,78 0,56 - - -
Er2O3 - - - 4,78 5,17 5,38 5,65 6,83
Tm2O3 - - - 0,42 0,28 - - -
Yb2O3 3,84 3,53 - 5,47 8,28 7,69 8,73 8,26
y2o3 30,34 33,93 28,77 41,20 38,32 31,95 35,36 27,76
ThO2 31,56 - 24,03 - 0,57 0,16 - -
UO2 - - - - 0,78 0,30 - -
CaO - - 0,28 - - - - -
SiO2 - - 6,23 - - - - -
Примечание. Прочерк - элемент не установлен.
28 _
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т. 206
о4
H
1000
100
10
1,0
0,10
0,01
---------
La Ce Nd Sm Gd Th U
1 2
«
1000
100
10
1,0
0,10
0,01
0,00
Ce Nd Sm Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Y Th U
1 2
4
Кривые распределения REE, Th, U в монацитах (а) и ксенотимах (б) гранитоидов Верхнеурмийского
массива, нормированные по хондриту [3]
а: 1 - крупнозернистые биотитовые граниты; 2 - монцогранит-порфиры дайкового комплекса; 3 - лейкократовые циннвальдитовые граниты; б: 1 - крупнозернистые биотитовые граниты; 2 - биотитовые гранит-порфиры; 3 - монцогранит-порфиры дайкового комплекса, 4 - лейкократовые циннвальдитовые граниты
а
3
б
отражает дифференциацию магматических расплавов, увеличение во времени редкоме-талльного потенциала гранитоидов и может быть использована для их расчленения и металлогенической оценки.
Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства образования и науки РФ (государственный контракт № 14.740.11.0192) и РФФИ (проект 11-05-00868-а).
ЛИТЕРАТУРА
1. Марин Ю.Б. Акцессорные минералы гранитоид-ных серий оловянных и молибденовых провинций // Записки РМО. 2004. № 6. С.1-7.
2. Семенов Е.И. Оруденение и минерализация редких земель, тория и урана (лантанидов и актини-тов). М., 2001. 307 с.
3. McDonough W.F. The composition of the Earth W.F.McDonough, S.-s.Sun // Chem. Geol. 1995. Vol.120. P.223-253.
REFERENCES
1. Marin Y.B. Accessory minerals of granitoid series of tin and molybdenic provinces // Proceedings RMO. 2004. N 6. P.1-7.
2. Semenov E.I. Orudeneniye and mineralization of rare earths, thorium and uranium (lanthanides and actinides). Moscow, 2001. 307 p.
3. McDonough W.F., Sun S.-s. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. Vol.120. P.223-253.
30 _
ISSN 0135-3500. Записки Горного института. T.206
