Особенности эволюции химического состава фосфатов как отражение многофазного становления щелочно-карбонатитовой флюидо-эксплозивной системы Среднего Тимана

На Среднем Тимане выделена щелочнокарбонатитовая флюидо-экспозивная система, объединяющая карбонатиты, карбонати-зированные флюидо-экспозивные дайки и мощную зону фенитизированных терригено-карбонатных пород рифея (Голубева и др., 2019; 2021). Все породы имеют аналогичные редкоземельно-редкометальные и сульфидные минерализации. Карбонатитовое тело и парагенетически связанные с ним карбонати-зированные флюидо-эксплозивные ультра-мафиты дайкового комплекса приурочены к серии разрывов трещинного типа северовосточного простирания среди терригенно-карбонатных пород среднего и верхнего ри-фея (рис. 1 а). Процесс становления флюидоэксплозивной системы был довольно продолжительным и охватывает период времени предположительно с 600 + 15 млн лет (становление карбонатитов и даек) до 488 млн лет (формирование фенитов). Карбонатитовое тело доломит-анкерит-сидеритового состава, сформированное на этапе гидротер-

мально-метасоматического минералообразования, представлено штоком диаметром около 400 м, расширяющимся на глубине двух километров до 500 м (Костюхин, 1987; Степаненко, 1979).

В экзоконтактах карбонатитового тела фиксируются широкие (от 10–60 м) зоны дезинтегрированных вмещающих пород, образованных в результате взрывного отделения газов из карбонатитового расплава. Сами же карбонатиты также несут признаки дробления и деформаций (Макеев и др., 2008). Количество карбонатных минералов относительно объема породы составляет 60–65%, остальная часть представлена флогопитом, щелочным амфиболом, эгирином, калиевым полевым шпатом, альбитом, иногда кварцем. Рудопроявление карбонатитов имеет редкоземельную специализацию (Костюхин и др., 1987; Ковальчук и др. 2013; Недосекова и др. 2013).

Мощность флюидо-эксплозивных даек варьирует от десятков сантиметров до десятков метров в раздувах, протяженность достигает 3 км.

Рис. 1. Геологическая позиция щелочно-карбонатитовой флюидо-эксплозивной системы Среднего Тимана. Флюидо-эксплозивные породы дайкового комплекса, фенитизированные терригенно-карбонатные породы: а - фрагмент государственной геологической карты с упрощениями. (Мезенская площадь). Масштаб 1 : 000 000 (Пармузин и др., 2015) Условные обозначения: 1 - аньюгская свита - кварциты и кварцито-песчаники; 2 - павьюгинская свита - доломитизированные строма-

Особенности эволюции химического состава фосфатов, как отражение^ 203 толитовые известняки; 3 - ворыквинская свита - известняки, мергели; 4 - визингская свита - алевролиты, кварцито-песчаники; 5 - новобобровская свита - серицитовые, хлорит-кварцевые сланцы; 6 - светлинская свита - филлиты, кварцито-песчаники; 7 - паунская свита - кварц-хлорит-серицитовые, пиритизированные углеродистые сланцы; 8 - пижемская свита - известковистые сланцы; 9 - клеоновская свита - алевролиты; 10 - покьюская свита - метаалевролиты, углеродистые сланцы; 11 - пермь - глинистые известняки, доломиты, мергели, аргиллиты; 12 -карбон - глины, аргиллиты, мергели, известняки; 13 -девон - мергели, глины, песчаники; 14 - среднетиманский гипабиссальный метагаббро-долеритовый комплекс - дайки, штоки, силы; 15 - канино-тиманский гипабиссальный долеритовый комплекс; 16 - четласский комплекс щелочных даек; 17 - разломы; 18 - надвиги; 19 - расположение карбонатитового штока; 20 - фенитизированне карбонатные породы быстринской серии с редкоземельно-редкометальной минерализацией: 1 - местоположение керна, полученного при бурении депрессии на предмет обнаружения бокситовых залежей; 2 - коренные выходы на р. Светлая; 3 - местоположение фенитизированных толщ, обнаруженных при разведочных работах Щугорского месторождения бокситов; 4 - участки фенитизированных кварцитов четлас-ской серии с редкоземельно-редкометальной минерализацией; б - флюидо-эксплозивная порода дай-кового комплекса; в - отсканированный петрографический шлиф флюидо-эксплозивной породы дай-кового комплекса; г - ксеногенный обломок фенитизированного кварцита в флюидо-эксплозивной брекчии; д - фенитизированная флюидо-эксплозивная брекчия с редкоземельно-редкометальной минерализацией (Мезенское рудопроявление); е - фенитизированные карбонатные породы (обнажение р. Светлая); ж - фенитизированная карбонатная порода (Щугорское бокситовое месторождение)

Отмечаются многочисленные апофизы и прожилки во вмещающих породах, образующие сложные штокверковые тела. В случае образования раздувов в дайках в приконтак-товых зонах во вмещающих породах происходит интенсивное брекчирование. Вмещающие породы в виде отторженцев присутствуют в составе дайкового тела в виде ксенолитов (Костюхин и др., 1987). Породы плотного сложения черного цвета характеризуются неоднородностью, обусловленной насыщенностью разномерными обломками пород мантийного и корового происхождения, погруженными в связующую массу неоднородного состава. Ксеногенный материал, составляющий 30–50% (реже до 80%) от объема породы, сцементирован агрегатом метасоматических минералов: пироксеном, флогопитом, кальцитом и альбитом (рис. 1 б). Обломки мантийного происхождения представлены минералами – оливином, пироксеном, хром-шпинелидом и породами – горнблендитом, оливиновым пироксенитом (рис. 1 в). Для одного из ксеногенных обломков оливинового пироксенита получена температура пород мантии – поставщика ксенолитов. Температура кристаллизации хромшпинелида, полученная по хромит-оливиновому геотермометру, составляет 1180°С, что практически совпадает с температурой кристаллизации пироксена – 1000°С, вычисленной с помощью двупироксенового термометра в этом же образце (Голубева и др., 2020). Хромшпинелиды в мантийных ксенолитах по химическому со- ставу относятся к среднехромистым разновидностям. Обломки корового происхождения представлены кварцевыми песчаниками и сланцами, а также их фенитизированными разностями (рис. 1 г). В брекчии за счет Са-Na флюидного пропитывания образуются метасоматические ветвящиеся жилки и миндалевидные обособления кальцит-альбитового или кальцитового составов, в которых обнаружены редкоземельные карбонаты группы анкилита, торианит, торит, алланит, марганцевый ильменит со средним содержанием оксида марганца до 8.9% (Недосекова и др. 2011; Голубева и др., 2018, 2021). На этих же участках диагностируются сульфиды: миллерит, пентландит, сфалерит, молибденит, халькопирит. В жильном кальците отмечается примесь SrO до 9,43%. Порода характеризуется составом (мас. %) SiO2 – 39.0–45.21; MgO – 11.4–18.6; TiO2 – 0.95–1.7; Al2O3 – 7.35–12.5. Содержание СаО – 8.16–20.92 мас. % – резко варьирует вследствие наложенной карбонатизации. Сумма оксидов железа в среднем составляет 8.5 мас. %. Высокая щелочность пород (мас. %) – Na2O – 0.3– 1.76 и К2О – 2.04–4.11 – объясняется пропитыванием пород щелочными флюидами.

Флюидо-эксплозивные дайки ассоциируют с зонами фенитизации в кварцевых песчаниках в виде тонких жилок или мощных брекчиевых линейных зон протяженностью до 400 м (Ивенсен, 1964). Во всех случаях фенитизации сопутствует редкоземельно-редкометалльная минерализация (ксенотим, монацит, ильменорутил, колумбит и ферри-торит). На Среднем Тимане выявлено четыре таких рудопроявления, приуроченных к зонам фенитизации кварцевых песчаников (Плякин и др., 2005). Брекчии представляют собой сцементированную смесь остроугольных или округленных обломков в разной степени фенитизированных и перекристаллизованных песчаников (рис. 1 д). Они характеризуются разным минеральным составом обломков и флюидальными текстурами, что не соответствует раннему их определению как тектонитов. В породах кварц не имеет признаков грануляции, характерной для пластических деформаций, а, как правило, рассекается серией пересекающихся многочисленных криволинейных трещин. Обломки брекчий имеют разные минеральноструктурные особенности, что не характерно для тектонических зон, исключая зоны меланжа. Таким образом, все известные рудовмещающие брекчиевые зоны на Среднем Тимане представляют собой флюидизированные эксплозивные образования, генетически связанные с карбонатит-щелочным магматизмом.

Фенитизация с редкоземельно-редкоме-талльной минерализацией в карбонатных рифейских толщах данного региона проявляется как раз без особого механического разрушения пород вследствие их пластичных свойств. Данные породы были обнаружены при разведочном бурении бокситовых залежей, но есть и редкие одиночные коренные выходы. Во всех случаях породы характеризуются своеобразной полосчатой текстурой, обусловленной просачиванием щелочных растворов вдоль плоскостей напластования (рис. 1 е, ж). В результате образуются полевошпатовые слои, переслаивающиеся с таковыми, содержащими фемические минералы: эгирин или магнезиально-железистые слюды. Метасоматизированным прослоям в некоторых случаях сопутствуют редкоземель-но-редкометалльная, титановая и фосфатная минерализации.

В данной работе обсуждается авторский и заимствованный из литературы материал, характеризующий фосфатные минерализации в карбонатитах, карбонатизированных флюидо-эксплозивных дайках и фенитизи-рованных терригенно-карбонатных породах, образовавшихся в ходе становления много- фазной   щелочно-кабонатной   флюидо эксплозивной системы Среднего Тимана.

Методика и материалы исследования

Объектом исследования послужили фосфатные минералы, отобранные из кернов скважины № 55 глубиной 173 м, пробуренной в одной из пересекающихся даек штокверка , расположенного в долине р. Косью на Среднем Тимане (рис. 1); из коренных выходов и кернов фенитизированных терри-генно-карбонатных пород. Микроскопическое изучение пород с фосфатной минерализацией проводилось на микроскопе OLYMPUS BX 51. Состав минералов определялся на сканирующих электронных микроскопах Tescan Vega 3 LMH с энерго-дисперсионной приставкой Oxford Instrument X-Max 50 mn2 и JSM–6400 JEOL в ЦКП «Геонаука» в ИГ Коми НЦ УрО РАН. Содержание микроэлементов анализировалось методом ICP-MS на квадрупольном масс-спектрометре ELAN 9000 (PerkinElmer Instruments) (ИГиГ УрО РАН, г. Екатеринбург).

Монацитовая минерализация

Монацит выявлен в карбонатитах, карбо-натизированных флюидо-эксплозивных дайках и фенитизированных терригенно-карбонатных породах. В карбонатитах монацит является одним из основных носителей редкоземельных элементов. Содержание последних в упомянутых породах колеблется от 15 718.46 до 1 823.39 г/т (Ковальчук и др., 2011). Эволюция химического состава монацита в карбонатитах характеризуется постепенным обогащением минерала Nd за счет La (рис. 2 а). При этом наиболее неодимовый монацит не является частью единого непрерывного тренда, а образует с некоторым отрывом обособленную группу. Такой монацит примечателен также отсутствием стронция и высоким содержанием тория. При изотопных исследованиях было установлено, что именно карбонатиты с высоконеодимовым монацитом имеют наиболее изотопно-тяжелый кислород – δ18ОSMOW = 21.1–20.8 ‰ (рис. 2 б). Данный факт свидетельствует о кристаллизации высоконеодимового монацита на последнем этапе становления карбонатитов за счет гидротермальных растворов, прини- мавших участие также в фенитизиции вмещающих пород с образованием подобного монацита. Возраст карбонатитов, принятый на сегодняшний день по датированному метасоматическому флогопиту, составляет 600 ± 15 млн лет (Костюхин и др., 1987). Монацит с повышенным содержанием Nd в фени-тизированных кварцитах, подобный по химическому составу «гидротермальному» карбонатитовому, имеет возраст 520– 566 млн лет (Удоратина и др., 2013), а возраст фенитизированых карбонатных пород, полученный по альбиту, составляет 488 млн лет (Макеев и др., 2008). Таким образом, можно предположить, что процессы гидротермальных преобразований карбонатитов с минерализацией Nd-монацита значительно оторваны от них по времени.

В флюидо-экспозивных породах дайково-го комплекса монацит развивается в зонах альбитизации, цеолитизации, карбонатиза-ции, встречается в ксенолитах фенитизиро-ванных кварцевых песчаников. С альбитом ассоциирует эгирин, а на участках кристаллизации кальцита развивается роговая обманка (рис. 2 в), замещаемая в свою очередь эгирином. Монацит встречается и в ксенолитах фенитизированных кварцевых песчаников. Содержание редкоземельных элементов в породе зависит от степени пропитывания карбонатно-щелочными растворами и составляет 221.0–436.1 г/т, тогда как (для сравнения) в незатронутом метасоматозом пи-роксенитовом ксенолите их содержание – 72.3 г/т. Содержание P 2 O 5 в породе составляет 0.31–0.62 мас. % По элементам-примесям, таким как Th и Sr, флюидизированные эксплозивные породы и пироксенитовые ксенолиты (первичный мантийный материал, подвергшийся впоследствии флюидному насыщению) также резко разнятся. В дайковой породе содержание Th колеблется в пределах 10.6–45.6 г/т, а в ксенолите пироксенита данного элемента обнаружено всего 1.55 г/т. Содержание Sr в мантийном ксенолите составляет 148.4 г/т, тогда как в ксенолитсо-держащей породе оно изменяется от 553.8 до 1501.9 г/т. Основными минералами-носителями данных элементов являются редкоземельные карбонаты, силикаты и оксиды тория.

Монацит, как правило, ассоциирует с апатитом (рис. 2 в). Процесс пропитывания пород метасоматическими гидротермальными растворами происходил неравномерно, поэтому монацит в одном случае образует скопления, а в другом – встречается только как отдельные зерна. Например, на участках цеолитизации фиксируется высокая концентрация монацита в виде удлиненных зерен с неровными очертаниями и с размерами около 18–20 мкм. Необычная удлиненная форма зерен монацита в данном случае является унаследованной от псевдоморфно замещенного монацитом апатита (рис. 2 г). На рис. 2 д хорошо видно постепенное замещение апатита монацитом в его центральных частях. В некоторых случаях монацит замещает не только апатит, но и алланит (рис. 2 ж). Кроме того, монацит образует хорошо ограненные кристаллы (рис 2 и), реже – скопления ксеноморфных зерен. На участках альбитизации обнаружен редкий случай кристаллизации этого минерала в виде причудливых гипи-диоморфных пойкилобласт с многочисленными включениями альбита (рис. 2 з). Монацит здесь имеет не только оригинальные формы развития, но и самые крупные размеры – до 0.25 мм в длину. Обычные размеры его индивидов лежат в пределах десятков микрон. Реже встречаются зерна менее одного микрона. Эволюция химического состава монацита в флюидоэксплозивных дайках совпадает с таковой в карбонатитах (рис. 1 а), кристаллизовавшихся до проявления гидротермальнометасоматических процессов. При этом монацит в эксплозивных дайках отличается от монацита в карбонатитах повышенными содержаниями La и Nd. В карбонатитовом монаците содержание Ce2O3 составляет 28.59– 34.31 мас. %, а Nd2O3 – 3.47–5.98 мас. % (Ковальчук и др., 2011). В дайковом монаците такие содержания составляют соответственно 30.29–36.34 и 4.18–8.29 мас. % (табл. 1). Для монацита в дайковых породах характерны примеси ThO2 и SrO c содержанием соответственно 1.87–3.52 и 1.54–2.3 мас. %. Близость трендов концентраций La и Се в монаците карбонатитов и эксплозивных даек свидетельствует об общности флюидов, участвовавших в формировании данных магматических комплексов. Высоконеодимовые монациты, образовавшиеся в карбонатитах на стадии гидротермально-метасоматической переработки, в эксплозивных дайках не об- наружены, так как в систему становления дайкового комплекса, судя по изотопии кислорода (рис. 2 б), подобные гидротермальные флюиды уже не поступали.

С карбонатитовым магматизмом на Среднем Тимане, как уже отмечалось, связано мощное по протяженности проявление фенитизации вмещающих терригенно-карбонатных пород. Признаком фенитизации в терригено-карбонатных породах являются альбит, калиевый полевой шпат, эгирин и алюмоселадонит. Фенитизация кварцевых песчаников сопровождалась эксплозивными процессами, обусловленными образованием карбонатитов и флюидо-эксплозивных даек. В фенитизированных зонах на Среднем Тимане выявлены несколько редкоземельно-редкометалльных рудопроявлений, где главными продуктивными минералами являются ксенотим, монацит, колумбит, торит (Плякин и др., 2005). Карбонатные породы благодаря своей пластичности практически не несут признаков дробления. В них проявились только пластические деформации. Породы характеризуются необычной полосчатой текстурой, унаследованной от первичной осадочной слоистости (рис. 1 е, ж). Первичная осадочная слоистость послужила проводником для просачивающихся щелочных флюидов. Как раз вдоль межслоевых границ и происходило образование альбит-ортоклазовых горизонтов с примесью колумбита, монацита, торита, ильменорутила, бастнезита). Монацит, кристаллизовавшийся в фенитизированных породах, характеризуется повышенным содержанием Nd, что свойственно и для «карбонатитового» монацита, образовавшегося на поздних гидротермальных стадиях формирвания массива. На треугольной диаграмме La – Ce – Nd (рис. 2 а) хорошо видно распределение фигуративных точек состава монацита из фени-тизированных терригено-карбонатных пород в области повышенного содержания неодима. Особенно выделяется монацит с высоким количеством Nd в фенитизированных кварцевых песчаниках Новобобровского редко-земельно-редкометалльного рудопроявления на Среднем Тимане.

Доказательством общности флюидов, участвовавших в становлении карбонатитов и фенитизации, являются результаты иссле- дования монацита в фенитизированных карбонатных породах, обнаруженных в виде небольшого обнажения протяженностью около 3 м в правом борту р. Светлая (рис. 1 а). Порода здесь имеет темно-серый цвет, хорошо выраженную полосчатую текстуру, обусловленную развитием фенитизированных прослоев (рис. 1 е). Метасоматизированные слои с карбонатными реликтовыми участками имеют резкие контакты. Фенитизация характеризуется послойным развитием метасоматических минералов – слюды, отвечающей по составу сидерофиллиту-анниту (Голубева и др., 2021), и альбита.

Альбит кристаллизовался в виде мелкозернистого мозаичного агрегата или отдельных мелких зерен с размерами около 0.06 мм. В фенитизированных участках отмечается кристаллизация монацита, апатита и торита. Монацит с многочисленными включениями кальцита, как правило, образует ксеноморфные зерна с извилистыми очертаниями с размерностью несколько десятков микрометров (рис. 2 к). Химический состав (табл. 2) данных монацитов отражает импульсное поступление флюидов в зону развития флюидо-эксплозивной системы, так как на диаграмме La – Ce – Nd (рис. 2 а) отчетливо выделяются два поля концентраций фигуративных точек химического составов данного минерала. В одном случае составы монацита соответствуют таковым, развивающимся в дайковых породах, то есть имеют такой же эволюционный тренд изоморфного замещения La – Ce. Другая концентрация фигуративных точек химических составов располагается в области повышенных значений Nd, то есть в данном случае по химическому составу минерал практически соответствует «гидротермальному» карбонатитовому монациту с тенденцией накопления Nd. В монаците, кристаллизовавшемся в фенитизиро-ванных толщах, отмечается присутствие ThO 2 до 2.78 мас. %, но не фиксируется Sr. Последний факт примечателен тем, что в «гидротермальном» карбонатитовом монаците также отсутствует стронций, что очередной раз подтверждает общность флюидов, принимавших участие в завершающей гидротермальной стадии формирования карбонатитового массива и фенитизации вмещающих толщ.

Рис. 2. Монацитовая минерализация щелочно-карбонатной флюидо-эксплозивной системы Среднего Тимана: а – фигуративные точки химического состава монацита из пород флюидоэксплозивной системы на диаграмме La – Ce – Nd. Монациты из пород: 1 – карбонатит (данные Ковальчук и др., 2011); 2 – флюидо-эксплозивные дайки (данные авторов); 3 – фенитизированные карбонатные породы рифея, р. Светлая (данные авторов); 4 – фенитизированные карбонатные породы, Щугорское месторождение бокситов (данные Макеева и др., 2008); 5 – фенитизирован-ные кварцевые песчаники, р. Бобровая (данные Удоратиной, 2013); 6 – фенитизированные кварцевые песчаники, р. Косью (данные Varlamov and others; 2017). Красным квадратом обозначено поле химического состава монацита из карбонатитов с самыми тяжелыми изотопами кислорода (см. рис. 2 б); б – диаграмма δ¹³С – δ¹⁸О для составных членов карбонатито-щелочной флюидоэксплозивной структуры: 1 – карбонатит (данные Шумиловой и др., 2012); 2– фенитизированные флюидо-эксплозивные породы (данные автора); 3 – карбонатизированные флюидо-эксплозивные породы (данные Костюхина и др., 1987г). Красным квадратом обозначены данные изотопов δ¹³С – δ¹⁸О образцов карбонатитов, содержащих монацит с высоким содержанием Nd (см. рис. 2 а); в – кристаллизация монацита (Mnz), апатита (Ap) и карбоцернаита (Cbc) в карбонатизирован-ном участке эксплозивной брекчии; г – развитие монацита в альбитовом агрегате; д – замещение апатита (Ap) монацитом (Mnz); е – замещение алланита (Aln) монацитом (Mnz); ж – пойкилоб-ласты монацита (Mnz) в альбитовом (Ab) агрегате; з – гипидиоморфные кристаллики монацита (Mnz); и – пойкиобласт монацита в фенитизированной карбонатной породе рифея, р. Светлая. (Mnz)

Таблица 1. Химический состав монацитов из флюидо-эксплозивных даек (скважина № 55)

№ образца	№ зерна	SiO 2	CaO	P 2 O 5	La 2 O 3	Ce 2 O 3	Pr 2 O 3	Nd 2 O 3	ThO 2	SrO 2	Сумма
55–41a	1	2.05	0.68	25.67	20.85	32.11	2.16	6.19	-	-	90.46
	2	1.26	0.92	26.81	21.7	33.43	3.20	8.29	-	-	95.61
	3	1.34	-	23.81	21.49	32.56	3.02	7.84	-	-	92.0
	4	2.93	1.38	24.46	23.01	31.06	2.62	6.88	1.87	-	94.21
	5	-	0.7	26.5	26.41	34.51	-	4.95	-	-	93.86
	6	1.03	0.4	27.29	21.69	34.65	3.78	8.28	-	-	97.12
	7	3.48	0.3	27.9	20.15	32.64	3.42	7.93	1.31	-	101.36
	8	1.91	-	28.08	25.01	31.92	-	5.97	-	-	94.17
	9	-	2.44	29.11	22.61	33.71	4.46	8.19	-	1.65	98.9
	10	1.93	-	30.71	23.97	35.4	-	6.48	-	1.67	101.34
	11	1.25	0.29	28.25	25.62	32.78	-	4.18	-	1.6	95.18
	12	-	-	28.83	26.15	36.66	3.44	6.54	-	-	102.71
	13	2.02	0.5	26.72	23.85	31.24	-	5.89	-	1.54	92.9
	14	1.13	0.83	27.4	23.93	31.59	2.56	5.69	-	-	93.13
	15	2.22	1.63	29.34	24.63	33.39	3.18	7.05	-	-	101.44
	16	-	0.7	24.16	22.06	35.5	4.23	8.97	-	-	95.62
55–42	1	-	0.37	29.22	27.76	35.5	2.35	6.03	1.09	-	100.32
	2	-	1.43	28.41	22.75	34.59	1.89	6.11	3.11	-	98.3
	3	-	0.41	29.22	25.38	34.29	1.91	5.84	2.62	-	99.66
	4	-	0.8	29.44	26.59	34.65	1.85	4.79	2.52	-	100.64
	5	-	0.21	29.34	25.7	36.34	2.4	5.53	1.37	-	100.9
	6	-	-	28.84	23.65	35.87	2.2	5.96	4.22	-	100.74
	7	-	0.22	24.02	22.87	33.3	1.97	5.56	3.52	-	92.68
	8	-	0.6	22.35	28.43	36.88	3.3	5.06	-	1.75	99.3
	9	1.31	1.79	24.35	27.49	35.66	3.17	6.74	-	1.57	101.91
	10	2.01	0.9	23.86	23.47	32.9	-	7.06	-	2.3	95.15
55–28	1	0.5	-	28.8	23.44	34.9	3.05	7.49	-	-	98.2
	2	-	-	28.87	23.98	35.88	2.31	6.23	-	-	97.27
	3	-	-	29.32	27.05	34.78	2.12	4.54	-	-	97.8
55–32	1	1.13	0.83	27.4	23.93	31.59	2.56	5.69	-	-	94.02
	2	2.22	1.63	29.34	24.63	33.39	3.18	7.05	-	-	101.7
	3	2.67	2.14	25.02	23.29	30.29	2.66	5.46	-	-	91.69
	4	-	1.49	27.1	24.09	32.4	-	6.88	-	-	94.7

Эмпирические формулы монацитов из флюидо-эксплозивных даек

(Ce 0.49 La 0.32 Nd 0.09 Pr 0.03 Ca 0.03 ) 0.96 [PO 4 ] 0.9 [SiO 4 ] 0.1 ;

(Ce 0.51 La 0.33 Nd 0.12 Pr 0.05 Ca 0.04 ) 1.05 [PO 4 ] 0.95 [SiO 4 ] 0.05 ;

(Ce 0.55 La 0.37 Nd 0.13 Pr 0.06 ) 1.23 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06 ;

(Ce 0.48 La 0.36 Nd 0.12 Pr 0.04 Th 0.02 Ca 0.06 ) 1.08 [PO 4 ] 0.88

[SiO 4 ] 0.12 ;

(Ce 0.56 La 0.43 Nd 0.08 Ca 0.03 ) 1.1 [PO 4 ];

(Ce 0.53 La 0.33 Nd 0.12 Pr 0.06 Ca 0.02 ) 1.06 [PO 4 ] 0.96 [SiO 4 ] 0.04 ;

(Ce 0.44 La 0.27 Nd 0.10 Pr 0.05 Th 0.01 Ca 0.01 ) 0.88 [PO 4 ] 0.87

[SiO 4 ] 0.13 ;

(Ce 0.46 La 0.36 Nd 0.08 ) 0.9 [PO 4 ] 0.93 [SiO 4 ] 0.07 ;

(Ce 0.50 La 0.34 Nd 0.12 Ca 0.11 Sr 0.04 ) 1.21 [PO 4 ];

(Ce 0.46 La 0.32 Nd 0.08 Sr 0.03 ) 0.86 [PO 4 ] 0.93 [SiO 4 ] 0.07 ;

(Ce 0.48 La 0.38 Nd 0.06 Th 0.01 Sr 0.04 Ca 0.0 ) 0.97 [PO 4 ] 0.95 [SiO 4 ] 0.05 ;

(Ce 0.55 La 0.39 Nd 0.1 Pr 0.05 Th 0.01 ) 1.1 [PO 4 ];

(Ce 0.48 La 0.36 Nd 0.09 Ca 0.02 ) 0.93 [PO 4 ];

(Ce 0.45 La 0.36 Nd 0.08 Pr 0.04 Sr 0.04 Ca 0.04 ) 1.04 [PO 4 ];

(Ce 0.45 La 0.34 Nd 0.09 Pr 0.04 Ca 0.06 ) 0.98 [PO 4 ];

(Ce 0.57 La 0.36 Nd 0.14 Pr 0.07 Ca 0.03 ) 0.93 [PO 4 ] 0.9 [SiO 4 ] 0.1 ;

(Ce 0.53 La 0.41 Nd 0.09 Pr 2.35 Ca 0.02 Th 0.01 ) 1.09 [PO 4 ];

(Ce 0.53 La 0.35 Nd 0.09 Th 3.11 Pr 1.89 Ca 0.06 Th 0.03 ) 1.06 [PO 4 ];

(Ce 0.51 La 0.38 Nd 0.08 Pr 1.91 Ca 0.02 Th 0.02 ) 1.04 [PO 4 ];

(Ce 0..51 La 0.39 Nd 0.07 Pr 1.89 Ca 0.03 Th 0.02 ) 1.05 [PO 4 ];

(Ce 0.54 La 0.38 Nd 0.08 Pr 2.4 Ca 0.01 Th 0.02 ) 1.06 [PO 4 ];

(Ce 0.54 La 0.36 Nd 0.09 Th 0.04 Pr 0.03 ) 1.06 [PO 4 ];

(Ce 0.6 La 0.41 Nd 0.1 Pr 0.04 Th 0.04 Ca 0.01 ) 1.21 [PO 4 ];

(Ce 0.71 La 0.55 Nd 0.1 P 0.06 Sr 0.05 Ca 0.06 ) 0.93 [PO 4 ];

(Ce 0.6 La 0.46 Nd 0.11 Pr 0.06 Sr 0.04 Ca 0.09 ) 1.31 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06 ;

(Ce 0.54 L 0.39 Nd 0.11 Th 0.02 Sr 0.06 Ca 0.04 ) 1.14 [PO 4 ] 0.91 [SiO 4 ] 0.09 ;

(C 0.51 La 0.35 Nd 0.11 Pr 0.04 ) 1.01 [PO 4 ] 0.9 [SiO 4 ] 0.1 ;

(Ce 0.54 La 0.36 Nd 0.09 Pr 0.03 ) 1.02 [PO 4 ];

(Ce 0.51 La 0.40 Nd 0.07 Pr 0.03 ) 1.01 [PO 4 ];

(Ce 0.48 La 0.36 Nd 0.08 Ca 0.04 ) 0.96 [PO 4 ] 0.89 [SiO 4 ] 0.11 ;

(Ce 0.47 La 0.36 Nd 0.08 Pr 0.04 Ca 0.10 ) 0.98 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06 ;

(Ce 0.47 La 0.36 Nd 0.08 Pr 0.04 Ca 0.10 ) 0.98 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06 ;

(Ce 0.52 La 0.39 Nd 0.11 Ca 0.07 ) 1.02 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06

Таблица 2. Химический состав монацитов из фенитизированных карбонатных пород рифея (обнажение, р. Светлая)

№ образца	№ зерна	SiO 2	CaO	P 2 O 5	La 2 O 3	Ce 2 O 3	Pr 2 O 3	Nd 2 O 3	Sm 2 O 3	Gd 2 O 3	ThO 2	Сумма
20–14	1	1,71	1,16	26.59	19.19	33.72	2.31	9.66	-	-	0.64	95.11
	2	0.72	0.45	28.94	23.3	34.8	1.86	7.41	-	-	2.2	96.62
	3	0.0	1.5	29.43	16.43	35.08	3.53	13.62	-	-	0.0	100.79
	4	1.05	0.4	29.9	16.91	33.91	3.41	12.14	-	-	0.0	97.25
	5	-	-	27.69	17.48	30.94	2.8	5.59	0.87	-	1.41	97.24
	6	0.95	1.25	29.37	21.21	34.71	2.13	8.22	0.0	-	2.16	95.11
	7	1.58	-	22.87	14.33	29.57	3.14	10.01	0.0	-	0.0	96.62
20–13а	1	-	-	26.61	21.79	34.71	2.65	8.03	0.79	-	2.18	100.8
	2	-	-	28.9	21.21	34.67	2.4	7.68	-	-	0.63	97.25
20–13б	1	-	-	30.24	22.64	36.84	2.4	7.69	-	-	1.45	97.24
	2	-	-	30.4	22.16	36.47	2.33	8.55	-	-	1.27	95.11
20–13	1	-	-	27.51	16.88	28.37	1.89	6.67	-	-	1.8	96.62
	2	-	-	26.64	16.34	30.77	3.01	10.0	-	-	1.08	100.8
	3	-	-	31.0	21.66	34.88	2.2	7.97	-	-	1.62	97.25
	4	-	-	32.62	20.46	33.67	2.79	8.2	-	-	1.56	97.25
20–19	1	0.69	1.32	29.49	21.21	34.67	2.4	7.68	-	-	1.63	99.09
	2	1.5	0.36	28.64	21.88	34.34	2.04	7.28	-	-	2.78	98.82
	3	0.95	1.25	29.37	21.21	34.71	2.13	8.22	-	-	2.16	100.0
27–13	1	-	5.87	24.77	14.03	27.65	2.39	10.57	1.52	1.22	1.53	94.98
	2	0.76	0.24	29.82	15.33	32.09	3.42	13.07	2.02	1.22	1.41	99.04

Эмпирические формулы монацитов из фенитизированных карбонатных пород

(Ce 0.51 La 0.29 Nd 0.14 Pr 0.03 Th 0.01 Ca 0.05 ) 1.03 [PO 4 ] 0.93 [SiO 4 ] 0.07 ;

(Ce 0.51 La 0.34 Nd 0.11 Pr 0.03 Th 0.02 Ca 0.02 )[PO 4 ] 0.97 [SiO 4 ] 0.03 ;

(Ce 0.52 La 0.24 Nd 0.2 Pr 0.05 Ca 0.06 ) 1.07 [PO 4 ];

(Ce 0.47 La 0.24 Nd 0.16 Pr 0.05 Ca 0.02 ) 0.94 [PO 4 ] 0.96 [SiO 4 ] 0.04 ;

(Ce 0.48 La 0.27 Nd 0.09 Pr 0.04 Sm 0.01 Th 0.01 ) 0.91 [PO 4 ];

(Ce 0.49 La 0.30 Nd 0.11 Pr 0.03 ) 0.99 [PO 4 ] 0.96 [SiO 4 ] 0.04 ;

(Ce 0.52 La 0.25 Nd 0.17 Pr 0.05 ) 1.01 [PO 4 ] 0.92 [SiO 4 ] 0.08 ;

(Ce 0.56 La 0.36 Nd 0.13 Pr 0.04 Th 0.02 ) 0.91 [PO 4 ];

(Ce 0.52 La 0.32 Nd 0.11 Pr 0.04 Th 0.01 )[PO 4 ];

(Ce 0.53 La 0.33 Nd 0.11 Pr 0.03 Th 0.01 ) 1.01 [PO 4 ];

(Ce 0.52 La 0.32 Nd 0.12 Pr 0.03 Th 0.01 )[PO 4 ];

(Ce 0.45 La 0.27 Nd 0.10 Pr 0.03 Th 0.02 ) 0.87 [PO 4 ];

(La 0.50 Ce 0.27 Nd 0.16 Pr 0.05 Th 0.01 ) 0.99 [PO 4 ];

(La 0.49 Ce 0.30 Nd 0.11 Pr 0.03 Th 0.01 ) 0.94 [PO 4 ];

(Ce 45 La 0.27 Nd 0.11 Pr 0.04 Th 0.01 ) 0.88 [PO 4 ];

(Ce 0.50 La 0.30 Nd 0.11 Pr 0.03 Th 0.01 Ca 0.05 )[PO 4 ] 0.97 [SiO 4 ] 0.03 ;

(Ce 0.49 La 0.31 Nd 0.10 Pr 0.03 Th 0.01 Ca 0.05 ) 0.99 [PO 4 ] 0.94 [SiO 4 ] 0.06 ;

(Ce 0.49 La 0.30 Nd 0.11 Pr 0.03 Th 0.01 Ca 0.05 ) 0.99 [PO 4 ] 0.96 [SiO 4 ] 0.04 ;

(Ce 0.48 La 0.25 Nd 0.18 Pr 0.04 Sm 0.02 Gd 0.02 Th 0.01 Ca 0.05 ) 1.05 [PO 4 ];

(Ce 0.45 La 0.22 Nd 0.18 Pr 0.05 Sm 0.03 Gd 0.02. Th 0.01 Ca 0.05 ) 1.01 [PO 4 ] 0.97 [SiO 4 ] 0.03

Минерализация апатита

Апатит, кристаллизующийся в карбонатитах, флюидо-эксплозивных породах дай-кового комплекса, фенитизированных вмещающих толщах, имеет более широкое распространение, чем монацит. Минерал в виде удлиненных кристаллов развивается в матриксе эксплозивных брекчиях, хаотично распределяясь в межобломочном пространстве (рис. 3 а) или ориентируясь в одном направлении, подчеркивая струйчатое распределение флюидных потоков (рис. 3 б). Как уже отмечалось, апатит нередко ассоциирует с монацитом и имеет с ним разные взаимоотношения. В одном случае минералы образуют сростки (рис. 3 в), в другом – замещаются монацитом до полных псевдоморфоз (рис. 2 д). В редких случаях в апатите устанавливаются пойкилитовые включения монацита (рис. 3 д). На первых этапах замещения минерала отмечаются тонкие каемки с повышенными содержаниями редкоземельных элементов (рис. 3 г), которые впоследствии расширяются в виде вытянутых зон, проникающих вглубь зерна (рис. 3 в). На таких участках установлены относительно высокие содержания (мас. %): SrO 2 до 2.63, La 2 O 3 до 0.9 и Сe 2 O 3 до 1.60. Все зерна апатита, независимо от степени замещения, характеризуются фторсодержанием – 1.11– 3.98 мас. %. Реже в минерале обнаруживаются (мас. %): Cl = 0.11–0.15%, BaO = 1.11 мас. %, MnO = 0.31 мас. %.. Кроме того, постоянной примесью в апатите выступает Sr с содержанием 0.46–0.48 мас. %.

В фенитизированных карбонатных породах апатит представлен несколькими генерациями. Минерал кристаллизуется в виде единичных гипидиоморфных или сросшихся ксеноморфных зерен (рис. 3 ж) размером 30– 40 микрон. В некоторых случаях апатит образует мелкозернистые сахаровидные агрегаты, сложенные изометричными хорошо ограненными кристалликами субмикроннго-го размера. Отмечаются процессы перекристаллизации с укрупнением кристаллов апатита и кальцита в несколько раз (рис. 3 и, к). При этом состав перекристаллизованного апатита практически ничем не отличается от первичного с содержанием фтора 4.18– 7.18 мас. %. Общее химическое свойство данных апатитов заключается в отсутствии в них примеси Sr в отличие от таковых во флюидо-эксплозивных породах. Отсутствие такой примеси сближает апатит с монацитом, кристаллизовавшимся в гидротермальном карбонатите и фенитизированных породах. Это объясняется тем, что флюиды, участвовавшие в гидротермальном минералообразовании в карбонатитах и фенитах, были уже обеднены стронцием, так как он на ранних стадиях формирования карбонатитового массива и эксплозивных дайковых пород уже вошел в составы редкоземельных минералов (анкилита, карбоцернаита, да-циншанита, галгенбергита), барита и цели-стинобарита.

Заключение

Щелочно-карбонатитовая флюидоэксплозивная система на Среднем Тимане включает карбонатиты, флюидо-эксплозивный дайковый комплекс и фенитизиро-ванные терригенно-карбонатные породы. Во всех породах отмечается кристаллизация монацита и апатита. Химические составы минералов послужили индикаторами истории длительного многоэтапного становления флюидо-эксплозивной системы.

Рис. 3. Минерализация апатита в флюидо-эксплозивной системе Среднего Тимана а – развитие апатита (Ap) в матриксе флюидо-эксплозивной породы; б – кристаллизация апатита (Ap) с подчеркиванием течения флюидального потока; в – срастание апатита (Ap) и монацита (Mnz). Светлые участки в апатите указывают на присутствие примеси редкоземельных элементов; г – начальные фазы замещения апатита редкоземельным фосфатом в виде тонких каемок; д – включения монацита (Mnz) в кристалле апатита (Ap); е – кристаллизация апатита в фенитизиро-ванной карбонатной породе, р. Светлая; ж –сахаровидный агрегат апатита в фенитизированной карбонатной породе. р. Светлая; з – перекристаллизация с укрупнением кальцита и апатита в фе-нитизированной карбонатной породе, р. Светлая; и –крупный апатит второй генерации в фенити-зированной карбонатной породе

Карбонатно-щелочные флюиды, принимавшие участие в формировании данной системы, поступали пульсационно с разной химической спецификой. В химическом составе монацита в карбонатитах прослеживаются два эволюционных тренда смешения редкоземельных элементов. На магматической стадии формирования карбонатитового тела отмечается эволюция химического состава монацита в сторону обеднения La, а на заключительном этапе становления c некоторым перерывом кристаллизовался монацит с тенденцией накопления Nd. Подобные эволюционные тренды прослеживаются и в монаците флюидо-эксплозивных даек, образовавшихся синхронно с карбонатитами. Монацит с повышенным содержанием Nd кристаллизовался на стадии гидротермальной переработки карбонатитов и в фенитизиро-ванных осадочных толщах, что свидетель- ствует об общности флюидов, принимавших участие в формировании пород, и одновременности событий. Во всех фосфатах, образованных на завершающей стадии формирования флюидо-эксплозивной системы, отсутствуют примеси стронция. Обеднение растворов данным элементом объясняется развитием Sr-содержащей редкоземельно-карбонатной минерализации на ранних этапах становления флюидо-эксплозивной системы: в карбонатитах и карбонатизирован-ных эксплозивных дайках. Эти же обстоятельства способствовали концентрации неодима в монаците, кристаллизовавшемся в постмагматическом гидротермальном карбонатите и соответственно в фенитизирован-ных породах.

Работа выполнена в рамках тем государственного задания ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН № 122040600012-2; №122040600011-5.