CC BY
31
ЗОЛОТО-РЕДКОЗЕМЕЛЬНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ О АЛЬКЕСООЖСКНХ ПСЕФИТАХ УЧАСТКА «РУИНЫ» (ПРИПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)
&
К. г.-м. н.
Н. Ю. Никулова
С. н. с.
В. Н. Филиппов
К. г.-м. н.
И. В. Швецова
Студентка Ю. А. Боброва
Золото-редкоземельная минерализация была установлена в псефитовой толще алькесвожской свиты (£3—01а1) на участке «Руины», расположенном в водораздельной части г. Баркова (рис. 1). Эту толщу ранее [4] считали основанием тельпосской свиты (О^р), в настоящее время она отнесена В. С. Озеровым к алькесвожской свите. Поводом для пересмотра стратиграфического положения толщи послужили некоторые литологические признаки аллювиальной природы отложений: преобладание гравелитовых разностей с фрагментами косой слоистости и повышенная слюдистость пород. Однако такая трактовка потребовала дополнительного исследования вещественного состава этих проблематичных отложений.
В геологическом строении участка принимают участие породы рифейского фундамента — отложения пуйвинской, хобеинской и мороинской свит, прорванные телами метадолеритов и интрузией гранитов, и палеозойского чехла — отложения алькесвожской и тельпосской свит (рис. 2).
Отложения алькесвожской свиты (£3—01а1) представлены серыми, светло-серыми гравелитами с прослоями гравелитистых песчаников, в основании залегает маломощная (первые метры) пачка мелкогалечных конгломератов. Отложения тельпосской свиты (О11р) представлены кварцитопесчани-ками. Базальные конгломераты, мощность которых на хр. Малдынырд достигает 300 м, здесь отсутствуют.
Акцессорные минералы в псефитах алькесвожской свиты на участке «Руи-
ны» представлены двумя генетическими группами: аллотигенной и аутиген-ной. К первой относятся лейкоксен, рутил, турмалин, хлоритоид, монацит-1, ксенотим-1. В число аутигенных минералов входят турмалин, циркон, титанит, апатит, рутил, анатаз, барит, монацит-2, ксенотим-2, хлоритоид, гематит, магнетит, пирит, золото.
Рис. 1. Схема расположения участка работ (1)
Лейкоксен является преобладающим минералом неэлектромагнитной фракции и представляет собой полими-неральную псевдоморфозу (по титановым минералам — ильмениту и титаниту), сложенную преимущественно рутилом. Обычно представлен плоскоудлиненными зернами соломенно-желтого и красновато-желтого цвета, скрытокристаллического строения. Реже встречаются лепешковидные пластинчатые и таблитчатые зерна черного цвета, представляющие собой лейкок-сенизированный ильменит, источником которого являются, по-видимому, мороинские сланцы рифея [9]. В некоторых пробах лейкоксен значительно раскристаллизован и тогда субиндиви-
ды рутила увеличиваются до размеров, видимых под бинокуляром. Такие зерна приобретают мелкокристаллический облик, окраска меняется на бледно-красную. Конечным результатом раскристаллизации лейкоксена являются кристаллы рутила, которые имеют форму несовершенных призм. Окатанные зерна рутила черного и коричнево-красного цвета встречаются редко.
Анатаз — полиморфная разновидность Ті02, отмечается гораздо реже и в знаковых количествах. Представлен желтыми (редко — голубоватыми) иди-оморфными кристаллами таблитчатой или дипирамидальной формы.
Циркон представлен тремя разновидностями:
1) Бледно-розовые, желтоватые и бесцветные, полупрозрачные и прозрачные короткопризматические кристаллы различной степени окатанности (до шарообразной). На электронномикроскопических фотографиях заметны следы растворения (рис. 3, а). Состав окатанного кристалла циркона (мас. %): гг02 66.84, 8і02 30.4, ИЮ2 1.83, Бе203 0.92.
2) Уцлиненно-призматические иди-оморфные кристаллы, слабоокрашен-ные или бесцветные также со следами растворения (рис. 3, б), имеют следующий состав (мас. %): 2г02 64.64— 67.77, 8і02 31.96—33.54, ИЮ2 0.34— 1.20, Бе203 0—1.18.
3) Коричневые, непрозрачные короткопризматические кристаллы (цир-толит).
Окатанные зерна бледно-розового циркона могли быть переотложены в алькесвожскую толщу при размыве промежуточных коллекторов — отложений рифея, а идиоморфный циркон
и циртолит имеют, вероятно, аутиген-ное присхождение.
Гематит, присутствующий практически во всех изученных пробах, представлен пластинчатыми и таблитчатыми кристаллами темно-серого или черного цвета с металлическим блеском.
Апатит наблюдается в незначительных количествах во всех изучен-
Рис. 3. Цирконы из псефитов алькесвож-ской свиты:
а — окатанное зерно с выщелоченной поверх-ностъю, обр. 5-19-5; б — частично выщелоченный призматический кристалл, обр. 5-19-2
ных пробах. Выделяются две разновидности минерала: 1) полупрозрачные зерна молочно-белой окраски (терригенные): молочно-белый апатит типичен для отложений пуй-винской, хобеинской и мо-роинской свит; 2) бесцветные, прозрачные, иногда с замутненными (белыми) областями внутри, идиоморфные таблитчатые и короткопризматические кристаллы (аутигенные). Наиболее вероятным источником такого апатита являются продукты размыва сохранившейся на поднятиях коры выветривания по базитам, где происходило сорбционное накопление фосфора на гидроокислах железа [9].
Барит встречается в незначительных количествах в виде мелких бесцветных, прозрачных и полупрозрачных идиоморфных таблитчатых кристаллов. Микрозондовый анализ показал стандартный состав барита (мас. %): 8О3 30.16, ВаО 66.62.
Турмалин в незначительных количествах отмечается во всех пробах. Представлен двумя разновидностями: 1) прозрачные и полупрозрачные, коричневые и коричневато-зеленые, неравномерно окрашенные, плеохроиру-ющие окатанные зерна (аллотиген-ный); 2) идиоморфные коротко- и длиннопризматические, до игольчатых, прозрачные кристаллы, коричневого цвета различной интенсивности (аути-генный); эта разновидность преблада-ет. Можно предположить, что образование аутигенного турмалина связано с размывом и переотложением продуктов коры выветривания по базитовому субстрату [1].
Монацит встречен в знаковых количествах в нескольких пробах. На-
Рис. 2. Схематическая геологическая карта участка «Руины» (составлена В. С. Озеровым, 2005 г.)
1 — тельпосская свита: кварцитопесчаники;
2 — алькесвожская свита: метагравелиты, метапесчаники, линзы конгломератов; 3 — моро-инская свита: серицит-кварцевые метасланцы с линзами доломитов; 4 — хобеинская свита: кварциты, слюдистые кварциты, кварцито-сланцы; 5 — пуйвинская свита: серицит-квар-цевые метасланцы; 6 — вендские биотитовые граниты; 7 — вендские интрузивныериолиты; 8 — позднерифейско-вендские метаморфизо-ванные долериты, долерито-базальты; 9 —
точки отбора проб и их номера
блюдается в виде плоских зерен красновато-желтого цвета скрытокристаллического строения и идиоморфных таблитчатых и призматических кристаллов желтого цвета (рис. 4). Химический состав таких монацитов приведен в табл. 1.
Рис. 4. Таблитчатый кристалл монацита, обр. 5-05-3
Как видно из табл. 1 и диаграммы (рис. 5), показывающей соотношение содержаний Ьа2О3и №2О3, изученные монациты делятся на три группы: №-, Ьа-№-, Ьа-монациты. При этом наблюдается обратная корреляция между содержаниями Ьа2О3 и М2О3. Самой многочисленной является группа Ьа-М-монацитов, отличающаяся также максимальным содержанием ТЮ2 (до 3.73 мас. %).
Составы ^-монацитов сходны с составами описанных Н. П. Юшкиным и А. А. Котовым тиманских «кулари-тов» [13]. По их мнению, источником обогащенного легкими редкими землями монацита были породы рифейско-го фундамента. Они отмечают, что такие монациты являются характерным минералом латеритных кор выветривания по породам, обогащенным фосфором и редкими землями, и являются новообразованными продуктами избирательной перекристаллизации рассеянного обычного монацита и других редкоземельных фосфатов, выветриваемых из материнских пород.
Т а б л и ц а 1
Химический состав монацитов, мае. %
Номер образца р2о5 СаО Се2Оэ №203 Ьа203 Рг203 8т203 0ё203 тю2
Чс1-монациты
5-05-1 5-05-7 32.86 31.88 0.28 0.5 25.46 27.25 20.86 17.21 6.23 7.71 5.06 4.93 4.18 3.68 1.36 2.05
Среднее 32.37 0.39 26.36 19.04 6.97 5.00 3.93 0.68 1.03
Ьа-№-монациты
5-05-2 24.95 0.50 26.8 11.23 14.84 3.00 - 1.52 3.44
5-05-3 23.75 0.48 26.59 9.81 15.09 3.18 1.95 1.19 2.44
5-05-4 26.58 0.61 28.35 9.53 17.07 3.10 - - 2.43
5-05-5 25.49 - 26.05 8.21 16.52 2.60 - 1.30 1.86
5-05-6 26.44 0.28 27.59 8.49 17.02 2.14 - - 1.38
5-05-8 32.02 - 31.27 10.44 17.68 3.55 - - -
5-05-9 30.94 0.74 25.62 10.19 13.47 - 2.26 - 3.7
5-05-10 31.41 0.37 27.58 9.27 15.26 2.52 1.52 - 2.53
3-07-1 27.84 0.60 23.33 8.74 15.59 2.53 - 1.12 3.73
3-07-2 28.45 - 23.78 9.04 13.4 2.53 - - 0.97
3-07-3 28.65 0.52 24.00 9.55 13.59 2.16 1.59 1.51 2.86
3-07-4 22.82 0.40 24.48 9.16 14.96 2.89 - 1.18 1.62
3-07-6 24.34 0.57 23.48 9.18 14.73 2.19 1.18 1.18 3.29
3-07-7 25.89 0.68 27.02 10.88 15.96 2.38 1.30 1.13 2.74
3-07-9 25.46 0.71 26.53 10.00 16.89 3.83 1.38 - 2.52
Среднее 27.00 0.43 26.16 9.58 15.47 2.57 0.75 0.68 2.37
Ьа-монациты
3-07-5 30.71 0.41 25.64 6.46 20.46 - - — —
3-07-8 30.11 0.27 31.51 8.2 22.31 - - - 1.32
Среднее 30.41 0.34 28.58 7.33 21.39 - - - 0.66
Примечание. В обр. 5-05-10 определены также А1203 0.89 % и 8і02 0.83 %, в обр. 3-
-07-9 — А1203 0.90 %.
хлорит-мусковит-альбит-кварцевых сланцев мороинской свиты верхнего рифея на хр. Росомаха, в 30 км к юго-востоку от изучаемого участка [7]. Поскольку на участке «Руины» подстилающими породами являются именно мороинские сланцы, то наиболее вероятно, что именно они стали источником вещества для исследованного нами монацита.
Рис. 5. Диаграмма зависимости содержаний Ьа203 и М2О3. Пунктиром показаны группы монацитов, выделенные в табл. 1
Чуть позже к аналогичному выводу пришла И. В. Швецова, также изучавшая редкоземельные монациты из палеозойских бокситоносных кор выветривания на Среднем Тимане [8]. По данным Е. К. Подпориной [3], в процессе гипергенного выветривания происходит перераспределение редких земель и их фракционирование, обусловленное различной подвижностью комплексных соединений лантаноидов, при котором интенсивно выносятся иттрий и тяжелые лантаноиды, а легкие накапливаются.
А. Ф. Хазовым описаны содержащие легкие редкие земли монациты из
Рис. 6. Зерно ксенотима, сложенное микрокристаллами, обр. 1-07-5
Ксенотим встречается в виде таблитчатых зерен сургучно-красного цвета. На электронно-микроскопических фотографиях видно, что эти зерна сложены идиоморфными микрокристаллами короткопризматического габитуса, иногда имеющими псевдокубичес-кий облик (рис. 6).
Микрозондовый анализ показал (табл. 2), что наиболее иттриевый состав (обр. 1-07-3) свободен от примесей, а менее иттриевые несут примеси железа (обр. 5-19-6), а также мышьяка и ванадия (обр. 1-07-5).
Подобные ксенотимы ранее описаны в песчаниках алькесвожской свиты в каре оз. Грубепендиты [1] и обозначены как ксенотим-1. Источником ксе-нотима-1, как и монацита-1, могут быть обогащенные редкоземельными минералы коры выветривания по мороинс-ким сланцам.
Титанит наблюдается в знаковых количествах не во всех пробах. Представлен полупрозрачными идиоморфными таблитчатыми или клиновидными (ромбоэдрическими) идиоморфными кристаллами коричневого (различной интенсивности) цвета. Состав титанита стандартный (мас. %): Ті02 36.45, 8і02 32.28, Са0 6.26, А1203 2.6, БЄ203 2.52. Титаниты такого состава являются типовыми минералами бази-тов, в особенности измененных в контакте с риолитами [1].
Ильменит встречается редко. Представлен черными таблитчатыми кристаллами, часто с белесыми пятнами лейкоксенизации.
Золото обнаружено в знаковых количествах в нескольких пробах. Это идиоморфные кристаллы — кубы с гранями октаэдра (рис. 7, а), октаэдры с субиндивидами куба на поверхности (рис. 7, б), кристаллы, уплощенные по октаэдру и дендритовидные сростки плоских микрокристаллов (рис. 7, в, г).
Состав золота приведен в табл. 3. По характеру примесей проанализированные золотины относятся к двум типам. Золото с примесью меди (обр. 1-03-2,3 и 3-09) по составу сходно с золотом из зон фукситизации и осветления пород рудопроявления Нестеровс-
Т а б л и ц а 2
Химический состав ксенотимов, мас. %
Номер образца Р205 У203 8ш203 ОсЬОз ОузОз Ег203 УЬ203 Ре203 Аэ20з У205 Но203
5-19-6 33.06 41.69 1.26 4.83 4.42 2.40 2.60 0.75 - - -
1-07-3 33.44 49.46 - 1.51 4.22 3.99 2.65 - - - -
1-07-5 30.80 43.43 1.95 3.79 6.29 4.66 3.12 - 2.08 1.75 2.38
ВесшЯик, декабрь, 2006 г., № 12 4$ »]
Рис. 7. Форма кристаллов золота:
а — кубический кристалл, обр. 1—03, б —кубооктаэдрический кристалл, обр. 5—17—1; в — дендритовидное зерно, сложенное субиндивидами кристаллов, обр. 5—17—2; г — дендритовидный сросток кристаллов с включением мусковита (темное), обр. 5—13—1
Т а б л и ц а 3
Химический состав золота, мас. %
Номер образца Аи Си Сумма
05-13-а 92.36 0.71 - 93.07
05-17-1 96.24 2.21 - 98.45
05-17-2* 92.32 7.29 - 99.61
05-17-2** 89.59 6.01 - 95.60
1-03-1 98.39 0.79 - 99.18
1-03-2 98.14 - 0.73 98.87
1-03-3 98.06 - 0.75 98.81
3-09 94.99 - 0.77 95.76
Примечание. * — левая верхняя, зерна (рис.7, в).
кого в стенке кара оз. Грубепендиты, а с примесью серебра — с золотом из серицит-гематитовых сланцев участка Серого рудопроявления Чудного [2]. В обр. 05-13-а обнаружена примазка мусковита (рис. 6, г), а в обр. 1-03-3 — включение пирофиллита.
Присутствие в золоте включений мусковита и пирофиллита позволяют предположить, что источником золота также является кора выветривания по сланцам верхнемороинской подсвиты.
Гранат встречается в виде окатанных зерен бледно-розового цвета. На электронно-микроскопических фотографиях видно, что зерна сложены агрегатом плоских субиндивидов (рис. 8). По составу они относятся к альмандин-гроссуляровому ряду и обогащены значительным количеством легких редкоземельных элементов, достигающим 15 мас. % (обр. 2-01-3, табл. 4).
— правая нижняя часть дендритовидного
Рис. 8. Агрегатное зерно граната, обр. 2-01-1(изображение в режиме вторичных электронов)
Аналогичная (Се-Ьа-№) ассоциация легких редкоземельных элементов, была описана В. И. Силаевым в гранатах из квалузитов — карбонатно-силикатно-марганцевых образований, развитых по гнейсам и метаморфическим сланцам верхнерифейского возраста Верхнетышорского проявления на Полярном Урале. По его мнению, образование редкоземельных гранатов произошло в условиях коры выветривания по карбонатному субстрату [5].
Пирит представлен кубическими и несовершенными октаэдрическими кристаллами и зернами, часто окисленными. Встречаются псевдоморфозы гидроксидов железа по кубам пирита.
Халькопирит редок, присутствует обычно в виде зерен, редко — тетраэдрических кристаллов латунно-желтого цвета. Пирит и халькопирит также являются типичными минералами сланцев мороинской свиты [11].
Магнетит встречается в знаковых количествах в виде октаэдрических кристаллов и остроугольных обломков черного цвета с металлическим блеском или с буроватым налетом на поверхности. Встречается также мартит — псевдоморфоза гематита по магнетиту, сохранившая форму октаэдрических кристаллов.
Амфибол обнаружен в нескольких пробах в знаковых количествах в виде прозрачных и полупрозрачных светлозеленых удлиненно-призматических кристаллов и спайных выколков.
Эпидот встречается в виде зерен желтовато-зеленоватого и бледно-зеленого цвета. Источником амфибола и эпидота являются, по всей видимости, породы основного состава.
Хлоритоид, встреченный в знаковых количествах в нескольких пробах, представлен полупрозрачными пластинчатыми кристаллами светло-зеленого или коричневато-зеленого цвета. Содержащие хлоритоид верхнерифейские сланцы были описаны Р. Г. Тимониной на хр. Росомаха. По ее мнению, образование этих пород связано с процессами кислотного выщелачивания [6].
Т а б л и ц а 4
Химический состав гранатов, мас. %
Номер образца вЮа АІ2О3 СаО Ье2Оз МпО Се203 Ьа203 К(120з
2-01-1 36.53 22.72 11.79 11.55 2.10 6.05 3.74 2.06
2-01-2 37.56 31.69 11.02 10.29 1.41 5.17 2.66 2.17
2-01-3 37.82 24.33 11.41 11.04 1.96 8.42 4.32 2.40
2-01-4 40.63 25.91 17.83 11.24 0.57 2.44 1.58 0.76
2-01-5 33.28 19.72 12.80 11.16 1.43 5.84 3.41 2.23
2-01-6 40.35 23.91 13.15 11.39 0.94 2.98 2.75 2.42
Я. Э. Юдович доказал, что образование содержащих хлоритоид сланцев произошло путем метаморфизма глиноземисто-железистых кор выветривания по субстрату основных вулканитов пуй-винской и саблегорской свит и сланцам пуйвинской и мороинской свит [12].
Фуксит встречается в виде плотных тонкозернистых чешуйчатых агрегатов ярко-зеленого цвета. По данным мик-розондового анализа, фуксит имеет следующий состав (мас. %): 8Ю2 48.33, А1203 34.05, К20 10.06, Сг203
ТЮ2 0.42.
0.95, Бе203 4.18, Mg0 0.
Образование фуксита может происходить в результате гипергенного выветривания и последующего метаморфизма как основных, так и кислых пород, например, на хр. Малдынырд акцессорный фуксит отмечается и в апорио-литовых, и в апобазитовых сланцах [1].
Кианит наблюдается в виде бесцветных или бледно-голубоватых пластинчатых и таблитчатых кристаллов со стеклянным блеском и совершенной спайностью. Я. Э. Юдович считает, что образование кианита связано со стрессовым (приразломным) метаморфизмом переотложенного глиноземистого материала кембрийской коры выветривания [10].
Таким образом, минералогический состав гравелитов алькесвожской свиты участка «Руины» в значительной степени сформировался за счет пере-отложения материала коры выветривания по базитовому и кислому субстрату, которым, вероятно, являлись метаморфические породы мороинской и,
возможно, пуйвинской свит. Влияние базитового компонента выражается в присутствии апатита, турмалина и титанита. Кора выветривания по рифей-ским метаморфитам явилась источником монацита-1, ксенотима-1, граната, хлоритоида и кианита. И хотя на изученном участке собственно кора выветривания не сохранилась, переотложе-ние продуктов ее размыва явилось определяющим фактором при формировании золото-редкоземельной минерализации в породах алькесвожской свиты.
Авторы признательны д. г.-м. н., академику АЕН РФ Я. Э. Юдовичу за консультации и критическое редактирование статьи.
Литература
1. Зона межформационного контакта в каре оз. Грубепендиты // Я. Э. Юдович, Л. И. Ефанова, И. В. Швецова и др. Сыктывкар: Геопринт, 1998. 98 с. 2. Кузнецов С. К., Тарбаев М. Б., Ефанова Л. И., Чуп-ров Г. В. Золото коренных проявлений в Кожимском районе Приполярного Урала // Сыктывкарский минералогический сборник № 31.Сыктывкар, 2001. С. 116—133. 3. Бодпорина Е. К. Гипергенные редкоземельные элементы в корах выветривания // Кора выветривания как источник комплексного минерального сырья. М.: Наука, 1988. С. 145—151. 4. Репина С. А. Литологическое расчленение отложений нижнего ордовика // Геология и металлогения Приполярного Урала: Материалы совещ. Сыктывкар. 1993. С. 9—10. 5. Силаев В. И. Кобальтсодержащие квалузиты Полярно-
го Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2002. 132 с. 6. Тимонина Р. Г. Петрология метаморфических пород Приполярного Урала. Л.: Наука, 1980. 102 с. 7. Хазов А. Ф. КЕЕ-минерализация в сланцах мороинской свиты как возможный фактор обогащения золотоносных кор выветривания редкими землями // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Информ. мат-лы 10-й научной конф. Сыктывкар: Геопринт, 2001. С. 212—215.
8. Швецова И. В. Апатит и монацит в бокситоносных корах выветривания на Среднем Тимане // Минералы и минеральные месторождения европейского северо-востока России. Сыктывкар, 1994. С.93—101.
9. Юдович Я. Э, Кетрис М. Б., Мерц А. В., Терешко В. В. Метагидролизаты в мороинской свите бассейна р. Бол. Каталамбию // Геохимия древних толщ севера Урала. Сыктывкар: Геопринт, 2002. С. 68—80.
10. Юдович Я. Э, Кетрис М. Б., Швецова И. В. Золотоносные кианитовые кварциты в тельпосской свите // Геохимия древних толщ севера Урала. Сыктывкар: Геопринт, 2002. С. 127—130. 11. Юдович Я. Э, Козырева И. В., Кетрис М. Б., Швецова И. В. Метаморфизованная кора выветривания на мороинских сланцах // Геохимия древних толщ севера Урала. Сыктывкар: Геопринт, 2002. С. 81—85. 12. Юдович Я. Э., Швецова И. В., Кетрис М. Б. Хлоритоид в сланцах Приполярного Урала // Геохимия древних толщ севера Урала. Сыктывкар: Геопринт, 2002. С. 216—219. 13. Юшкин Н. Б., Котов А. А. Черный монацит («куларит») Тимана // Минералогия рудоносных территорий европейского севреро-востока СССР. Сыктывкар, 1987. С. 58—68.
V,
I
Я
КАЛЕНДАРЬ СОВЕЩАНИЙ И КОНФЕРЕНЦИЙ,
запланированных Институтом геологии на 2007 год
22—24 мая — VI Международный семинар «Минералогия и жизнь: происхождение биосферы и коэволюция минерального и биологического миров, биоминералогия»
5—11 августа — «X Международный симпозиум по ископаемым книдариям и губкам» 25—27 сентября — «Геопредпринимательство-2007» III Международная конференция «Проблемы рационального использования природного и техногенного сырья Баренцева региона в технологии строительных и технических материалов»
30 октября — X научная конференция «Геолого-археологические исследования в Тимано-Североуральском регионе»
3 октября — XX Черновские чтения
12—14 декабря — XVI научная конференция «Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента»
