О.В. Дубина, МІНЕРАЛОГО-ПЕТРОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ГРОРУДИТІВ СХІДНОГО ПРИАЗОВ’Я (УКРАЇНА)

https://doi.org/10.15407/mineraljournal.42.01.049

УДК 552.332 + 549(477)

МІНЕРАЛОГО-ПЕТРОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ ГРОРУДИТІВ СХІДНОГО ПРИАЗОВ’Я (УКРАЇНА)

О.В. Дубина, д-р геол. наук, доц. пров. наук. співроб. https://orcid.org/0000-0002-6003-4873

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

Київський національний університет імені Тараса Шевченка. Навчально-науковий інститут "Інститут геології"

03022, Київ, Україна, вул. Васильківська, 90

E-mail: dubyna_a@ukr.net

С.Г. Кривдік, д-р геол.-мін. наук, проф., зав. від. https://orcid.org/0000-0002-8356-1115

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: kryvdik@ukr.net

О.А. Вишневський, канд. геол.-мін. наук, пров. наук. співроб. Researcher ID: I-9996-2018

Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М.П. Семененка НАН України

03142, Київ, Україна, пр-т Акад. Палладіна, 34

E-mail: vyshnevskyy@i.ua

Мова: англійська

Мінералогічний журнал 2020, 42 (1): 49-65

Анотація: У межах Українського щита лужні граніти та їхні гіпабісальні й ефузивні аналоги поширені обмежено. У Східному Приазов’ї відомі дайкові аналоги лужних гранітів (грорудити), які є дискретними за хімічним та мінеральним складом і розглядаються як аналоги пантелеритів (егіринові високотитанисті) або комендитів (амфіболові низькотитанисті). Високотитанисті егіринові грорудити інтенсивніше збагачені некогерентними рідкісними елементами (REE, Zr, Nb) порівняно з низькотитанистими різновидами. У результаті останніх досліджень виявлено нові для цих порід мінерали титану (титанистий гематит із підвищеним вмістом MnO, різновиди серії FeTiO3—MnTiO3—ZnTiO3), невідомі раніше в цих породах Са-Na-амфіболи, а також структурні взаємовідношення егірину та лужного амфіболу. Незважаючи на високий або підвищений вміст HFSE в грорудитах, інформації про власні мінерали-концентратори цих елементів майже не було. В егіринових різновидах нами виявлено і проаналізовано мінерали рідкісних елементів — монацит-(Се), бастнезит-(Се), бритолітоподібний мінерал та рідкісноземельний апатит, циркон, Са-Na-катаплеїт, а також остаточно недіагностовані мінерали цирконію та мінерал групи ешиніту. В амфіболовому грорудиті із акцесорних мінералів виявлено лише циркон і ніобійвмісний рутил. Згадані мінерали часто мають дуже дрібні розміри, найбільші з них можуть досягати 15—20 µm, більшість не перевищує 10 µm, що значно ускладнює їх остаточну діагностику. Цікавим і досить незвичним виявилося те, що значна частина рідкісних мінералів, особливо бастнезит-(Се), мінерал типу ешиніту, циркон, утворюють включення у більших зернах титанистого гематиту. Припускається, що значна частина рідкісних металів може ізоморфно входити до складу породоутворювальних мінералів (лужних піроксенів та амфіболів), а циркон та інші недіагностовані мінерали Zr (принаймні їхня частина) є вторинними і утворилися за рахунок первинних натрієвих (евдіаліт, катаплеїт, ілерит) або кальцієвих (гітинсит, кальціокатаплеїт) цирконосилікатів, характерних для перенасичених лугами (агпаїтових) порід. Зважаючи на петрологічні особливості та характер рідкісноземельної мінералізації грорудитів Приазов’я, є підстави вважати, що рідкіснометалева мінералізація в цих породах є наслідком диференціації вихідних магматичних розплавів, які за складом подібні до титанистих базальтів (характерних порід цього району). Вторинні гідротермальні процеси слабко проявлялися у досліджуваних породах і призводять переважно до заміщення первинних акцесорних мінералів. Ураховуючи підвищену або високу концентрацію Nb у високотитанистих грорудитах і незначну кількість Nb-мінералів, ймовірно, що фізико-хімічні параметри диференціації магматичних розплавів (низька концентрація F, висока fO2 і гіпабісальні умови формування) не сприяли повній розкристалізації та накопиченню рідкіснометалевої мінералізації. Проте наявність грорудитів із високим вмістом рідкісних металів у цьому регіоні вказує на перспективи виявлення невеликих масивів подібних лужних гранітів (розкристалізованих аналогів грорудитів), з якими можуть бути пов’язані родовища та/або прояви Nb, REE, Zr, Sn, Be.

Ключові слова: грорудит, лужний граніт, ешиніт-(Се), цирконієві мінерали, монацит-(Се), бастнезит-(Се), бритолітоподібний мінерал, REE-апатит, Na-збагачений кальціокатаплеїт.

Література:

  1. Александров И.В. Модели эндогенного тантало-ниобиевого оруденения. М.: Наука, 1973. 148 с.
  2. Амашукелі Ю.А., Дубина О.В., Кривдік С.Г. Деякі петрологічні та геохімічні критерії еволюції Октябрського масиву лужних порід (Україна). Мінерал. журн. 2011. 33, № 4. С. 53—65.
  3. Андреев Г.В., Рипп Г.С. Редкометальные эпидот-кварцевые метасоматиты массива Халдзан-Бурэгтэг. Зап. Всерос. минерал. об-ва. 1996. Ч. CXXV, № 6. С. 24—30.
  4. Андреев Г.В., Рипп Г.С., Шаракшинов А.О., Минин А.Д. Редкометальная минерализация щелочных гранитоидов Западной Монголии. Улан-Удэ: Изд-во Бурятск. науч. центра, 1994. 137 с.
  5. Бутурлинов Н.В. Магматизм грабенообразных прогибов юга Восточно-Европейской платформы в фанерозое: автореф. дис. … д-ра геол.-мин. наук. Киев, 1979. 52 с.
  6. Горжевская С.А., Сидоренко Г.А., Гинзбург А.И. Титано-тантало-ниобаты. М.: Недра, 1974. 344 с.
  7. Дубина О.В., Кривдік С.Г. Геохімія грорудитів Східного Приазов’я. Вісн. КНУ ім. Т. Шевченка. 2013. № 1. С. 8—11.
  8. Елисеев Н.А., Кушев В.Г., Виноградов Д.П. Протерозойский интрузивный комплекс Восточного Приазовья. М.-Л.: Наука, 1965. 204 с.
  9. Квасниця В.М., Вишневський О.А., Квасниця І.В., Гурненко І.В. Дипірамідальні кристали циркону із лужних порід Приазов’я. Мінерал. журн. 2016. 38, № 3. С. 9—23. https://doi.org/10.15407/mineraljournal.38.03.009
  10. Кривдік С.Г., Возняк Д.К., Шаригін В.В., Дубина О.В. Мінерали лужних порід України. Зап. Укр. мінерал. т-ва. 2012. 9. С. 7—34.
  11. Кривдик С.Г., Ткачук В.И. Петрология щелочных пород Украинского щита. Киев: Наук. думка, 1990. 408 с.
  12. Кривдік С.Г., Ткачук В.І. Грорудити Східного Приазов’я. Минерал. журн. 1996. 18, № 3. С. 67—83.
  13. Кривдік С.Г., Шаригін В.В., Гаценко В.О., Луньов Є.С. Високомангановий і високотитанистий магнетит із маліньїтів Покрово-Киріївського масиву (Приазов’я, Україна). Мінерал. зб. 2016. № 66, вип. 2. С. 43—53.
  14. Шаталов Н.Н. Дайки Приазовья. Киев: Наук. думка, 1986. 190 с.
  15. Ballouard C., Poujol M., Boulvais P., Branquet Y., Tartèse R., Vigneresse J.-L. Nb-Ta fractionation in peraluminous granites: A marker of the magmatic-hydrothermal transition. Geology. 2016, 44, P. 231—234.
  16. Caroft M., Maury R.C., Leterrier J., Joron J.L., Cotten J., Guille G. Trace element behavior in the alkali basalt-comenditic trachyte series from Mururoa Atoll, French Polynesia. Lithos. 1993. 30, P. 1—22.
  17. Chevychelov V.Y., Zaraisky G.P., Borisovskii, S.E., Borkov D.A. Effect of melt composition and temperature on the partitioning of Ta, Nb, Mn, and F between granitic (alkaline) melt and fluorine-bearing aqueous fluid: Fractionation of Ta and Nb and conditions of ore formation in rare-metal granites. Petrology. 2005. 13. Р. 305—321.
  18. Collerson K.D. Geochemistry and Rb-Sr geochronology of associated proterozoic peralkaline and subalkaline anorogenic granites from Labrador. Contribs Mineral. and Petrol. 1982. 81. Р. 126—147.
  19. Collins W.J., Beams S.D., White A.J.R., Chappell B.W. Nature and origin of A-type granites with particular reference to southeast Australia. Contribs Mineral. and Petrol. 1982. 80. Р. 189—200.
  20. Eby G.N. Chemical subdivision of the A-type granitoids: petrogenetic and tectonic implications. Geology. 1992. 20. P. 641—644.
  21. Goodenough K.M., Upton B.G.J., Ellam R.M. Geochemical evolution of the Ivigtut Granite, South Greenland: a fluorine-rich "A-type" intrusion. Lithos. 2000. 51. Р. 205—221.
  22. Gramenitskii E.N., Shchekina T.I. On the Geochemistry of Ta, Nb, Zr, and Hf in F-Enriched Granites and Alkaline Rocks: Experimental Data. Geochem. Int. 2001. 39. P. 563—576.
  23. Hanchar J.M., Watson E.B. Zircon saturation thermometry: in Hanchar J.M., Hoskin P.W.O. Zircon, Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2003. 53. Р. 89—112.
  24. Kogarko L.N. Ore-forming potential of alkaline magmas. Lithos. 1990. 26. Р. 167—175.
  25. Kovalenko V.I., Tsaryeva G.M., Goreglyad A.V., Yarmoluk V.V., Troitsky V.A. The peralkaline granite-related Khialdsan-Buregtey rare metal (Zr, Nb, REE) deposit Western Mongolia. Econom. Geol. 1995. 90. Р. 530—547.
  26. Kramm U., Kogarko L.N. Nd and Sr isotope signatures of the Khibina and Lovozero agpaitic centres, Kola Province, Russia. Lithos. 1994. 32, P. 225—242.
  27. Kwak T., Abeysinghe P.B. Rare earth and uranium minerals present as daughter crystals in fluid inclusions, Mary Kathleen U-REE skarn, Queensland, Australia. Mineral. Mag. 1987. 51. P. 665—670.
  28. Lester G.W., Kyser T.K., Clark A.H., Layton-Matthews D. Trace element partitioning between immiscible silicate melts with H2O, P, S, F, and Cl. Chemical Geology. 2013. 357. P. 178—185.
  29. Markl G., Marks M., Schwinn G., Sommer H. Phase equilibrium constraints on intensive crystallization parameters of the Illimaussaq Complex, South Greenland. J. Petrology. 2001. 42. Р. 2231—2258.
  30. Marks M., Vennemann T., Siebel W., Mark L.G. Quantification of magmatic and hydrothermal processes in a peralkaline syenite-alkali granite complex based on textures, phase equilibria, and stable and radiogenic isotopes. J. Petrology. 2003. 44. Р. 1247—1280.
  31. Marr R.A., Baker D.R., Williains-Jones A.E. Chemical controls on the solubility of Zr-bearing phases in simplified peralkaline melts and application to the Strange Lake intrusion, Quebec-Labrador. Canad. Mineral. 1998. 36. Р. 1001—1008.
  32. Miller R.R. Geology of the Strange Lake Alkaline complex and the associated Zr-Y-Be-REE mineralizalion. Newfoundland Departmen of Mines and Energy, Mineral Development Division, Report 86-1. 1986. Р. 11—19.
  33. Miller R.R. The Slrange Lake pegmatile-aplite hosted rare metal deposit, Labrador: Newfoundland Department of Mines and Energy. Geological Survey Branch, Report 90-1. 1990. Р. 171—182.
  34. Ryerson F.J., Hess P.C. Implications of liquid-liquid distribution coefficients to mineral-liquid partitioning. Geochim. et cosmochim. acta. 1978. 42. Р. 921—932.
  35. Salvi S., Fontan F., Monchoux P., Williams-Jones A.E., Moine B. Hydrothermal mobilization of HFSE in alkaline igneous systems: evidence from the Tamazeght Complex (Morocco). Econom. Geol. 2000. 95. P. 559—576.
  36. Salvi S., Williams-Jones A.E. The role of hydrothermal processes in the granite hosted Zr, Y, REE deposit at Strange Lake, Quebec/Labrador: evidence from fluid inclusions. Geochim. et сosmochim. acta. 1990. 54. Р. 2403—2418.
  37. Salvi S., Williams-Jones A.E. The role of hydrothermal processes in concentrating HFSE in the Strange Lake peralkaline complex, northeastern Canada. Geochim. et сosmochim. acta. 1996. 60. Р. 1917—1932.
  38. Salvi S., Williams-Jones A.E. Alkaline granite-syenite deposits. In Linnen R.L., Samson I., Breaks F.W. Rare-element geochemistry and mineral deposits. Geological Association of Canada. 2005.
  39. Scalliet B., MacDonald R. Phase relations of peralkaline silicic magmas and petrogenetic implications. J. Petrology. 2001. 42. Р. 825—845.
  40. Scarfe C.M. Viscosity of a pantellerite melt at one atmosphere. Canad. Mineral. 1977. 15. Р. 185—189.
  41. Schmitt A.K., Emmermann L.R., Trumbull R.B., Bühn B., Henjes Kunst. F. Petrogenesis and 40Ar/30Ar geochronology of the Brandberg Complex, Namibia: evidence of major mantle contribution in mantle and peralkatine granites. J. Petrology. 2000. 41. Р. 559—576.
  42. Schmitt A.K., Trumbull R.B., Dulski P., Emmermann R. Zr-Nb-REE mineralization in peralkalinc granites from the Amis Complex. Brandberg (Namibia): evidence for magmatic pre-enrichment from melt inclusions. Econom. Geol. 2002. 97. Р. 399—413.
  43. Suk N.I. Experimental study of liquid immiscibility in the fluid-magmatic silicate systems containing Ti, Nb, Sr, REE, and Zr. Petrology. 2012. 20, № 2. P. 138—146.
  44. Sun S.-S., McDonough W.F. Chemical and isotopic systematic of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes. Geological Society. 1989. 42. P. 313—345.
  45. Watson E.B. Two-liquid partition coefficients: experimental data and geochemical implications. Contribs Mineral. and Petrol. 1976. 56. P. 119—134.
  46. Watson E.B. Zircon saturation in felsic liquids: Experimental results and applications to trace element geoschemistry. Contribs Mineral. and Petrol. 1979. 70. Р. 407—419.
  47. Zajac J.S. The Strange Lake complex and its yttrium and zirconium mineralization. Society for Mining Metallurgy and Exploration Abstract, 1992. Р. 69.
  48. Zaraisky G.P., Korzhinskaya V., Kotova N. Experimental studies of Ta2O5 and columbite-tantalite solubility in fluoride solutions from 300 to 550 °C and 50 to 100 MPa. Mineral. and Petrol. 2010. 99. Р. 287—300. https://doi: 10.1007/s00710-010-0112-z

PDF

Ukrainian