Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

Обращают на себя внимание сильные колебания отношений лёгких РЗЭ к тяжёлым (нормированные отношения La/YbN) в рудных пегматитах, которые варьируют от 84,1 до 110,3, указывая на сильно дифференцированный тип распределения редкоземельных элементов. Сильная дифференциация химических элементов проявлена и для других элементов, что особенно хорошо демонстрируют индикаторные отношения, приведенные в табл. 1. Кроме того, в пегматитах проявлены два типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ (W и M), что связано с одновременным участием при генерации пегматитов многих летучих компонентов: F, Be, Li, H2O, B2O3 и других.

Проанализирован химический состав минералов пегматитов, сведенный в табл. 2.

Таблица 2

Химический состав минералов пегматитов Даниловского проявления (в г/т)

Компоненты	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
Be	60,6	8,64	2,44	13,9	1,2	1,4	2,5	3,1	7,5	1,5
Ti	15660	3360	53,4	1620	71	12	16,5	12,7	2695	17,9
V	615	32,9	2,5	27,3	2,3	2,5	23,7	29	605	23,8
Cr	54,2	3,76	2,06	4,39	17,1	3,1	3,6	4,8	72,5	3,3
Mn	3388	3850	116	847	8,4	10	23,7	29,8	3506	14,7
Co	-	-	-	-	2,1	1,5	1,2	1	20,4	1,7
Ni	-	-	-	-	1,3	1,0	1,1	1,2	705	1,9
Cu	-	-	-	-	4,8	2	3,8	2,8	1045	23,8
Zn	-	-	-	-	10,4	5	9,7	1,9	980	56,8
Ga	11,3	120	23,6	112	1,03	25	34,5	1,8	121	34,8
Ge	1,16	2,96	1,04	2,54	0,24	2,4	19,6	0,6	20,6	23,1
Rb	4,36	16,4	640	769	4,48	3,1	4,6	2	55	3,8
Sr	1130	35	37,9	5,92	6,2	5,5	10,5	1050	156	6.7
Y	1,39	1,53	18,4	5,59	0,5	876	1234	48,9	103	85642
Zr	106	15,2	26	38,8	15,5	24	-	10,9	281	1546
Nb	132	6,46	1,11	32,3	0,58	346,5	665	1,8	5,1	34,9
Mo	1,77	1,21	1,7	1,92	3,35	2,6	4,7	3,0	63,6	45,9
Cs	1,01	2,36	20,3	117	0,27	0,3	0,6	0,2	35	1,7
Ba	75	34,5	194	83,3	15,5	3,7	4,0	75,6	392	4,7
La	11,9	8,93	4,8	2,28	1,05	56798	101,2	75,8	7,4	611
Ce	74,9	18,7	5,15	4,37	2,3	21345	274,5	132	23,1	735
Pr	4,7	2,08	1,21	0,52	0,24	210	31,3	11,5	2,6	102,8
Nd	20,5	6,73	4,47	2,07	0,64	453	178,8	45,9	11,5	388,1
Sm	3,37	0,98	0,73	0,47	0,075	121	69,7	7,5	6,4	126,3
Eu	0,69	0,055	0,17	0,067	0,034	87,6	6,8	1,55	0,065	106,6
Gd	3,04	0,71	1,0	0,5	0,13	56,7	134,3	8,5	10,1	192,7
Tb	0,31	0,065	0,18	0,077	0,016	18,6	28,1	1,1	2,3	23,8
Dy	1,11	0,26	1,38	0,58	0,069	119,4	212	7,3	15,2	248,2
Ho	0,17	0,041	0,24	0,11	0,02	10,5	63	1,3	2,9	19,23
Er	0,29	0,14	1,01	0,42	0,032	42.7	253	3,7	9,3	56,3
Tm	0,024	0,031	0,24	0,083	0,005	10,6	55,8	0,6	1,9	13,2
Yb	0,16	0,24	2,14	0,74	0,027	32,7	585	3,6	13,2	83,1
Lu	0,028	0,031	0,41	0,15	0,0059	9,9	105	0,5	2,2	10,6
Hf	5,55	0,68	3,92	6,12	0,13	14,7	1268	0,4	19,5	17,9
Ta	28,4	0,67	0,18	4,83	0,1	53,8	112	0,2	0,7	23
W	13	15	18	32,7	22,3	26	31	2,3	21,6	22,6
Pb	-	-	-	-	5,9	156,8	267	56	3750	238
Th	0,1	0,74	1,59	1,84	0,73	325	2065	118	53,5	77
U	10,1	0,64	0,43	0,54	0,12	15,5	2138	55	22,9	159
Ag	-	-	-	-	1,6	1,0	1,3	0,02	0,2	0,7
Sn	-	-	-	-	3,8	2,6	2,9	0,3	2,8	163,5
Sc	-	-	-	-	3,7	10,7	112,8	0,2	9,7	16,9
∑РЗЭ	122,58	39,85	41,53	18,03	5,14	80191	3332,2	349,75	211,16	88356
La/SmN	2,16	5,57	4,02	2,96	8,54	287,6	0,075	6,18	0,71	2,96
La/YbN	49,1	24,6	1,48	2,02	25,6	1147	0,0016	13,9	0,37	4,85
Y/Ho	8,17	37,3	76,7	50,8	25,0	83,4	28,7	37,6	35,5	4453
Sr/Y	812	22,9	2,06	1,06	12,4	0,006	0,008	21,5	1,51	0,0007
U/Th	101	0,86	0,27	0,29	0,16	0,048	1,03	0,47	0,43	2,1
Zr/Hf	19,1	22,3	6,6	6,34	119,2	1,63	-	27,2	14,4	86,4
Eu/Eu*	0,65	0,19	0,62	0,43	1,07	2,87	0,42	0,6	0,025	2,11
ТЕ1, 3	1,3	0,99	0,94	0,98	1,0	1,35	3,32	0,93	1,19	1,09

Примечание. Анализы выполнены в Лаборатории ОИГиМ СО РАН (г. Новосибирск) методом ICP-MS и в Лаборатории ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). ∑РЗЭ – сумма редкоземельных элементов. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов, как среднее между первой и третьей тетрадами по []. Eu* = (SmN + GdN)/2. Значения РЗЭ нормированы относительно хондрита по [3]. Минералы пегматитов: 1 – сфен, 2 – турмалин; 3 – микроклин. 4 – мусковит, 5 – кварц серый, 6 – монацит, 7 – циркон, 8 – апатит, 9 – гранат, 10 – ксенотим. Прочерки – анализ не проводился.

Обращают на себя внимание концентрации редкоземельных элементов в монофракциях монацита и ксенотима, приведенных в табл. 2. Следует отметить, что в указанных минералах помимо главных элементов (Y, La, Ce) в повышенных количествах присутствуют и тяжёлые РЗЭ – гадолиний, диспрозий, эрбий. В тоже самое время в апатите из пегматита Даниловского проявления установлены повышенные концентрации лёгких редкоземельных элементов (La, Ce, Pr, Nd), а также гадолиния и диспрозия. Апатит относится к фтор-апатиту с содержанием фтора 3,5 %. При этом сумма РЗЭ в апатите сравнительно невысокая (349, 75 г/т). Наиболее высокие концентрации суммы РЗЭ определены в монаците, ксенотиме и цирконе. Последний характеризуется также повышенными содержаниями гафния, тантала, ниобия, иттрия, скандия, тория и урана. Как в пегматитах, так и в минералах наблюдаются широкие вариации нормированных отношений La/SmN и La/YbN, указывающих на различные типы распределения РЗЭ. В отличие от пегматитов, в минералах их слагающих, проявлен только один тип тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ – М-тип. Значимые величины определены для сфена (1,3), монацита (1,35), циркона (3,32) и граната (1,19), превышающие граничное значение 1,1.

На генезис пегматитов имеются различные точки зрения. За рубежом выделяется работа, посвящённая генетическим проблема пегматито-образования [7]. В этой работе подчёркнута роль воды и других летучих компонентов в эволюции пегматитовых тел. Однако, D. London [8] показал, что насыщение водной фазой не является необходимостью для формирования пегматитовых структур. Частичное плавление метаосадочных пород может быть другим возможным процессом, который создаёт широкие вариации по составу, наблюдаемые в природных пегматитовых полях. В случае Даниловских пегматитов можно с уверенностью констатировать глубинный гранитоидный очаг и предположить кристаллизационную дифференциацию гранитоидного расплава, близкого к шошонитовому с образованием заключительных порций лейкогранитового состава, парагенетически с которым формировались пегматиты, насыщенные и водой и другими летучими компонентами. По составу они близки редкометалльным пегматитам района Саламанка в Испании [11].

Общепринятой классификации пегматитов нет. По содержаниям основных рудных компонентов пегматиты Даниловского месторождения (пробы №№ 6-8 в табл. 1) ближе всего к сподуменовой подформации тантал-бериллиевому геохимическому эволюционному ряду, принятому в России, по [2]. Однако, они отличаются от тантал-бериллиевого геохимического ряда повышенными концентрациями скандия, циркония, а также суммой редкоземельных элементов. Последние достигаю 10223 – 14562 г/т.

По другим более поздним классификациям пегматиты Даниловского проявления ближе к семейству Nb > Ta-Y-F (NYF) по [9]. NYF пегматиты относятся к пералкалиновым по составу, отражая субалюминиевый, средне фракционированный анорогенный (А- тип) или изверженный (I)-тип родоначальный (пегматитогенерирующий) тип гранитов [5]. Пегматиты этого семейства часто обогащены HREE, Be, Ti, Sc and Zr [9]. Что и имеет место в пегматитах Даниловского проявления, однако для пегматитов последнего наблюдается связь с шошонитовым интрузивным магматизмом, в котором на заключительных этапах формируются значительные объёмы лейкогранитов.

Более детальное подразделение пегматитов основано на глубинах их формирования. Выделяют 5 классов: абиссальные, мусковитовые, мусковит-редкометалльные, редкоэлементные и миаролитовые [9]. В нашем случае даниловские пегматиты следует относить к редкоэлементному классу.

Обычно редкоэлементный класс пегматитов соотносится с зеленосланцевой и амфиболитовой фациями метаморфизма, формирующихся на малых и умеренных глубинах. Они, как правило, сильно вариабельны по составу и характеризуются различной степенью фракционирования редкоземельных элементов [9]. По геохимическим данным выделяются два подкласса: редкоземельный (REE), обогащённый Zr, Nb, Sc и литиевый, обогащённый Rb, Cs [5]. Редкоземельный подкласс расплавов обычно генерируется из пост-орогенных и до анорогенных пералкалиновых и пералюминиевых расплавов, производных геологическим обстановкам с условиями растяжения, в то время как литиевый подкласс расплавов формируется из син- до посторогенных пералюминиевых расплавов, генерированных в обстановке сжатия [5]. Редкоземельный подкласс подразделяется на 3 типа, различающихся минералогическими и геохимическими особенностями. В составе редкоземельного подкласса рассматриваются следующие типы: 1 – алланит (ортит)-монацитовый, обогащённый лёгкими РЗЭ; 2 – эвксенитовый тип, обогащённый Y, с вариабельными отношениями лёгких РЗЭ к тяжёлым LREE:HREE; 3 – гадолинитовый тип, обогащённый тяжёлыми РЗЭ с Y и Be [5]. Согласно приведенной классификации пегматиты Даниловского проявления следует относить к ортит-монацитовому типу. Специфика даниловских пегматитов – это высокие концентрации Zr, Ta, Nb, Sc, Hf, помимо типоморфных лёгких РЗЭ.

Пирамидальные формы циркона в пегматитах и наличие осцилляционной зональности в нём указывают на рост кристаллов из расплава [10], подтверждая что циркон, вероятно, имеет изверженное происхождение.

Выводы

1. Даниловские пегматиты относятся к гранитным пегматитам, а по составу к семейству Nb > Ta-Y-F (NYF) и алланит (ортит)-монацитовому типу, обогащённому лёгкими РЗЭ.

2. В минералах пегматитов (сфене, монаците, цирконе и гранате) проявлен М-тип тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ.

3. В отличие от аналогичных редкометалльных пегматитов, имеющих связь с анорогенным А-типом магм, Даниловские пегматиты тяготеют к шошонитовому магматизму, на заключительном этапе глубинных очагов которых происходило формирование значительных объёмов лейкогранитовых дериватов.

4. Необходимо провести детальное изучение и других пегматитовых полей в пределах Белокурихинского плутона, и имеющих пространственно- парагенетическую связь с Осокинским, Осиновским, Берёзовским штоками лейкогранитов (Раиса, Берёзовое, Устауриха, Черновское, Проходная Грива, ручей Медвежий и других).