УДК 553.3553.2553.06
РУДОНОСНЫЙ КАРБОНАТИТ-СОДЕРЖАЩИЙ КОМПЛЕКС КЫЗЫЛДЖАОРЕН: ВРЕМЯ ФОРМИРОВАНИЯ И МИНЕРАЛЬНЫЙ СОСТАВ ПОРОД (СЕВЕРО-ЗАПАДНАЯ АНАТОЛИЯ, ТУРЦИЯ) © 2014 г. А. В. Никифоров*, H. Öztürk**, S. Altuncu***, В. А. Лебедев*
*Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., д. 35 **Istanbul University, Department of Geological Engineering
Avcilar Campus Istanbul, Turkey ***Nigde University Department of Geological Engineering Nigde, Turkey Поступила в редакцию 08.06.2012 г.
В статье представлены результаты изотопно-геохронологических и минералогических исследований пород флюорит-барит-редкоземельного месторождения Кызылджаорен (Западная Анатолия, Турция). Руды месторождения входят в состав субвулканического комплекса, локализованного в крупной разломной зоне. Комплекс объединяет (от ранних к поздним): 1) штоки фонолитов и трахитов; 2) дайкообразные тела карбонатитов и карбонатно-силикатных пород; 3) флюорит-барит-бастнезитовые руды, которые образуют мощные однородные по составу жилы, а также цемент разнообразных зон брекчий. K-Ar-датирование силикатных пород и карбонатитов показало, что они образовались в течение хаттского века олигоцена (25—24 млн лет назад). Минералогические наблюдения свидетельствуют о том, что руды являются самыми молодыми эндогенными образованиями месторождения. Гипергенные процессы глубоко преобразовали исходные рудоносные породы, в частности, привели к выщелачиванию первичных минералов, предположительно Ca-Mn-Fe-кар-бонатов и цементации оставшегося бастнезит-барит-флюоритового каркаса гидроксидами Fe и Mn. В большинстве изученных пород установлено развитие пирохлора, фтор-карбонатов LREE, Nb-со-держащего рутила, Fe-Mg-слюд и калиевого полевого шпата.
Рассмотрены генетические аспекты формирования месторождения. В целом рудоносный комплекс по набору пород и их минералого-геохимическим особенностям сопоставляется с месторождениями США (Gallinas Mountains), Западного Забайкалья (Аршанское, Халютинское), Монголии (Му-шугайское). На месторождении Кызылджаорен представлен один из вариантов развития постмагматической рудной минерализации, которая неразрывно связана с карбонатитовым магматизмом, ассоциирующим со щелочными и субщелочными породами среднего состава.
DOI: 10.7868/S0016777014010055
ВВЕДЕНИЕ
В настоящее время более половины мировых запасов редкоземельных элементов цериевой группы (LREE) связано с массивами карбонатитов. Однако среди широкого спектра карбонатит-содержащих комплексов промышленно значимые скопления LR.EE встречаются крайне редко.
Область распространения карбонатит-содер-жащих комплексов ограничивается преимущественно древними платформами. За их пределами они редки. Рассматриваемое в настоящей работе флюорит-барит-редкоземельное месторождение Кызылджаорен является одним из уникальных примеров рудоносных (LREE) карбонатит-содер-жащих комплексов, развитых вне пределов до-кембрийских кратонов.
Адрес для переписки: А.В. Никифоров. E-mail: nikav@igem.ru
Месторождение было открыто в 1959 году и изучалось целым рядом исследователей (Delaloye, Ôzgenç, 1983; Stumpf, Kirikoglu, 1986; Ôzgenç, 1993; Hatzl, Morteani, 1993; Gültekin et al., 2003). Руды месторождения представляют собой бастне-зит-барит-флюоритовые минеральные образования, развитые в виде жил и минерализованных брекчий и прослеженные на глубину до 200 м. По данным (Gültekin et al., 2003), запасы месторождения составляют (млн т): REE (Ce, La, Nd) — 4, ThO2 — 0.4, флюорита — 10 и барита — 40. В ассоциации с рудными телами встречаются фоноли-ты, трахиты и карбонатиты.
Несмотря на относительно детальную изученность месторождения, остается открытым вопрос о его происхождении. Это связано с тем, что в большинстве исследований основной акцент делался на определение структуры рудных тел и
Таблица 1. Географические координаты изученных проб пород месторождения Кызылджаорен (градусы, система координат WGS 84)
Наименование пород № пробы (широта/долгота)
Фонолит 382 (39.59004/31.34031); 384 (39.59395/31.32950)
Брекчия трахитов с барит-флюоритовым цементом 374 (39.60569/31.37034)
Флогопит-кальцит-альбитовая порода 360 (39.60747/31.36096)
Флогопит-кальцитовый карбонатит 362-б (39.59486/31.35635)
Флюорит-барит-бастнезитовые руды 361 (39.59673/31.35563) 362 (39.59488/31.35551)
364 (39.60007/31.37547) 366 (39.59973/31.37616)
367 (39.60091/31.37495) 370 (39.60051/31.37366)
375 (39.60634/31.36923) 378 (39.61223/31.37457)
379 (39.60382/31.35283) 380 (39.60293/31.35327).
условий их образования. Предположения о связи оруденения с проявлениями щелочного магматизма и карбонатитами остаются слабо обоснованными и опираются, прежде всего, на совместное нахождение разных по составу пород в пределах месторождения. Геологические подходы для решения этого вопроса не эффективны, так как рудные тела, фонолиты и карбонатиты пространственно разобщены. Другие подходы, в частности минералогические, опирающиеся на выделение индикаторных минералов в различных типах пород, не были реализованы — прежде всего, потому, что минералы перечисляются без характеристики их состава. Минеральный состав карбона-титов также оставался неизученным. Более или менее достаточная информация имеется по составу фонолитов (Santfakioglu et al., 2009), но без ее сопоставления с карбонатитами и рудами. Геохронологические подходы не прояснили картину формирования месторождения. Соответствующие исследования были проведены в 80-х годах прошлого столетия на основе K-Ar-датирования по несовершенной методике с использованием валовых проб (Delaloye, Ôzgenç, 1983). Был получен ряд оценок значений возраста (для карбона-титов — 29 ± 1 и для фонолитов — 23 ± 1 млн лет), которые практически исключали их совместное образование. В то же время, отмеченная в пределах месторождения ассоциация щелочных пород, карбонатитов и флюорит-барит-редкоземельных руд является типичной для подобных месторождений в других регионах мира, что и служит основанием для поиска доказательств ее генетического единства.
В статье рассмотрены вопросы возрастной и генетической однородности магматических пород и руд месторождения. В основу положены результаты K-Ar геохронологических исследований, которые проведены с учетом всех современных методических требований. Кроме того, представлены ре-
зультаты детального изучения минерального состава пород месторождения, которые позволили выявить минералогические свидетельства их генетической связи.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОМПЛЕКСА
Комплекс Кызылджаорен располагается в пределах зоны Tavsanli (врезка фиг. 1), которая является составной частью Анатолийского террей-на и представляет собой северную зону палеосуб-дукции молодой Анатолийской платформы (Okay et al., 1998; Sherlock et al., Moix et al., 2008).
Породы комплекса локализованы вблизи крупного структурного шва, который отделяет серпен-тинизированные ультрабазиты пермско-триасового островодужного комплекса от позднепалеозойско-триасового аккреционного комплекса (песчаники, граувакки, филлиты и базиты).
На фиг. 1 показана схема геологического строения комплекса, составленная с использованием опубликованных схем (Ozgenç, 1993; Gultekin et al., 2003; Santfakio glu et al., 2009) и наблюдений авторов. Географические координаты мест отбора изученных проб представлены в табл. 1.
В строении комплекса Кызылджаорен участвуют: штокообразные тела щелочных силикатных пород — фонолитов и трахитов; редкие дайкооб-разные тела карбонатитов и карбонатно-силикат-ных пород; жилы и штокверковые зоны бастне-зит-барит-флюоритовых руд. Минеральный состав основных типов пород комплекса показан на фиг. 2.
Щелочные силикатные породы развиты к югу от структурного шва (фиг. 1). Среди серпентинизи-рованных гипербазитов наблюдаются три хорошо выраженных в рельефе штокообразных тела диаметром около 500 м. Два из них нами опробованы и представляют в разной степени раскристаллизо-ванные фонолиты. Третий шток, по данным рабо-
42
40
38
36
34
'Ч ' Г Г т
378
369, 37
384
1 V V V V • V V V vr V V V V Vj V V V уу
S S S S S S S
362
362-
s s s s s s
: ssssssssssss
382
SSSSSSSSSSSS s\yv
sssssssss
,- ,- 1 км ••
SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSJ_S S S S S^S SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS'
A
s s s s s s s
V V V
SSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSSS S\fv\y s i
A
1400 ■ м
1200 ■
i S S S s s s s s s s s 1000 ->■ s s s s s s
p p о с г a
B
1400 м
1200
1000
1
n—V—7— V V V V V V _Ы_u_u.
Ill
II
s s $ s
h ff ft n
360
9
Фиг. 1. Схема геологического строения комплекса пород флюорит-барит-редкоземельного месторождения Кызылджаорен и его положение (врезка) на тектонической схеме Турции. Составлено с использованием (Özgeni, 1993; Gültekin etal., 2003; Santfakioglu etal., 2009).
1 — рудные жилы, брекчии с рудным цементом (олигоцен); 2 — карбонатиты (олигоцен); 3 — фонолиты, трахиты (оли-гоцен); 4 — область развития брекчированных пород; 5 — известняки (пермь); 6 — метааркозовые и метаграувакковые песчаники, филлиты, диабазы (триас); 7 — серпентиниты (триас); 8 — разломные зоны, в том числе предполагаемые; 9 — точки опробования и их номера.
На врезке звездочкой отмечено положение месторождения Кызылджаорен. Разнородной заливкой показаны геотектонические блоки (по Moix et al., 2008), в том числе: AnT — Анатолийский террейн, TvZ — зона Tavsanli. Черные поля — вулканогенные породы раннего и среднего миоцена (по данным геологических карт М 1 : 500000 General Directorate of Mineral Research and Exploration, Ankara, Turkey).
Минералы
Псевдоморфозы по нефелину Анальцим Минерал группы эвдиалита Клинопироксен (диопсид.. .эгирин)
K-Na полевой шпат Калиевый полевой шпат Альбит Кварц
Кальцит, карбонаты Fe, Мп, Са Флогопит Апатит Барит Флюорит Паризит Са-бастнезит Пирит Пирохлор* Nb-рутил Циркон
Фонолит
Вкрапленники
Основная масса
Первичные Наложенные минеральные минеральные ассоциации ассоциации
Вторичные минер
Цеолит (Са-томсон
Гаюин
Анальцим
**Гидроксиды Fe и
с Ba, Pb
**Рабдофан
**Сванбергит
**Флоренсит
**Халцед
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.