Новые и перспективные ильменитовые россыпеобразующие формации

Одним из главных, а по нашему убеждению, основным источником прибрежно-морских ильменитовых россыпей являются широко распространенные в природе глиноземистые метаморфические сланцы с титановой минерализацией, а не базит-гиперба-зитовые магматиты, как принято считать на данный момент. Впервые на возможность формирования титановых россыпей за счет метапелитов ука-

Концентрат ильменита из сланцев Полярного Урала зывал еще И. И. Малышев (1955) в ту пору, когда утверждалось, что ильменит может быть только магматоген-ным либо гидротермальным. В 60-х гг. в публикациях И. А. Ефимова (1961), Н. И. Коробовой (1965), О. С. Кочеткова (1967) почти одновременно было обосновано наличие в природе мета-морфогенного ильменита, образующегося в метапелитах хлорит-биоти-товой субфации регионального метаморфизма. Исходя из этого выдвинута концепция, что такие ильменитсо-держащие сланцы могут быть источником питания титановых россыпей. Ильменит образует в этих сланцах пластинчатые порфиробласты диаметром 0.5—3.0 мм (редко до 5 мм) при толщине около 0.1 мм, зачастую изобилующие пойкилитовыми включениями породообразующих минералов (какправило, кварца). При возрастании уровня метаморфизма до эпи-дот-амфиболитовой фации (т. е. с появлением граната и ставролита) размеры обособлений ильменита увеличились десятикратно, достигнув 2— 3 см в поперечнике при толщине 1— 3 мм.

По содержанию титана метапелиты с ильменитом не уступают бази-там и гипербазитам, но по содержанию собственно титановых минералов существенно превосходят их. По этому такие сланцы потенциально более благоприятны как источник титановых минералов для россыпей, чем магматиты. Ассоциация титана с алюминием в осадочных толщах вполне естественна, поскольку поведение этих элементов в экзогенных условиях определяется в основном их амфотерностью, а потому весьма сходно.

Существенно, что титановые минералы метапелитов легко высвобождаются и обособляются уже в ходе элементарного физического выветривания. В дальнейшем они как наиболее тяжелые эффективно накапливаются посредством гравитационного разделения в процессе транспортировки и переотложения продуктов выветривания, что создает необходимые предпосылки для формирования титановых россыпей.

Микрофотография метаморфогенного ильменита с многочисленными пойкилитовыми включениями кварца. Кольский п-ов

Ильменит в титановых россыпях, как и в метапелитах, содержит большое количество пойкилитовых включений кварца. В шлихах он постоянно ассоциируется с глиноземистыми метаморфическими минералами — ставролитом, кианитом, силлиманитом. Все это косвенно свидетельствует о метаморфогенном источнике россыпного ильменита.

Очевидно, что решению этого спорного вопроса должно способствовать сопоставление особенностей химизма этого минерала в россыпях с ильменитом предполагаемых питающих пород. Известно, к примеру, что содержание элементов-примесей в магматогенном ильмените зависит от химизма исходных магматитов (гра-нитоидов, габброидов, щелочных по род). Сведения о химизме метаморфогенного ильменита гораздо более ограничены. Восполнению этого существенного пробела должно способствовать проведенное нами изучение особенностей химических составов ильменита из кристаллических сланцев Кольского п-ова, Среднего Тимана, Полярного Урала и Таймыра. Также проанализирован ильменит из черного шлиха р. Ачерйок, гидросеть которой охватывает область развития сланцев Кольского п-ова. Оказалось, что содержание MgO (0.6 %) в метаморфогенном ильмените эпидот-ам-фиболитовой фации всех изучаемых регионов одинаковое, но отмечается резкое его падение (до 0.12 %) в этом же минерале, образовавшемся в условиях фации зеленых сланцев. Наиболее низкие значения данного компонента характерны для Среднего Тимана, что связано с развитием ильменита в условиях метаморфизма, характеризующихся самыми низкими РТ параметрами. Поведение MnO при снижении уровня метаморфизма обратное: содержание его резко возрастает и соответственно самым высоким оказывается в «тиманском» ильмените. Содержание Cr2O3 при повышении степени метаморфизма понижается от 0.018 до 0.004 %. Концентрация скан-

Порфиробласты ильменита в рифейских сланцах Среднего Тимана дия, ванадия, ниобия, тантала не зависит от РТ условий метаморфизма, а определяется скорее всего спецификой субстрата минералообразования. Об этом свидетельствуют данные по химизму ильменита, образовавшегося в той же толще воскресенской свиты Таймыра, но в зонах разных фаций метаморфизма — зеленосланцевой и эпидот-амфиболитовой. Индивидуальные особенности «тиманского» ильменита отражены в том, что кон-

центрация Nb2O5 у него значительно больше, чем у других проанализированных нами ильменитов; содержание редких земель в метаморфоген -ном ильмените в несколько раз выше, чем в ильмените из габбро. Так, сумма редкоземельных элементов в ильмените из габбро колеблется в пределах 3.4—18.8 г/т, а в метапелитовом ильмените она составляет 62—139 г/т.

Как видно, содержание одних компонентов (MgO, MnO, CrO) в метаморфогенном ильмените определяется условиями метаморфизма, тогда как содержание других — преимущественно спецификой субстрата.

К сожалению, пока очень мало данных по элементам примесям в ильменитах из известных россыпей. Тем не менее можно сделать вывод о том, что содержание некоторых из них в россыпном ильмените не соответствует ультрабазит-габбровому источнику. Например, содержание MgO в россыпном ильмените колеблется в пределах 0.55—0.60, редко поднимаясь до 1.1 %, что значительно ниже, чем в этом же минерале из габбро, где его количество достигает 1.5—4.6 %, но оно вполне сопоставимо с содержанием MgO в метаморфогенном ильмените — от 0.10 до 0.45 %. Об этом же свидетельствуют данные и по оксиду марганца, концентрация которого в россыпном и метаморфогенном ильме- ните почти одинакова и составляет 2 % (в некоторых случаях до 17 %), а в этом же минерале из габбро она не превышает 1 %.

Наиболее интересны данные по ванадию. Содержание оксида ванадия в россыпном ильмените по литературным данным колеблется в пределах 0.14—0.59 (до 1.3) %, а в метаморфогенном — 0.7 %, при этом в магмато-генном (габбровом) ильмените оно не превышает 0.17 %. Одним из индикаторных элементов, указывающих на первоисточник образования ильменита, является также тантал. Наши исследования химического состава ильменита метаморфогенного происхождения наглядно подтверждают высказывания Л. Ф. Борисенко (1975) о том, что высокое содержание тантала в россыпном ильмените не соответствует предположениям о его базитовом источнике. Действительно, концентрация Та в этом минерале из таймырских сланцев достигает 80 г/т (по другим изучаемым регионам в среднем 33 г/т), тогда как в ильмените магматического происхождения оно не превышает 4.4 г/т. В ильмените прибрежно-морских россыпей содержание данного элемента соизмеримо с мета-морфогенным и составляет в среднем 56.8 г/т.

Таким образом, есть основания полагать, что дальнейшее накопление новых материалов по химическому составу экзогенного и эндогенного ильменита подтвердит метаморфоген-ную природу источника титановых минералов в россыпях, что требует существенного изменения в критериях поиска и оценки этих объектов, подтверждая реальность выдвинутых нами ранее перспектив открытия на севере России современных прибрежно-морских титановых россыпей.

Изложенные результаты были получены в рамках работ по теме 09-Т-5-1020 ОНЗ РАН «Метапелиты как источник формирования прибрежно-морских титановых россыпей и перспективы их открытия в России».