Loparite in placers of the Lovozero placer cluster on the example of the Sergevan site

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Loparite is the main placer-forming mineral in placers located along the periphery of the Lovozero alkaline massif. The article presents new materials for the study of loparite from samples taken during field work at the Sergevan site of the Revda placer, located near the northern frame of the massif. The mineral was extracted from the heavy fraction of a technological sample weighing about 30 kg. The paper presents the results of a study of the morphology, features of the chemical composition and internal structure of loparite from placers, as well as its relationship with the bedrock of the massif. It was determined that loparite in the placer is represented by two types of grains: “loparite-1” – large (0.25–0.75 mm) twins of crystals of regular crystallographic forms; “loparite-2” – smaller (0.05–0.20 mm) fragments of irregular shape. The work studied the mineralogical features of each type of grains and revealed their relationship with the bedrock mineralization. The study of the typomorphic features of placer loparite makes it possible to develop an optimal technological scheme for the enrichment of placers to expand the rare metal resource base of Russia

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Grigorieva

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: grig357@mail.ru
Russian Federation, Staromonetny lane, 35, Moscow, 119017

A. V. Lalomov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: grig357@mail.ru
Russian Federation, Staromonetny lane, 35, Moscow, 119017

V. A. Zaitsev

Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: grig357@mail.ru
Russian Federation, Kosygin str., 19, Moscow, 119991

D. A. Lalomov

LLC Geodevice Technologies, O. Bergholz Street

Email: grig357@mail.ru
Russian Federation, 36, St. Petersburg, 192148

A. V. Cefranova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: grig357@mail.ru
Russian Federation, Staromonetny lane, 35, Moscow, 119017

References

  1. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Жирова А.М., Глазнев В.Н. Модель формирования Хибино-Ловозерского рудоносного вулкано-плутонического комплекса // Геология рудн. месторождений. 2013. № 5. С. 397—414.
  2. Арзамасцев А.А., Арзамасцева Л.В., Травин А.В., Беляцкий Б.В., Шаматрина А.М., Антонов А.В., Ларионов А.Н., Родионов Н.В., Сергеев С.А. Длительность формирования полифазной магматической системы палеозойских щелочных комплексов центральной части Кольского полуострова: U-Pb, Rb-Sr, Ar-Ar данные // Докл. РАН. 2007. Т. 413. № 5. С. 666—670.
  3. Арискин А.А., Бармина Г.С. Моделирование фазовых равновесий при кристаллизации базальтовых магм. М.: Наука, 2000. 363 с.
  4. Буссен И.В., Сахаров А.С. Петрология Ловозерского щелочного массива. Л.: Наука, ЛО, 1972. 296 с.
  5. Буссен И.В., Сахаров А.С. Геология Ловозерских тундр. Л.: Наука, 1967. 144 с.
  6. Веселовский Н.Н., Сахаров А.С., Савченко Е.Э., Войтеховский Ю.Л. Зональность в распределении лопарита Ловозерского щелочного массива // Щелочной магматизм северо-восточной части Балтийского щита. Апатиты, изд. КНЦ АН СССР. 1990. С. 79—84.
  7. Герасимовский В.И., Волков В.П., Когарко Л.Н., Поляков А.И., Саприкина Т.В., Балашов Ю.А. Геохимия Ловозерского щелочного массива. М.: Наука, 1966. 392 c.
  8. Глазнев В.Н., Жирова А.М., Раевский А.Б. Новые данные о глубинном строении Хибинского и Ловозерского массивов, Кольский полуостров // Докл. РАН. 2008. Т. 422. № 3. С. 391—393.
  9. Евзеров В.Я. Роль древних кор выветривания в формировании антропогеновых отложений и связанных с ними месторождений северо-восточной части Балтийского щита // Литология и полез. ископ. 1978. № 1. С. 50—58.
  10. Зартман Р.Э., Когарко Л.Н. Изотопный состав свинца агпаитовых нефелиновых сиенитов и редкометальных руд Ловозерского массива (Кольский полуостров, Россия) // Докл. РАН. 2014. Т. 454. № 1. С. 77. https://doi.org/10.7868/S0869565214010241
  11. Когарко Л.Н. Проблемы генезиса гигантских редкометальных месторождений Кольского полуострова // Российская Арктика: геологическая история, минерагения, экология. СПб.: ВНИИОкеангеология, 2002. С. 773—787.
  12. Когарко Л.Н. Новый геохимический критерий редкометального оруденения гигантской Ловозерской интрузии (Кольский полуостров) // Докл. РАН. Геохимия. 2004. Т. 394. № 3. С. 377—379.
  13. Когарко Л.Н., Вильямс Т., Осокин Е.Д. Эволюция состава лопарита Ловозерского массива // Геохимия. 1996. № 4. С. 294—297.
  14. Когарко Л.Н., Крамм У., Грауэрт Б. Новые данные о возрасте и генезисе щелочных пород Ловозерского массива (изотопия рубидия и стронция) // Докл. АН СССР. 1983. Т. 268. № 4. C. 970—972.
  15. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Бочнева А.А., Магазина Л.О., Чефранов Р.М, Редкометалльные россыпи Ловозерского массива // Разведка и охрана недр. 2019. № 1. С. 51—56.
  16. Лаломов А.В., Чефранов Р.М. Разработка метода прогнозирования потенциала россыпей на основе формализации факторов россыпеобразования на базе лопаритовых россыпей Ловозерского массива // Арктика: экология и экономика. 2020. № 4 (40). С. 54—65. https://doi.org/10.25283/2223-4594-2020-4-54-65
  17. Лаломов А.В., Григорьева А.В., Зайцев В.А. Минеральный состав редкометальных россыпей Ловозерского массива // Геология рудн. месторождений. 2022. № 5. С. 485—497.
  18. Левченко Е.Н., Лаломов А.В., Григорьева А.В., Зайцев В.А. Минералого-технологическое исследование лопаритовых россыпей Ловозерского массива // Обогащение руд. 2023. № 1. С. 29—37. https://doi.org/10.17580/or.2023.01.05
  19. Михайлова Ю.А., Малыгина А.В., Пахомовский Я.А., Базай А.В., Калашников А.О. Лопарит аллуайвского участка Ловозерского эвдиалитового месторождения // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2018. № 15. С. 246—250.
  20. Пахомовский Я.А., Иванюк Г.Ю., Яковенчук В.Н. Лопарит-(Се) в породах ловозерского расслоенного комплекса гор Карнасурт и Кедыквырпахк // Записки РМО. 2014. Т. 143. № 1. С. 68—87.
  21. Пеков И.В. Ловозерский массив: история исследования, пегматиты, минералы. М.: ТО “Земля”, 2001. 464 с.
  22. Пожиленко В.И., Гавриленко Б.В., Жиров Д.В., Жабин С.В. Геология рудных районов Мурманской области. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2002. 359 с.
  23. Родионов Н.В., Лепехина Е.Н., Антонов А.В., Капитонов И.Н., Балашова Ю.С., Беляцкий Б.В., Арзамасцев А.А., Сергеев С.А. U-Pb SHRIMP-II возраст титанита и время образования апатит-нефелиновой минерализации Хибинского и Ловозерского щелочных массивов (Кольский полуостров) // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 8. С. 1195—1210.
  24. Семенов Е.И. Минералогия Ловозерского щелочного массива. М.: Наука, 1972. 307 с.
  25. Сук Н.И., Котельников А.Р., Ковальский А.М. Составы минералов лопаритсодержащих пород Ловозерского щелочного массива и физико-химические условия образования минеральных парагенезисов // Вестник КРАУНЦ. Науки о земле. 2012. № 1. Вып. 19. С. 41—58.
  26. Чефранов Р.М., Лаломов А.В., Чефранова А.В. Поисково-ориентированная методика численного прогнозирования редкометальных россыпей ближнего сноса на примере Ловозерского россыпного района // Геология руд. месторождений. 2023. № 2. С. 138—151. https://doi.org/10.31857/S0016777023020016
  27. Chakhmouradian A.R. Mitchell R.H. New data on pyrochlore- and perovskite-group minerals from the Lovozero alkaline complex, Russia // Eur. J. Mineral. 2002. V. 14. P. 821—836.
  28. Kogarko L.N. Geochemistry of Super-Large Deposits of Eastern Fennoscandia (Kola Peninsula) // Geochemistry International 2021. V. 59. Iss. 11. P. 1063—1076.
  29. Kogarko L.N., Williams C.T., Woolley A.R. Chemical evolution and petrogenetic implications of loparite in the layered, agpaitic Lovozero complex, Kola peninsula, Russia // Mineralogy and Petrology. 2002. V. 74. P. 1—24.
  30. Kogarko L.N., Williams C.T., Woolley A.R. Compositional evolution and cryptic variation in pyroxenes of the peralkaline Lovozero intrusion, Kola Peninsula, Russia // Mineral. Mag. 2006. V. 70(4). P. 347—359.
  31. Kogarko, L.N., Nielsen, T.F.D. Compositional variation of eudialyte-group minerals from the Lovozero and Ilímaussaq complexes and on the origin of peralkaline systems // Minerals. 2021. V. 11. P. 548.
  32. https:// doi.org/10.3390/min11060548
  33. Мikhailova J., Pakhomovsky Ya, Selivanova E., Kompanchenko A. Polymineralic Inclusions in Loparite-(Ce) from the Lovozero Alkaline Massif (Kola Peninsula, Russia) // Hydrothermal Association in Miniature. Minerals. 2023. V. 13. P. 715. https:// doi.org/10.3390/min13060715
  34. Mitchell R.H. Chakhmouradian A.R. Composition variation of loparite from the Lovozero alkaline complex, Russia // The Canadian Mineralogist. 1996. V. 34. P. 977—990.
  35. Mitchell R.H., Wu F.Y., Yang Y.H. In situ U-Pb, Sr and Nd isotopic analysis of loparite by LA-(MC)-ICP-MS // Chemical Geology. 2011. V. 280 (1—2). P. 191—199. https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2010.11.008
  36. Shubin I.I., Filinaa M.I., Kogarko L.N. Evolution of Pyroxenes of the Lovozero Rare Metal Deposit (Lower Zone) // Geochemistry International. 2021. V. 59. № 1. P. 92—98.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Geological structure with removed Quaternary sediments and loparite mineralization of a part of the Lovozero massif: a - overview scheme of the massif, b - a fragment of the northeastern part of the massif (Likhachev et al., 19801; Lalomov et al., 2019). 1 - undifferentiated eudialyte lujavrites; 2 - differentiated loparite-bearing complex of lujavrites-foyaites-urtites; 3 - host Precambrian granite-gneiss complex; 4 - ore zones of the massif; 5 - Revda rare-metal placer deposit (field), contoured according to the content of 4 kg/m3; areas: 1 - Shomioksky, 2 - Revda, 3 - Sergevansky; 6 - section along line AB, Fig. 2.

Download (293KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Schematic generalized section of the northwestern flank of the Lovozero massif along the AB line (Fig. 1) according to the data of (Gerasimovsky et al., 1966; Bussen, Sakharov, 1972; Kogarko, 2002; Pozhilenko et al., 2002; Lalomov et al., 2019). 1 - Quaternary deposits of deluvial-proluvial and mountain-glacial genesis; 2 - complex of eudialyte lujavrites; 3 - differentiated loparite-bearing complex of lujavrites-foyaites-urtites; 4 - boundaries of series of the differentiated complex (DKn - lower series, DKs - middle series, DKv - upper series); 5 - host Precambrian granite-gneiss complex; 6 - ore horizons of the massif; 7 – loparite placers.

Download (222KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Loparite-1 in malignite from the industrial ore zone of the massif (transparent thin section). 1 – loparite, 2 – aegirine, 3 – nepheline, 4 – feldspar (based on the authors’ materials).

Download (620KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Forms of loparite occurrence in large rock fragments in a placer: a – skeletal loparite crystal surrounded by clusters of aegirine-augite (Px) crystals; b – xenomorphic loparite segregations at the contact of eudialyte (Evd) with aegirine-augite (Px), albite (Alb) and hackmanite (Gkm) after nepheline; c – in the field of murmanite (Mur) development surrounded by focal segregations of albite (Alb), nepheline (Nef) and aegirine (Px). The sizes of loparite segregations vary from 20 to 250 µm. Transparent polished section. Backscattered electron image.

Download (409KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Morphological varieties of loparite-1 grains from the Sergevan placer: a, d – combinations of cubic and octahedral forms; b – twin of cubic crystals; c – twins of cubic crystals with partial chips; g, e – twins of crystals according to the fluorite law (along the 111 face). Heavy fraction, image in reflected electrons.

Download (883KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Energy-dispersive spectra of admixtures on loparite grains.

Download (447KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Internal structure of loparite-1 grains in placer according to X-ray spectroscopy data, numbers in the figure correspond to analysis numbers in Appendix 1. Reflected electron image. Polished block.

Download (1MB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Ratios of contents of some main components in loparite, in formula units. a – niobium from the total REE, b – calcium from titanium, c – calcium from the total REE, d – thorium from titanium. 1 – loparite-1, 2 – loparite-2.

Download (473KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. Morphology of loparite-2 grains. Backscattered electron image.

Download (1015KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. Internal structure of loparite-2. Reflected electron image. Sampling point numbers correspond to Appendix 2.

Download (851KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Comparative diagram of the composition of loparite from the Sergevan placer and from the bedrock of the Lovozero massif. The compositional regions of loparite from the massif are a generalization of our and literature data (Suk et al., 2012; Chakhmouradian, Mitchell, 2002; Mikhailova et al., 2018; Pakhomovsky et al., 2014; Mitchell, Chakhmouradian, 1996): 1 - poikilitic sodalite and nosean syenites; 2 - differentiated complex of urtites-foyaites-lujavrites; 3 - complex of eudialyte lujavrites; 4 - murmanite porphyritic lujavrites; 5 - pegmatites; 6, 7 – compositions of loparite from placers: 6 – loparite-1, 7 – loparite-2.

Download (410KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Distribution of errors in determining the height depending on the true position of the sample in the section of the Lovozero intrusion according to the first (a) and second (b) formulas. 1 - according to individual analyses (Kogarko et al., 2002); 2 - averaging over samples; 3 - according to (Pakhomovsky et al., 2014); 4 - new data on loparite malignite; 5 - according to (Mikhailova et al., 2023)

Download (375KB)
Indexing metadata
14. Fig. 13. Distribution of loparite grains from the placer according to the estimated vertical position of the source (elevation marks of levels from the boundary with the eudialyte complex). 1 – loparite-1, 2 – loparite-2. Black marks on the axes show the position of the marker horizons.

Download (415KB)
Indexing metadata
15. Application
Download (211KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies