2017 ЗАПИСКИ РОССИЙСКОГО МИНЕРАЛОГИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА ×. CXLVI, ¹4
2017 ZAPISKIRMO (PROCEEDINGS OF THE RUSSIAN MINERALOGICAL SOCIETY) Pt CXLVI, N4
УДК 594.01 (571.5)
© Ä. ÷ë. Â. Á. ÑÀÂÅËÜÅÂÀ,* ä. ÷ë. Å. Ï. ÁÀÇÀÐÎÂÀ,*
Å. À. ÕÐÎÌÎÂÀ,** Ñ. Â. ÊÀÍÀÊÈÍ**
РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МИНЕРАЛЫ В ПОРОДАХ
КАТУГИНСКОГО РЕДКОМЕТАЛЛЬНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
(ВОСТОЧНОЕ ЗАБАЙКАЛЬЕ): ПОВЕДЕНИЕ ЛАНТАНОИДОВ И Y
ПРИ КРИСТАЛЛИЗАЦИИ НАСЫЩЕННОГО ФТОРОМ
АГПАИТОВОГО РАСПЛАВА
Институт земной коры СО ÐÀÍ, 664033, Èðêóòñê, óë. Лермонтова, 128;
e-mail: vsavel@crust.irk.ru
Геологический институт СО ÐÀÍ, 670047, Óëàí-Óäý, óë. Сахьяновой, 6;
e-mail: lena.khromova.00@mail.ru
Изучен химический состав и генезис главных редкоземельных минералов из эгириновых,
эгирин-арфведсонитовых, арфведсонитовых и аннит-рибекит-арфведсонитовых гранитов Катугинского
редкометалльного (Ta-Nb-Zr-Y с криолитом) месторождения в юго-западной части
Алданского щита. Редкоземельная минерализация в гранитах представлена двумя типами:
вкрапленным, образованным зернами пирохлора и в меньшей мере других Nb-Ln-оксидов,
Ln-фосфатов и Ln-фторкарбонатов в ассоциации с цирконом, ильменитом, сфалеритом и др., и
интерстициальным, образованным срастаниями Ln-фторидов.
Ключевые слова: щелочные граниты, редкоземельные элементы, пирохлор, гагаринит-(Y),
флюоцерит-(Ce), иттрофлюорит, бастнезит-(Се), фторидный солевой расплав.
V. B. SAVELYEVA,* E. P. BAZAROVA,* E. A. KHROMOVA,** S. V. KANAKIN.**
RARE-EARTH MINERALS IN ROCKS OF THE KATUGINSKOE RARE-METAL DEPOSIT
(EAST TRANSBAIKALIA): BEHAVIOR OF LANTHANIDES AND Y
DURING CRYSTALLIZATION OF THE SATURATED-IN-FLUORINE AGPAITIC MELT
* Institute of the Earth Crust, Siberian Branch of RAS, Irkutsk, Russia
** Geological Institute, Siberian Branch of RAS, Ulan-Ude, Russia
Chemical composition of principal rare-earth minerals in aegirine, aegirine-arfvedsonite, arfvedsonite
and annite-riebeckite-arfvedsonite granites of the Katuginskoe rare-metal (Ta-Nb-Zr-Y, with
cryolite) deposit occurring in the southwest part of the Aldan Shield has been studied. Rare-earth mineralization
in those granites is represented by two its types: 1) dissemination of pyrochlore grains
and in, a lesser degree, of other Nb-Ln-oxides, Ln-phosphates and Ln-fluorine carbonates in association
with zircon, ilmenite, sphalerite, etc. and 2) an interstitial type formed by intergrowths of Ln-fluorides.
This interstitial type is characteristic mainly to arfvedsonite granites. Crystallization of rare-earth
oxides, phosphates and fluorine carbonates from the silicate melt has caused the fractionation
of, predominantly, LnCe and, partly, of Y and LnY. The presence of interstitial intergrowths of gagarinite-(Y),
tveitite-(Y), yttrofluorite and fluocerite-(Ce), as well as inclusions of these minerals in zir1
Стр.1
con and pyrochlore, suggests that their formation was connected with the separation of fluoride calcium
melt with concentrated Na, Sr, Y and lanthanides, predominately LnCe-Sm. Crystallization of the
fluoride melt took place at the late magmatic-postmagmatic stage. Formation of bastnaesite-(Ce) rims
around gagarinite-(Y) segregations and replacement of tveitite-(Y) by bastnaesite-(Ce) indicates the
effect of a Ln-fluoride fluid rich in CO2 separated during crystallization of the silicate melt. Hydrothermal
change of pyrochlore accompanied by Ln remobilization and formation of veins of the
low-temperature bastnaesite-(Ce) suggests an increase of the F concentration in water-carbonic fluid
after finished crystallization of fluoride melts.
Key words: alkaline granites, rare-earth elements, pyrochlore, gagarinite-(Y), fluocerite-(Ce),
yttrofluorite, bastnaesite-(Ce), fluoride salt melt.
Подавляющее большинство месторождений редких земель генетически
связано cо щелочными породами (Солодов и др., 1987). Что касается гранитоидов,
то редкоземельная специализация в наибольшей степени характерна
для гранитов À-òèïà, богатых F (Bonin, 2007). Фтор играет важную роль в
процессах кристаллизации расплавов. Он существенно снижает температуру
солидуса и вязкость расплавов (Manning, 1981; Dingwell et al., 1985; Giordano
et al., 2004), обусловливая более глубокую их дифференциацию, увеличивает
растворимость в расплавах высокозарядных элементов (Keppler, 1993), а
также вследствие высокой способности к комплексообразованию способствует
переносу и концентрированию литофильных редких элементов, в том
числе Ln и Y (Williams-Jones et al., 2000; Webster et al., 2004; Schönenberger
et al., 2008; Agangi et al., 2010; Huang et al., 2014; Dostal, Shellnutt, 2016).
В лейкократовых алюмосиликатных расплавах с высокими концентрациями
F проявляется несмесимость силикатного расплава с фторидным солевым
расплавом, обладающим высокой экстрагирующей способностью по отношению
к Y и Ln (Граменицкий и äð., 2005; Veksler et al., 2005, 2012; Перетяжко,
Ñàâèíà, 2010; Соловова и äð., 2010; Щекина и äð., 2013; Vasyukova, Williams-Jones,
2014à, b).
Катугинское месторождение находится в юго-западной части Алданского
щита и относится к числу уникальных месторождений Ta, Nb, Zr, U, РЗЭ и
криолита (Осокин и др., 2000). На ранних стадиях изучения вмещающие оруденение
породы были охарактеризованы как щелочные метасоматиты (Прохоров,
Собаченко, 1985; Архангельская и äð., 1993, 2012; Áûêîâ, Архангельская,
1995, и др.), однако исследованиями последних лет обоснован магматический
генезис месторождения, а рудовмещающие породы рассматриваются
как анорогенные щелочные граниты (Ëàðèí и äð., 2002, 2012, 2015; Левашова
и äð., 2014; Котов и äð., 2015). Редкоземельная минерализация в гранитах
представлена двумя типами — вкрапленным, образованным главным
образом пирохлором и в меньшей мере зернами других редкоземельных оксидов,
фосфатов, фторкарбонатов, и интерстициальным, представленным
межзерновыми выделениями Ln-фторидов и бастнезита-(Се) (Скляров и др.,
2016). Присутствие в гранитах криолита позволяет рассматривать фтор как
один из важнейших факторов, влияющих на поведение редкоземельных элементов.
2
Стр.2
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
КАТУГИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ
Месторождение находится в южной части Сибирского кратона, на стыке
Катугинского выступа архейского Алданского щита и Кодаро-Удоканского
раннепротерозойского протоплатформенного прогиба (Архангельская и др.,
1993; Скляров и äð., 2016) (ðèñ. 1). Щелочные граниты катугинского комплекса
образуют два массива: площадью около 18 км2 (Западный массив) и
Рис. 1. Схемы расположения Катугинского месторождения (а) и массивов гранитоидов катугинского
комплекса (по: Ларин и др., 2012) (б), схематическая геологическая карта Восточного Катугинского
массива (ïî: Ïðîõîðîâ, Собаченко, 1985, с изменениями Å. Â. Склярова и Ä. Ï. Гладкочуба) (â).
комплекса: 13—биотитовые, 14—рибекит-биотитовые, 15—биотит-арфведсонитовые, 16—арфведсонитовые,
17—эгирин-арфведсонитовые и эгириновые; 18—разломы; 19—элементы залегания сланцеватости.
ские гранулиты; 9—супракрустальные образования станового комплекса; 10—тоналит-трондьемитовые ортогнейсы
и зеленокаменные пояса; 11—разрывные нарушения; 12—гнейсы, мигматиты; 13—17—граниты катугинского
ского комплекса (2.07 млрд лет); 6—метаосадочные породы эпикратонных впадин Удоканского типа (PR1); 7—каларский
постколлизионный анортозит-чарнокитовый магматический комплекс (2.62 млрд лет); 8—высокобариче1—кайнозойские
отложения; 2—гранитоиды Pz3-Mz; 3—постколлизионные гранитоиды кодарского комплекса
(1.88—1.87 млрд ëåò); 4—ñèíêîëëèçèîííûå граниты (1.91 млрд ëåò); 5—àíîðîãåííûå щелочные граниты êàòóãèíFig.
1. Scheme of location of the Katuginskoe rare-metal deposit (a), granitoid massifs of Katuginsky complex
(b), and a geological sketch map of the East Katuginsky massif.
3
Стр.3