Минералогия циркона в цирконий-иттриевых рудах Сахарйокского щелочного массива

Сахарйокское месторождение представляется на сегодняшний день одним из наиболее перспективных и конкурентоспособных крупных коренных источников циркония и иттрия в России (Виноградов и др., 2000). Оруденение локализовано в дайкообразном крутопадающем интрузивном теле миаскитовых нефелиновых сиенитов протяженностью 7.5 км и площадью на эрозионном срезе около 6 км². Рудный блок состоит из шести линейных зон мощностью от 10 до 200 метров и общей площадью около 2 км². Средние содержания рудных минералов (в мас.%): циркон 0.85 и бритолит-(Y) 0.25. Концентрации рудных компонентов колеблются в пределах: ZrO₂ 0.36-1.5%; Nb₂O₅ 0.02-0.12%; Y₂O₃ 0.015-0.092%. Выделяются рядовые руды с содержанием циркона 0.5-1.2% и бритолита-(Y) 0.2-0.4%, а так же шлировидные богатые руды с содержанием циркона до 2%.

Для исследования минералогии циркона были взяты пробы нефелиновых сиенитов с рядовым содержанием циркона и пробы из наиболее богатых рудных зон. Установлено, что в обоих типах руд присутствуют два гранулометрических класса циркона: крупный (>0.5 мм) и мелкий (<0.5 мм). ╚Крупный╩ циркон руд характеризуется кремовым цветом разных оттенков, непрозрачностью основной массы индивидов, трещиноватостью и широким развитием фазовой неоднородности: включения пироксенов (Px), пирохлора (Pyr), альбита (Ab), калиевого полевого шпата (KFsp), минералов группы бритолита (Brith), флюорита (Fluor), недиагностированных фаз Y-Ca-REE-Si, Pb-Nb-Si, Pb-Y-REE и REE-Pb-Si составов; реже - полифазные включения - Px+Brith, Ab+Fluor, Px+Pb-Nb-Si-фаза. Включения распределены незакономерно, лишь в некоторых случаях наблюдается их кучное расположение в зонах, повторяющих контуры кристаллов. Выделены три морфологических типа ╚крупного╩ циркона (в порядке распространенности): 1) ксеноморфные зерна, 2) дипирамидальные кристаллы с доминантной {111}, 3) короткопризматические кристаллы (комбинация граней {110}+{111}+{221}). Установлено, что ксеноморфные зерна образовались либо за счет нарастания неровной, ╚чистой╩, без включений каймы, на прежде идиоморфные кристаллы, либо за счет незакономерного срастания нескольких индивидов. Развитие прозрачной краевой зоны свободной от включений установлено и для идиоморфных кристаллов. Исследованиями катодолюминесценции выявлена внутрифазовая неоднородность индивидов. Наиболее слабо светятся участки, насыщенные мелкими включениями (твердофазными и газово-жидкими). Природа таких участков неоднозначна. Возможно, они являются реликтовым цирконом, рост которого происходил быстро, с захватом большого количества включений. Окружающие светлые участки, с намечающимися признаками ритмичной зональности, есть результат перекристаллизации циркона с освобождением от примесей и включений. Либо наоборот √ темные, слабо светящиеся участки являются продуктом позднего изменения циркона по ослабленным трещинами зонам (рис. 1А).

Среди мелких кристаллов рядовых руд выделены два морфотипа: призматический ({110}+{111}) и дипирамидальный ({111}╠{221}). Мелкие кристаллы светлоокрашены до практически бесцветных, полупрозрачны в центральных и прозрачны в краевых частях, слабо трещиноваты, и в них слабо развита фазовая неоднородность (включения Px, KFsp). Следует отметить кристаллы, для которых включения не установлены совсем. Подобные индивиды проявляют и иной характер катодолюминесценции √ однородное свечение больших по площади участков, ритмичная зональность и отсутствие слабо светящихся, неправильных участков (рис. 1Б). Большая часть кристаллов проявляет катодолюминесценцию, аналогичную крупным индивидам (рис. 1Б).

Среди мелких индивидов циркона богатых руд количественно резко преобладает дипирамидально-призматический морфотип кристаллов боченкообразного облика, образованных комбинацией примерно равно развитых граней {111}, {221} и {110}. Кристаллы светло-кремового цвета, от прозрачных до полупрозрачных. Полупрозрачные участки (замутненные) либо незакономерно распределены в кристалле, либо приурочены к секторам роста призмы, в то время как сектора роста дипирамиды полностью прозрачные. Количество и размеры газово-жидких и минеральных (Px, Ab, KFsp, Fluor, Pyr) включений варьируют от кристалла к кристаллу, распределение внутри одного индивида незакономерно, но сконцентрированы все же больше в секторе роста призмы. Характер внутрифазовой неоднородности такой же, что и у большинства кристаллов рядовых руд (рис. 1А).

А Б

Рис. 1. Катодолюминесценция кристаллов циркона. А. Типичный характер внутрифазовой неоднородности циркона со слабосветящимися участками неправильной формы центральных зон, и светлыми, с признаками ритмичной зональности участками внешних зон. Б. Редкие кристаллы с иным характером внутрифазовой неоднородности.

Редкими для богатых руд являются кристаллы призматического габитуса ({110}+{111}). Циркон светлоокрашенный до бесцветного, полупрозрачный (замутненный) в центральных частях, прозрачный √ в узких краевых зонах. Фазовая неоднородность представлена главным образом газово-жидкими включениями, из минеральных диагностированы только √ Ab, KFsp, Fluor. Характер фазовой неоднородности так же указывает на присутствие двух этапов (стадий) кристаллизации циркона (или кристаллизации и изменения).

Таким образом, циркон наиболее богатых рудных зон представлен преимущественно мелким гранулометрическим классом с резко доминирующим дипирамидально-призматическим морфотипом кристаллов. Выявленная внутрифазная неоднородность указывает на двухактное образование циркона.

Результаты исследований могут быть использованы для разработки наиболее эффективных технологических схем получения цирконовых концентратов из руд Сахарйокского месторождения.

Литература

Виноградов А.Н., Батиева И.Д., Зозуля Д.Р. и д.р. Комплексное редкоземельно-циркониевое оруденение Сахарйокского щелочного массива // Минеральное сырье. 2000. ╧ 7. С. 25-34.