Блог

Ершова О.В.

РЕДКОМЕТАЛЬНЫЕ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫЕ МИНЕРАЛЫ ТИМАНСКИХ ПОЛИМИНЕРАЛЬНЫХ РОССЫПЕЙ

В пределах Тиманской гряды выявлены и в разной степени изучены три полиминеральные россыпи девонского возраста. Первоисточником россыпеобразующих минералов для всех этих россыпей послужили продукты выветривания разнообразных по составу и генезису позднепротерозойских пород, слагающих фундамент Тимана, а также раннепалеозойских алмазоносных образований [Щербаков, Плякин, 2005].

В составе россыпей установлено более 40 минералов, главными из которых являются титановые, создающие в балансовой руде средние содержания TiO2 в пределах от 6.2 до 22.6 % при среднем 10.5 %. Кроме титановых, в россыпях присутствуют редкометально-редкоземельные минералы, а также золото. В россыпи Ичетью основную роль играют алмазы.

Титановые минералы в тиманских полиминеральных россыпях представлены лейкоксеном, ильменитом, рутилом, анатазом, брукитом, сфеном и ильменорутилом. Морфологически лейкоксен Ярегского месторождения (рис. 1) представляет собой полуокатанные лепешковидные зерна серой и темно-серой окраски, реже – пепельно-серого и почти чёрного цвета. Установлено несколько минералогических разновидностей: лейкоксенизированный ильменит, анатазовый лейкоксен и ильменорутиловый лейкоксен [Швецова, 1975]. Химический состав, форма зерен и характер поверхности среднетиманского лейкоксена полностью идентичны лейкоксену Южного Тимана [Плякин, 2006]. На Ярегском месторождении количество измененного ильменита составляет 1–6 % общего количества лейкоксена (в нефтенасыщенной части), а в Пижемской россыпи оно более 50 %. Различия в составе россыпей заключаются только в количественных соотношениях лейкоксенизированного ильменита и присутствии на Среднем Тимане ильменорутилового лейкоксена. Среднее содержание TiO2 в балансовой руде Ярегской россыпи изменяется в пределах от 6.2 до 22.6 % и в среднем составляет 10.5 %. Средние содержания TiO2 в продуктивных пижемских песчаниках не превышает 4.5–5.6 %.
Минералы титана представлены ильменитом (до 25.5 кг/м3), рутилом, а также агрегатами лейкоксена (до 5.8 кг/м3).

Большую роль во всех тиманских россыпях играют минералы редких металлов (циркон, колумбит, ильменорутил) и редких земель (монацит, куларит, ксенотим, пирохлор). Это объясняется территориальной близостью к Умбинско-Средненскому месторождению места локализации редкометальных месторождений Четласского Камня на Среднем Тимане [Калюжный, 1982]. В Ярегских россыпях эти минералы играют менее существенную роль.
По всему разрезу россыпей установлен типичный аллотигенный циркон, до 67.2 % которого сосредоточено в тяжёлой фракции. Содержание ZrO2 в руде изменяется от 0.03 до 0.053 % в Пижемской россыпи, где в отличие от Ярегской, циркон играет более существенную роль (рис. 2 и 3). Удлиненные окатанные зерна циркона характеризуются небольшими размерами (по длинной оси размеры составляют доли миллиметра), цвет – от бесцветного прозрачного до полупрозрачного желтого, розового, бежевого [Швецова, 1975]. В жильных телах, секущих позднепротерозойские породы, наблюдается тесное срастание циркона с монацитом (рис. 4), реже – монацита со ставролитом и циркона с ксенотимом. В процессе физического выветривания они освобождаются друг от друга и вмещающей их жильной горной породы, поэтому в россыпь такие сростки не переходят [Дудар, 2002].
    
Рис. 1. Хорошо окатанные зерна лейкоксена лепешковидной формы (Ярегская россыпь).

Рис. 2. Редкие рассеянные зерна циркона и ильменита в разнозернистый кварцит-кварцевый песчанике. (николи II, ув. 60х).
 
Рис. 3. Зерна циркона Пижмы [Калюжный, 1982].

Широким распространением пользуются минералы ниобия: колумбит и ильменорутил.
В Ярегских рудах установлено присутствие Nb2O5 и Ta2O5 (0.013 и 0.0006 % соответственно) [Плякин, 2006]. Содержание колумбита в россыпи Ичетью составляет 50 г/м3. Колумбит из бокситов Среднего Тимана отличается от колумбита из метасоматитов более тусклым блеском, развитием желтовато-бурой охры на поверхности минеральных агрегатов и в полостях выщелачивания, корродированностью и трещиноватостью зёрен [Лихачев, 1973].

В корах выветривания на Среднем Тимане выделен ильменорутил серовато-зеленоватого цвета. Содержание его в россыпи Ичетью составляет 200 г/м3. Химический состав ильменорутила из бокситоносной коры выветривания Среднего Тимана очень близок к составу ильменорутила из субстрата [Лихачев, 1973].

Из редкоземельных минералов наибольшим развитием в россыпях пользуются монацит, куларит, ксенотим, пирохлор.

В Ярегских рудах в виде единичных зёрен отмечен монацит [Калюжный, 1982]. Он представлен аллотигенными мелкими изометричными кристаллами таблитчатого облика (рис. 5) желтого и бурого цвета. В процессе выветривания монацит существенно изменяется, что заключается в его интенсивной дезинтеграции и образовании на его поверхности ямчатых, пористых и кавернозных зон [Лихачев, 1973].

Куларит (разновидность монацита) – обладает близкими с монацитом физико-механическими характеристиками – морфологией, размерами зерен, плотностью. Самые высокие его содержания (до 7.5 кг/м3) характерны для Пижемской россыпи.
Ярегский ксенотим представлен зернами и дипирамидальными кристаллами розового цвета. Отмечены случаи нарастания новообразованных кристаллов на зернах циркона (рис. 6). В Пижемской россыпи присутствие ксенотима отмечалось А. А. Черновым (1948 г.).
    
Рис. 4. Обрастание монацитом зерен циркона (серое). Четласский Камень. 

Рис. 5. Зерна монацита Пижмы [Калюжный, 1982].
 
Рис. 6. Ксенотим.

Пирохлор в метасоматитах Среднего Тимана образует парагенетическую
ассоциацию с ильменорутилом и монацитом. Содержание его изменяется от первых
до десятков грамм на тонну. Пирохлор представлен октаэдрическими кристаллами, их сростками, зернистыми агрегатами разнообразной окраски – от оливково-зеленой до коричневой с разными оттенками [Лихачев, 1973].

Таким образом, в Пижемской россыпи основными минералами являются титановые, а также куларит. Ичетъюская россыпь характеризуется явным преобладанием редкометально-редкоземельных (циркон, монацит, колумбит, ильменорутил) минералов и золота. Наряду с золотом и редкометально-редкоземельными минералами огромную роль в ней играют алмазы. Некоторое исключение представляет куларит, содержание которого в Ичетъюской россыпи вдвое выше, чем в Пижемской. При этом сумма содержаний монацита и куларита в Пижемской россыпи превышает их сумму в Ичетъюской всего в 2 раза, в то время как титановых минералов в ней в 12–33 раза больше, чем в Ичетъю. В то же время россыпь Ичетъю содержит в 3 раза больше циркона, в 50 раз больше монацита и почти в 55 раз больше колумбита и ильменорутила.

Непременной составной частью полиминеральных россыпей являются минералы платиновой группы. Как правило, их содержание в россыпях не превышает 1–2 % от содержания золота. К настоящему времени о присутствии платиноидов неизвестно только в Ярегской россыпи. Возможно, это объясняется недостаточной её изученностью [Дудар, 2002].
Следовательно, все три тиманские россыпи имеют сходный минеральный состав – они содержат титановые минералы, циркон, золото, а также монацит, куларит, колумбит.
Различаются россыпи содержанием россыпеобразующих минералов (табл. 1) и отсутствием в Пижемской россыпи алмазов.

Таблица 1
Содержание минералов (максимальное) в песках (1 м3)
Минерал Ярегская россыпь Пижемская
россыпь Ичетъюсская
россыпь
Минералы титана и золота
Ильменит  24.06 кг 2.0 кг
Лейкоксен 5–30 % 49.8 кг 1.5 кг
Золото 0.31–28.7 мг/т 380 мг 144 г
Редкоземельные и редкометальные минералы
Циркон 200 гр/т 1.2 кг 3.56 кг
Монацит 500 г/т 6 г 300 г
Куларит  7.5 кг 3.0 кг
Колумбит, ильменорутил 0.026 % 220 г 12.0 кг

Существенную роль во всех полиминеральных россыпях играют ильменорутил, монацит (в том числе его разновидность куларит), циркон (и его разновидность малакон), колумбит и др. минералы. Комплекс названных минералов на Среднем Тимане характерен для гидротермально-метасоматических образований, связанных с ультраосновным магматизмом и секущих позднепротерозойские породы.

В пределах Верхне-Щугорского месторождения бокситов геологоразведочными работами установлены повышенные концентрации редкоземельно-ниобиевых минералов. Таким образом, их присутствие в полиминеральных россыпях является закономерным продуктом процесса преобладающего физического выветривания.

Как видно из изложенного, все тиманские россыпи являются парастерезическими минеральными ассоциациями, созданными из разных коренных источников [Щербаков, Плякин, 2005].

Литература

Дудар В. А. Геологическое строение и условия формирования россыпей Вымской гряды: Автореф. дис. … канд. геол.-мин. наук. Сыктывкар, 2002. 20 с.
Калюжный В. А. Геология новых россыпеобразующих метаморфических формаций. М.: Наука, 1982. 264 с.
Лихачёв В. В. Редкометальность бокситоносной коры выветривания Среднего Тимана. Сыктывкар, 1973. 224 с.
Макеев А. Б. Минералогическая специфика девонской формации кор выветривания, россыпей и вулканитов Тимана // Геология и минеральные ресурсы европейского северо-востока России: материалы XIV съезда геологов РК. Сыктывкар: Геопринт, 2004. Т. IV. С. 53–55.
Плякин А. М. Россыпи Тимана. История изучения, месторождения, аннотированная хронобиблиография: учеб. пособие. Ухта: УГТУ, 2006. 148 с.
Швецова И. В. Минералогия лейкоксена Ярегского месторождения. Л.: Наука, 1975. 126 с.
Щербаков Э. С., Плякин А. М. Условия формирования россыпеобразующей толщи Ичетъю-Пижемского россыпного поля. Пермь, 2005. С. 10–12.