Rare-earth mineralization in terrigenous deposits of the Shatak complex (Southern Urals): species diversity and features of chemical composition

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

As a result of the study of terrigenous rocks of the Shatak complex, which includes deposits of the Kuz’elga and Karan subformations, rare earth minerals were found: allanite-(Ce), monazite-(Se), monazite-(Nd), xenotime-(Y), REE-bearing epidote, and unidentified connections.

It has been established that during the metamorphism of terrigenous rocks of detrital zircon, it is a selective concentrator and thorium, a popular group of rare earth elements and thorium. The comparative analysis showed that, in terms of chemical composition, rare-earth minerals (monazite-(Ce) and xenotime-(Y)) from the Shatak rock are significantly important from heavy ones from other complexes observed on the western slope of the Southern Urals by the presence of gadolinium in monazite, and in xenotime – consecutive REE group represented by Ce, Nd and Sm. When calculating the thermal bar, characterizing changes in the composition of structural-material complexes of western origin, slopes from the main factors that determine the characteristics of the chemical composition of rare earth chemical elements, which are the chemical composition of mineral formation.

全文:

受限制的访问

作者简介

S. Kovalev

Institute of Geology UFRC RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: kovalev@ufaras.ru
俄罗斯联邦, 450077, Ufa, Karl Marx str., 16/2

S. Kovalev

Institute of Geology UFRC RAS

Email: kovalev@ufaras.ru
俄罗斯联邦, 450077, Ufa, Karl Marx str., 16/2

A. Sharipova

Institute of Geology UFRC RAS

Email: kovalev@ufaras.ru
俄罗斯联邦, 450077, Ufa, Karl Marx str., 16/2

参考

  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

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Geological diagram of the Bashkir meganticlinory, Shatak complex and sections of the Kuzyelginskaya (a) and Karanskaya (b) sub-formations 1 – Archaean-Proterozoic deposits undifferentiated, 2 – Lower Riphean deposits undifferentiated, 3 – Middle Riphean deposits undifferentiated, 4 – Yushinskaya formation, 5 – undifferentiated deposits of Zigazino-Komarovskaya and Avzyan formations, 6 – Zigalginskaya formation, 7 – Mashak formation, 8 – Upper Riphean deposits undifferentiated, 9 – rhyodacites, 10 – basalts, 11 – conglomerates, 12 – sandstones, 13 – shales, siltstones, 14 – sampling points.

下载 (1MB)
索引源数据
3. Fig. 2. Normalized REE distribution in terrigenous rocks of the Shatak complex The continental crust is based on the work [Rudnick, Gao, 2003]. The REE content in sandstones is based on the work [Maslov et al., 2020].

下载 (217KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Micrographs of allanite (a–d) and REE-containing epidote from terrigenous rocks of the Shatak complex with the results of shooting the object (e) in the characteristic rays La, Ce, Nd The indices of the micrographs correspond to the sample numbers in Fig. 1b, 1g: a – C1/287.5; b, c, d – C1/146; g – C41/273. Abbreviations: all – allanite, hl – chlorite, q – quartz.

下载 (1MB)
索引源数据
5. Fig. 4. Micrographs of xenotimum (a–d) and monazite (d, i) from terrigenous rocks of the Shatak complex The indices of the micrographs correspond to the sample numbers in Fig. 1b, 1g: a, b, e – C1/171; c, d – C1/146; g – C41/273; w, z – C1/146.5; i – C1/168. Abbreviations: xnt – xenotime, zrn – zircon, msk – muscovite, apatite, hl – chlorite, mgt – magnetite, q – quartz, mnz – monazite.

下载 (1MB)
索引源数据
6. Fig. 5. Micrographs of unidentified REE compounds (a–b), associations of zircon with REE–Y–Th elements (d) and results of object survey (d) in characteristic rays La, Ce, Nd, Y and Th The indices of the micrographs correspond to the sample numbers in Fig. 1b, 1g: a – C1/146; b, c – C41/119.5; g – C1/168. Abbreviations: REE – unidentified compounds, zrn – zircon, mgt – magnetite.

下载 (1MB)
索引源数据
7. Fig. 6. Diagrams of Al-REE+Th+Y (according to [Petrik et al., 1995]) and graphs of normalized contents of rare earth elements in allanites from metamorphosed terrigenous rocks of the Shatak complex (b), the Suransk-Inturatov zone (c) and the Ulu-Yelginsky-Kudashman zone (d) Diagram "a”: 1 – Shatak complex, 2 – Suransk-Inturatovskaya zone, 3 – Ulu-Yelginsky-Kudashmanovskaya zone. Chondrite ‒ at work [Sun, McDonough, 1989].

下载 (434KB)
索引源数据
8. Fig. 7. Graphs of normalized REE contents in monazite and xenotime from metamorphosed terrigenous rocks of the Shatak complex (a, b), the Suransk-Inturatov zone (c, d) and the Ulu-Elgin-Kudashman zone (d, e). Chondrite ‒ at work [Sun, McDonough, 1989]

下载 (397KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024
##common.cookie##