Редкометалльные апограниты

Редкометалльные граниты Полярного Урала (Апельцин и др., 1967), нередко называемые «апогранитами», в генетическом отношении далеки от них, поскольку граниты выступают лишь как субстрат, а не как продуцент рудных растворов. Возможность поработать на классических «апогранитах» Восточного Забайкалья и сравнить их с полярноуральскими появилась в ходе совместных исследований в рамках научной школы с 2001 по 2009 гг.

Редкометалльные граниты Восточного Забайкалья. Zr/Hfотношение. В последние годы на примере редко-металльных гранитов Забайкалья, Центрального Казахстана и Рудных гор показано, что Zr-Hf отношение уменьшается в ряду гранодиорит ® биотитовый гранит ® лейкогранит ® литий-фтористый гранит. На основе экспериментальных данных установлено, что причиной является более высокое сродство к гранитному расплаву гафния, чем циркония. От ранних к более поздним фазам внедрения (для эталонного кукульбейского комплекса) степень обогащения (Rb, Li, Cs, Be, Sn, W, Mo, Ta, Nb, Bi, F) и обеднения (Mg, Ca, Fe, Ti, P, Sr, Ba, V, Co, Ni, Cr, Zr, REE, Y) элементами последовательно нарастает. Это сопровождается столь же последовательным уменьшением величины отношения Zr/Hf (от 40 до 2), которое может служить надежным индикатором генетического родства, глубины фракционирования и редкометалльной перспективности гранитов. Принципиальное значение для формирования рудных зон имеет появление собственных минеральных фаз Ta и Nb в граните в виде акцессорного колумбита-танталита магматического происхождения. Водный флюид не в состоянии отнять Ta и Nb из расплава, но он может их взять из рассеянных акцессорных минералов в закристаллизовавшемся граните. Экспериментально установлено, что в кислых фторидных растворах танталониоба-ты достаточно хорошо растворимы, что делает возможным перенос Ta и Nb восходящим потоком богатого фтором постмагматического флюида и переотложение этих металлов с обо гащением вплоть до промышленных концентраций под экраном орогови-кованной кровли в верхней части куполов гранитов. Zr-Hfотношение как критерий редкометалльной перспективности гранитов, несомненно, найдет применение при исследовании известково-щелочных гранитоидных магматических комплексов.

HV 200 KV DATE 10/28/04      20|МП                    vege®Tesc«n

VAC »Wac         Devtc* MV2300                         RSMA Group IEM RAS

Редкометалльные граниты Полярного Урала. Породы, несущие промышленное оруденение, как на Полярном Урале, так и в Восточном Забайкалье во многом схожи. Результаты сравнения типичных «апограни-тов» Забайкалья с редкометалльными апогранитами Полярного Урала, показывают, что редкометалльные породы Полярного Урала образовались, как и апограниты Восточного Забайкалья, из обогащенного щелочами (K-Na) и летучими (F) компонентами флюида. Однако анализ данных позволяет нам предположить, что мы имеем дело с различными типами ред-кометалльных пород или с существенно переработанными, преобразованными «апогранитами», для которых не разработана на сегодняшний день генетическая модель формирования. Нерешенным вопросом остается возраст редкометалльных пород севера Урала, а также некоторые минералого геохимические особенности (поведение свинца, присутствие тяжелых редких земель, радиоактивность). Неопределенность генезиса полярноуральских месторождений обусловлена мно-гоэтапностью рудного процесса, сложностью и длительностью истории формирования месторождений, участием в нем как магматических, так и метасоматических процессов. Новые данные косвенно указывают на то, что в качестве источника редких металлов могут служить щелочные породы.

Эксперименты. Результаты экспериментов по выщелачиванию редких элементов (Ta, Nb, Zr, W, Pb, Th, U, HREE) из природных гранитоидов севера Урата показали саму возможность их привноса. Установлено, что при грейзенизации образуются новые минералы — альбит, микроклин, слюда (мусковит типа селадонита с высоким содержанием Al 2 O₃), при альбитизации — альбит, эгирин. Показательно новообразование цинксодержащих слюд, свинецсодержащих минералов и иттриевых минералов (типа таленита), а также Y-флюорита. В растворе после проведения опыта концентрация элементов незначительно, но увеличивалась. При воздействии на одну и ту же породу различных растворов состав (набор) и содержание элементов существенно менялся. Даже при малой концентрации элементов в растворе выявляются следующие тенденции: кислые фтори-дые растворы обогащаются элементами, типичными для гранитов Al и Ga, и, что очень важно, такими рудными элементами, как Ta, Nb, Zr и B. В щелочных (солевых) растворах увеличивается концентрация K, P, S, Cr, Mn, Rb, Cs, Ba, W, Tl, Pb Th, U, и такие же тенденции характерны для тяжелых редких земель (Tm, Yb, Lu).

0.1

La Се Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu

Распределение редкоземельных элементов в редкометалльных метасоматитах Тайкеу (показаны серыми линиями) и в сланцах вмещающей метаморфической толщи:

• 1    — редкометалльный метасоматит из контакта со сланцем; 2 — сланец из контакта;

• 3    — сланец после эксперимента; 4 — сланец Тайкеу на удалении от контакта

Экспериментальные работы по моделированию воздействия процессов метасоматоза на породы субстрата месторождения Тайкеу (Полярный Урал) показали особенности поведения РЗЭ. Привнос Y, РЗЭ, Nb, Ta, Zr, Hf, смоделированный экспериментально, близок к наблюдаемому в сланцах Тайкеу. Это указывает на соответствие подобранных условий (Т = 400 °C, P = 1 кбар) условиям, существовавшим при формировании зоны экзоконтакта редкометалльных метасоматитов. Принципиально важной является концентрация F как основного агента для переноса Ta, в меньшей степени Nb, Zr, Hf. В сланцах контакта фтор активно связывается во флюорит, что сразу влечет за собой образование акцессорной ред-кометалльной минерализации.

Полученные нами экспериментальные данные по миграции рудных элементов в форме фторидов важны для понимания параметров рудного процесса.

Исследования проводились в рамках научной школы «Экспериментальное моделирование метасоматизма и рудообразования», руководителем которой являлся д. г.-м. н. Георгий Павлович Зарайский. 1. НШ-1644.2003.5 (2003—2005 гг.) — Количественная оценка роли гидротермально-метасоматических и магматических процессов в генезисе танталовых месторождений апогранитового типа в куполах редкометальных литий-фтористых гранитов. 2. НШ-7650.2006.5 (2006— 2007 гг.) — Экспериментальное обоснование физико-химической модели образования редкометальных месторождений тантала, ниобия, лития, связанных с гранитами. 3. НШ-3 763.2008.5 (2008—2009 гг.) — Экспериментальное исследование влияния кислотности- щелочности среды на поведение Ta и Nb в гидротермальных флюидах и алюмосиликатных расплавах.