Nb-Ti минерализация в кальцит-доломитовых карбонатитах Матчайского щелочного плутона, Алайский хребет, Южный Тянь-Шань

Главная

Статья в Elpub

РУС ENG

Геосферные исследования. 2016; : 52-65

Nb-Ti минерализация в кальцит-доломитовых карбонатитах Матчайского щелочного плутона, Алайский хребет, Южный Тянь-Шань

Врублевский В. В., Бухарова О. В., Морова А. А.

https://doi.org/10.17223/25421379/1/5

Аннотация

Развитие раннемезозойского щелочного фельзитового магматизма в Турке-стано-Алайском сегменте Тянь-Шаня сопровождается формированием кальцит-доломитовых карбонатитов, которые проявлены в виде мелких штоков и жильных тел в приконтактовых зонах интрузивных массивов. В породах преобладают карбонаты в ассоциации с щелочными клинопироксенами, амфиболами, флогопитом, K-Na полевыми шпатами и апатитом, а также акцессорными цирконом, монацитом, баритом, магнетитом, сульфидами. Эволюция солевого карбонатитового расплава завершалась образованием рассеянной тонко вкрапленной Nb-Ti минерализации. В составе ее первичного парагенезиса выделяются кальциобетафит, уранпирохлор I, Nb-содержащие силикаты (тита-нит/ферсманит, баотит) и ильменит. Предположительно, воздействие постмагматических гидротерм может приводить к возникновению более стабильной ассоциации Pb-бетафита, уранпирохлора II, рутила / анатаза и ильмено-рутила.

Список литературы

1. Бискэ Ю.С., Конопелько Д.Л., Зельтманн Р. Геодинамика позднепалеозойского магматизма Тянь-Шаня и его обрамления // Геотектоника. 2013. № 4. С. 61-81.

2. Зайцев А.Н., Вилльямс Ч.Т., Уолл Ф., Золотарев А.А. Эволюция химического состава минералов группы пирохлора из фоскоритов и карбонатитов Хибинского щелочного массива // Записки Российского минералогического общества. 2011. № 3. С. 40-55.

3. Зозуля Д.Р., Савченко Е.Э., Куллеруд К., Равна Е.К., Лялина Л.М. Уникальная акцессорная Ti-Ba-P минерализация ультракалиевой дайки Квалойя, Северная Норвегия // Записки Российского минералогического общества. 2010. № 2. С. 101- 112.

4. Майоров И.П., Гаврилин Р.Д. Карбонатиты из верхнепалеозойской геосинклинали Туркестано-Алая // Советская геология. 1971. № 10. С. 111-116.

5. Ненахов В.М., Хрестенков П.А. К вопросу о генезисе щелочных комплексов Туркестано-Алая // Записки Российского минералогического общества. 1988. Вып. 5. С. 587-594.

6. Пожарицкая Л.К., Самойлов В.С. Петрология, минералогия и геохимия карбонатитов Восточной Сибири. М. : Наука, 1972. 267 с.

7. Типоморфизм минералов / под ред. Л.В. Чернышевой. М. : Недра, 1989. 560 с.

8. Шинкарев Н.Ф. Происхождение магматических формаций. Л. : Недра, 1978. 303 с.

9. Atencio D., Andrade M.B., Christy A.G., Giere R., Kartashov P.M. The pyrochlore supergroup of minerals: nomenclature // The Canadian Mineralogist. 2010. V. 48. P. 673698.

10. Bell K., Kjarsgaard B.A., Simonetti A. Carbonatites - into the twenty-first century // Journal of Petrology. 1998. V. 39. P. 1839-1845.

11. Chakhmouradian A.R., Reguir E.P., Kressall R.D., Crozier J., Pisiak L.K., Sidhu R., Yang P. Carbonatite-hosted niobium deposit at Aley, northern British Columbia (Canada): Mineralogy, geochemistry and petrogenesis // Ore Geology Reviews. 2015. V. 64. P. 642666.

12. Deditius A.P., Smith (Skomurski) F.N., Utsunomiya S., EwingR.C. Role of vein-phases in nanoscale sequestration of U, Nb, Ti, and Pb during the alteration of pyrochlore // Geochimica et Cosmochimica Acta. 2015. V. 150. P. 226-252.

13. Hogarth D.D. Classification and nomenclature of the pyrochlore group // American Mineralogist. 1977. V. 62. P. 403-410.

14. Ju W., Hou G. Late Permian to Triassic intraplate orogeny of the southern Tianshan and adjacent regions, NW China // Geoscience Frontiers. 2014. V. 5. P. 83-93.

15. Kapustin Yu.L. Mineralogy of Carbonatites. New Dehli: Amerind Publishing Со., 1980. 259 p.

16. Lumpkin G.R., Ewing R.C. Geochemical alteration of pyrochlore group minerals: betafite subgroup // American Mineralogist. 1996. V. 81. P. 1237-1248.

17. Nasraoui M., Bilal E. Pyrochlores from the Lueshe carbonatite complex (Democratic Republic of Congo): a geochemical record of different alteration stages // Journal of Asian Earth Sciences. 2000. V. 18. P. 237-251.

18. Solomovich L.I. Postcollisional magmatism in the South Tien Shan Variscan Orogenic Belt, Kyrgyzstan: Evidence for high-temperature and high-pressure collision // Journal of Asian Earth Sciences. 2007. V. 30. P. 142-153.

19. Viladkar S.G. Carbonatite occurrences in Rajasthan, India // Петрология. 1998. Т. 6, № 3. С. 295-306.

20. Vrublevskii V.V., Gertner I.F. Origin of carbonatite-bearing complexes from folded systems: isotopic evidence for the mantle-crust interaction // Problems of sources of deep magmatism and plumes (Ed. by N.V. Vladykin). Irkutsk : Publishing House of the Institute of Geography SB RAS, 2005. Р. 38-58.

Geosphere Research. 2016; : 52-65

The Nb-Ti mineralization of calcite-dolomite carbonatites of the Matcha alkaline pluton, Alay range, southern Tien Shan

Vrublevskii V. V., Bukharova O. V., Morova A. A.

https://doi.org/10.17223/25421379/1/5

Abstract

Development of Early Mesozoic (~ 200-220 Ma) alkaline felsitic magmatism in Turke-stan-Altay segment of Tien-Shan is accompanied by formation of calcite-dolomite carbon-atites. They are usually found in contact zones of intrusive massifs of alkaline and nepheline syenites as fine (n x 10 m, rarely up to 100-400 m) stocks and vein bodies. Especially numerous accumulations of them are concentrated in contact of the Matcha alkaline pluton (~ 30 km²), which is located in Eastern part of Alay Ridge. Dolomite-calcite varieties (with contents of CaO ~ 35-54, MgO ~ 4-17, FeOT ~ 1-3, SiO2 up to 1-5 wt. %) prevail among carbon-atites. Besides prevailing carbonates (~ 80-85 %), the rocks also content magnesium arfved-sonite, richterite, aegirine-augite, phlogopite, albite, microcline and apatite, as well as accessory zircons, monazite, pyrochlore, titanite, barite, magnetite, sulfides (pyrrhotite, pyrite, etc.). In stock-type carbonatite body in Delbek stream (NE exo-contact of the Matcha massif), Nb-Ti mineralization is noticed, which forms fine (~ 0,01-1 mm) scattered impregnation in silica-carbonate matrix. This mineralization contents pyrochlore group niobates, Nb-bearing silicates (fersmanite, baotite), ilmenite and ilmenorutile, whose chemical characteristics were studied using electron probe microanalysis (a Tescan Vega II scanning electron microscope with an INCA Energy 350 system). Common feature for pyrochlore group minerals (calciobetafite, uranpyrochlore, plumbob-etafite) is high concentrations of UO2 up to ~ 26-29 wt. %, absence or insignificant concentrations of Ta2O5 (0,8-3,4 wt. %), and varying concentrations of niobium (Nb₂O5 ~ 28-51 wt. %). Uranpyrochlore demonstrates zoning, which indicates accumulating of uranium and titanium at a later stage of its crystallization. Simultaneously, Na2O (from ~ 6,0 to 2,8 wt. %) and F (from 1,5-2,3 to 0,4-0,7 wt. %) are carried out and number of vacancies in A- position increases (up to 0,579 apfu) in crystal chemical structure of the mineral. Paragenic calciobeta-fite (СаО 6-13 wt. %) contents more TiO2 (12-15,5 wt. %) and corresponds to the condition 2TiB > (Nb + Ta)B, Ua > 20 %. It is replaced by plumbobetafite (PbO 5,5-17,2, SrO 4,4-5,6 wt. %). Nb-bearing oxides (ilmenite, ilmenorutile) and silicates (fersmanite, baotite) presented in the association concentrate №>205 up to ~ 1,5-6,6 wt. %. Ilmenite (TiO2/FeO* 1,2; MnO 1,64 wt. %) does not show any signs of decay of a solid solution and is replaced by ilmenorutile. Concentrations of main components СаО ~ 26-27, ТЮ2 ~ 37,5, SiO2 ~ 29-30 wt. % make fersmanite look similar to an ordinary titanite. However, if comparing it to other car-bonatites, measured baotite (ВаО up to 38-39 wt. %) stands out by enrichment in titanium and poor niobium content Ba3.9Ti7.2Nb0.7Si4.1O28Cl0.9. Such microstructural and chemical signs suggest late magmatic origin for Nb-Ti mineralization. Hydrothermal changes of niobates following the mineralization could promote increase in F, Ca, U, Pb, Ti, Nb mobility and recrystallization of betafite accompanied by formation of a more stable association of uranpyrochlore II + rutile/anatase or extraction of plumbobetafite. Another possible source for titanium is considered to be a post magmatic transformation of Nb-titanite during formation of ilmenorutile and rutile.

References

1. Biske Yu.S., Konopel'ko D.L., Zel'tmann R. Geodinamika pozdnepaleozoiskogo magmatizma Tyan'-Shanya i ego obramleniya // Geotektonika. 2013. № 4. S. 61-81.

2. Zaitsev A.N., Vill'yams Ch.T., Uoll F., Zolotarev A.A. Evolyutsiya khimicheskogo sostava mineralov gruppy pirokhlora iz foskoritov i karbonatitov Khibinskogo shchelochnogo massiva // Zapiski Rossiiskogo mineralogicheskogo obshchestva. 2011. № 3. S. 40-55.

3. Zozulya D.R., Savchenko E.E., Kullerud K., Ravna E.K., Lyalina L.M. Unikal'naya aktsessornaya Ti-Ba-P mineralizatsiya ul'trakalievoi daiki Kvaloiya, Severnaya Norvegiya // Zapiski Rossiiskogo mineralogicheskogo obshchestva. 2010. № 2. S. 101- 112.

4. Maiorov I.P., Gavrilin R.D. Karbonatity iz verkhnepaleozoiskoi geosinklinali Turkestano-Alaya // Sovetskaya geologiya. 1971. № 10. S. 111-116.

5. Nenakhov V.M., Khrestenkov P.A. K voprosu o genezise shchelochnykh kompleksov Turkestano-Alaya // Zapiski Rossiiskogo mineralogicheskogo obshchestva. 1988. Vyp. 5. S. 587-594.

6. Pozharitskaya L.K., Samoilov V.S. Petrologiya, mineralogiya i geokhimiya karbonatitov Vostochnoi Sibiri. M. : Nauka, 1972. 267 s.

7. Tipomorfizm mineralov / pod red. L.V. Chernyshevoi. M. : Nedra, 1989. 560 s.

8. Shinkarev N.F. Proiskhozhdenie magmaticheskikh formatsii. L. : Nedra, 1978. 303 s.

9. Atencio D., Andrade M.B., Christy A.G., Giere R., Kartashov P.M. The pyrochlore supergroup of minerals: nomenclature // The Canadian Mineralogist. 2010. V. 48. P. 673698.

10. Bell K., Kjarsgaard B.A., Simonetti A. Carbonatites - into the twenty-first century // Journal of Petrology. 1998. V. 39. P. 1839-1845.

13. Hogarth D.D. Classification and nomenclature of the pyrochlore group // American Mineralogist. 1977. V. 62. P. 403-410.

14. Ju W., Hou G. Late Permian to Triassic intraplate orogeny of the southern Tianshan and adjacent regions, NW China // Geoscience Frontiers. 2014. V. 5. P. 83-93.

15. Kapustin Yu.L. Mineralogy of Carbonatites. New Dehli: Amerind Publishing So., 1980. 259 p.

16. Lumpkin G.R., Ewing R.C. Geochemical alteration of pyrochlore group minerals: betafite subgroup // American Mineralogist. 1996. V. 81. P. 1237-1248.

19. Viladkar S.G. Carbonatite occurrences in Rajasthan, India // Petrologiya. 1998. T. 6, № 3. S. 295-306.

Nb-Ti минерализация в кальцит-доломитовых карбонатитах Матчайского щелочного плутона, Алайский хребет, Южный Тянь-Шань

Аннотация

The Nb-Ti mineralization of calcite-dolomite carbonatites of the Matcha alkaline pluton, Alay range, southern Tien Shan

Abstract

События

EasyCookieInfo