Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,775

ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ЛАНТАНОИДОВ В ШЕЕЛИТАХ НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены данные по содержаниям редкоземельных элементов в шеелитах различных месторождений Горного Алтая: скарново-шеелитовых, жильных кварц-шеелитовых, гидротермально-метасоматических кварц-шеелитовых, грейзеновых молибден-редкометалльно-вольфрамитовых, золото-медно-скарновых и золото-скарновых, золото-черносланцевых. Поведение редкоземельных элементов в шеелитах различных месторождений определяется физико-химичемкими параметрами среды кристаллизации шеелита. Проявлен тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов в шеелитах М- и W-типов.
редкоземельные элементы
шеелит
геолого-промышленные типы оруденения
тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов
1. Амшинский Н.Н., Ладынина И.Н. Типы вольфрамового оруденения Горного Алтая и закономерности его размещения // Тез. IV конференции по минералогии, геохимии, генезису и комплексному использованию вольфрамовых месторождений СССР. – М., 1981. – С. 36-39.
2. Багдасаров Ю.А. Некоторые черты геохимической вертикальной зональности вольфрамового месторождения Кти-Теберда (Кургашинчатское рудное поле, Кавказ) // Изв. АН СССР, сер. геол., 1979. № 11. С. 107-115.
3. Гетманская Т.И., Щербакова М.Я., Могилевская С.Б. и др. Типоморфные особенности шеелитов Забайкалья по данным ЭПР, люминесценции и нейтронно-активационного анализа // Записки ВМО, 1984. Вып. 4. С.464-474.
4. Говердовский В.А. Геологическая позиция и формационные типы вольфрамового оруденения Горного Алтая и сопредельных территорий Тывы и Монголии / Природные ресурсы Горного Алтая. – Горно-Алтайск, 1997. – С. 86-109.
5. Горобец Б.С., Научитель М.А. Фотолюминесценция минералов группы шеелита / Конституция и свойства минералов. – Киев: Наукова Думка, 1975. Вып. 9. С. 98-105.
6. Горобец Б.С., Кудрина М.А. Типоморфные особенности шеелита по спектрам фотолюминесценции редких земель / Конституция и свойства минералов. Киев: Наукова Думка, 1976. Вып. 10. С. 82-88.
7. Гусев Н.И., Гусев А.И. Золотогенерирующие рудно-магматические системы Горного Алтая // Руды и металлы, 1998. № 2. С. 67-78.
8. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и южной части Горной Шории. – Томск, Изд-во STT, 2003. – 308 с.
9. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Республики Алтай. – Бийск: Изд-во АГАО, 2010. – Бийск: Изд-во АГАО, 2010. – 385 с.
10. Гусев А.И. Минерагения и полезные ископаемые Алтайского края. – Бийск: Изд-во ГОУВПО АГАО, 2011. – 365 с.
11. Гусев А.И., Гусев А.А. Тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов и его использование в решении проблем петрологии гранитоидов // Успехи современного естествознания, 2011 № 5. C.45-49.
12. Гусев А.И. К геохимии сульфидных минералов месторождений Солонешенского рудного района Горного Алтая // Современные наукоёмкие технологии, 2013. № 12. С. 35-41.
13. Сотников В.И. Никитина Е.И. Молибден-редкометалльно-вольфрамовая (грейзеновая) формация Горного Алтая. – Новосибирск: Наука, 1971. – 260 с.
14. Irber W. The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites // Geochim Comochim Acta., 1999. – V.63. – № 3/4. – Pp. 489-508.

Редкоземельные элементы (РЗЭ) признаны наиболее информативными типоморфными примесями в шеелите [2, 3, 5, 6]. В Горном Алтае шеелит встречается во многих типах месторождений [1, 4, 7, 12, 13]. Нами РЗЭ в шеелитах проанализированы в скарново-шеелитовых, золото-медно-скарновых, золото-скарновых, скарновых золото-редкометалльных, золото-черносланцевых, жильных кварц-шеелитовых, грейзеновых молибденит-редкометалльно-вольфрамитовых и стратиформных гидротермально-метасоматических кварц-шеелитовых месторождениях Горного Алтая. Для сравнения данные по концентрациям РЗЭ в шеелитах сопоставлены с содержаниями лантаноидов для сходных генетических типов и по другим регионам (Cеверный Кавказ, Средняя Азия, Восточный Саян, Приморье). В сообщении использован 93 анализ шеелитов (табл. 1), выполненных методом ICP-ms в лаборатории ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петрбург).

На треугольной диаграмме Σ (La – Nd) – Σ (Sm – Ho) – Σ (Tb – Lu) фигуративные точки составов РЗЭ в шеелитах всех промышленно-генетических типов месторождений Горного Алтая попадают в комплексное лантан-иттриевое поле, подчёркивая региональную специфику соотношений различных групп лантаноидов в анализируемом вольфрамате – низкие содержания тяжёлых лантаноидов группы тербия-лютеция при некотором варьировании спектра лёгких и средних РЗЭ. При этом в скарново-шеелитовом типе (Никольское, Шемиловское, Плитнинское, Светлое) отмечаются самые низкие концентрации элементов группы Sm – Ho. В этом типе месторождений концентрации РЗЭ в шеелитах весьма однородны. Отношение Y / Ce в них дают узкий интервал колебаний от 1,4 до 1,45. На диаграмме составы лантаноидов скарново-шеелитовых месторождений и проявлений Горного Алтая располагаются между полями вольфраматов кальция Тырныауза (Северный Кавказ) и Кара-Тюбе (Средняя Азия) (рис. 1).

В шеелитах золото-медно-скарновых (Синюхинское) и золото-скарновых (Чойское) месторождений, локализующихся в обособленном поле диаграммы, характерны более высокие концентрации суммы иттриевых земель, а также появление в шеелитах этой группы месторождений диспрозия и тулия.

В вольфраматах кальция скарнового золото-редкометалльного проявления Карагу эта тенденция относительных увеличений иттрия в сравнении с церием сохраняется и происходит параллельное увеличение концентраций тяжёлых лантаноидов в сравнении с лёгкими.

Таблица 1

Состав РЗЭ (в пересчёте на TR2O3) в шеелитах месторождений Горного Алтая (г/т)

Элементы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

La

3,4

4,4

3,5

4,1

6,5

6,6

6,8

6,7

10,9

15,6

8,4

10,8

7,0

7,2

6,4

6,8

Ce

22,8

21,6

22,7

22,2

13,7

19,1

15,7

13,9

12,2

10,7

18,7

13,9

17,0

19

17

17

Pr

12,8

13,1

12,8

12,9

5,5

5,2

5,6

5,3

12,2

8,7

9,5

11,4

10,2

13

9,1

8,3

Nd

11,9

12,2

12,1

12,0

17,7

13,1

15,9

12,9

10,1

9,0

9,2

10

10

11

10

8

Sm

7,5

7,8

7,5

7,3

9,5

10,8

10,2

10,7

10,6

13,1

14,1

11

5

7

5

7,2

Eu

0,5

0,5

0,4

0,5

1,0

1,1

1,2

1,2

2,8

2,0

1,8

2,7

0,2

0,9

0,3

0,4

Gd

7,0

7,1

7,5

7,0

9,7

9,2

9,5

8,9

9,7

6,2

6,1

9,6

4,4

5,8

5,8

7,8

Tb

0,2

0,2

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

0,3

0,5

1,1

1,2

0,4

0,2

0,2

0,2

0,2

Y

32,3

31,1

31,8

32,2

32,0

30,2

33,5

41,1

28,7

29,6

28,5

26

43

34

41

41

Dy

0,3

0,28

0,29

0,26

0,3

1,3

1,9

4,2

4,4

4,8

3,1

3,3

0,7

0,4

2,1

1,1

Ho

0,1

0,2

0,1

0,1

1,0

1,2

1,1

1,0

0,8

0,9

0,7

0,7

0,4

0,1

0,6

0,6

Er

0,8

1,0

0,8

0,7

1,1

1,1

1,1

1,1

0,7

0,8

0,9

0,8

0,6

0,3

0,7

0,8

Tm

0,2

0,25

0,21

0,22

0,1

0,2

0,3

0,8

0,5

0,2

0,2

0,3

0,3

0,1

0,5

0,4

Yb

0,5

0,7

0,6

0,8

1,6

1,5

1,6

1,4

0,5

1,8

1,1

1,5

0,9

0,3

1,1

0,8

Lu

0,1

0,1

0,1

0,1

0,2

0,2

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,3

0,2

0,1

0,3

0,2

ΣTR

100

100

100

100

100

101

105

110

105

105

104

103

100

99

100

101

Y/Се

1,42

1,44

1,4

1,45

2,34

1,58

2,13

2,95

2,35

2,77

1,52

1,9

2,5

1,7

2,4

2,4

(La/Yb)N

4,5

4,2

3,9

3,4

2,7

2,9

2,8

3,2

14

5,7

5

4,8

5,1

16

3,8

5,6

Примечания. Месторождения Горного Алтая: скарново-шеелитовые: 1 – Плитнинское, 2 – Щемиловское, 3 – Николаевское, 4 – Светлое; золото-медно-скарновые и золото-скарновые: 5 – Синюхинское, 6 – Чойское; скарново-золото-редкоеметалльное: 7 – Карагу; золото-черносланцевое: 8 – Лог № 26; жильные кварц-шеелитовые: 9 – Осиновское, 10 – Урзайсайское, 11 – Токаревское, 12- Дмитриевское; грейзеновые молибденит-вльфрамитовые: 13 – Калгутинское, 1 генерация шеелита, 14 – Калгутинское, 2 генерация шеелита, 15 – Шинокское, 16 – Колыванское.

gus1.wmf

Рис. 1. Диаграмма Σ (La-Nd) – Σ (Sm-Ho) – Σ (Tb-Lu) составов РЗЭ в шеелитах месторождений Горного Алтая. Составы лантаноидов по Д.А. Минееву: 1 – полные, 2 – комплексные, 3 – селективные, 4 – редкоселективные. Месторождения Горного Алтая: 5 – скарново-шеелитовые, 6 – жильные кварц-шеелитовые, 7 – гидротермально-метасоматические кварц-шеелитовые, 8 – грейзеновые молибден-редкометалльно-вольфрамитовые, 9 – золото-медно-скарновые и золото-скарновые, 10- золото-черносланцевые. Месторождения других регионов: К – Кара-Тюбэ (Средняя Азия), Т – Тырныауз (Севрный Кавказ), У – Уллуг-Алымское (Вост. Саяны), КТ – Кти-Тебердинское (Северный Кавказ), Л – Лермонтовское (Приморье)

В шеелите золото-черносланцевого месторождения Лог № 26 ещё более высокие концентрации элементов иттриевой группы, что отражается на более высоких отношениях Y/Ce. В них и значительно более высокие концентрации диспрозия, тулия и суммы TR.

Шеелиты жильных кварц-шеелитовых месторождений (Осиновское, Урзайсайское, Токаревское) имеют близкие концентрации РЗЭ с вольфраматами предыдущей группы, но отличаются от последней отсутствием диспрозия. Отношение Y / Ce в них варьирует от 1,52 до 2,77. Характерны самые высокие концентрации Y в шеелите из гидротермально-метасоматических стратиформных рудных тел Токаревского месторождения. Отношение Y / Ce в минерале этого генетического типа достигает 4,96. Для этих шеелитов характерны повышенные нормированные относителтно хондрита отношения La к Yb. На диаграмме составов РЗЭ шеелит этого типа занимает промежуточное положение между Уллуг-Алымским (Вост. Саяны) и Кти-Тебердинским (Северный Кавказ) стратиформными месторож дениями.

На Токаревском месторождении присутствуют руды двух генетических типов: жильного кварц-шеелитового и стратиформного гидротермально-метасоматического. Шеелит стратиформных рудных тел Токаревского месторождения, в отличие от жильного, имеет значительно более высокую сумму TR. При этом установлено, что увеличение суммы TR и в особенности концентраций Y в шеелите обязано процессу селективного обогащения в процессе метасоматического изменения песчаников (табл. 2).

Таблица 2

Спектры РЗЭ в различных образованиях гидротермально-метасоматического изменения пород Токаревского месторождения (в г/т)

Компоненты

Не изменённые песчаники

Изменённые

песчаники

Эпидот в изменённых песчаниках

La

8,0

7,6

10,5

6,5

6,4

Ce

18,2

18,4

19,3

22,3

22,7

Pr

6,8

7,2

10,1

4,2

4,3

Nd

8,3

8,2

12,7

4,3

4,2

Sm

12,3

13,1

10,4

8,1

8,2

Eu

2,0

1,2

1,5

0,9

0,8

Gd

6,0

5,6

4,5

4,4

4,3

Tb

1,0

0,8

1,1

0,4

0,5

Y

30,8

31,0

20,3

41,8

42,3

Dy

2,3

2,4

2,0

1,3

1,6

Ho

0,5

0,6

1,0

0,2

0,3

Er

0,8

0,9

1,1

0,4

0,5

Tm

0,3

0,2

0,7

0,1

0,1

Yb

2,4

2,6

3,3

3,4

3,6

Lu

0,3

0,2

0,5

0,2

0,2

∑ TR

0,345

0,286

0,306

0,402

0,123

Y/Ce

1,69

1,68

1,05

1,87

1,86

На диаграмме прослеживается чёткий тренд эволюции составов РЗЭ от неизменённых песчаников к изменённым, и далее к эпидоту и шеелиту по стратиформному оруденению Токаревского месторождения (рис. 2). Причина обогащения шеелита иттрием кроется в том, что в процессе предрудного взаимодействия щелочных растворов с песчаниками и кристаллизации альбита, калиевого полевого шпата, происходил вынос тяжелых РЗЭ из них. Последние обогащались легкими и средними лантаноидами. Тяжелые РЗЭ и иттрий накапливались в растворах. Затем в ходе инверсии кислотности-щелочности растворов происходило отложение редкоземельного эпидота и шеелита, которые характеризуются общим обогащением суммы TR и в особенности иттрием.

gus2.wmf

Рис. 2. Тренд эволюции составов РЗЭ в ходе метасоматического изменения песчаников Токаревского месторождения: 1 – неизменённые песчаники, 2 – эпидот в эпидотизированных песчаниках, 3 – эпидотизированный песчаник, 4 – вкрапленный шеелит в изменённых песчаниках, 5 – тренд изменения составов РЗЭ

Грейзеновые молибден-редкометально-вольфрамитовые (Калгуты, Шинокское) и грейзеновые кварц-шеелитовые (Колыванское) месторождения и проявления характеризуются шеелитами с самыми высокими значениями суммы TR и повышенными концентрациями Y. Для них характерны повышенные отношения (La/Yb)N, указывающие на сильно дифференцированный типа распределения РЗЭ. На диаграмме шеелиты этого типа показывают самые низкие концентрации скандиевой группы РЗЭ (тербия-лютеция). В поздней генерации шеелита Калгутинского месторождения наблюдается заметное снижение суммы TR, концентраций Y и отношений Y / Ce и резкое повышение отношений La к Yb, знаменующее высокий уровень дифференциации РЗЭ во время кристаллизации второй генерации шеелита.

В шеелитах проявлены 2 типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ: М-типа от 1,11 до 2,06 и W-типа от 0,62 до 0,86 (табл. 3).

Таблица 3

Тетрадный эффект фракционирования РЗЭ и отношения некоторых элементов в шеелитах месторождений Горного Алтая (г/т)

Компо-ненты

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

ТЕ1,3

2,06

0,68

1,96

1,82

0,62

0,84

0,76

0,86

1,12

1,11

1,58

1,1

1,26

1,44

1,3

1,3

Eu/Eu*

0,21

0,2

0,16

0,21

0,32

0,33

0,37

0,37

0,84

0,6

0,52

0,79

0,13

0,42

0,57

0,16

Y/Ho

323

156

318

322

32

25

30

41

36

33

41

37

107

341

68

51

                                 

Примечание. ТЕ1,3 – тетрадный эффект фракционирования РЗЭ по [14] как среднее между первой и третьей тетрадами.

На диаграмме Y/Ho – TE1,3 наблюдаются совершенно противоположные тренды изменения тетрадного эффекта. Увеличение тетрадного эффекта М-типа в шеелитах происходит с увеличение отношений Y/Ho в шеелитах, в то время как уменьшение величины тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ связано с уменьшением отношений Y/Ho в шеелитах со стремлением к области составов магматических пород (рис. 3).

gus3.wmf

Рис. 3. Диаграмма соотношений Y/Ho – TE1, 3 для шеелитов Горного Алтая. Геолого-промышленные типы оруденения: 1 – скарново-шеелитовый, 2 – золото-медно-скарновый, 3 – скарново-золото-редкометалльный, 4 – золото-черносланцевый, 5 – жильный кварц-шеелитовый, 6 – грейзеновый молибденит-вольфрамитовый

Интерпретация результатов. Охарактеризованные особенности поведения РЗЭ в шеелитах указывают на типоморфизм соотношений различных групп лантаноидов для конкретных геолого-промышленных и генетических типов оруденения Горного Алтая. Спектр лантаноидов имеет специфические региональные особенности, характеризующиеся весьма низкими концентрациями группы скандиевых земель (Tb – Lu). Однозначный тренд увеличения суммы TR прямо коррелируется с увеличением концентраций Y. Общая эволюция и тренд изменения спектров РЗЭ от скарново-шеелитовых месторождений к кварцево-шеелитовым, грейзеновым и гидротермально-метасоматическим с последовательным увеличением доли иттриевых земель, совпадает с нарастанием кислотности растворов, формировавшим шеелитовое оруденение в указанном ряду генетических типов оруденения [8 – 10]. Проявление тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ в шеелитах М- и W – типов указывает на высокие содержания и активность в растворах летучих компонентов – Cl, F, H2O и образование во флюидах фтор- и хлор-комплексов [11, 12].

Заключение

Распределение редкоземельных элементов в шеелитах различных геолого-промышленных типов оруденения Горного Алтая обусловлено различными параметрами флюидного режима и кислотностью среды минералообразования. Тетрадные эффекты фракционирования РЗЭ М- и W-типов обусловлены флюидным режимом и насыщенностью летучими компонентами с образованием F- и Cl-комплексов, принимавших участие в переносе рудообразующих металлов и редкоземельных элементов.

Полученные данные могут быть использованы в качестве дополнительного признака для идентификации различных формационных типов оруденения по спектрам редкоземельных элементов в шеелитах.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И. ОСОБЕННОСТИ ПОВЕДЕНИЯ ЛАНТАНОИДОВ В ШЕЕЛИТАХ НЕКОТОРЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 3. – С. 64-69;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=33258 (дата обращения: 01.03.2024).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1,674