Выщелачивание редких элементов при экспериментальной грейзениза- ции и альбитизации природных гранитоидов

организмов, они имеют несомненное значение для биостратиграфии, корреляции и палеобиогеографии и требуют дальнейшего углубленного изучения.

ЛИТЕРАТУРА

1. Антропова Е. В. Морфологические типы колоний строматопороидей из силу-рийских-нижнедевонских отложений Приполярного Урала // Современная российская палеонтология: классические и научные методы: Тезисы докл. Первой Всероссийской научной школы молодых ученых-палеонтологов. М., 2004. С. 5—7. 2. Богоявленская О. В. К морфологической терми-нолологии строматопороидей // Палеонтол. журнал. 1968. №2. С.3—13. 3. Богоявленская О. В. К построению классификации строматопороидей // Палеонтол. журнал. 1969. №4. С. 12—27. 4. Богоявленская О. В.

Строматопораты палеозоя (морфология, систематическое положение, классификация и пути развития). М.: Наука, 1984. 96 с. 5. Богоявленская О. В. Итоги изучения строматопорат в Республике Коми // Геология и минеральные ресурсы северо-востока России: Материалы XIV Геол. съезда Республики Коми. Т.Ш. Сыктывкар: Геопринт, 2004. С. 306—307. 6. Большакова Л. Н. Строматопороидеи силура и нижнего девона Подолии. М.: Наука, 1973, 135 с. 7. НесторX. Э. Строматопороидеи: крат.обзор // Стратиграфия СССР: Силурийская система. М.: Недра, 1965. С. 420— 423. 8. Халфина В. К. Строматопороидеи // Морфология и терминология кишечнополостных. М.: Наука, 1971. С. 14—23. 9. Халфина В. К.,Яворский В. И. Классификация строматопороидей // Палеонтол. журнал, 1973. №2. С. 19—34. 10. Халфина В. К.,

Яворский В. И. Основные элементы морфологии строматопороидей // Морфологические и филогенетические вопросы палеонтологии. М.: Наука, 1972. С. 4—10.

11. Яворский В. И. Некоторые результаты изучения строматопороидей в СССР // Палеонтол. журнал, 1962. №1. С. 19—30.

12. Gallowey J. J. Structure and classification of the Stromatoporoides // Bull. Amer. Paleont. 1957. V.37, № 164. Р 345—480.

13. Kuhn O. Zur Systematik und Nimenklatur der Stromatoporen // Ztschr. Mineral., Geol., Palaontol. 1927. V. 3. S. 544—552.

14. Leconpte M. Les Stromatoporoids du devonien moyen et superior du basin de Dinant // Mem. Inst. roy. sc. natur. Belg. 1952. V. 117. P. 21—359. 15. Flugel E. Artrevision von Actinostroma (Stromatoporoides) // Ann. Oesterr. Akad. Wissenschaft. Math.-Natur. Kl. 1958. bd. 95. S. 2—259.

BЫЩEЛAЧИBAHИE PEflOX ЭЛEMEHTOB ПРИ ЭКCПEPИMEHTAЛbHOЙ ГPEЙЗEHИЗAЦИИ И АЛЬБИТИЗАЦИИ ПРИРОДНЫХ ГРАНИТОИДОН

К. г.-м. н. Д. г.-м. н.

О. В. Удоратина Г. П. Зарайский* Ю. Б. Соболева*

udoratina@geo.komisc.ru zaraisky@iem.ac.ru julia@iem.ac.ru

* Иштитут экпериментальной минералогии , г. Черноголовка

Теоретические предпосылки.

На сегодняшний день установленным (геологически и экспериментально доказанным) считается факт формирования месторождений тантала и ниобия (связанных генетически с кислыми магмами): пирохлор-микролитовых, колумбит-танталитовых путем магматической кристаллизации из конечных порций обогащенного (Ы-Б) магматического расплава [5].

Названия редкометалльных пород этого типа были ранее согласованы в предложенном А. А. Беусом термине «апограниты» [2, 7].

Работы последних лет (грант 02-0564413 и02-0564414) поставили под сомнение достаточность чисто магматического пути и реабилитацию роли гидротермаль-но-метасоматических процессов в рудо-образовании. В результате экспериментальных работ последних двух лет получены новые данные, позволяющие рассматривать вопрос о переносе тантала и ниобия растворами положительно [4].

Геологические данные.

Редкометалльные месторождения Полярного Урала связаны с лонготъ-юганским комплексом метасоматичес-ких гранитоидов, представленным лей-когранитами, микроклинитами и альби-титами. В свою очередь вещественным воплощением этого «рудного» комплекса являются метасоматически преобразованные отдельные участки мелких тел гранитоидов полярно-уральского и сядатаяхинского (?) комплексов.

Все магматические и метасоматически преобразованные породы залегают в раме вулканогенно-осадочных пород няровейской и немуръюганской свит среднего рифея, метаморфизован-ных в зеленосланцевой фации, хотя некоторыми авторами отмечаются вблизи них участки развития мигматитов [3, 8]. Генезис пород метасоматического комплекса рассматривался как: метасо-матический, метасоматическо-магма-тический и магматически-метасомати-ческий; чисто магматического не пред-

полагалось. Причем указывалось, что основная часть рудных метасоматитов формируется не по гранитному субстрату, а по вмещающим зеленосланцевым метаморфитам.

Таким образом, генезис исследуемых комплексных (Та, №, 2г, У, НКБЕ, Ве и др.) месторождений Полярного Урала [3, 6, 9] рассматривался как ме-тасоматический. Главным фактором повышения содержания редких элементов считался их привнос растворами по катаклазированным и милони-тизированным разломным зонам из некоего глубинного источника, а не мобилизация из древних гранитоидов.

В частности, наложенность метасо-матических процессов рассматривалась на основании того, что возраст гранитоидов (раннеордовикский, кембрийский, а возможно, и докембрийс-кий) и рудосодержащих пород (раннекарбоновый) различался не менее чем на 200 млн лет [1, 3, 10]. Однако последнее не подтверждено достаточным

Аналитические данные ICP (г/т), полученные при экспериментальном моделировании процессов выщелачивания

Гранит Раствор

Элемент безрудный рудный «грейзенизация» «альбитизация»

127а К-19в 127а К-19в 127а К-19в

Li 3.1 123 167 5.1 63.8

Be 3.1 17 0.24 4.6 0.30 6.0

B 187 190 4.2 1.8

Na 4.4 12.0 498 700 17085 17594

Mg 0.025 0.45 <ПО 0.31 0.32

Al 10.9 1128 953 20.0 2.7

P <ПО <ПО 1.5 1.4

S 2.3 3.7 3.4 38.8

K 4.08 0.62 810 94.2 5538 5603

Ca 0.029 1.28 0.72 0.26 0.35 0.36

Ti 0.025 0.18 0.068 0.22 0.11

Cr 2.4 40.6 0.28 0.19 0.043 0.043

Mn 0.0043 <ПО <ПО 0.22 0.22

Fe 0.7 1.62 1.2 0.83 0.510.51 0.61

Ni 1.3 6.2 <ПО 0.35 0.17 0.15

Cu 6.2 15 0.10 0.072 0.060 0.077

Zn 49.0 1550 0.08 0.17 0.040 0.048

Ga 33.2 40 0.15 0.55 0.018 0.0086

As <ПО 9.34 <ПО 0.061 <ПО 0.016

Rb 560 1468.5 8.5 9.2 72.4 253

Sr 1.6 985 0.012 0.0066 <ПО 0.0087

Y 59.2 300 0.0031 <ПО 0.0035 0.0027

Zr 200 330 0.70 0.70 0.044 0.42

Nb 125 300 0.73 0.65 0.023 0.014

Mo 0.43 0.0089 0.91 0.20 0.15

Sn 10.7 0.010 0.008 0.008 0.007

Sb 0.2 0.24 <ПО <ПО <ПО <ПО

Cs 2.7 14.7 0.15 1.5 0.62 3.3

Ba 13.2 1025 0.10 0.019 0.36 0.36

La 1.6 20.3 <ПО <ПО <ПО <ПО

Ce 17.6 53.0 <ПО <ПО <ПО <ПО

Pr 0.93 7.91 <ПО <ПО <ПО <ПО

Nd 4.1 41.4 <ПО <ПО <ПО <ПО

Sm 3.4 14.0 <ПО <ПО <ПО <ПО

Eu <ПО 0.041 <ПО <ПО <ПО <ПО

Gd 5.2 25.1 <ПО <ПО <ПО <ПО

Tb 1.2 4.5 <ПО <ПО <ПО <ПО

Dy 12.8 30.0 <ПО <ПО <ПО <ПО

Ho 2.4 7.65 <ПО <ПО <ПО <ПО

Er 6.9 24.3 <ПО <ПО <ПО <ПО

Tm 0.95 4.23 <ПО <ПО 0.00065 0.00040

Yb 5.5 27.2 0.00026 <ПО 0.013 0.024

Lu 0.77 5.07 <ПО <ПО 0.0029 0.0064

Hf 6.0 57.4 0.037 0.033 0.0069 0.0038

Ta 8.7 34.0 0.0080 0.0060 0.0043 0.0033

W 0.67 0.17 0.58 0.24 1.2

Tl 2.1 0.10 0.16 0.29 1.7

Pb 21.8 170 0.015 0.045 0.67 0.37

Bi 1.2 0.00029 0.00092 0.0011 0.00082

Th 133 151.2 0.0008 <ПО 0.11 0.037

U 12.6 47.7 <ПО 0.0044 0.0054 0.031

фактическим материалом. В последней, неопубликованной, схеме М. А. Шишкина (1999) гранитоиды сядатоя-хинского комплекса имеют V-Gj возраст, гранитоиды полярно-уральского комплекса и вовсе имеют широкие возрастные вариации R3:PZ1-2 (?), возраст же лонготъюганского метасоматичес-кого комплекса — PZ3.

Кроме того, удивительным образом все месторождения сосредоточены в пределах Лонготъюганской антиклинальной структуры и размещение зон щелочного метасоматоза определяется поперечными (лонготъюганский крестовый разлом) структурами, и они, а не поля развития гранитов в итоге контролируют зоны проявления редкоме-талльных руд. Все это, а также характер минеральных парагенезисов, структур, текстур, микроструктур пород указывает на их метасоматическое происхождение.

Таким образом, имеющиеся теоретические представления о магматическом генезисе тантал-ниобиевых руд и сложные, запутанные представления о происхождении комплексных редкоме-талльных руд полярноуральских месторождений позволили сформулировать следующие вопросы: 1) Могли ли рудные компоненты экстрагироваться из гранитных пород полярно-уральского комплекса при воздействии на них различных по составу растворов? 2) Достаточно ли выщелоченных компонентов для формирования месторождения?

Основной задачей являлось выявление подвижности тех или иных компонентов, а главное, установление самой возможности их экстракции, переноса и отложения и, таким образом, оценки роли возможного участия в образовании руд гидротермально-метасомати-ческих процессов. Для ответов на эти вопросы были проведены экспериментальные работы.

Экспериментальные данные.

Эксперименты по выщелачиванию редких элементов (Ta, Nb, Zr, W, Pb, Th, U, HREE) из природных гранитоидов полярно-уральского и лонготъюганского комплексов (район г. Тайкеу), нерудных (1-й тип) и рудных (2-й тип), проводились в ИЭМ РАН (г. Черноголовка).

Эксперимент проводился при температуре 500 °С и давлении 1,0 кбар. На породу воздействовали кислыми (0.5 m HF + 0.1 m HCl) (+ LiF 15 мг) и щелочными растворами (0.5 m NaF + 0.5 m NaCl). Опыты (длительностью 3 недели) про-

водили в автоклавах в герметичных платиновых ампулах (V = 6 см3), в которые помещали навеску гранита (1 г) и раствор (V = 2.5 см3).

В результате диффузионного взаимодействия с раствором гранит в одном случае «грейзенизировался», а в другом — «альбитизировался». Полученную породу извлекали из ампулы и изучали на микрозонде, по ее длине от-

бирали пробы вещества для анализа на 1СР/8М на породообразующие, рудные компоненты, анализировался и закалочный раствор.

В данном сообщении приводятся результаты изучения состава раствора после окончания эксперимента (таблица).

В растворе (изначально «стерильном» по содержанию элементов) после проведения опыта концентрация эле-

ментов пусть незначительно, но увеличивалась. Причем при воздействии на одну и ту же породу различными растворами, состав (набор) и содержание элементов существенно менялись.

Во время эксперимента в раствор переходили все элементы, кроме (при взаимодействии с нерудным гранитом) Р, Мп, V, Со, Лб, Бе, Бг, БЪ, УЪ, и и (при взаимодействии с рудным гранитом) М^ Р, Мп, V, Со, Бе, У, БЪ, все ЯББ, ТЬ.

При грейзенизации нерудных гранитов в раствор больше переходит (чем при грейзенизации рудных гранитов) Л1, К, Т1, Сг, Бе, Бп, Бг, Ва, Та, ТЬ.

При грейзенизации рудных гранитов в раствор больше переходит (чем при грейзенизации нерудных гранитов) П, Ве, №, Б, N1, гп, ва, Лб, Мо, Сб.

Примерно в одинаковом количестве при грейзенизации рудных и нерудных гранитов переходят в раствор ЯЪ, В, Си, гг, №>, Ш.

При моделировании процессов аль-битизации нерудных гранитов в раствор больше переходит Л1, В, Т1, NЪ, Тт, Щ РЪ; при моделировании процессов аль-битизации рудных гранитов в раствор больше переходит Ы, Б, Ве, Бе, ва, ЯЪ, Сб, УЪ, Ьи, Т1, В1, ТЬ, И.

Примерно в одинаковом количестве при альбитизации рудных и нерудных гранитов переходят в раствор №, Mg,

Р, К, Са, Сг, Мп, N1, Си, гп, У, гг, Мо, Бп, Ва, Та.

Анализируя таблицу, можно сделать вывод, что даже при такой малой концентрации элементов в растворе выявляются следующие тенденции: 1) кислые фторидые растворы обогащались элементами, типичными для гранитов А1 и ва и, что очень важно, такими рудными элементами, как Та, №, гг и В; 2) в щелочных (солевых) растворах концентрация большинства элементов (К, Р, Б, Сг, Мп, ЯЪ, Сб, Ва, ^ Т1, РЪ, ТЬ, И) увеличивалась, и такая же тенденция характерна для тяжелых редких земель (Тт, УЪ, Ьи), определяющих «лицо» месторождений Полярного Урала.

ЛИТЕРАТУРА

1. Абсолютный возраст некоторых генетических типов гранитоидов в Харбейс-ком блоке (Полярный Урал) / Ф. Р. Апель-цин, В. И. Малышев, С. И. Зыков и др. // Советская геология. 1968. № 6. С. 89—99.

2. Альбитизированные и грейзенизирован-ные граниты (апограниты) / А. А. Беус,

3. А. Северов, А. А. Ситнин, К. Д. и др. М.: Изд-во АН СССР, 1962. 196 с. 3. Апельцин Ф. Р., Скоробогатова Н. В., Якушин Л. Н., Генетические черты редко-металльных гранитоидов Полярного Урала и условия их редкометалльной металло-

генической специализации. М.: Недра, 1967. 202 с. 4. Зарайский Г. П., Коржинс-кая В. С., СоболеваЮ. Б. Экспериментальная оценка гидротермального транспорта Ta и Nb в связи с проблемой генезиса месторождений тантала в «апогранитах» // ЕСЭМПГ-2004. М.: ГЕОХИ РАН, 2004. C. 27—28. 5. Зарайский Г. П. Условия образования редкометалльных месторождений, связанных с гранитным магматизмом (в печати). 6. Калиновский А. В., Игнатов М. М. Редкометалльные топоминералоги-ческие системы района развития щелочных метасоматитов // Минералогия рудоносных территорий Европейского северо-востока СССР. Сыктывкар, 1987. С. 5—17. 7. Коваль П. В. Петрология и геохимия альби-тизированных гранитов. М.: Наука, 1975. 258 с. 8. Объяснительная записка: Геологическая карта СССР, м-ба 1:200 000. Серия Североуральская. Лист Q-42-1. М., 1984. 107 с. 9. Удоратина О. В. Квальми-ты севера Урала // Петрология и минералогия севера Урала и Тимана. Сыктывкар, 1997. С. 19—28. 10. Удоратина О. В., Ан-реичев В. Л. Калий-аргоновые и рубидий-стронциевые изотопно-геохронометричес-кие системы в редкометалльных метасома-титах Полярного Урала // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Севе-роуральского сегмента: Материалы 9-й научной конф. Сыктывкар: Геопринт, 2000. С. 151—153.

Российская академия наук Российское минералогическое общество

XV РОССИЙСКОЕ СООЕЩАНИЕ 00 ЖОЕРИМЕОТАЛЬНОЙ МИНЕРАЛОГИИ

СЫКТЫВКАР 22—24 июня 2005 года Информационное сообщение

Институт экспериментальной минералогии РАН, Институт геологии Коми НЦ УрО РАН и Российское минералогическое общество проводят XV Российское совещание по экспериментальной минералогии Совещание состоится в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской академии наук в г. Сыктывкаре 22—24 июня 2005 г. Научная программа:

> Магматические системы при высоких давлениях

^ Гидротермальные и флюидные системы

> Минеральные равновесия, кинетика и динамика минералообразования

> Минералогенезис и синтез минералов

> Эксперимент в решении геологических и экологических задач

ФОРМА ДОКЛАДОВ: пленарные (30 мин.), устные (15 мин.) и стендовые. Демонстрация материала во время устных докладов в виде прозрачных пленок, компьютерных презентаций.

Доклады (объемом до 4 стр.) будут опубликованы к началу работы совещания.

Контрольные даты

Представление заявки на участие до 31 декабря 2004 г.

Представление докладов

до 15 февраля 2005 г.

Рассылка программы совещания до 1 июня 2005 г.

Заезд и регистрация участников

с 21июня 2005 г.

И Адрес оргкомитета

Институт геологии Коми НЦ УрО РАН 167982, Первомайская, 54, Сыктывкар, Россия

Телефоны: (8212) 44-60-16

(8212) 24-54-98 Тел/факс: (8212) 24-09-70

(8212) 24-56-98 E-mail: EM2005@geo.komisc.ru

kunts@geo. komisc. ru

Бюро оргкомитета

Сопредседатели:

академик В. А. Жариков академик Н. П. Юшкин

Заместители председателя:

член-кор. А. М. Асхабов д. г.-м. н. Ю. Б. Шаповалов

Ученый секретарь:

д. г.-м. н. А. Ф. Кунц