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.