Семинар "Геохимия
щелочных пород"
школы
"Щелочной магматизм Земли"-2008
Особенности состава
пирохлора из жильных карбонатитов Хлебодаровки, Украина
Сорохтина Н.В.*, Кривдик С.Г.**
*ГЕОХИ РАН, Москва, **ИГМР
НАНУ, Киев
Пирохлор - типичный акцессорный
редкометальный минерал карбонатитов различного состава -
севитов, бефорситов и др. Ранние,
кальцитовые карбонатиты обычно имеют повышенное содержание Nb и Ta, основными концентраторами, которых являются минералы группы пирохлора.
Наиболее подробно минералы группы пирохлора описаны в карбонатитах Кольской
щелочной провинции (КЩП) (Chakhmouradian, Williams, 2004), а так же в карбонатитах Украинской щелочной провинции (УЩП)
(Кривдик, Ткачук, 1990; Нечелюстов, Пожарицкая, 1986).
Минералы группы пирохлора изучались из
кальцитовых карбонатитов Хлебодаровки, расположенной в УШП. Карбонатиты
образуют жилы мощностью до 50 см и совместно с дайками камптонитов секут
вмещающие чарнокиты. Мощность около жильного изменения (ощелачивания) вмещающих
пород достигает 2 м. Главными минералами карбонатитов являются кальцит, эгирин,
апатит, акцессорными - пирохлор, монацит-(Се), ферроколумбит.
Пирохлоры
образуют кристаллы октаэдрического габитуса, коричневого цвета, имеют зональное
строение (рис. 1.2). Распределение элементов, в том числе радиоактивных в
пределах кристалла зональное (рис. 1). Краевые зоны в большинстве случаев
обогащены Na и обеднены U и Th (Таблица). Центральные
участки ритмично-зональных кристаллов обогащены ThO2 - до 9.86 мас.%. В
блочно-зональных кристаллах, краевые части часто замещены ферроколумбитом (Nb2O5 - 78.88, Ta2O5 - 0.31,
TiO2 - 1.52, FeO - 18.06 масс.%) (рис. 2b).
В
ранних карбонатитах радиоактивные элементы в качестве примесных компонентов
входят в состав редкометальных фаз - цирконолита, уранпирохлора, кальциртита и
др. Для минералов группы пирохлора из карбонатитов КЩП и УЩП характерно
преобладание U над Th (рис. 3а).
Рисунок 1 Ритмично-зональный пирохлор. Растровое
изображение во вторичных электронах и характеристическом излучении элементов.
Номера соответствуют анализам в таблице.
Рисунок 2 Блочно-занальный пирохлор - a; псевдоморфоз
ферроколумбита по пирохлору - b. Отраженный свет, поле
зрения 0.25х - 0.33 мм. Номера соответствуют анализам в таблице.
По соотношению Ti и Nb+Ta
состав пирохлоров из Хлебодаровки и Черниговского массива близок и
располагается в общем поле с высоким содержанием редких металлов, по содержанию
U и Th - различается, пирохлор из Хлебодаровки обеднен U и
обогащен Th (рис. 3).
Работа выполнена при поддержке
грантов: РФФИ 08-05-00054-а; НШ-863.2008.5.
Таблица Химический
состав пирохлора из карбонатитов Хлебодаровки,
Украина, мас.%
|
╧ |
1 C |
2 I |
3 I |
4 I |
5 R |
6 C |
7 I |
8 I |
9 R |
10 R |
11 С |
12 I |
13 I |
14 I |
15 R |
|
Na2O |
0.05 |
0.07 |
0.36 |
0.03 |
6.75 |
|
0.44 |
0.03 |
0.01 |
5.15 |
0.93 |
0.25 |
0.04 |
0.26 |
5.05 |
|
CaO |
13.31 |
11.88 |
13.52 |
12.31 |
14.04 |
14.36 |
11.37 |
9.02 |
8.92 |
15.94 |
17.26 |
11.68 |
10.3 |
13.69 |
12.65 |
|
SrO |
0.14 |
0.04 |
0.55 |
0.15 |
0.97 |
0.19 |
0.16 |
0.12 |
0.09 |
0.91 |
0.75 |
0.3 |
0.24 |
0.34 |
0.81 |
|
BaO |
0.21 |
|
0.24 |
|
0.13 |
0.06 |
0.08 |
0.12 |
0.15 |
0.08 |
|
0.11 |
0.12 |
0.18 |
0.11 |
|
MgO |
0.02 |
0.01 |
0.02 |
|
|
0.02 |
|
0.01 |
|
|
|
0.02 |
|
0.03 |
|
|
Y2O3 |
0.49 |
0.4 |
0.14 |
0.63 |
0.14 |
0.1 |
0.92 |
0.55 |
2.04 |
0.17 |
0.11 |
0.21 |
0.32 |
0.11 |
0.16 |
|
La2O3 |
0.77 |
0.16 |
0.64 |
1.15 |
0.79 |
0.12 |
0.89 |
1.31 |
0.26 |
0.34 |
1.01 |
1.31 |
1.16 |
0.9 |
1.14 |
|
Ce2O3 |
2.75 |
1.99 |
1.96 |
5.02 |
2.71 |
0.59 |
2.89 |
5.05 |
1.6 |
2.03 |
2.78 |
4.49 |
5.88 |
2.88 |
3.86 |
|
UO2 |
3.17 |
0.18 |
1.43 |
0.76 |
|
1.96 |
|
0.02 |
0.36 |
0.07 |
0.03 |
|
0.03 |
|
|
|
ThO2 |
0.31 |
9.86 |
0.09 |
0.18 |
0.08 |
0.92 |
1.34 |
8.61 |
0.31 |
0.94 |
2.18 |
2.22 |
2.33 |
2.57 |
1.99 |
|
PbO |
0.19 |
0.55 |
0.25 |
0.41 |
0.15 |
|
0.06 |
|
|
|
0.13 |
0.11 |
|
0.39 |
0.36 |
|
Fe2O3 |
4.55 |
4.79 |
3.40 |
4.18 |
0.01 |
3.96 |
3.39 |
4.60 |
4.99 |
0.16 |
1.19 |
2.53 |
2.71 |
2.36 |
0.39 |
|
TiO2 |
4.41 |
5.5 |
5.09 |
5 |
4.83 |
2.3 |
2.15 |
5.19 |
5.27 |
4.55 |
4.42 |
4.43 |
4.46 |
4.6 |
5.22 |
|
ZrO2 |
0.04 |
0.07 |
0.28 |
0.42 |
0.22 |
|
|
0.04 |
0.01 |
|
0.09 |
0.08 |
0.12 |
0.08 |
0.09 |
|
Nb2O5 |
60.44 |
55.1 |
62.41 |
60.71 |
65.52 |
63.83 |
64.36 |
50.77 |
62.67 |
66.61 |
63.67 |
61.84 |
60.13 |
64.32 |
63.12 |
|
Ta2O5 |
0.81 |
|
0.39 |
0.03 |
0.07 |
0.58 |
0.36 |
0.24 |
|
|
0.89 |
0.68 |
0.42 |
0.74 |
0.18 |
|
Al2O3 |
0.14 |
0.16 |
0.04 |
0.08 |
|
0.11 |
0.05 |
0.14 |
0.05 |
|
0.03 |
0.03 |
0.07 |
0.06 |
|
|
SiO2 |
2.94 |
2.98 |
1.48 |
2.16 |
0.07 |
2 |
2.06 |
2.97 |
0.61 |
0.05 |
|
1.95 |
2.02 |
1.33 |
0.04 |
|
F |
|
0.21 |
0.83 |
0.31 |
6.35 |
0.41 |
0.82 |
0.51 |
0.17 |
4.52 |
2.02 |
0.47 |
0.44 |
0.64 |
4.13 |
|
Z |
94.75 |
93.95 |
93.13 |
93.54 |
102.83 |
91.52 |
91.34 |
89.30 |
87.52 |
101.52 |
97.49 |
92.72 |
90.79 |
95.49 |
99.31 |
|
O=F |
|
0.09 |
0.35 |
0.13 |
2.67 |
0.17 |
0.35 |
0.21 |
0.07 |
1.90 |
0.85 |
0.20 |
0.19 |
0.27 |
1.74 |
|
total |
94.75 |
93.86 |
92.78 |
93.41 |
100.16 |
91.34 |
90.99 |
89.09 |
87.45 |
99.61 |
96.64 |
92.53 |
90.61 |
95.22 |
97.57 |
Формульные коэффициенты
рассчитаны на Σ B=2.00
|
Na |
0.01 |
0.01 |
0.04 |
|
0.78 |
|
0.06 |
|
|
0.60 |
0.11 |
0.03 |
0.01 |
0.03 |
0.60 |
|
Ca |
0.92 |
0.87 |
0.90 |
0.84 |
0.90 |
1.00 |
0.79 |
0.71 |
0.59 |
1.02 |
1.14 |
0.79 |
0.72 |
0.89 |
0.83 |
|
Sr |
0.01 |
|
0.02 |
0.01 |
0.03 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
0.03 |
0.03 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.03 |
|
Ba |
0.01 |
|
0.01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Y |
0.02 |
0.01 |
|
0.02 |
|
|
0.03 |
0.02 |
0.07 |
0.01 |
|
0.01 |
0.01 |
|
0.01 |
|
La |
0.02 |
|
0.01 |
0.03 |
0.02 |
|
0.02 |
0.04 |
0.01 |
0.01 |
0.02 |
0.03 |
0.03 |
0.02 |
0.03 |
|
Ce |
0.06 |
0.05 |
0.04 |
0.12 |
0.06 |
0.01 |
0.07 |
0.14 |
0.04 |
0.04 |
0.06 |
0.10 |
0.14 |
0.06 |
0.09 |
|
U |
0.05 |
|
0.02 |
0.01 |
0.00 |
0.03 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Th |
|
0.15 |
|
|
|
0.01 |
0.02 |
0.14 |
|
0.01 |
0.03 |
0.03 |
0.03 |
0.04 |
0.03 |
|
Pb |
|
0.01 |
|
0.01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0.01 |
0.01 |
|
Fe |
0.22 |
0.25 |
0.16 |
0.20 |
|
0.19 |
0.17 |
0.26 |
0.23 |
0.01 |
0.06 |
0.12 |
0.13 |
0.11 |
0.02 |
|
Ti |
0.21 |
0.28 |
0.24 |
0.24 |
0.22 |
0.11 |
0.10 |
0.29 |
0.24 |
0.20 |
0.20 |
0.21 |
0.22 |
0.21 |
0.24 |
|
Zr |
|
|
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Nb |
1.76 |
1.70 |
1.75 |
1.74 |
1.77 |
1.87 |
1.89 |
1.69 |
1.75 |
1.80 |
1.78 |
1.77 |
1.77 |
1.77 |
1.75 |
|
Ta |
0.01 |
|
0.01 |
|
|
0.01 |
0.01 |
|
|
|
0.01 |
0.01 |
0.01 |
0.01 |
|
|
Al |
0.01 |
0.01 |
|
0.01 |
|
0.01 |
0.00 |
0.01 |
|
|
|
|
0.01 |
|
|
|
O |
6.78 |
6.90 |
6.30 |
6.54 |
5.75 |
6.56 |
6.42 |
6.91 |
6.06 |
5.95 |
6.20 |
6.38 |
6.37 |
6.29 |
5.91 |
|
F |
|
0.05 |
0.16 |
0.06 |
1.20 |
0.08 |
0.17 |
0.12 |
0.03 |
0.85 |
0.39 |
0.09 |
0.09 |
0.12 |
0.80 |
|
Si |
0.19 |
0.20 |
0.09 |
0.14 |
|
0.13 |
0.13 |
0.22 |
0.04 |
|
|
0.12 |
0.13 |
0.08 |
|
Примечание - ╧╧ 1-5
√ ритмично-зональный
кристалл; 6-10 и 11-15√ два блочно-зональных кристалла (номера
анализов показаны на рис. 1); C - центральная, I - промежуточная, R √ краевая
зоны кристаллов; в анализах ╧╧ 1, 3, 4, 6, 9, 12, 14, 15 -
0.01 мас. % K2O.
Рисунок 3 Вариации состава пирохлора из карбонатитов
по нашим и литературным данным: а - U-Th; b - Ti-Nb+Ta.
Список литературы
Кривдик С.Г., Ткачук В.И. Петрология щелочных пород Украинского щита / Киев: Наук. думка, 1990. 408 с.
Нечелюстов Г.Н., Пожарицкая Л.К. Эволюция состава пирохлора в одном из карбонатитовых комплексов Восточно-Европейской платформы // Минерал. журн. 1986. Т. 8. N5. С. 38-48.
Chakhmouradian A.R.,
Williams C.T. Mineralogy of high-fild-strength elements (Ti, Nb, Zr, Ta, Hf) in
phoscoritic and carbonatitic ricks of the Kola Peninsula, Russia / Phoscorites
and carbonatites from mantle to mine: the key example of the Kola Alkaline Province.
London, 2004. P.
293-340.