Редкоземельная минерализация в терригенных отложениях Шатакского комплекса (Южный Урал): видовое разнообразие и особенности химического состава

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В результате изучения терригенных пород шатакского комплекса, включающего отложения кузъелгинской и каранской подсвит машакской свиты (RF2) обнаружены многочисленные редкоземельные минералы: алланит-(Ce), монацит-(Се), монацит-(Nd), ксенотим-(Y), РЗЭ-содержащий эпидот и неидентифицированные соединения.

Установлено, что при метаморфизме терригенных пород детритовый циркон выступает в качестве селективного концентратора иттрия, тяжелой группы редкоземельных элементов и тория. Проведенный сравнительный анализ показал, что по химическому составу редкоземельные минералы (монацит-(Се) и ксенотим-(Y)) из пород шатакского комплекса существенно отличаются от аналогов из других комплексов, расположенных на западном склоне Южного Урала присутствием в монаците гадолиния, а в ксенотиме – легкой группы РЗЭ, представленной Ce, Nd и Sm. При близости термобарических параметров метаморфизма, характеризующих степень изменения пород структурно-вещественных комплексов западного склона Южного Урала, одним из основных факторов, определяющих особенности состава редкоземельных минералов, является химизм среды минералообразования.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. Г. Ковалев

Институт геологии УФИЦ РАН

Автор, ответственный за переписку.
Email: kovalev@ufaras.ru
Россия, 450077, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 16/2

С. С. Ковалев

Институт геологии УФИЦ РАН

Email: kovalev@ufaras.ru
Россия, 450077, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 16/2

А. А. Шарипова

Институт геологии УФИЦ РАН

Email: kovalev@ufaras.ru
Россия, 450077, г. Уфа, ул. Карла Маркса, 16/2

Список литературы

  1. Алексеев А. А., Алексеева Г. В., Тимофеева Е. А. Монацитовая минерализация и перспективы редкоземельного оруденения в рифейских отложениях Башкирского мегантиклинория // Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана. 2003. Т. 2. С. 112–115.
  2. Алексеев А. А., Тимофеева Е. А. Редкоземельно-фосфатная минерализация в метатерригенных толщах рифея Башкирского мегантиклинория // Геологический сборник. 2007. № 3. С. 194–195.
  3. Булах А. Г. Руководство и таблицы для расчета формул минералов. М.: Недра, 1967. 141 с.
  4. Ковалев С. Г., Высоцкий И. В. Новый тип благороднометальной минерализации в терригенных породах Шатакского грабена (западный склон Южного Урала) // Литология и полез. ископаемые. 2006. № 4. С. 415–421.
  5. Ковалев С. Г., Высоцкий И. В. Новые данные по геологии Шатакского комплекса (западный склон Южного Урала) // Литология и полез. ископаемые. 2008. № 3. С. 280–289.
  6. Ковалев С. Г., Ковалев С. С., Высоцкий С. И. Th–REE- минерализация в докембрийских породах Башкирского мегантиклинория: видовое разнообразие и генезис // Записки Российского минералогического общества. 2017а. № 5. С. 59–79.
  7. Ковалев С. Г., Высоцкий С. И., Пучков В. Н. Первые находки парагенетической Th–РЗЭ-минерализации в докембрийских породах Шатакского комплекса (Южный Урал) // Докл. РАН. 2017б. Т. 476. № 5. С. 547–552.
  8. Ковалев С. Г., Высоцкий С. И., Ковалев С. С. Модель образования магматических пород Шатакского комплекса // Геологический вестник. 2018а. № 2. С. 3–13. DOI: doi.org/10.31084/2619-0087/2018-2-1
  9. Ковалев С. С., Пучков В. Н., Ковалев С. Г., Высоцкий С. И. Первые данные о количественной оценке параметров вендского метаморфизма восточной части Башкирского мегантиклинория // Докл. РАН. 2018б. Т. 483. № 3. С. 301–305.
  10. Ковалев С. Г., Ковалев С. С. Минералообразующие процессы в вулканогенно-осадочных породах Шатакского комплекса (Южный Урал) // Геологический вестник. 2020. № 3. С. 27–46. doi: 10.31084/2619-0087/2020-3-2
  11. Ковалев С. Г., Ковалев С. С. Ксенотимовая минерализация в различных структурно-вещественных комплексах Башкирского мегантиклинория (Южный Урал) // Записки Российского минералогического общества. 2022. Ч. CLI. № 1. С. 74–91.
  12. Ковалев С. Г., Ковалев С. С. Первые данные о Th–REE- минерализации в магматических породах основного-ультраосновного состава западного склона Южного Урала // Георесурсы. 2023. Т. 25. № 1. С. 95–107.
  13. Кривовичев В. Г., Гульбин Ю. Л. Рекомендации по расчету и представлению формул минералов по данным химических анализов // Записки Российского минералогического общества. 2022. Ч. CLI. № 1. С. 114–124.
  14. Кулешевич Л. В., Дмитриева А. В. Минералы и источники редкоземельных элементов в Карелии // Ученые записки Петрозаводского государственного университета. Науки о Земле. 2012. № 4. С. 62–66. https://www.elibrary.ru/item.asp?id=17774393
  15. Макеев А. Б., Скублов С. Г. Иттриево-редкоземельные цирконы Тимана: геохимия и промышленное значение // Геохимия. 2016. № 9. С. 821–828.
  16. Маслов А. В., Крупенин М. Т., Ронкин Ю. Л. и др. Тонкозернистые алюмосиликокластические образования стратотипического разреза среднего рифея на Южном Урале: особенности формирования, состав и эволюция источников сноса // Литология и полез. ископаемые. 2004. № 4. С. 414–441.
  17. Маслов А. В., Гареев Э. З., Подковыров В. Н. и др. Синрифтовые осадочные образования машакской свиты среднего рифея Южного Урала (краткая литохимическая характеристика) // Вестник СПбГУ. Науки о Земле. 2018. Т. 63. № 3. С. 303–325.
  18. Маслов А. В., Гареев Э. З., Подковыров В. Н., Ковалев С. Г. Литогеохимия обломочных пород машакской свиты (западный склон Южного Урала): в поисках “камуфлированной” пирокластики // Вестник Санкт-Петербургского университета. Науки о Земле. 2020. Т. 65. № 1. С. 121–145. doi.org/10.21638/spbu07.2020.107
  19. Парначев В. П., Ротарь А. Ф., Ротарь З. М. Среднерифейская вулканогенно-осадочная ассоциация Башкирского мегантиклинория (Южный Урал). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. 105 с.
  20. Пучков В. Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.
  21. Пучков В. Н. Геология Урала и Приуралья (актуальные вопросы стратиграфии, тектоники, геодинамики и металлогении). Уфа: ДизайнПолиграфСервис, 2010. 280 с.
  22. Савко К. А., Кориш Е. Х., Пилюгин С. М., Полякова Т. Н. Фазовые равновесия редкоземельных минералов при метаморфизме углеродистых сланцев Тим-Ястребовской структуры, Воронежский крис- таллический массив // Петрология. 2010. Т. 18. № 4. С. 402–433.
  23. Скублов С. Г., Марин Ю. Б., Галанкина О. Л. и др. Первая находка аномально (Y+REE)-обогащенных цирконов в породах Балтийского щита // Докл. РАН. 2011. Т. 441. № 6. С. 792–799.
  24. Федотова А. А., Бибикова Е. В., Симакин С. Г. Геохимия циркона (данные ионного микрозонда) как индикатор генезиса минерала при геохронологических исследованиях // Геохимия. 2008. № 9. С. 980–997.
  25. Anenburg M., Katzir Y., Rhede D. et al. Rare earth element evolution and migration in plagiogranites: a record preserved in epidote and allanite of the Troodos ophio-lite // Contrib Mineral Petrol. 2015. V. 169. P. 1–19. doi: 10.1007/s00410-015-1114-y
  26. Budzyń B., Harlov D. E., Kozub-Budzyń G.A., Majka J. Experimental constraints on the relative stabilities of the two systems monazite-(Ce) – allanite-(Ce) – fluorapatite and xenotime-(Y) – (Y, HREE)-rich epidote – (Y, HREE)-rich fluorapatite, in high Ca and Na–Ca environments under P–T conditions of 200–1000 MPa and 450–750°C // Miner. Petrol. 2017. V. 111. P. 183–217. doi: 10.1007/s00710-016-0464-0
  27. Cabella R., Lucchetti G., Marescotti P. Authigenic monazite and xenotime from pelitic metacherts in pumpellyite-actinolite-facies conditions, Sestri-Voltaggio Zone, central Liguria, Italy // The Canadian Mineralogist. 2001. V. 39. P. 717–727.
  28. Finger F., Krenn E. Three metamorphic monazite ge- nerations in a high_pressure rocks from Bohemian Massif and the potentially important role of apatite in stimula-ting polyphase monazite growth along a PT loop // Lithos. 2006. V. 95. P. 103–115.
  29. Franz G., Anderehs G., Rhede D. Crystal chemistry of mo-nazite and xenotime from Saxothuringian-Moldanubian metapelites, NE Bavaria, Germany // Eur. J. Mineral. 1996. V. 8. № 5. P. 1097–1118. doi: 10.1127/ejm/8/5/1097
  30. Gibson D. H., Carr S. D., Brown R. L., Hamilton M. A. Correlations between chemical and age domains in monazite, and metamorphic reactions involving major pelitic phases: an integration of ID-TIMS and SHRIMP geochronology with Y-Th-U X-ray mapping // Chem. Geol. 2004. V. 211. P. 237–260. doi: 10.1016/J.CHEMGEO.2004.06.028
  31. Gieré R., Sorensen S. S. Allanite and Other REE-Rich Epidote-Group Minerals // Reviews in Mineralogy & Geochemistry. 2004. V. 56. P. 431–493.
  32. Harley S. L., Kelly N. M., Molle A. Zircon behaviour and the thermal histories of mountain chains // Elements. 2007. V. 3. P. 25–30. https://doi.org/10.2113/gselements.3.1.25
  33. Hay D. C., Dempster T. J. Zircon Behaviour during Low-temperature Metamorphism // Journal of Petrology. 2009. V. 50. № 4. P. 571–589. doi: 10.1093/petrology/egp011
  34. Heinrich W., Andrehs G., Franz G. Monazite-xenotime miscibility gap thermometry. I. An empirical calibration // Journal of Metamorphic Geology. 1997. V. 15. № 1. P. 3–16. doi: 10.1111/j.1525-1314.1997.t01-1-00052.x
  35. Hoskin P. W.O. The Composition of Zircon and Igneous and Metamorphic Petrogenesis // Reviews in Mineralogy and Geochemistry. 2003. V. 53. № 1. P. 27–62. doi: 10.2113/0530027
  36. Janots E., Engi M., Berger A. et al. Prograde metamorphic sequence of REE minerals in pelitic rocks of the Central Alps: implications for allanite-monazite-xenotime phase relations from 250 to 610°C // J. Metamorphic Geol. 2008. V. 26. P. 509–526. doi: 10.1111/j.1525-1314.2008.00774.x
  37. Janots E., Engi M., Rubatto D. et al. Metamorphic rates in collisional orogeny from in situ allanite and monazite da-ting // Geology. 2009. V. 37. № 1. P. 11–14.
  38. Kohn M. J., Malloy M. A. Formation of monazite via prograde metamorphic reactions among common silicates: Implications for age determinations // Geochim. Cosmochim. Acta. 2004. V. 68. № 1. P. 101–113.
  39. Overstreet W. C. The geologic occurrence of monazite // Professional Paper 530. 1967. 327 p. doi: 10.3133/pp530
  40. Petrik I., Broska I., Lipka J., Siman P. Granitoid allanite-(Ce) substitution relations, redox conditions and REE distributions (on an example of I-type granitoids, Wes- tern Carpathians, Slovakia) // Geol Carpath. 1995. V. 46. № 2. P. 79–94.
  41. Rudnick R. L., Gao S. Composition of the Continental Crust / Treatise on Geochemistry. 2003. V. 3. P. 1–64.
  42. Santana I. V., Wall F., Botelho N. F. Occurrence and behavior of monazite-(Ce) and xenotime-(Y) in detrital and saprolitic environments related to the Serra Dourada granite, Goiás/Tocantins State, Brazil: Potential for REE deposits // Journal of Geochemical Exploration. 2015. V. 155. P. 1–13.
  43. Smith H. A., Barero B. Monazite U_Pb dating of staurolite grade metamorphism in pelitic schists // Contrib. Mineral. Petrol. 1990. V. 105. P. 602–615.
  44. Sun S., McDonough W. F. Chemical and isotopic systematics of oceanic basalts: implications for mantle composition and processes // Geological Society, London, Special Publications. 1989. V. 42. P. 313–345.
  45. Tomkins H. S., Pattison D. R.M. Accessory phase petrogenesis in relation to major phase assemblages in pelites from the Nelson contact aureole, southern British Columbia // J. Metam. Geol. 2007. V. 25. № 4. P. 401–421. doi: 10.1111/j.1525–1314.2007.00702.x
  46. Wing B. A., Ferry J. M., Harrison T. M. Prograde destruction and formation of monazite and allanite during contact and regional metamorphism of pelites: petrology and geochronology // Contrib. Mineral. Petrol. 2003. V. 145. P. 228–250. doi: 10.1007/S00410-003-0446-1

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Геологическая схема Башкирского мегантиклинория, шатакского комплекса и разрезы кузъелгинской (а) и каранской (б) подсвит 1 – архей-протерозойские отложения нерасчлененные, 2 – нижнерифейские отложения нерасчлененные, 3 – среднерифейские отложения нерасчлененные, 4 – юшинская свита, 5 – нерасчлененные отложения зигазино-комаровской и авзянской свит, 6 – зигальгинская свита, 7 – машакская свита, 8 – верхнерифейские отложения нерасчлененные, 9 – риодациты, 10 – базальты, 11 – конгломераты, 12 – песчаники, 13 – сланцы, алевросланцы, 14 – точки отбора проб.

Скачать (1MB)
Метаданные
3. Рис. 2. Нормализованное распределение РЗЭ в терригенных породах шатакского комплекса Континентальная кора ‒ по работе [Rudnick, Gao, 2003]. Содержания РЗЭ в песчаниках ‒ по работе [Маслов и др., 2020].

Скачать (217KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Микрофотографии алланита (а–г) и РЗЭ-содержащего эпидота из терригенных пород шатакского комплекса с результатами съемки объекта (д) в характеристических лучах La, Ce, Nd Индексы микрофотографий соответствуют номерам проб на рис. 1в, 1г: а – С1/287.5; б, в, д – С1/146; г – С41/273. Сокращения: all – алланит, hl – хлорит, q – кварц.

Скачать (1MB)
Метаданные
5. Рис. 4. Микрофотографии ксенотима (а–г) и монацита (д, и) из терригенных пород шатакского комплекса Индексы микрофотографий соответствуют номерам проб на рис. 1в, 1г: а, б, е – С1/171; в, д – С1/146; г – С41/273; ж, з – С1/146.5; и – С1/168. Сокращения: xnt – ксенотим, zrn – циркон, msk – мусковит, ap – апатит, hl – хлорит, mgt – магнетит, q – кварц, mnz – монацит.

Скачать (1MB)
Метаданные
6. Рис. 5. Микрофотографии неидентифицированных соединений РЗЭ (а–в), ассоциации циркона с РЗЭ–Y–Th- элементами (г) и результаты съемки объекта (г) в характеристических лучах La, Ce, Nd, Y и Th Индексы микрофотографий соответствуют номерам проб на рис. 1в, 1г: а – С1/146; б, в – С41/119.5; г – С1/168. Сокращения: REE – неидентифицированные соединения, zrn – циркон, mgt – магнетит.

Скачать (1MB)
Метаданные
7. Рис. 6. Диаграммы Alобщ – REE+Th+Y (по работе [Petrik et al., 1995]) и графики нормализованных содержаний редкоземельных элементов в алланитах из метаморфизованных терригенных пород шатакского комплекса (б), Суранско-Интуратовской зоны (в) и Улу-Елгинско-Кудашмановской зоны (г) Диаграмма “а”: 1 – шатакский комплекс, 2 – Суранско-Интуратовская зона, 3 – Улу-Елгинско-Кудашмановская зона. Хондрит ‒ по работе [Sun, McDonough, 1989].

Скачать (434KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Графики нормализованных содержаний РЗЭ в монаците и ксенотиме из метаморфизованных терригенных пород шатакского комплекса (а, б), Суранско-Интуратовской зоны (в, г) и Улу-Елгинско-Кудашмановской зоны (д, е). Хондрит ‒ по работе [Sun, McDonough, 1989]

Скачать (397KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах