Блог

Васильев Н.В. , Скоробогатова Н.В., Удоратина О. В.
Самарскиты и колумбиты редкометалльного месторождения Тайкеу (Полярный Урал)

РЕФЕРАТ

Рассмотрены особенности состава колумбитов и самарскитов месторождения Тайкеу (Полярный Урал). Отмечены процессы колумбитизации ранее образованного фергусонита, а также вероятное замещение фергусонита поздним самарскитом.

Самарскиты и колумбиты редкометального месторождения Тайкеу (Полярный Урал)

Н. В. Васильев¹, Н. В. Скоробогатова², О. В. Удоратина³

¹Институт экспериментальной минералогии РАН, Черноголовка, nvasiliv@iem.ac.ru;

²Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья, Москва;.

³Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, udoratina@geo.komisc.ru

Редкометальное (Ta-Nb, REE, Be, Zr) месторождение Тайкеу на Полярном Урале приурочено к Центрально-Уральской зоне доуралид (Харбейский блок). Вместе с месторождениями Усть-Мраморное и Лонгот-Юган оно входит в состав Тайкеуского рудного узла, являющегося частью Харбей-Лонготъюганского рудного района. Генезис месторождений считается метасоматическим [1, 7]. Породообразующими минералами редкометальных метасоматитов, образующихся по гранитам и близких им по составу, являются альбит (32–52 % объема), микроклин (3–25 %), кварц (19–37 %), слюды (5–14 %), флюорит (0.3–6 %) и эгирин (до 0.1–5.5 %). Метасоматиты характеризуются крайне невыдержанным и рассеянным распределением тонковкрапленных (в среднем 0.1 мм) редкометальных минералов. В основном эти минералы образуют ксеноморфные зерна, срастания, часто по жилам и трещинам.

Породы и минералы месторождения характеризуются низким содержанием тантала. Иногда в состав тантало-ниобатов входит заметное количество титана (до 2 мас. % TiO₂). Наряду с титаном, в состав тантало-ниобатов входит вольфрам.

Обнаружены и проанализированы методом рентгеноспектрального локального микроанализа на цифровом сканирующем электронном микроскопе TescanVegaTS5130MM с энергодисперсионным рентгеновским спектрометром INCAEnergy 350 (ИЭМ РАН) тантало-ниобаты, относящиеся к группам колумбита, пирохлора, а также фергусонит-(Y) и самарскит-(Y).

Наиболее распространенным рудным минералом, с которым связано до 50 % оруденения, является фергусонит [1, 4]. Необходимо отметить, что, хотя фергусонит довольно часто присутствует в рудах редкометальных тантал-ниобиевых месторождений различного типа, он в промышленном отношении играет, как правило, сугубо подчиненную роль по сравнению с колумбитом и пирохлором – основными рудными минералами тантала и ниобия. В этом смысле месторождения Тайкеуской группы являются в известной мере исключением, поскольку именно фергусонит выступает на них в качестве одного из главных рудных минералов [1, 4]. Из других тантал-ниобиевых месторождений России, пожалуй, только на Арысканском месторождении (Восточный Саян), локализованном в рибекитовых альбититах, развивающихся по кварцевым сиенитам, фергусонит наряду с пирохлором является главным минералом руд [2, 3].

Большинство танал-ниобиевых минералов месторождения Тайкеу имеет сложный и изменчивый состав, присутствует в виде нескольких генераций, различающихся по составу, размеру и морфологии кристаллов. Наиболее распространенные тантало-ниобаты – фергусонит-(Y) и минералы группы пирохлора –образуются в течение длительного времени на разных стадиях метасоматического процесса, что приводит к широким вариациям химического состава. Особенностям химического состава и морфологии этих минералов посвящен ряд работ [5, 6 и др.], готовится к печати обобщающая статья, поэтому минералы группы пирохлора и фергусониты здесь не рассмотрены.

Колумбит встречается на месторождении как в виде отдельных призматических зерен, так и в срастании с другими редкометальными минералами. Колумбит является основным концентратором марганца на месторождении и часто замещает фергусонит (рис. 1). Зерна колумбита чаще содержат несколько больше железа (рис. 2, табл. 1), тем не менее, в центре зерен фергусонита иногда встречается относительно высокомарганцевый колумбит (см. табл. 1, ан. 6-7). Содержание Ta₂O₅ в колумбите составляет в среднем 3.5 мас. %, достигая 6 мас. %.

Самарскит-(Y) на месторождении встречается часто и практически всегда обогащен ураном (до 11 мас. % UO_2; табл. 2), поэтому вокруг некоторых зерен можно наблюдать радиоактивные дворики в полевом шпате. Обычны изоморфные кристаллы, часто в срастании со слюдой. Встречаются и кристаллы, близкие по форме к скелетным. Кристаллы самарскита бывают зональны по содержанию кальция и железа, а такжепо содержанию редких земель. Самарскиты содержат до 8 мас. % оксидов тяжелых РЗЭ, среди которых преобладает Yb₂O₃ (см. табл. 2). Самарскиты обычно содержат до 1 мас. % TiO₂, в среднем содержат 4 мас. % Ta₂O₅. В самарските Тайкеу содержится больше тантала, чем в фергусоните (рис. 3). Составы фергусонитов (не рассмотрены высокоиттербиевые разновидности) и самарскитов Тайкеу нанесены на треугольную диаграмму (рис. 4). Для сравнения нанесены составы самарскитов и эшинитов из рудной жилы месторождения Арыскан. Интересно выделение на Тайкеу фазы в срастании с самарскитом, промежуточной по составу между фергусонитом и самарскитом (см. рис. 4). Возможно, что промежуточная фаза на Тайкеу является тонким срастанием фергусонита и замещающего фергусонит самарскита. Замещение фергусонита самарскитом известно, в частности, на месторождении Арыскан [2].

Для поздних этапов метасоматического преобразования пород месторождения Тайкеу характерно повышение активности железа. Широко распространены магнетиты (иногда содержащие тантал и ниобий), срастания гематита и фенгита, развиваются высокожелезистые хлориты. Повышенная активность железа на поздних этапах может приводить к замещению ранее образованного безжелезистого фергусонита на железосодержащий самарскит или колумбит в зависимости от активности иттрия и тяжелых РЗЭ.

Литература 

1. Апельцин Ф. Р., Скоробогатова Н. В., Якушин Л. Н.Генетические черты редкометалльных гранитоидов Полярного Урала и условия их редкометальной металлогенической специализации. М.: Недра, 1967. 202 с.
2. Григорьев А. В., Сергеева В. В.О замещении самарскитом фергусонита в альбититах редкометального месторождения Арыскан // Зап. ВМО. 1993. № 5. С. 36–39.
3. Костицын Ю. А., Алтухов Е. Н.Хайламинский и Арысканский массивы щелочных гранитоидов В. Саян: времая и условия формирования по данным Rb-Sr изотопных и геохимических исследований // Геохимия, 2004. № 3. С. 243–253.
4. Объяснительная записка к геологической карте СССР масштаба 1:200000. Серия Северо-Уральская. Лист Q-42-I / Сост.: А.В. Цымбалюк. Под ред. В.Н. Охотникова. М., 1984. 107 с.
5. Озерова Е. Ю., Удоратина О. В.Пирохлоры из щелочных метасоматитов месторождения Тайкеу (Полярный Урал) // Геология и геоэкология Северо-Запада России. Матер. XIV молодеж. науч. конф., посвященной памяти К. О. Кратца. Петрозаводск, 2003. С. 74–76.
6. Озерова Е. Ю., Удоратина О. В.Фергусониты из щелочных метасоматитов месторождения Тайкеу (Полярный Урал) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента. Матер. XIV науч. конф.. Сыктывкар: Геопринт, 2003. С. 187–190.
7. Удоратина О.В.Квальмиты севера Урала // Петрология и минералогия севера Урала и Тимана. Сыктывкар: Тр. Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН, 1997. Вып. 94. С.19–28.

Таблица 1

Представительные анализы колумбитов Тайкеу, мас. %

Примечание. 1–5 – ферроколумбиты, 6–7 – манганоколумбиты.

Таблица 2

Представительные анализы минералов месторождений Тайкеу и Арыскан, мас. %

Примечание. Прочерк – ниже предела обнаружения.

Подписи к рисункам

Рис. 1. Колумбит (серое) замещает фергусонит (белое). Тайкеу, снимок в отраженных электронах.

Рис. 2. Соотношение формульных коэффициентов основных катионов в колумбитах Тайкеу (при Nb+Ta+Ti= 2).

Рис. 3. Соотношение формульных коэффициентов основных катионов в самарскитах и фергусонитах Тайкеу (при Nb+Ta+Ti= 2).

1 – самарскиты, 2 – фаза в срастании с самарскитом, 3 – фергусониты.

Рис. 4. Соотношение основных А-катионов в минералах месторождений Тайкеу и Арыскан. Значения взяты в формульных коэффициентах (при Nb+Ta+Ti= 2).

1–4 – Тайкеу: 1 – самарскиты, 2 – фергусониты с Ta₂O₅ < 3 мас. %,3 – фергусониты с Ta₂O₅ > 3 мас. %,4 – фаза в срастании с самарскитом; 5–6 – Арыскан: 5 – самарскиты, 6 – эшиниты-(Y).