Геохимические и генетические особенности редкоземельных пегматитов разных формаций

31.08.2018
Рассматривая геохимические особенности редкоземельных пегматитов различных формаций, необходимо отметить, что уже в работах А.И. Гинзбурга и Г.Г. Родионова и М.В. Кузьменко подчеркиваются геохимические различия редкометалльно-редкоземельных пегматитов и пегматитов уран-редкоземельного ряда полевошпатовой формации, первые из которых М.В. Кузьменко выделила в ниобий-иттриевый геохимический тип, а вторые — в урано-редкоземельный. В.В. Гордиенко отмечает, что пегматиты редкометалльно-редкоземельной формации, к которым он относит только амазонитовые пегматиты, характеризуются высоким уровнем геохимической специализации. Рассматривая пегматиты всех изученных нами геохимических эволюционных рядов, можно утверждать, что они содержат повышенные концентрации Rb, Cs, Li, Tl, Nb, Ta, Be, Sn, F, что сближает их с пегматитами редкометалльной формации. С другой стороны, редкометалльно-редкоземельные пегматиты обогащены Y, Yb, U, Th, Zr и Hf, совершенно не свойственными для редкометалльной формации металлами. Группа элементов, которыми обогащены пегматиты редкометалльно-редкоземельной формации, соответствует ее названию. Для этих пегматитов отмечаются пониженные концентрации Ba, Sr, Р, иногда В. Рассматривая петрохимические особенности пегматитов этой формации, А.П. Калита и Е.Д. Калита относят их к средне- и низкоалюминиевым с соотношением Si/Al от 4,78 до 6,1.

Последовательность образования редкоземельных минералов в пегматитах редкометалльно-редкоземельной формации определяется как особенностями процесса образования этих пегматитов, так и свойствами различных лантаноидов. Наиболее часто выделяются группы легких (цериевых) и тяжелых (иттриевых) лантаноидов. А.Я. Лунц отмечает, что образование минералов цериевых и иттриевых (вместе с Y) редких земель разобщено во времени: в ранней стадии кристаллизуется чевкинит, в котором резко преобладают цериевые лантаноиды, он сменяется абукумалитом (бритолитом), в котором роль обеих групп редких земель близка, а затем кристаллизуются минералы элементов иттриевой группы и иттрия (таленит, эшинит, гадолинит и др.). Позже образуется ортит, в котором доминируют цериевые лантаноиды, он сменяется фергусонитом с иттриевыми редкими землями. Завершается процесс образованием фер-риторита с близким содержанием легких и тяжелых лантаноидов.

Рассматривая последовательность образования минералов лантаноидов и иттрия в пегматитах фтор-тантал-иттриевого ряда, А.В. Волошин и Я.А. Пахомовский отмечают два основных этапа этой минерализации: 1) генетически связанный с альбитизацией первого этапа и началом флюоритизации и 2) соответствующий иттрофлюоритовой (флюорит II) стадии. На первом этапе образуется в основном монацит — минерал с преобладанием цериевых лантаноидов, затем главную роль играют минералы иттрия и иттриевых лантаноидов, причем важное значение имеют минералы Yb, образовавшие отдельную ветвь иттербиевой минерализации. Кристаллизация этих пегматитов в условиях низких давлений при высоком парциальном давлении фтора приводит к образованию разнообразной минерализации, так что А.В. Волошин и Я.А. Пахомовский выделили семь стадий минералообразования. Для ниобий-редкоземельных пегматитов Прибайкалья характерен процесс резкого концентрирования лантаноидов иттриевой группы и иттрия на заключительной стадии минералообразования — в микроклин-альбитовом комплексе или в блоковых амазонитовых пегматитах, в которых из остаточных расплавов и автометасоматических флюидов образуются фергусонит, самарскит, эвксенит, эшинит. В этих минералах концентрируются ниобий, а также в меньшей мере Ta. Иногда в ниобий-редкоземельных пегматитах значительная часть иттриевых лантаноидов и, особенно, Y находится в флюорите, что характерно для некоторых жил амазонитовых пегматитов Слюдянского поля. Редкометалльно-редкоземельные пегматиты образуются в условиях низких давлений, в Тажеранском поле жилы этих пегматитов прорывают нефелиновые сиениты и скарны, образовавшиеся на малых глубинах.

Как было показано ранее, положение полей редкометалльно-редкоземельных пегматитов в земной коре определяется их связью с зонами глубинных разломов и массивами щелочных гранитов, реже субщелочных гранитоидов малых глубин.

При исследовании цирконий-редкоземельных гранитов и пегматитов, А.К. Шмитт с соавт., изучив состав включений расплава (стекла) в кварце грубозернистых арфведсонитовых гранитов и пегматитов, установили, что их агпаитовый состав с высоким содержанием SiO2 и обогащение редкими металлами имеют первично магматическую природу. Температура солидуса ниже 650 °C при давлении 2 кбар. Включения стекла содержат высокие концентрации несовместимых редких элементов, минимальные из них составляют 803 г/т Nb, 3187 г/т Zr и 1271 г/т суммы лантаноидов и Y. Затем при взаимодействии постмагматических богатых фтором водных флюидов с арфведсонитовыми гранитами происходит локальное перераспределение редких земель и образование вторичной фторкарбонатной минерализации, в основном в виде бастнезита.

Рассматривая общую последовательность процессов метасоматической гранитизации, образования расплавов и кристаллизации гранит-порфиров, а затем при дифференциации магматического расплава и бериллий-редкоземельных пегматитов в Абчадском поле, В.А. Макрыгина показала, что в метасоматических породах и в гранит-порфирах, имеющих четкую магматическую природу, содержания редкоземельных элементов высоки. Ею сделан важный вывод о связи минерализации редких земель, Zr, Nb (Ta) и Be с условиями повышенной щелочности среды минералообразования независимо от метасоматического или магматического первоисточника. Таким образом, для редкометалльно-редкоземельных пегматитов, образующихся в условиях низких давлений, именно этот фактор способствует образованию комплексов повышенной щелочности. Положение редкометалльно-редкоземельных пегматитов в земной коре обусловлено их связью с зонами глубинных разломов и массивами щелочных гранитов, реже субщелочных гранитоидов малых глубин. Эта часто наблюдающаяся связь полей пегматитов редкометалльно-редкоземельной формации с щелочными гранитами, а также с щелочными метасоматитами, имеющими мантийное происхождение, определяет влияние на их состав мантийных флюидов, порождая геохимические особенности этих пегматитов, а именно концентрирование в них иттриевых лантаноидов, Zr, Nb, а также Be. Для редкометалльно-редкоземельных пегматитов, образующихся в условиях низких давлений, данный фактор также способствует образованию комплексов повышенной щелочности.

Пегматиты уран-редкоземельного ряда полевошпатовой формации характеризуются в первую очередь высокими содержаниями Ba, Sr, U, Th и легких редких земель. В этих пегматитах, как видно из табл. 6.8, легкие лантаноиды резко преобладают над тяжелыми, здесь кристаллизуются минералы цериевых лантаноидов — алланит, чевкинит, монацит. Урансодержащими минералами в них являются уранинит, торит, алланит, чевкинит, монацит, циркон. Распределение лантаноидов в этих пегматитах и в пегматитах редкометалльно-редкоземельной формации резко различается (рис. 6.3).

Необходимо подчеркнуть, что в уран-редкоземельных пегматитах не проявлено и образование поздних альбитовых комплексов, характерных для редкометалльно-редкоземельных пегматитов. Вообще в уран-редкоземельных пегматитах автометасоматические процессы выражены очень слабо. Видимо, один из важнейших факторов этого — высокое давление в процессе образования таких пегматитов, в значительной мере обусловленное высоким давлением углекислоты. По данным изучения расплавных включений, температура их гомогенизации составляет в кварце анатектических (ультраметаморфических) гранитов Алданского щита 900-840 °С, а пегматитов (ортотектитов) 850-820 °С, что может указывать на низкое содержание воды в расплаве. Давление флюида в процессе кристаллизации анатектических гранитов и пегматитов составляло около 6 кбар, причем основным компонентом флюида является CO2, тогда как давление воды было низким (0,8 кбар).

Развивая представление А.И. Гинзбурга и Г.Г. Родионова о редкоземельных пегматитах полевошпатовой формации как о наиболее глубинных пегматитовых образованиях, А.Г. Бушев и А.В. Коплус указывают следующие условия образования этих пегматитов в полях Алдана и Слюдянки: 1) высокое общее давление в процессе образования (5-10 кбар) при высоком парциальном давлении CO2; 2) температуры кристаллизации 610-680 °С для графических калишпатовых зон с незначительным последующим снижением в блоковой полевошпатовой зоне, так что только образование пегматоидного мусковита соответствует температурам 540-510 °С.

Д. Лентц установил, что уран-редкоземельные пегматиты Гренвиллской провинции формировались при давлении 4 кбар и температурах 600-650 °С. При этом данные по составу и минералогии пегматитов подтверждают гипотезу о взаимодействии пегматитового расплава с вмещающими породами, в результате которого происходила кристаллизация минералов U, Th, редкоземельных элементов и Zr. Обогащение этими элементами в зональных пегматитах может быть связано с обособлением и воздействием летучих компонентов. Однако сильное обогащение U, Th, редкоземельными элементами, в меньшей степени Nb и Mo в боковых зонах некоторых пегматитовых тел, как считает Д. Лентц, прямо связано с гибридизацией расплава.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: