Блог
Колонин Г.Р., Бобров В.А., Колмогоров Ю.П., Палесский С.В., Федорин М.А., Широносова Г.П.
Спектры РЗЭ в монаците как возможный индикатор физико-химических особенностей в геохимических процессах
Монацит является наиболее распространенным и сложным по составу редкоземельным минералом, который к тому же встречается в породах и месторождениях самых разных типов. Он был установлен в Ильменах в 1829 г. В последствии он многократно изучался и описывался на уральских месторождениях и рудопроявлениях разнообразного генезиса [Ферсман, 1914, 1925, Крыжановский, 1927, Зильберминц, 1930, Пятков, 1933, Бок, 1933, Белов, 1937, Жабин и Мухитдинов, 1959]. Еще в работах Ляховича и Баринского[1960, 1962], Семенова [1963, 1974] были выявлены важные типохимические особенности распределения РЗЭ в монацитах разного генезиса (из метаморфогенных пород, гранитов и щелочных пород и их пегматитов, из карбонатитов, грейзенов и гидротермалитов и др.). Позже Ляховичем и Ганзеевым [1996], были показаны различия между спектрами РЗЭ для двух генетических групп монацитов (из гранитов и карбонатитов), а затем Семеновым [2001] выделено примерно пять его типохимических РЗЭ-разновидностей (Ce-, La-, Nd-, Y- и Eu-монациты), а также несколько разновидностей Th–содержащего чералита. Рядом авторов изменение химического состава монацита отмечалось в пределах одного месторождения в зависимости от особенностей состава рудных тел [Леонова и др., 1962], в зависимости от положения в пегматитовой жиле [Murata et al. 1959] или даже от ориентации секторов роста отдельного кристалла [Cressy, Wall, 1999].
В целом, монацит оказывается уникальным минералом, спектр РЗЭ которого может удостоверять принадлежность содержащих его пород и руд к определенному формационному типу. С другой стороны, особенности фракционирования РЗЭ при смене генераций этого минерала или их фациальных разновидностей могут быть эффективно использованы для реставрации физико-химической эволюции рудообразующей системы. Наконец, эти данные необходимы и для верификации разрабатываемых авторами термодинамических моделей фракционирования и осаждения РЗЭ с участием высокотемпературных природных флюидов.
В последнее время авторами были детально изучены спектры распределения РЗЭ примерно в 30 монацитах различного генезиса, оказавшихся в нашем распоряжении благодаря содействию и помощи ряда сотрудников Минералогического музея РАН им. Ферсмана, ИМГРЭ и ВИМСа. При этом впервые была использована совокупность трех современных методов анализа, включая нейтронно-активационный, рентгено-флюоресцентный на синхротронном излучении (РФА-СИ), а также IСP-масс-спектрометрию.
Таблица 1. Результаты РФА-СИ анализа монацитов из ИМГРЭ и ВИМСа
Образец | La | Ce | Pr | Nd | Sm | Eu | Gd | Tb | Dy | Ho | Er | Tm | Yb | Lu | Y |
Мадагаскар | 87728 | 183541 | 24512 | 84914 | 10819 | 36 | 4232 | 245 | 799 | 61 | 81 | 0 | 2 | 0 | 2300 |
Яури-Йоки | 80788 | 171357 | 20180 | 50801 | 7429 | 348 | 2510 | 0 | 675 | 20 | 35 | 0 | 0 | 85 | 1465 |
Испания J60 | 59875 | 143856 | 22378 | 83680 | 14378 | 3601 | 7579 | 524 | 1149 | 65 | 131 | 13 | 23 | 34 | 2400 |
Куларит | 82417 | 173893 | 25834 | 95962 | 14424 | 2975 | 5974 | 3445 | 1345 | 31 | 63 | 0 | 9990 | 0 | 3339 |
Образец | Ca | Sr | Th | U | Ti | Sc | Zr | Hf | Sn | Nb | Ta | Fe | Sb | | |
Мадагаскар | 14084 | 39 | 79331 | 2555 | 0 | 7 | 4080 | 43 | 34 | 0 | – | 0 | 0 | 499438 | |
Яури-Йоки | 9960 | 434 | 43242 | 304 | 87 | 458 | 0 | 124 | 0 | 782 | 5162 | 0 | 396246 | ||
Испания J60 | 22087 | 215 | 1716 | 333 | 5473 | 8 | 394 | 29 | 74 | 53 | – | 57570 | 467 | 428100 | |
Куларит | 6687 | 1840 | 6750 | 595 | 2075 | 316 | 9 | 101 | 0 | 3079 | 8032 | 17 | 436100 |
Примечание. 1) Мадагаскар – желтый монацит из коллекции А. А. Кременецкого. 2) Яури-Йоки, Кольский п-в – включения оранжевого монацита в темном флюорите из ВИМСа. 3) Испания J60 – серый монацит из коллекции А. А. Кременецкого. 4) Куларит, Якутия – эталонный серый монацит из ВИМСа.
В качестве примера в табл. 1 приведены анализы нескольких монацитов из ИМГРЭ и ВИМСа, существенно отличающихся по составу и распределению РЗ и других элементов. Из нее видно, что использование СИ позволяет довести число одновременно определяемых элементов до 28, причем концентрации 12 из них, а также дополнительно Sc могут независимо измеряться с помощью ИНАА. Наконец, привлечение для контроля ICP-MS анализа позволяет существенно уменьшить погрешность выдаваемых результатов при повышении их надежности. Авторы полагают, что подобный аналитический подход позволит принципиально расширить круг геохимических и металлогенических проблем, решаемых с помощью редкоземельных и редких элементов.
Работа выполняется при поддержке грантами Программы “Университеты России – Фундаментальные исследования” – УР.09.01.217 и РФФИ – № 04-05-64370.