Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералого-геохимическая характеристика ураноносных апогранитных альбититов гранат-диопоидового типа центральной части Украинского щита

ВАК РФ 04.00.12, Геофизические методы поисков и разведки месторождений полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Минералого-геохимическая характеристика ураноносных апогранитных альбититов гранат-диопоидового типа центральной части Украинского щита"

АКАДЕМИЯ НАУК УКРАИШ ОТДЕЛЕНИЕ МЕТАЛЛОГЕНИИ ИНСТИТУТА ГЕОМШИИ И ФИЗИКИ МИНЕРАЛОВ

На правах рукописи

ХОДОРОВСКИЙ МИХАИЛ СТЕПАНОВИЧ

УДК 553. 242. б: 553. 495: 549. 02

УИНЕРАЛОГО- ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УРАНОНОСНЫХ АПОГРАНИТНЫХ АЛЬБИТИТОВ ГРАНАТ-ДИОГСИДОВОГО ТИПА ЦЕНТРАЛЬНОЙ ЧАСТИ УКРАИНСКОГО ЩИТА

Специальность: 04.00.- поиск и разведка месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Киев - 1992

Работа выполнена в Отделении металлогении Института геохимии и физики минералов ЛН Украины

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук ЕВ.Коваль

(ОМ ИГ1М АН Украины) Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук А. А. Вальтер

(ОМ игам АН Украины) кандидат геолого-минералогических наук 0. ЕЗинченко (КГУ)

Ведущая организация: ГГП Кировгеология

Эашита состоится "23 " цлеичЗ iggz г. в Ю часов на заседании Специализированного совета Д. 016.17. 02. при Отделении металлогении Института геохимии и физики минералов АН Украины по адресу: 252142, г. Киев - 142, пр. Палладина, 34, ОМ ИГФМ АН УКРАИНЫ.

С диссертацией можно ознакомиться • в библиотеке ИГФМ АН УКРАИНЫ

Автореферат разослан " ^ " уО-Д^ 1992 г.

Ученый секретарь Специализированного совета ■ .доктор

геолого-минералогических наук В. П. Бухарев

Введение.

Актуальность работы. Ураноноение натриевые щелочные метасоматиты -"Докембрия - вахней источник редка метального сырья. До недавнего времени- на месторождепнях урано-натриевой формации описывались альбититы, относимые к хлорит-рибекит-эгириновому типу и почти не упоминались альбититы гранат-диопсидового типа Интерес к последним возрос после того, как стал известен целый ряд урановых месторовдений и рудоггрояв-лений, на которых околорудные Изменения с породообразующим гранатом и диоксидом преобладали над другими минеральными типами метасоматитов.

Для альбититов характерно постоянное присутствие во всех зонах метасоматических колонок ряда акцессорных минералов, относимых к категории сквозных сосуществующих (ССАМ). Это позволяет использовать распределение элементов-примзсей в ОСАМ для оценки физико-химических условий образования альбититов. Однако, состав ССАМ альбититов изучался даь фрагментарно, а имеющиеся результаты недостаточно полно учитывают зональное строение альбититов и стадийность их образования.

Цель работы. Получить комплексную минералого-геохимнческую характеристику ураноносных алогранитных альбититов гранат-диопсидового типа.

Задачи работы. 1. Изучить вещественный состав альбититов гранат-диопсидового типа с учетом зонального строения и стадийности их образования. Сравнить их с альбититами хлорит-рибекят-згиринового типа.

2. Изучить зависимости содержаний и соотношений элементов-примесей в сосуществующих апатитах и цирконах от условий образования альбититов; установить Конкретные индикаторные свойства для этих минералов.

3. Выделить новые минералого-геохимические признаки редкомэтального оруденёния, связанного с апогранитными альбититами.

Методы исследований. Изучение каменного материала выполнялось Петрографическими, минералогическими и у/ф-люминесцентными методами. Валовый и примесный состав пород изучался рентгено-спектральными, химическими и рентгено-фдуоресцентными'методами; состав минералов - локальными рентгено-флуоресцентным и рентгено-спектралышм методами. Ме-тасоматические колонки изучались с помощью анализа позонного распределения концентраций элементов. Математическая обработка аналитических данных, проводилась на ПЭВМ типа 1ВМ РС/АТ.

Научная новизна • работы состоит в следующем.

1. Впервые, с учетом зонального строения и стадийности образования, изучен вещественный состав ураноносных апогранитнш альбититов гранат-диопсидового типа; определены основные отличия меаду гранат-диопсидо-выми и хлорит-рибекит-эгириновыми альбититами; описана геохимическая эволюция процесса формирования тел альбититов гранат-диопсидового типа.

2. Выделены новые минералого-геохимические признаки редкометального оруденения, связанного с апогранитными альбититами.

3. Впервые изучены -зависимости содержаний и соотношений элементов-ири-месей в сосуществую,них цирконах и апатитах от условий обрачонапия-

апогранитных альбититов; установлены . ранее неизвестные индикаторные свойства этих минералов.

Практическая ценность работы заключается в возможности ее ИспоЛЬ-вования в следующих случаях.

1. При прогнозно-поисковых исследованиях - для определения формацион-ной принадлежности и фациальных разновидностей слабоиаученных Проявлений щелочных метасоматитов.

2. При оценке потенциальной рудоносности апогранитных альбититов fpa-нат-диопсидового типа.

3. При физико-химической интерпретации Минералого-геохимических Данных,

Основные защищаемые положения.

1. Редкометальные апогранитные альбититы гранат-диопсндобого типа Центральной части Украинского щита относятся к формации йриразломных ураноносных натриевых щелочных метасоматитов. Специфика их веЩрмвен-ного состава (по отношению к адьбититам хлорит-рибекит-эгиринового типа) определяется: инертным поведением кальция, повышенной подвижностью железа, изменением поведения редкоземельных элементов.

2. Индикаторами щелочности и температуры образования апогранитных альбититов являются отношения содержаний Sr к Y в реликтовых апатитах, Sr к Y и Hf к Y в новообразованных изометричяых цирконах.

3. Повышенные концентрации рудных компонентов в Постальбититовой колонке альбититов гранат-диопсидового типа приурочены к Границе между зоной развития вторичного амфибола и воной осаждения карбрнатов й гидрослюд, а также к центральной зоне колонки - зоне развития лейкократо-вых гематитиоированных альбититов.

Фактический материал. В основу работы положены результаты исследований, вылолненых автором в рамках госбюджетной Темы за период обучения в аспирантуре Отделения металлогении института геохимии и физики минералов АН УССР (1987 - 1990). Каменный материал отобран из керна скважин одного из редкометальных месторождений Центральной части УЩ. Изучено более 100 петрографических шлифов и около 60 протолочных проб, из которых выделены мономинеральные фракции цирконов, апатитов И монацитов. Выполнено около 60 -определений петрогенных и более 40 определений примесных элементов пород, 700 определений элементов-примесей в апатитах и цирконах,. 35 микрозоНдовых определений состава монацитов. Полученные данные'обработаны на ПЭВМ PC/AT (статистический, корреляционный, регрессионный, факторный анализ, сглаживание).

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на Всесоюзной школе по поисковой минералогии (Алушта, 1988), Федоровской научной сессии (Ленинград,1989), 12 Всесоюзном металлогеническом совещании "Металлогения докембрия ..." (Киев, 1990). По теме диссертации опубликовано■4 работы, 1 отчет, 3 работы сданы в печать..

Структура и объем работы. Диссертация выполнена в отделе геохимии рудообразования ОМ ИГФМ АН Украины и состоит из введения, шести глав и заключения обидам объемом 265 страниц, в том числе 65 рисунков И 27

таблиц. Список литературы включает 138 наименований.

Научное руководство работой осуществлялось доктором геол. - мин. наук В. Б. Ковалем, которому автор выражает глубокую признательность. Автор' благодарен В. А. Синицыну и С.Е. Шнюкову sa постоянное внимание, высокопрофессиональные советы и объективную критику, значительно способствовавшую улучшению качества работы. Уникальные аналитические определения концентраций элементов-примесей в акцессорных минералах выполнялись на аппаратуре, по методикам и при доброжелательном содействии А. К. Чебуркина и А. R Андреева, которым аьтор очень благодарен. Автор признателен Р. Н. Щербине и С. П. Савенку за содействие при выполнении минералогических исследований и обсуждении их результатов.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Геологическая, минералого-геохимическая и физико-химическая изученность ураноносных апогранитных альбититов докембрия.

Проведен обзор работ, посвященных ураионосным апогранитным альби-титам докембрия. Рассмотрены вопросы распространенности альбититов, и их разновидностей по составу замещаемых пород. На основании литературных данных охарактеризованы минеральный состав, стадии образования, Бональность альбититов. Приведены данные об основных геохимических особенностях альбититов натрий-урановой формации, физико-химических условия их образования. Показано, что имеются лишь единичные работы, посвященные альбититам гранат-диопсидового типа (Adamek р. И , Wilson M.R., 1977, Синицын & А. И др., 1988. Maruejol Р., 1988.).

Особое внимание уделено анализу изученности акцессорных минералов. Показано, что состав цирконов и апатитов (Шлюков С. Е. и др. ,1905, Шнюков С. Е. и др. ,1988, Феоктистова ИВ. и др. ,1988, Феоктистова Н. В., 1989.), до настоящего времени изучался фрагментарно, практически без учета зональности и стадийности образования альбититов.

Глава 2. Геологическая и минераюго-петрографическая характеристика тел гранат-диопсидовых ураноносных апогранитных альбититов.

Описано геологическое и тектоническое положение изученных апогранитных ураноносных альбититов. Приведена минералого-петрографическая характеристика образцов, изученных по.керну сквахин.

Темноцветные минералы альбититов продставлоны ассоциациями: рибе- • кит-эпидотовой, агсгинолит-альмандин-биотитовой, актинолит-уграндито-вой, эгирин-уграндит-актинолитовой, диопсид-актинолитовой, диолсид-ут-рандит-актинолитоЕой, диспсид-уграндитовсй, диопсид-уграндит-актино-лит-гидробиотит-карбонатовой, диопсид-уграндит-гидробиотит-карбонато-вой, диопсид-уграндит-карбонат-гем&титовой, диопсид-уграндит-волласто-шгговой. По комплексу минералого-петрографических признаков выделены

образцы, облик которых определяется альбититовой стадией метасоматоза Описаны адьбититы с развитием минерализации постальбититовой стадии.

Анализ парагенезисов минералов позволил привязать изученные образцы к обобщенной схеме метасоматической зональности альбититов (Си-ницын Е А., 1391) и выделить изотермические метасоматические колонки альбититов двух типов: .хлорит-рибекит-эгиринового (колонка Hi) и гра-нат-диопсидового (колонки NN 2 - 4). Первые содержат безкальциевые темноцветные минералы, главный из которых - рибекит (колонка N1: гранит (зона 1) - альбитизированный гранит (2) - "сиенит" р.ибекитовый (3,4) - альбитит рибекитовый (5)). Вторые обогшпэны кальциясодержаищми гранатом, диопсидом, актинолитом (колонка N4: гранит (вона 1) - альбитизированный гранит (2) - альбитит гранат-диопсидовый (3,4)).

Метасоматическая переработка альбититов постальбититовыми растворами приводит к развитию вторичной постальбититовой вональности (колонка N5). Анализ сглаженного методом скользящего окна (Вычислительная математика и ..., 1982) распределения концентраций основных темноцветных и акцессорных минералов вдоль постальбититовой колонки показывает, что постальбититовое минералообразование сводится к трем одновременно протекающим процессам. Во внутренних зонах преобладают процессы растворения и Еыноса всех элементов - возникают высокопористые, лейкокра-товые альбитит В промежуточных зонах происходит осаждение карбоната и образование гидробиотита за счет темноцветных минералов альбититовой стадии (диопсида, граната) и новообразованного амфибола. - Переднему Фронту иост&льбититового процесса отвечает ретроградное замещение диопсида амфиболами. Таким образом для случая диопсид-уграндитовых альбититов постальбититоЕая зональность проявляется в' последовательной смене зон развития следуюяда парагенезисов : AtnMt+Dl (зона 0 колонки N5) - ЛЬ)Mt+Act (зона 1) - Ab+Hm+Hbt(Chl-3) (зона 2) - АЬ+Нпн-Hbt(Chl-3)+Crb (зона 3) - Ab+llm+Crb (вона 4) - Ab+Hm (зона б).

Особое внимание было уделено изучению акцессорных минералов.

Апатит - наиболее распространенный акцессорный минерал альбититов (содержания - до 1300 г/т). Представлен длинно-, короткопризмати-ческими, реже изометричными, бесцветными и матово-белыми кристаллами с трудноразличимой огранкой. Основная масся апатитов из гранитов, альби-тизированных гранитов, дизфторитов' люминесЦирует в малиново-розовых тонах. Во внутренних зонах колонок к ним добавляются апатиты, люминес-цпрующие фиолетово-лиловым, синим, оранжевым, желтым, бежевым, зеленым

Циркон присутствует в альбититах в меньших, чем апатит, концентрациях (100 - 600 г/т). Не люминесцируют. Анализ морфологических особенностей позволяет выделить четыре типа цирконов.'

Первый характеризуется длинно-, среднепризматическим обликом (удлинение 3-5), коричневым И темнокоричневым цветом, часто (особенно i центральных зонах колонок) ноздреватой поверхностью. Кристаллы гиацинтового типа ((100),(111), реже (131),(110)). Непрозрачны, содержат ядра, включения. Размер кристаллов - до 0.5мм (в основном 0.1-0.25).

Цирконы второго морфотипа похожи на первый, но изометричны (удлинение 1-1.5) и имеют более скругленные грани. Размер - 0.05-0.25 мм.

Для третьего типа характерны: розовый или светлобурый цвет, изо-метричная форма (удлинение <= 1.2-1.5). Огранка неразличима, ядра и включения отсутствуют. Кристаллы прозрачны. Размер зерен 0.05-0.1мм.

Четвертый тип - длинно- и среднепризматические (удлинение 3-5, до 5-7), прозрачные цирконы розового и светлобурого цвета, без включений, с четкой огранкой. Тип гиацинтовый. Размер 0.1-0. 25 мм, иногда больше.

Результаты изучения облика ССАМ сводятся к следующим выводам.

1. Сквозными сосуществующими в изученных альбититах являются лишь два акцессорных минерала: апатит и циркон.

2. Для альбититов характерны как реликтовые, так и новообразованные апатиты. Визуальные различия между ними, так'ж как различия мевду апатитами из различных типов альбититов, отсутствуют. Идентификация генерационной принадлегаости апатитов возможна по цвету их ультрафиолетовой люминесценции. К категории ССАМ относятся лищь реликтовые, ма-лнноволюминесцирующие апатиты.

3. В изученных альбититах присутствуют два реликтовых, (1-й и 2-й) и два новообразованных (3-й и 4-й) морфологических типа цирконов. Все выделяемые типы цирконов относятся к категории ССАМ.

Глава 3. Химический состав пород в нетаооматических телах апогранитннх гранат-диопсидовых альбититов.

Изложены результаты изучения распределения петрогенных и малых элементов в метасоматических колонках. С помощью процедуры факторного анализа выделены основные факторы, влияющие на распределение химических элементов в апогранитных альбититах. Установлены основные закономерности поведения петрогенных и малых элементов при образовании и эволюции альбититов различных типов.

Наиболее обшие закономерности распределения концентраций основных петрогенных и малых элементов в колонках альбититовой и постальбитито-еой стадий иллюстрируются рисунками 1, 2 и 3.

Задача о взаимозависимом поведении различных элементов в процессе натриевого щелочного метасоматоза решена с помощью исследования вари-максной матрицы факторных нагрузок. Выделено семь основных факторов, Елиясгда на распределение основных петрогенных и малых элементов.

Первый фактор характеризуется взаимозависимым поведением ¡)а£0( -), Ре203(-), К20( +), ГеО(+), Из(+). Ва(+). Си отражает степень злиякия альбититовой стадии натриевого щелочного метасоматоза на внешний ослик и химический состаз подвергайся альбитизацт! пород.

Второй фактор - (Б102(-), ЩО(^). СаО( +), 5г(+), (С02)(+)) -обусловлен несколькими причинами. В основном ся отражает степень переработки образцов альбититов поотальбитктовы.чи растворами, четко фиксируя наличие зон разрушения исходных минералов альбититовой етпдии,

-б-

ЫаВО.КЯО,

5юг,я

СаО.ЦгО,«

СаО

ГеО.ГегОЗ, *

тюг.ипо,

и.РЪ.рр» У.№> .

Бг ,КЬ,рра>

La.Ce,

ТЬ.ррш 160

А120Э.Я 18

г

3

4

6

Тле. 1. Распределение концентраций основных петрогенных и малых эле ментов в альОититах хлорит-рибекит-эгиринового типа (колонка К1).

И»80,К20. я

8103.« и

вч

СаО.ЦгО. 4 ■

8

ГеО.Г»203. 4

Т10Я.1Ь0,0.в

0.4

и.РЬ.ррв Т.НЬ

8r.Rb.ppa

3102

Ь«,С*.

ТЪ.ррв 60

Т-¡Г

СаО

ц,0

и>0

Л120Э.Я 18

200

Zr . ррт

Ва.ррт

воо

400

Рис. 2. Распределение концентраций основных летрогенных и мэ-шх элементов в адьбититах гранаг-диопсилового ?ипа (.колонка. М..

осаждения постальбититовых гидробиотита и карбоната и растворения всех темноцветных минералов во внутренних зонах постальбититовой колонки.

В третьем факторе объединены привносимые рудные компоненты 11( +), №(+). тх+). гг(+).

Чэтвертый фактор отражает взаимосвязанное поведение Се(+), Ьа(+), ТЬ (+), отчасти У(+) при увеличении температуры альблтизиругацего раствора и активности Са.

В пятом факторе Т102, Н20 и 1г связаны отрицательной связью со Бг. Он отражает эволюцию химизма в значительной степени отработанных аль-бититизирующих растворов.

Шэстой фактор - А1203(-), Ге203(+), Р205(+) - фиксирует вынос РеЗ+ из центральных зон колонок альбититов гранат-диопсидового типа и привнос в них А1. Кроме того, описываемые переменные являются одним ив показателей степени вторичных изменений альбититов (их ояелезнения).

Седьмой фактор - +), ГеЗ(+) - индикатор степени "консервации" пород, альбититовой стадии метасоматоза. Для пород, существенно не измененных после ее завершения, факторные значения этого фактора близки.

Имеют место следующие закономерности поведения петрогенных и малых элементов при образовании апогранитных альбититов различных типов.

1. Привнос в систему Na.Al.lJ и вынос из нее 31,К,№,Т1,У,МЬ, нерадиогенного свища при образовании апогранитных альбититов как хлорит-ри-бекит-эгиривового, так и гранат-диопсидоЕсго типов.

2. Перераспределение Зг и Ва в про^злуто^кке зоны колонок.

3. Окисление двухвалентного железа до трехвалентного состояния. При этом из центральных зон колонок гранат-диопсидовых альбититов из лезо выносится. т. е. его подвижность в альбититах данного типа по сравнения с альбититах хлорит-рибекит-эгиринового типа повышается.

4. Изменение роли Са. При образовании хлорит-ркбекит-згириновых альбититов Са из системы выносится. При возникновении альбититов гранат-диопсидового типа Са остается в системе, происходит образование Са-со-держапщх минералов. Различное поведение Са при образовании альбититов изученных типов - это не результат изменения состава апьбитизиругацего раствора, а следствие изменения способности кальция образовывать "собственные" минералы в определенных температурных условиях.

5. Изменение поведения Ьа и Се при переходе от хлорит-рибекит-згири-ковых альбититов к гранат-диопсидоеш. в центральные зоны рибекитовых аЕь&гситов эти рлеызптн привносятся,' в акт!шолкт-граидта-згприновых колонках NN 2, ' 3 они гедут себя пэкснтрео;!>о (нег ни привяоез, пи выноса), а из центральных зон бо.-ое Еио-кзтемлературных дкопскя-содэржа-щгк альбититов (колонка n4) - выносятся « проиеауточш/в и вясазк® зовы. Те-киу эбразем при скено £аци&ш;ых разновидностей аггбититоз происходит изменение харшяера поведения Ьа и о.

Основныэ БШ'-онсмзрчости химкзиз поотальС:;тв?овоЯ стадии л-"л альбититов гранат-диопсэдового типа следукзде.

Постальбититовыэ растворы формируюг в альбититах свою спсцкфиче

скую постальбититовую зональность. Этот процесс протекает на фоне разрушения минералов альбититовой стадии, как темноцветных (диопсвда), так и альбита, сопровождающемся выносом из внешних вон колонок Na. 51, AI,Ca,Мг,Fe3,Mi и образованием высокопористой, высокопроницаеыой породы. Из центральной зоны постальбититовой колонки, а также из вне (из-за пределов системы) в промежуточные зоны поступает раствор, обогащенный К, Ca, Мг, Fe,Sr, U,Y, Rb,Ba, TR, Th,Nb,Zr. По-видимому, привносимые элементы связаны в гидрокарбонатные комплексы. На границе с зоной замещения темноцветных минералов альбититовой стадии происходит вскипание раствора и разрушение вышеназванных комплексов. При этом привносимые элементы осаждаются из раствора, образуя как собственные фазы, главные из которых карбонат и гидробиотит, так и рассеиваясь в виде примесей в других минералах. Основная масса урана и других малых элементов (Zr.Nb.Y.Ti) высаживается из раствора на границе вон замещения темноцветных минералов альбититовой стадии с вонами осаздения карбоната и гидробиотита, а также в самих зонах осаждения.

Центральная зона постальбититовой колонки - зона растворения всех темноцветных минералов - обеднена большинством петрогенных и малых элементов. Лишь редкоземельные элементы: La и Се, а также Th. и Р осаждаются на границе с зонами осаждения карбоната и гидробиотита.

Глава 4. Элементы-примеси в сквозных сосуществующих акцессорных минералах СССАЮ альбититов.

Описано распределение элементов-примесей в ССАМ метасоматических колонок альбититовой и постальбититовой стадий, а также состав изученных монацитов. Выявлены основные закономерности изменения состава ССАМ при эволюции апогранитных альбититов. Подтверждены ранее известные■ (Шнкков С.Е. и др., 1985, Штоков С.Е. и др., 1988) и установлены новые индикаторные свойства элементов-примесей в ССАМ по отношению к физико-химическим условиям образования апогранитных альбититов.

Характер поведения элементов-примесей в цирконах колонок альбититовой стадия различен для реликтовых и новообразованных кристаллов. Содержания примесей в новообразованных цирконах ниже чем в реликтовых.

Гафний. По сравнению с цирконами альбитизированных гранитов в реликтовых длиннопизматических цирконах концентрации Hf возрастают к внутренним зонам колонки альбититов хлорит-рибекит-эгиринового типа и уменьшаются в 1.5 раза в зернах из центральных вон колонок альбититов гранат-диопсидового типа. Концентрации КГ в реликтовых изометричных цирконах центральных зон колонок обычно выше, чем в промежуточных. В новообразованых цирконах по мере увеличения концентраций Ка в альбити-тах происходит уменьшение,концентраций Hf. .

Иттрий. Для альбититов всех типов характерно уменьшение концентраций этого элемента в цирконах из внутренних и центральных вон колонок по сравнению с внешними.

Стронций. Концентрации Sr в реликтовых цирконах как правило возрастают при переходе к внутренним зонам колонок альбититоз. Содержания Зг в реликтовых цирконах из центральных зон колонок обычно понижены по этношению к их аналогам из промежуточных воя. Концентрации Sr в новообразованных цирконах сохраняются на одинаково низком уровне (10-00 эрт) во всех зонах алъбититов изученных типов. В наиболее высокотемпературных алъбититах отмечается тенденция к выносу Sr из цирконов цент-зальных вон и перераспределение его в цирконы промежуточных зон. Та ле закономерность проявляется в новообразованных цирконах рибекитсодерга-цих алъбититов. Существует прямопропорционалъная зависимость между:

- Sr в новообразованных цирконах а Са в породе;

- Sr в реликтовом длиннопризматическом цирконе и Ва в породе;

. - Sr в реликтовом изометричном цирконе и Sr в породе.

Уран, свинец. В реликтовых и новообразование цирконах из азьбкти-гов хлорит-рибекит-эгиринового типа обогащены U (РЬ) зерна из внесших и центральных зон колонки. Наибольшие концентрации U (РЬ) отмечаются в дирконах внешней 8оны колонки - до 700 ррт (до 300 ррт). В альбититах гранат-диопевдового типа содержания U (РЬ) в цирконах всех типов из внутренних зон колонок по отношению к зернам из внеаних и промежуточных зон ksji правило повышены (2000 (570) ррп в реликтовых и 1000-1200 [450) ррп в новообразованных соответственно). Пзчти во всех случаях радиогенный свинец в цирконах преобладает над нерадиогенным

Торий. С повыЕзнием температуры образования галонсгс" пинеитатоп горий концентрируется преимущественно в новообразованных цирконах.

Элементы-примеси реликтовых апатитов из колонок альбититовой стации характеризуются следующими особенностями поведения.

СтрояциЯ -распространенная примэсь апатитов. Наиболее контрастно из всех изученных примесей реагирует на изменение физико-хнмичесгазй условий. В ряду альбитизированый гранит - рибекитсодержащий альбитит содержание Sr в реликтовых апатитах возрастают от 100-120 ррт до 500 -1500 ррт. Для более высокотемпературных алъбититов характерны еще более высокие концентрации Sr.

Иттрий. В ряду альбитизированый гранит ■- рибекитсодержащий альбитит содержание У в реликтовых апатитах падают с 2400 - 2600 ррт до 1500 - 1800 ррт. В апатитах центральных зон колонок гранат-диопсидово-го типа содержания Y составляют 1000 - 1600 ррт.

Уран, свинец. Содержания этих элементов в апатитах невысоки. Существует тенденция к увеличению концентраций U (РЬ) в апатитах более внутренних вон колонок. Существенных отличий в поведении U (РЬ) реликтовых апатитов в зависимости от типа колонки алъбититов нет. •

Торий. Концентрации Th в апатитах низки. В апатитах из колонок рибекитсодержаодх алъбититов и наименее высокотемпературных алъбититов гранат-диопсидового типа отмечается повышение концентраций Th к центру колонок. В апатитах из более высокотемпературных колонок происходит инверсия поведения Th: он "перераспределяется" из апатитов наиболее

Рис. 4- А - зависимость величины С5г/У)ар В реликтовых апатитах из ра, нотемперагурных колонок альбитов от содержания натрия в порода В - зависимость распределения 5г и У между реликтовыми апатитами и н вообразованными изометричными цирконами от содержания натрия в пород

внутренних аон в зерна'промежуточных гон колонки. Максимальные сода кания ть отмечены в апатитах боны утрандит-диопсидовых альбититов.

Основным отличием собственноадьбититовых апатитов от реликтов является преобладание среди изученных элементов-примесей Бг, (о средние содержания в апатитах из внутренних вон колонок достигают ЗЕ - 6800 ррт) и их обедненность У (10 - 100ррш). Содержания I) (РЬ) в * вообразованных апатитах по сравнению с реликтовыми несколько повын»!

Закономерности изменения состава монацитов определяются изменею физико-химических условий шгаералообразования вдоль метсоматичес: колонки. Щелочной характер агьВитизирувдего раствора способствует П5 имущественному вхождению в состав иокацитов легких редких веызль (I Се), как элементов, обладающих наиболее основными свойствами в раду

Для цонацитов альбититов устанавливается отчетливая линейная ю реляция содержаний ТЬ и Би Это мохгт Сыть объяснено повыше иной щэа ностью альбитиэируидас растворов и вполне подвижным поведением 1 образовании альбит итог (Синицьи В. А., йэдоровский Ы.С.. 1991). Сни ниа концентрации ТЬ и и в монацитах центральных зен, происхо, несмотря на привнос этих элементов при альбктиаации. Фактором, опре,

Вг/Т(1геЗ)2и •10-9

18

8г/Т(&о4) 85 •10-в ■ . . 16

и/пггва)

Ш/ГС2теЗ)9;

8г/И(1гсЗ) •10-в 9

\Л

8г/И(1гс4) •10-0 в

В;

1:

3 4 6 в Г

та

№60 «

"3-?—Г

т-в-з-п з

Т1

4 в

.7 в в ю N»20

II

3 4 5 в 7 8 в 10 МОД)

г-—?-в-г-лпеяг.»

Рис. 5. Зависимость величин некоторых индикаторных отношений в цирконах различных типов из разнотемлературных колонок альбититов от содержания натриав породе (И -Т4 - температуры образования минеральных лараге-незисов колонок. NN 1 - 4).

лающим состав монацитов, является не привнос ТЬ и II, а режим прз образовании альбититов.

Установлено, что для апогранитных альбититов справедливы следую шие индикаторные свойства элементов-примесей в ССАМ по отношению к фи аико-химическим условиям образования альбититов (см. рис. 4, 5).

1. Параметры (5г/У)ар, (Бг/У)ггс и (НГУУ) его - индикаторы целоч ности среды образования альбититов; чем выше щелочность, тем больв величина отношения. Для оценки щелочности среды рекомендуется исполь эовать отношения: Бг/У - в реликтовых апатитах, Бг/Ус - в новообразо ванных изометричных цирконах, НГ/У - в реликтовых и новообразовании изометричных цирконах.

2. Параметры (Бг/У)ар в реликтовых апатитах и (й7У)ггс в новооб разованных цирконах - индикаторы температуры.образования апогранитны альбититов. При одинаковой натриевости более высокотемпературны аньби титы с более низкими величинами отношений.

Установлена корредяционнная зависимость между концентрацией N3 в апогранитных альбититах и распределением Эг и У между реликтовыми апа титами и новообразованными цирконами изометричного облика: (Иа20) - - 75.47 + 100.94° * К(Бг-У)л(-0.05). где: К(Зг-У) - ((Б^гго * (У)ар / ((Бг)ар * (У)ггс)).

Глава 5. Геохимическая эволюция процесса формирования тел альбититов гранат-диопсидового типа.

Описаны наиболее общие закономерностях геохимической эволюции I времени и пространстве ураноносных апогранитных альбититов. Цредложе* схема геохимической эволюции процесса формирования тел ураноноснь апогранитных альбититов. -

Эволюция процесса образования наученных альбититов характерна ется следующими стадиями цинералообравования: альбититовой, постальб] титовой, регрессивной.

На альбититовой стадии в систему поступают высокотемпературш натриевые щэлочные растворы, формирующие горизонтальную метасомаи ческую эональность гранат-диопсидового типа. Происходящие при этом из менения в поведении химических элементов отражены в таблице 1.

Таблица :

Особенности поведения пегроГенных и некоторых малых элементов при

образовании апогранитных альбититов гранат-диопсидового типа

1 I Выносимые "I........—............, | Привносимые (Перераспределяемые) Относительно

| Элементы 1 | элементы I элементы I 1 инертные элементы

1 I 31.К,Т1.Й>.У 1 | 1 Na.Al.lJ. | 1 Эг.Ва, | Са

I Nb.Pb.TR 1 1 1..................... 1. „. Т^е | .,........______________1

» При охлаждении альбитизируещего раствора образуются качественно иные метасоматические колонки, состоятщие из парагенезисов менее высокотемпературных минералов. Формируется вертикальная метасоматичесгля вональность. Для тел альбититов гранат-диопсидового типа она проявляется в виде последовательной смены (Синицьм. 1991) метасомагических колонок следующих типов (начиная от наиболее высокотемпературной): волластонит-диопсидовый, гранат-диопсидовый, гранат-эгириновый, акти-колит-эгйриновый.

Дальнейшее понижение температуры раствора приводит к падение активности входящего в его состав кальция - возникают качественно новые, бескальциевые минеральные парагенезисы - формируются классические альбититы рибекит-эгиринового типа (Омельяненко, 1970). Особенности поведения химических элементов в этом случае иллюстрируются тп'.-шцей 2.

Вертикальная зональность рибекитсодерлших альбититов проявляется в смене (при понижении температуры) типов метасоматическях колонок в следующей последовательности: рибекиТ-эгиринсЕый, хлорит-рибекит-эги-

Таблица 2.

Особенности поведения петрогенных и некоторых малых элементов при образовании апогранитных альбититов хлорит-рибекит-эгиринсвого типа.

| Выносимые | элемен'Гы Привносимые элементы 1 1 (Перераспределяемые| I элементы | ..... 1 Относительно | инертные элементы |

| 31,К,Т1,ЯЬ,У | №>,РЬ,(Са) . Иа, А1,1), тя,™ 1 1 I Sr.Ba.Ca | I 1 I 1 Ге | 1 . , , 1

риновый, эпидот-хлоритовый.

Таким образом, альбититы гранат-диопсидового и хлорит-рибекит-эгиринового типов - продукты одного и того т процесса натриевого-щелочного метасоматоза. Основное отличие условий их образования заключается в различных температурных интервалах возникновения минеральных ас социаций, что приводит к существенному изменению роли кальция и отчасти железа в формировании вертикальной и'горизонтальной зональности.

Условия постальбититовой стадии развития альбититов гранат-ди-опсидового типа характеризуются прохождением новых тектонических подвижек, приводящих к сбросу давления в системе, прекращению поступления альбитизИруещего раствора, развитию участков катаклаза. Под действием гидростатического давления, в системе возникает обратнопоступательное движение ранее "закачанного" раствора, который несет с собой "вымытые" из "вышележащих" участков альбититов элементы (в том числе II).- Расте-. каясь из зоны основного канала по порам и трещинам катаклаза в окружающие породы раствор взаимодействует с ними, производя постальбититовые изменения. Возникает постальбититовая колонка со специфической зональностью: центральной зоной - зоной растворения всех темноцветных минералов, промежуточными зонами - зонами осаждения карбоната и гидробио-

tktci и внешними зонами - зонами замещения минералов альбититовой стадии минералообразования.

Формирование постальбититовой зональности в телах альбититов гра-нат-диопсидового типа осуществлялось растворами, несущими в себе широкий спектр химических элементов (K,Ca,Mg,Fe,U,Sr,Rb,Ba,TR,Y,Th,Nb,Zr и др.). Проходя через центральные вони постальбититовой колонки, они растворяют как темноцветные минералы альбититовой стадии образования, так и альбит, повышая.общую проницаемость породы.

Ш внешней границе боны растворения происходит осаждение из раствора некоторых элементов, в частности La, Cs, Р и Th. Часть этих зле-монтов проходит указаний барьер, обогащая промешуточные воны колонки.

В более внешней части колонки в результате вскипания постальбити-тового раствора происходит разрушение гидрокарбонатных комплексов. Из них высаживается основная масса растворенных элементов,■ формируя зоны осаждения. Главная часть Са, К.и Fe ссаживается в виде карбонатов, гидробиотита. В их состав в виде примесей входят Sr и Rb.

Граница вон замещения темноцветных минералов альбититовой стадии и зон осаждения карбоната и гидробиотита выступает в роли барьера, на котором происходит выпадение из раствора собственных минералов U, образующих рудные концентрации. Вместе с II из раствора выпадают Zr (связываемый в основном в цирконах), Nb, Y и Tl. ■

В зонах замещения минералов альбититовой стадии из изученных элементов постальбититовые растворы высаживают лишь Ва. В основном же здесь доминируют процессы выноса (перераспределения) элементов разрушенных минералов альбититовой стадии образования: Na,Si,Al,Ca, Mg,Mn,Fe3. Часть- из них (Ca,Mff,№i,Fe3) перераспределяется из более внутренних частей воны во внешние, остальные выносятся из системы.

Разрушение альбита и вынос Na,Si,А1 приводит к образованию высокопористой, хорошо проницаемой породы пониженной плотности. При разрастании колонки, происходящем за счет ее внешних зон, образовавшиеся пустоты заполняются осаждаемыми карбонатами и слюдами, понижая общук проницаемость породы и скорость циркуляции постальбититового раствора. При закупорке большинства пор циркуляция вообще прекращается - происходит затухание постальбититовой стадии.

Из остаточных растворов, заполняющих высокопористую центральную зону постальбититовой колонки, на регрессивной, наиболее низкотемпературной стадии альбититового процесса происходит осаждение низкотемпературных минералов и наиболее позднего альбита. Образующиеся минеральные ассоциации обогащены Y, Th, Nb, Zr, TR и некоторыми другими мальм элементами. На этом мэтасоыатический этап геохимической эволюции те; альбититов гранат-диопсидового типа заканчивается.

Наиболее важные из описанных закономерностей геохимической эволю! уранонссных алогранитных альбититов иллюстрируются предложенной obtoi схемой геохимической эволюции альбититов - рисунок 6.

Рис. 6. Схема геохимической эволюции процесса формирования тел ур»но-носных апогранитных альбититов. Линией вида - _ обозначена геохимическая оволюция альбититов гранат-диопсидового типа на альбититовой стадии их развития. Линией вида - ...... обозначена геохимическая эволюция альбититов хлорит-рибекит-эгиринового типа на альбититовой стадии их развития. Линией вида ------- обозначена геохимическая эволюция альбититов на постальбититовой стадии их развития.

Номерами обозначены участки:

1 - образования Иа-содерлащих минералов альбититов;

■ 2 - разрушения минеральных парагенезисов гранитов;

3 - образования Са-содержащих минералов альбититов;

4 - разрушения и замещения минералов альбититовой стадии;

5 - осаждения карбоната, гидробиотита, минералов урана;

6 - растворения альбита;

7 - растворения всех темноцветных минералов;

8 - переотложения альбита.

Глава 6. Минералого-геохимические признаки редкометального оруденения, связанного с апогранитными альбигитаыи.

Предложены новые признаки редкометального оруденения, связанные с апогранитными альбититами гранат-диопсйдового типа.

Наиболее богатая рудная минерализация в альбититах связывается с постальбититовой стадией их развития (Белевцев Я Е, 1986). Нами показано, что повышенные концентрации рудных компонентов в постальбититовой ■ колонке альбититов гранат-диопсидового типа приурочены к границе между зоной развития вторичного амфибола и зоной осаждения карбонатов и гидрослюд, а также к центральной зоне колонки - воне развития лэй-кократовых гематитизированных альбититов (см. рис. 7).

Для апогранитных альбититов гранат-диопсидового типа, существенно переработанных постальбититовой стадией метасоматоза, новыми признаками редкометального оруденения являются следующие:

- увеличение плотности альбититов до .2.65 - 2/80 г/смЗ;

- преобладание новообразованных апатитов над реликтовыми;

'- содержания петрогенных и малых элементов альбититов (в кг/ыЗ): 51 -(60-75)*10е1, А1 -.(18-22)*10е1, № - (12-1б)*10е1, Са - (10-25) * 10е1, Мг - (3-6)*10е1, Ге - (8-10)* *10е1, К - (2-5)*10е1, Т1 -(5.5-8), Бг - (1-2), КЬ - (1-5)*10е-1, Т*! - (0.8 - 1)*10е-1,2г -(6-8)*10е-1, N10- (0. 5-1.Б)*10е-1; '

- содержания в новообразованных цирконах (ррш): НГ - 10000-16000, У -

1500-4000, Бг - 10-100, 'и - 300-900, при НГ - 15000-20000 В релик-

Рис.'!. Приуроченность полезных компонентов к зонам лоетальСжтитоьо»! колонки, развитой по альОнтитам гранат-диопсидового типа (колонка N5).

-IB-

TOEiix цирконах и U - 150-600 в реликтовш апатитах;

- величина• параметра (Sr/Y) - 300-600 для новообразованных апатитов, При концентрациях У в ни* - 80 - EDO ppm.

Йзруднйе алЬСититы, сопряйэпные о рудники зонами, отличается:

- ийрокйм развитием гематйт-сфеновой минеральной ассоциации (содержания гематйта - 800d -20000 ppm, сфена - 3000 - 100GÖ ppm;

- распространением ореолов новообразованных цирконов с содержаниями (ppm): НГ - 18000-60000, Y - 6000-fe5Ö00, Sr - 150-1000, U -1ООО7000..

Признаками наличия оруденеиия, саяэайного с регрессиям этапом развитйя альбититов служат:

- принадлежность альбититов к центральным зонам лостальбитктсгой колонки - зонам с плотностью 2. 46-2.5 г/смЗ и увелэтеной пористостью;

- практическое отсутствие в Составе альбититов каких-либо других но-родообраяующих минералов кроме альбита, и находящихся в реггаподчи-ненном положении сфена (г/т) - 4000-G000 - и гематита - 2000-25СО;

- содержания пётрогенйых и малых элементов альбититов (в кг/мЗ): Si -(77-79)*1 Oel, AI - (23-24)*1Oel, Na-(1ö-19)*10el,Ca-{2-3)*10el,M£-(4-5), Fo-(1.5-2)*10el, K-(l-2. 5) ,C-(3-4) ,Mn-(l. 5- 2)*10э-1,Ва-(3-5)*10e-l, Sr-(i. 5-2. 5) AlOe-1, fcb-(0.5-4) *10e-2, Tl-(5. 5-6. t>), U-(5-40)+10^-1, Ce-(3-8)*10э-1, La-(2-5)*10e-l, P-(2-8), Th-(G-ll)*10e-2, Zr-(5 8)* 10e-l, Mb - (5-ll)*10e-2, Y - (5-15) *10e-2;

- содержания в новообразованных цирконах (ppm): U - 1600-3000, Pb -700-3000, Th - Б00-1000, при НГ - 7000-15000, Y - 2000-F000:

- значение параметра (Sr/Y)ар в реликтовых апатитах - 1.6 - 2.0.

Заключение.

Основные результаты исследований состоят в следующем. .

1. Впервые, с учетом зонального строения и стадийности образования, изучен вещественный состав ураноносных апогранитных альбититов гранат-диопсидового типа; определены основные отличия между альбитита-ми гранат-диопсидового и хлорит-рибекит-эгиринового типов; описана геохимическая эволюция процесса формирования тел альбититов гранат-диопсидового типа. Показано, что ураноносные апогранитные альбититы гранат-диопсидового типа относятся к формации Приразломных ураноносных натриевых щелочных метасоматитов. Специфика их вещественного состава (по отношению к альбититам хлорит-рибекит-эгиринового типа) определяется: инертным поведением кальция, повышенной подвижностью железа, изменением поведения редкоземельных элементов и объясняется более высокотемпературными условиями их образования.

Впервые детально изучены основные минералогические и геохимические закономерности формирования постальбититовой зональности альбититов гранат-диопсйдовбго типа.

Показаны наиболее характерные черты и направленность натриевого щелочного метасоматоза. Предложена схема геохимической эволюции про-

- 20 -

цесса формирования тел апогранитных альбититов.

2. Впервые изучено распределение основных элементов-примесей ССА1 1 солонок апогранктных ураноносных альбититов; изучены зависимости содержаний и соотношаций влемзнтов-прнмесей в сосуществующих цирконах у апатитах от условий образований апогранктных альбититов; установлен ранее неизвестные дедмкаторные двойства этих минералов. Для (качественной оценки условий образования алогранитных альбититов рекомендовав следующие отвощения концентраций зламентав-примосей в ССАМ: (5г/У)ар I реликтовых апатитах, (Зг/¥)гго В новообразованных изоцетриодых цирконах, (НГ/У)ггс в реликтовых и новообразованны^'изометричных цирконах -для оценки щелочности среды образования альбититов; (Зг/У)ар в реликтовых апатитах, (2г/У)ггс щ новообразованных иэометричных цирконах -температуры образования альбититов. Установлена корреляциониная зависимость между концентрацией На в апогранитных альбититах и распределением Бг и У между реликтовыми апатитами и новообразованными Цирконами иаометричногр обдика. -

3. Шказано, что обогащение апогранитпых альбититов ураном и другими редкими металлами происходило на трех стадиях развития альбититов: альбититоьой, поетальбититовой >1 регреосивной. В соответствии < этим в каждом из трех случаев выделен ряд новых признаков редкометаль-ного оруденения, связанного с гранатсодержаикми альбитйтами. -

Список работ по теме диссертации.

1. Мгтасоматическэя вокальность диопсид-андрадитовых ураноносных аль бититов докембрия.// - Записки фесорз. мин. _общ. - 1930. - Н1,

2. Генетическая интерпретация данных по распределению химических эле ментов в зональных ураноносных альбититах докембрия. / Тез. докл. 1 Всес. сов."Металлогения докембр, и ..."/ - Киев. ,- 1890. - С. 144-146 (Соавторы: СиниЦьш В.А., Проскура Н.И., Ходоровскад Н. Е).

3. Оценка мольных обгеыов минералов методом структурных аналогов. -Де ВИНИТИ. - 1990, - Н 4482-В90. - 13 с. (Соавтор Синицы.! Е А.).

4. Акцессорные в мет^соматичеокой колонке ураноносных альби титов докембрия.// - Йэкл. .АН УССР. - 1991. - N10.' - С. 100 - 1£й (Соавторы: Синицын Е А., ¡ровиков М. И ).

б. Веирственный состав гранат-диоцсидовых ураноносных альбититов цент ральной части Украинского щита. В печати. (В кн. Генетические типы закономерности размецения урановых месторождений Украины Соавторш & ницын ЕА., Иванов В. й., Шльинченко Еф.). . 6. Геохимические особенности акцессорных минералов ураноносных альб1 титов". В печати (В кн. Генетические тины и;закономерности размеиеш урановых месторождений Украины).

?. Геохимические особенности алогранитных альбититов гранат-диопсидс вого типа. В печати. (Геохимия. Соавторы-. Коваль ЕБ!, Синицын ЕА.).