2014

Минералогия криолитовых пород Катугинского массива, Забайкалье, Россия

Шарыгин В.В.¹, Владыкин Н.В.²

¹ Институт геологии и минералогии им. В.С.Соболева СО РАН, Новосибирск, Россия, sharygin@igm.nsc.ru;

² Институт геохимии им. А.П.Виноградова СО РАН, Иркутск, Россия; vlad@igc.irk.ru

Получены новые данные по минералогии криолитсодержащих пород Катугинского массива, Забайкалье. Эти породы располагаются в экзоконтактовой части массива и рассматриваются некоторыми авторами как метасоматические [1]. Были изучены породы с содержанием криолита от 30 до 70% от объема (Таблица 1). Фемическая составляющая этих пород представлена Fe-силикатами (Na-амфибол, слюда, бафертисит), оксидами (магнетит, ильменит, пирохлор, касситерит и др.) и сульфидами (сфалерит, пирит, халькопирит). Породы также содержат кварц, калишпат, Li-слюду и REE-фториды. В целом, фемические силикаты имеют крайне железистый состав (концентрации MgO - <1 мас.%) и являются высокофтористыми разновидностями, вариации состава незначительны. Изучение состава Na-амфибола на микрозонде показало, что он представлен фторарфведсонитом, (Na,K)Na₂Fe²⁺₄Fe³⁺Si₈O₂₂(F,OH)₂, что является новым минералом, который пока не зарегистрирован в ММА (F - >1 ф.е., K - <0.5 ф.е.). Темноцветная слюда по составу относится к фтористому анниту – фторанниту. Для всех изученных пород характерно постоянное присутствие Li-слюды (лепидолит-полилитионит), которая обычно располагается на контакте силикатов и/или кварца с криолитом. Изученная Li-слюда зональна, и от центра к краю возрастают концентрации железа (до 7.5 мас.% FeO_t); оцененные концентрации Li₂O составляют 3.6-5.9 мас.%, содержания воды – <0.7 мас.%. В двух образцах был обнаружен редкий слоистый титаносиликат – бафертисит Ba₂Ti₂(Fe,Mn)₄(Si₂O₇)₂O₂(OH)₂(F,OH)₂, который характерен для апогранитных метасоматитов и поздних щелочногранитоидных пород. Бафертисит из Катугино имеет низкие концентрации хейтманитового минала (<15 мол.%) и содержит до 2.7 мас.% SnO₂. В изученных криолитовых породах REE-минерализация неравномерно распределена и имеет преимущественно фторидную специализацию: в одних она представлена ассоциацией флюорит + иттрофлюорит + твейтит (гомогенный или со структурами распада) + «Ba-Sr-твейтит» ± REE-пирохлор, в других – ассоциацией гагаринит + твейтит + флюоцерит + «Ba-твейтит». Следует отметить, что Ba-Sr-обогащенные «твейтиты» пока не описаны в литературе и, соответственно, являются потенциально новыми минеральными видами. Если Ba-Sr-обогащенные «твейтиты» образуют тонкие структуры срастания или распада собственно Ba- и Sr-фаз вокруг твейтита, то «Ba-твейтит» (Ba>>Sr>Ca) гомогенен по составу и располагается в виде индивидуальных обособлений совместно с флюоцеритом на контакте между гагаринитом и твейтитом. Некоторые зерна собственно твейтита также неоднородны и представляют собой ориентированные структуры твердого распада (кубическая и тетрагональная модификации), которые, по-видимому, образовались при снижении температуры. В целом различия по химическому составу между двумя модификациями незначительны и выражаются в относительно более высоких концентрациях REE и низких содержаниях Ca в ламелях при одинаковых значениях Y и Na в обеих фазах.

Более интересными по минералогии оказались кристаллические включения (индивидуальные фазы и их срастания) в двух породообразующих минералах (криолит, фторарфведсонит). Следует отметить, что кристаллические включения во фторарфведсоните встречаются значительно реже, чем в криолите. Включения в нем содержат следующие фазы: криолит, флюорит с Na, Y и Yb, Li-слюда, колумбит, REE-пирохлор, торит, сидерит, ильменит и фтораннит. Включения в криолите более разнообразны по набору минералов: ильменит, колумбит, пирит, ферберит, эльпасолит, симмонсит, магнетит, касситерит, бафертисит, Li-слюда, сидерит, родохрозит, рутил и барит. Эльпасолит K₂NaAlF₆ и симмонсит Na₂LiAlF₆ близки к идеальным составам и впервые обнаружены в породах Катугинского массива. Среди всех минералов, выявленных в криолите, только рутил характеризуется широкими вариациями состава по FeO_t, Nb₂O₅ и WO₃: большинство зерен не содержат WO₃ и различны по FeO_t (1.2-5.5 мас.%) и Nb₂O₅ (0.0-1.4 мас.%), и лишь в некоторых зернах центр обогащен всеми тремя компонентами (WO₃ - 4.6-5.8; Nb₂O₅ – 1.2-1.5; FeO_t – 3.1-3.6 мас.%; Рис. 1). Ранее рутилы с высокой концентрацией WO₃ (>2 мас.%, иногда в сочетании с высокими содержаниями Sb, Ta, V) были выявлены на некоторых рудных месторождениях.

Изучение кристаллических включений в криолитовых породах Катугинского массива показало, что их образование происходило из высокофтористой минералообразующей среды, обогащенной также другими летучими компонентами (CO₂, S, H₂O) и редкими элементами (Li, Nb, Th, W, Sn, REE, Y). Высокофтористая среда способствовала кристаллизации минералов, которые максимально концентрировали редкие элементы: Li – лепидолит-полилитионит, симмонсит; Nb – колумбит, пирохлор; Th – торит; REE-Y – фториды; W – вольфрамит, W-рутил; Sn – касситерит; Ba – барит, бафертисит, «Ba- и Ba-Sr-твейтит», Sr - «Ba-Sr-твейтит».

К сожалению, термобарогеохимические исследования криолитовых пород Катугино не выявили каких-либо видимых флюидных, газово-жидких или расплавных включений, позволяющих судить о генезисе пород.

Работа выполнена по проекту ИП47п «Флюидный режим, мантийные источники, вещественные характеристики и возраст щелочных комплексов обрамления платформ, щитов и складчатых зон в связи с их рудоносностью».

Таблица 1. Минералы, выявленные в криолитовых породах, Катугинский массив, Забайкалье.

По петрографическим данным и результатам исследования на сканирующем микроскопе.

1.               Архангельская В.В. Редкометальные щелочные комплексы южного края Сибирской платформы. Москва: Недра, 1974, 128 с.