Целью данного исследования являлось изучение минералогии и геохимии редкометальных гранитов танаталового месторождения Ичунь, расположенного в провинции Цзянси юго-восточного Китая.
Ичуньское (Яшаньское) танталовое месторождение связано с интрузией биотитовых гранитов юрского возраста. Возраст биотитовых гранитов оценивается в 159 млн лет, мусковитовых гранитов основного объёма массива – в 131 млн лет [Lu et al., 1975]. Танталовое месторождение находится в юго-восточной части массива, площадь его выхода на поверхность составляет порядка 9,5 км2 [Wang et al., 2004].
Ичуньское месторождение уникально по своей геохимической специализации – F, P, Li, Cs, Ta и минеральному составу слагающих его парагенезисов. Альбитизированные граниты этого массива содержат в числе породообразующих минералов – Cs-лепидолиты и P-содержащие КПШ, среди акцессорных минералов фосфаты – апатит и амблигонит-монтебразит, поллуцит, флюорит, циркон, Cs-берилл, в числе рудных минералов – колумбит-танталит, воджинит, Ta-микролит, Ta-касситерит, сфалерит.
Ичуньский массив вскрыт многочисленными разведывательными и эксплуатационными скважинами до глубины 250 м. Ичуньский массив представляет собой разрез дифференциатов пород, где снизу вверх последовательно сменяются: средне-крупнозернистые протолитионитовые граниты ⇒ среднезернистые микроклин-альбитовые протолитионит-мусковитовые граниты ⇒ мелкозернистые альбитизированные мусковит-лепидолитовые граниты ⇒ мелкозернистые альбит-лепидолитовые граниты ⇒ альбитизированные и грейзенизированные топаз-лепидолитовые граниты и грейзены.
Наши исследования гранитов Ичуньского массива методом РСФА (Innovox DeLta(США)) показали, что в ряду гранитов от ранних крупнозернистых протолитионитовых гранитов к мелкозернистым альбитизированным мусковитовым гранитам и далее к лепидолит-альбитовым падает содержание Sr от 39 до 3 ppm при незначительном росте Rb от 707 до 1051 ppm, Zn от 48 до 87 ppm, Sn от 59 до 167ppm. В существенно альбитизированных и грейзенизированных топаз-лепидолитовых гранитах апикали массива наблюдается резкий скачок в содержании Rb (до 3436 ppm), Li (до 5587 ppm), Cs (до 1625 ppm), Be (до 192 ppm), Ta (до 150 ppm) и W (от 32 до 77 ppm) и падение Zn (до 21 ppm) и Sn (до 92 ppm). При этом в разрезе изучаемых пород стабильно падает содержания Fe (от 5170 до 249 ppm). Zr/Hf-отношение уменьшается от 22 до 5, отражая падение относительной щёлочности.
ICP-MS анализ пяти образцов гранитов на редкие и редкоземельные элементы показал падение содержания всей группы РЗЭ от ранних протолитионитовых гранитов к поздним альбитизированным топаз-лепидолитовым (от 67,95 до 0,51 ppm сумма РЗЭ). В этом же ряду пород уменьшается La/Yb отношение и растёт Eu-аномалия.
Изучение слюд из разреза пород гранитов массива методом электронного микроанализа на приборе Cameca SX-100 (ГЕОХИ, Москва) и JEOL JSM-651a (ИГГД, Санкт-Петербург) показало, что на классификационных диаграммах [Лапидес и др., 1977] слюды из глубоких горизонтов соответствуют протолитионитам и железистым фенгит-мусковитам. Для протолитионита характерно высокое содержание, с одной стороны, титана (до 2,2 масс.% TiO2) и магния (до 2,4 масс.% MgO), с другой - фтора до 5, 2 масс.% F, рубидия (до 0,8 масс.% Rb2O) и цезия (до 1 масс.% Cs2O). Железистые фенгит-мусковиты (до 3,6 масс.% FeO) отличаются повышенным содержанием фтора (до 2,75 масс.%). Далее в разрезе пород массива наблюдается постоянное присутствие мусковита, кроме самых верхних горизонтов, где вся слюда представлена лепидолитом. В мусковитах от ранних дифференциатов гранитов к поздним падает содержание (в масс.%) титана (от 0,58 до 0,17 TiO2), магния (от 1,28 до 0,03 MgO) и растёт содержание марганца (от 0,21 до 1,15 MnO), лития (от 0,3 до 1,4 Li2O), рубидия (от 0,36 до 0,83 Rb2O).
Методом электронно-микрозондового анализа в наиболее поздних танталоносных альбитизированных топаз-лепидолитовых гранитах нами обнаружены уникальные Cs-лепидолиты – Cs-аналог полилитионита, впервые описанный в работе Р. Ванга [Wang et al., 2004]. Они образуют включения (до 10 мкм) в кварце и полевом шпате. Содержание цезия в них достигает 26,2 масс.% Cs2O, причём цезий почти полностью замещает в структуре калий. Для них характерно резко пониженное содержание алюминия – порядка 18 масс.% Al2O3 и фтора – до 5,3 масс.%.
Специализация гранитов на фосфор подтверждается присутствием различных фосфатов: F-апатита (до 5,45 масс.% F), монацита и ксенотима в протолитионитовых гранитах. Состав монацитов близок к составу монацитов из протолитионитовых гранитов Орловского массива Li-F гранитов в Забайкалье и по содержанию Ca, Th, U соответствует минералу с повышенным хуттонитовом миналом, что свидетельствует замещении U и Th ⇒ РЗЭ [Forster, 1988а]. Ксенотимы Ичуньского массива также схожи с ксенотимами из гранитов глубоких горизонтов Орловского массива. На классификационной диаграмме Форстера, выделяющей разные типы гранитов по составу РЗЭ в ксентоимах [Forster, 1998б], изученные ксенотимы попадают в поле гранитов А-типа. По литературным данным известно, что в КПШ и альбитах массива установлены высокие содержания фосфора – в КПШ до 0,79 масс.% P2O5, в альбите – до 0,93 масс.% [Huang et al., 2002].
В топаз-лепидолитовых гранитах верхних горизонтов нами идентифицированы топаз, микролит, циркон и Bi-минерал. Судя по литературным данным, микролитовая группа минералов сильно варьирует по составу. В позиции B тантал преобладает над ниобием – в изученном нами образце содержится 79,8 масс.% Ta2O5 и 2,3 масс.% Nb2O5, при содержании TiO2 ниже предела обнаружения микрозонда. В позиции А присутствуют Na (3,9 масс.% Na2O), Ca (7,77 масс.% CaO), U (2,4 масс.% UO2). Содержание фтора – 3,32 масс.% F. Содержание гафния в цирконе достигает 6,9 масс.% HfO2, что сходно с цирконами из редкометальных гранитов массива Бавуар, Центральный массив, Франция [Wang et al., 1992]. Содержание урана в цирконе – 5,8 масс.% UO2, при теоретически возможном содержании UO2 в структуре циркона - 10,7 мас.% [Cuney, Brouand, 1987].
Особенности основных рудных минералов - группы колумбита-танталита изучались нами ранее и сравнивались с колумбитами-танталитами Орловского массива Li-F гранитов (Вэнь, Баданина, 2009). Основное отличие минералов этих двух объектов состоит в том, что на Орловском массиве присутствуют Fe-Mn колумбиты-танталиты в гранитах глубоких горизонтов и Mn-колумбиты-танталиты в амазонитовых рудоносных гранитах. В Ичуньском массиве эта группа минералов представлена исключительно Mn-разностью колумбитов-танталитов и по высокому содержанию танталитового минала поздние разновидности соответствуют Mn-танталиту.
Температура образования протолитионитовых гранитов Ичуньского массива по изотермам насыщения расплава цирконом [по Watson, Harrison, 1983] соответствует 700ºС, а топаз-лепидолитовых гранитов – 645ºС, что соответствует их кристаллизации из расплава. Однако состав акцессорных минералов, содержащих редкие элементы, указывает на сходство этого типа гранитов с гранитами массива Бавуара во Франции и Орловского массива в Восточном Забайкалье, для которых характерна сложная история формирования с процессами перехода от магматического к постмагматическому и гидротермальному этапам.
Литература:
Вэнь Ц., Баданина Е.В. Сравнительный анализ колумбитов-танталитов из месторождений гранитов восточного Забайкалья и юго-восточного Китая// Материалы молодежной научной конференций, посвященной памяти К.О.Кратца. г.Санкт-Петербург. 18-25 октября 2010 г. – 2009. –Т.1.– C. 169–172.
Лапилес И.Л. 1977. Слюды редкометальных гранитоидов. Изд. Наука о Сибирское отдение.
Cuney, M. Brouand, M. Mineralogie et geochimie de U et Th dans le granite de Beauvoir et les micaschistes encaissants. // Geol. France. – 1987. – Vol. 2. – P. 247–257.
Foerster H.-J. The chemical composition of REE-Y-Th-U rich accessory minerals from peraluminous granites of the Erzgebierge-Fichtelgebirge region, Germany. Part I: The monazite (Ce) – barbantite solid solution series. // American Mineralogist. – 1998. – Vol. 83. – P. 259–272.
Foerster H.-J. The chemical composition of REE-Y-Th-U rich accessory minerals from peraluminous granites of the Erzgebierge-Fichtelgebirge region, Germany. Part II: The xenotime. // American Mineralogist. – 1998. – Vol. 83. – P. 1302–1315.
Huang Xiao-e, Xu Zhi-hua. Metasomatism of Jiangxi Yashan granite body and metallogenic relationship between it and rare metals // Jiangxi nonferrous metals. – 2005. –Vol. .19. – P. 1–4.
Lu, H.Z., Shi,J.X. Yu, C.M. Temperratures of petrogenesis and metallogenesis for a certain tantalum-niobium-bearing granite. // Geochimica. – 1975. – Vol. 3. – P. 210–221.
Schwartz, M.O. Geochemical criteria for distinguishing magmatic and metasomatic albite-enrichment in granitoids – examples from the Ta-Li granite Yichun (China) and the Sn-W deposit Tikus (Indonesia). // Minerial. Deposita. – 1992. – Vol. 27. – P. 101–108.
Wang Ru-cheng, Fontan, F. Monchoux, P. Mineraux dissemines comme indicateurs du caractere pegmatitique du granite de Btfuvior, Mfssif d’Echassieres, Allier, France. // Can. Mineral. – 1992. – Vol. 30. – P. 763–770.
Wang Ru-cheng, Hu Huan, Zhang Ai-cheng. Pollucite and the cesium-dominant analogue of polylithionite as expressions of extreme cs enrichment in the Yichun topaz-lepidolite granite, southern China // The Canadian mineralogist. – 2004. – Vol. 42. – P. 883–896.
Watson E.B., Harrison T.M. Kinetics of zircon dissolution and zirconium diffusion in granitic melts of variable water content // Contrib. Mineral. Petrol. – 1983. – Vol. 84. – P. 67–72.
| Файл с полным текстом: | Вэнь.doc |