Блог

Азовскова О.Б., Зинькова Е.А., Левин В.Я.
Монацитовая минерализация юго-западной части Сысертского блока (Средний Урал)

 МОНАЦИТОВАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ЮГО-ЗАПАДНОЙ ЧАСТИ СЫСЕРТСКОГО БЛОКА (СРЕДНИЙ УРАЛ)

О. Б. Азовскова¹, Е. А. Зинькова², В. Я. Левин¹

¹Уральская геологическая экспедиция, Екатеринбург;

 ²Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург,Россия

     С начала 1980-х годов на Южном и Среднем Урале выявлены и предварительно изучены ряд собственных рудопроявлений и месторождений редкоземельных элементов и иттрия в корах выветривания гранитоидов, щелочных пород и карбонатитов. Примерами таких объектов являются Спирихинское месторождение монацита в Вишневых горах, расположенное в западном экзоконтакте миаскитового массива [6], Тенякское месторождение редких земель в Сысертском районе, связанное с остаточными корами выветривания в экзоконтактовом ореоле базификации Сысертского гранито-гнейсового комплекса и Верхнемакаровское месторождение редких земель, расположенное в 20 км ЮЗ г. Екатеринбурга и приуроченное к перемещенным корам выветривания в карсте на контактах линзы мраморов кунгурковской свиты нижнего девона [2]. Южнее, в аналогичной геолого-структурной позиции, находится проявление редких земель Мраморской площади [5]. Все эти объекты расположены в северной половине (ее осевой зоне) широтной Уфимско-Челябинской структуры (УЧС), которая рассматривается как главная редкометальная провинция Урала [2, 10]. Последние три приурочены к краевым частям Сысертской структуры: Верхнемакаровское и Мраморское на северо-западе и Тенякское на востоке.

Обнаруженное нами проявление монацитовой минерализации принадлежит этой же зоне УЧС и находится в юго-западной части Сысертского блока, в 3 км к западу от деревни Даутово, на СЗ оконечности оз. Иткуль. Оно приурочено к структурным корам выветривания (глинисто-дресвяным, до дресвяно-глинистых) по лейкократовым гранитам и гнейсам, которые обнажаются в глубокой дорожной выемке Верхнеуфалейского тракта. Граниты слагают четко выделяющуюся пологозалегающую дайку мощностью до 15 м среди плагиогнейсов и содержат в себе ксенолит последних, что свидетельствует о ненарушенности залегания и остаточном характере монацитовой минерализации.

Плагионейсы относятся к шумихинской серии пород, выделенной на этой площади Г. А. Кейльманом [3]. Они представляют собой среднезернистые светло-серые породы с зеленоватым оттенком, внешне напоминающие в различной степени рассланцованные гранодиориты. Плагиогнейсы имеют выдержанный состав по всей площади их распространения и содержат минералы: плагиоклаз, кварц, биотит, мусковит (примерно в равных количествах) и эпидот. Акцессорные минералы представлены ортитом, цирконом, апатитом, сфеном. Следует отметить, что ортит иногда образует крупные таблитчатые и длиннопризматические зерна размером 2–3 мм. Химический состав плагиогнейсов следующий (мас. %): SiO₂ 64.5–66.29; Al₂O₃ 14.94–15.05; TiO₂ 0.45–0.53; Fe₂O₃ 1.92–2.5; FeO 2.8; MgO 1.98–2.41; CaO 3.78–4.03; в них повышенные содержания Na₂O (4.4–5.3) и пониженные – K₂O (1.96–2.06 мас. %). К геохимическим особенностям этих пород следует отнести слабодифференцированный набор редкоземельных элементов – величина La/Yb-отношения варьирует от 2.2 до 3.3, что связано с относительно низким содержанием La (4.7–6 г/т) и повышенным содержанием тяжелых редкоземельных элементов (г/т): Er (1.7–2.2), Tm (0.26–0.33), Yb (1.8–2.1), Lu (0.27–0.32). Также отмечается повышенное содержание Y (16.6–18.8 г/т) и Ce (18.2–22.6 г/т), европиевые аномалии отсутствуют. Для плагиогнейсов характерно умеренное содержание Rb (32–36 г/т), повышенное содержание Sr (380–463 г/т).

Плагиогнейсы шумихинской серии в районе оз. Иткуль часто содержат кварцевые жилы различных онтогенических типов, как согласные так и секущие, сложенные почти исключительно молочно-белым кварцем. Какого-либо системного изучения их не проводилось, но можно предположить, что генетически они близки детально охарактеризованным кварцевым жилам расположенного юго-восточнее Верхнеуфалейского блока [9].

Лейкограниты представлены светлыми среднезернистыми биотит-мусковитовыми разностями с массивной текстурой и аллотриоморфнозернистой структурой. Они состоят из плагиоклаза, решетчатого микроклина, кварца, биотита и мусковита, причем последний значительно преобладает. Состав акцессорных минералов следующий: эпидот магматического облика (идиоморфные кристаллы с ядрами ортита в срастаниях с биотитом и мусковитом), апатит, сфен, монацит, ильменорутил (?) и редкие зерна циркона.

На установленном проявлении граниты и плагиогнейсы рассечены субвертикальной кварцевой жилой мощностью 3–5 м с раздувами и серией «оперяющих» прожилков. Кроме основной жилы, на расстоянии 10–30 м от нее в обе стороны прослеживается еще несколько небольших и менее выдержанных кварцевожильных зон. Кварц трещиноватый, катаклазированный, полупрозрачный и стекловатый. Характерна неоднородная окраска от серой (светло-серой) до охристо-бурой и темно-буровато-серой, почти черной, причем преобладают темные тона. По данным спектрального полуколичественного анализа, в экзоконтактах жил наблюдаются повышенные содержания Li (до 0.05 %), Y (до 0.03 %) и Mo (до 0.002 %). Эти жилы резко отличаются по цвету, морфологии и условиям залегания от кварцевых жил, распространенных в пределах гнейсовой толщи.

Богатая монацитовая минерализация приурочена к экзоконтактовым ореолам и зальбандам кварцевых жил, наиболее обильна она вблизи центральной крупной жилы. В шлиховой пробе, взятой на расстоянии ~ 3 м от жилы, содержание монацита составило 160 г/м³ (~ 90 г/т). Непосредственно вблизи кварцевой жилы и на контакте гранитов и плагиогнейсов концентрация монацита возрастает в несколько раз, что отражается даже в появлении оранжево-желтой окраски пород. Монацит составляет примерно 90 % массы тяжелой фракции и отчетливо выделяется ярко-зеленым свечением в ультрафиолетовых лучах. Он представлен хорошо окристаллизованными, преимущественно таблитчатыми прозрачными и полупрозрачными кристаллами светло-желтого, желтого и буровато-оранжевого цвета (за счет гипергенных изменений), величиной в сотые – десятые доли миллиметра. Морфологически он аналогичен акцессорному монациту из лейкогранитов на удалении от кварцевых жил.

Кроме монацита, в значимых количествах присутствуют ильменит и рутил (ильменорутил ?), реже гранат, встречены хромшпинелиды, циркон, апатит, гидрооксиды железа и единичные знаки ксенотима, моноклинного пироксена, сфена, турмалина, барита, кианита (данные минералогического анализа, аналитик С. В. Акулова, УГГУ).

Радиоактивность шлихового концентрата составляет 16 мкр/час. Этому соответствуют и невысокие содержания ThO₂ в монаците (около 1.5 мас. %), что нехарактерно для обычного (желтого) монацита пегматит-гранит-гранитогнейсового или карбонатитового происхождения, который, как правило высокорадиоактивен и содержит ThO₂ в количествах от ~ 6 до 10–12 мас. % и более [12, 2, 7]. Тем не менее, низкоториевый акцессорный монацит иногда встречается в пегматитах и гидротермально измененных гранитоидах и щелочных породах, он также распространен в некоторых гидротермальных грейзеновых месторождениях, где низкие содержания ThO₂ (от долей до 1–5 мас. %) сопровождаются пониженным содержанием тяжелых лантаноидов – Nd, Sm, Gd [7]. Монацит из нового проявления отличается относительно высокими содержаниями La, Ce, Eu при довольно низких количествах Y, Pr, Sm, Gd (табл. 1, 2).

По распределению РЗЭ установленный нами монацит резко отличается от акцессорных монацитов из различных гранитоидов и некоторых других пород. Для него характерна крутая сглаженная форма графика без выраженных минимумов и максимумов и отсутствие отрицательной европиевой аномалии (рисунок). Некоторое сходство наблюдается только с монацитом из обогащенных ураном высокоглиноземистых гранитов Albuquerque [12], хотя в последнем при общей относительной сглаженности кривой все же присутствует небольшой европиевый минимум.

Европиевая разновидность монацита с низким или полным отсутствием тория – куларит, или серый монацит – характерна для некоторых золотоносных и редкоземельных россыпей России (Якутия, Чукотка, Южный Тиман) и мира [11]. Этот монацит генетически связан с черносланцевыми толщами, и его происхождение рассматривается как аутигенно-метаморфогенное, причем формирование первичной фазы, обогащенной европием, контролируется присутствием органического вещества [4]. Не исключено, что и в нашем случае обогащенность европием может быть связана с влиянием органического вещества или восстановленных флюидов, поскольку среди древних метаосадочных пород района оз. Иткуль довольно широко присутствуют углеродистые разности, а севернее, в пределах западного обрамления Сысертского комплекса (Мраморская зона смятия), отчетливо проявлен углеродистый метасоматоз [1].

Исходя из приведенных выше данных, можно сделать предварительный вывод, что монацитовая минерализация имеет гидротермальную природу и генетически связана с лейкогранитами. С ними же, вероятно, изначально связаны и повышенные содержания лития, которые зафиксированы в ореолахкварцевых жил. Таким образом, одними из основных направлений дальнейших исследований являются типизация указанных гранитов и собственно монацитового проявления. Последнее, в силу своей низкой радиоактивности, может представлять не только научный, но и практический интерес.

Литература

1. Азовскова О. Б.Углеродистый метасоматоз, особенности золотого оруденения и самородные металлы Мраморской зоны смятия / Автореф. дисс… канд. геол.-мин. наук. Екатеринбург, 2005. 28 с.
2. Золоев К. К., Левин В. Я., Мормиль С.И., Шардакова Г. Ю.Минерагения и месторождения редких металлов, молибдена, вольфрама Урала. Екатеринбург, 2004. 336 с.
3. Кейльман Г. А.Мигматитовые комплексы подвижных поясов. М.: Недра, 1974. 200 с.
4. Кременецкий А. А.Новый геолого-промышленный тип редкоземельных россыпей. // Разведка и охрана недр, 1993. № 3. С. 15–19.
5. Кузнецов В. Н., Азовскова О. Б. и др.Отчет о результатах поисковых работ на рудное золото на Мраморско-Кособродской площади. Екатеринбург, 2003ф.
6. Левин В. Я., Роненсон Б. М., Самков В. С. и др.Щелочно-карбонатитовые комплексы Урала. Екатеринбург: Уралгеолком, 1997. 274 с.
7. Геохимия, геология и генетические типы месторождений редких элементов / Под ред. К. А. Власова. М.: Наука, 1964. 830 с.
8. Некрасова Р. А., Некрасов И. Я.Куларит – аутигенная разновидность монацита. // Докл. АН СССР, 1983. Т. 268. № 3. С. 688–693.
9. Поленов Ю. А., Огородников В. Н., Сазонов В. Н., Рахов Е. В., Савичев А. Н.Кварцево-жильная минерализация Уфвлейского коллизионного блока // Литосфера, 2006. № 2. С. 123–134.
10. Рапопорт М. С., Рудица Н. И., Курочкин В. Ю.Уфимский тектоно-концентр. Особенности геологии, флюидогеодинамики, минерагении // Проблемы геологии и рудообразование в геологической истории Урала. Ежегодник-2001. Екатеринбург: МПР РФ ДПР по Урал. региону, ОАО УГСЭ, 2001. С. 103–124.
11. Россыпные месторождения России и других стран СНГ / Под ред. Н. П. Лаверова, Н. Г. Патык-Кары). М.: Научный мир, 1997. 480 с.
12. 12. Bea F.Residence of REE, Y, Th and U in granites and crustal protoliths; implications for the chemistry of crustal melts // J. of Petrology, 1996. Vol. 37. № 3. P. 521–552.
13. Sun S. S., McDonough W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implication for mantle composition and processes // Magmatism in the ocean basing / Geol. Soc. Spec. Publ., 1989. № 42. P. 313–345. 

Таблица 1

Данные анализа ICP-MS монофракции монацита из коры выветривания лейкогранитов

на контакте с кварцевой жилой и плагиогнейсами (г/т)

Примечание. Анализ выполнен в ИМГРЭ, Москва

Таблица 2

Состав редких земель в монацитах различных объектов (в % от суммы)

Примечание. 1 – кора выветривания лейкогранитов, новая точка минерализации в ЮЗ части Сысертского комплекса; 2 – кора выветривания фенитов и карбонатитов, Спирихинское м-е [2]; 3 – куларит, северо-восток Якутии [11], среднее;4 – гранит алланитсодержащий, Магнитогорск [12], среднее из 2-х; 5 – лейкогранит гранатовый, Мурзинка [12]; 6 – пегматитовое габбро, Урал[7].

Подпись к рисунку Азовсковой

Нормированные к хондриту [13] содержания РЗЭ в монацитах.

1 – из коры выветривания лейкогранитов на контакте с кварцевой жилой и плагиогнейсами; 2 – из высокоглиноземистых гранитов, обогащенных ураном. Светло-серым показаны области составов различных монацитов Albuquerque [12].