ГЕОХИМИЯ, 2014, № 8, с. 715-731
РЗЭ И ФЛЮИДНЫЕ ВКЛЮЧЕНИЯ В ЗОНАЛЬНЫХ ФЛЮОРИТАХ ВОСТОЧНОГО ЗАБАЙКАЛЬЯ:
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ГЕОХИМИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ © 2014 г. С. Ф. Винокуров, В. Н. Голубев, Т. Л. Крылова, В. Ю. Прокофьев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 109017, Москва, Ж-17, Старомонетный пер., 35 e-mail: golub@igem.ru Поступила в редакцию 16.11.2012 г.
Принята к печати 15.01.2013 г.
С использованием специальной методологии изучено распределение РЗЭ и ряда других элементов в зональных флюоритах различных месторождений Восточного Забайкалья. Для флюоритов из урановых и полиметаллических рудных полей выявлены существенные отличия в типе распределения РЗЭ и характере флюидных включений, отражающие геохимическую специфику и указывающие на вероятные источники сформировавших их растворов. В последовательных зонах роста флюоритов установлена постепенная смена распределения лантаноидов, отчетливо совпадающая с постепенным снижением температуры и минерализации флюидных включений. Предполагается, что смена типа распределения лантаноидов связана с кристаллохимической дифференциацией, которая обусловлена образованием наноразмерных минеральных примесей фосфатов и/или фторкарбонатов РЗЭ, обладавших селективной концентрацией разных групп лантаноидов. При этом выявлена противоположная направленность изменения типа распределения лантаноидов в зональных флюоритах Стрельцовского и Гарсонуйского месторождений. Так, в первом при общем снижении суммарной концентрации лантаноидов наблюдается смена положительного параболического типа на суб-хондритовый, а во втором — отрицательного через субхондритовый до положительного.
Ключевые слова: зональные флюориты, флюидные включения, дифференциация лантаноидов, источники вещества.
Б01: 10.7868/80016752514060090
Зональные разноцветные флюориты, слагающие полосчатые друзы и прожилки, являются удобными природными объектами для исследования распределения РЗЭ с целью выявления геохимических особенностей формирования различных месторождений. Это обусловлено, с одной стороны, широким развитием подобных флюоритов в различных типах рудных месторождений (урана, полиметаллов, олова, вольфрама и др.), а с другой, отсутствием у них кристаллохимической способности к селективной концентрации определенных групп лантаноидов [1, 2]. В связи с этим распределение РЗЭ в них должно отражать характер соотношения лантаноидов в рудоформирующих флюидах, что имеет важное значение для выяснения условий образования месторождений.
Сведения о концентрациях и характере распределения РЗЭ в различных флюоритах (по данным современных видов анализов), а также представления о геохимической их значимости имеются в ряде публикаций [3, 4]. Вместе с тем особенности распределения РЗЭ в зональных
флюоритах и возможная генетическая индикаторная их роль рассмотрена в единичных работах [5].
С помощью метода 1СР М8 нами изучено распределение РЗЭ в 36 частных пробах разных по цвету зональных флюоритов из шести штуфов, отобранных на трех разнотипных объектах Восточного Забайкалья. Четыре штуфа были взяты из различных участков Стрельцовского месторождения урана и по одному штуфу на флюорито-вых месторождениях Гарсонуй и Абагайтуй, расположенных соответственно в 25 км к северу (район Кличкинского полиметаллического рудного поля) и в 40 км к юго-западу от Стрельцов-ского месторождения. Кроме того, для выяснения характера изменения температуры и состава растворов были изучены флюидные включения в штуфах зональных флюоритов из Стрельцовского и Гарсонуйского месторождений.
Полученные данные были использованы для выяснения: а) основных геохимических особенностей флюидов, формировавших флюориты этих разнотипных месторождений на основе ана-
лиза флюидных включений и распределения РЗЭ в исследованных штуфах; б) характера изменения поведения РЗЭ в последовательных зонах роста флюоритов путем сопоставления суммарной концентрации лантаноидов и типа их распределения с учетом особенностей флюидных включений.
МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ
Отбор проб флюорита для анализа РЗЭ осуществлялся путем оптически контролируемого выбуривания материала из различных зон роста флюоритовых жил. Объем исследовавшихся проб составлял около 0.2 см3. Определение содержания элементов в образцах флюоритов включало автоклавное разложение проб и последующий анализ растворов масс-спектральным методом. Для разложения пробы массой 50 мг помещали в тефло-новые реакционные емкости аналитических автоклавов, добавляя 0.5 мл концентрированной азотной кислоты (HNO3) и 1.5 мл хлорной кислоты (HClO4). Реакционные емкости, герметизированные в титановых кожухах автоклавов, помещались в электронагреватель и выдерживались по 1 ч при температурах 160 и 180°C. После охлаждения полученные растворы переносились в полиэтиленовые бюксы. В них добавлялось 0.2 мл раствора, содержавшего 10 мг/дм3 In (внутренний стандарт при масс-спектральных измерениях), и производилось разбавление их деионизированной водой до 20 мл.
Содержание элементов в растворенных пробах определялось масс-спектральным (Х-7, Thermo Elemental, США) и атомно-эмиссионным (ICAP-61, Thermo Jarrell Ash, США) методами анализов. В качестве стандартов использовались образцы Габбро эссекситовое СГД-1а (ГСО 521-84П), Альбити-зированный гранит СГ-1а (ГСО 520-84П) и Щелочной агпаитовый гранит СГ-3 (ГСО 3333-85). Анализы проб флюоритов были выполнены в Аналитическом сертификационном испытательном центре ИПТМ РАН (АСИМ ИПТМ РАН) Карандашевым В.К.
При анализе распределения РЗЭ в минералах, наряду со стандартными графиками нормированных кривых распределения лантаноидов дополнительно использовали еще два типа диаграмм.
Первый из них предназначен для выявления признаков физической и/или физико-химической дифференциации РЗЭ, возникавшей как следствие процессов магматического фракционирования, флюидной миграции и особенностей их осаждения. К этому типу относится диаграмма в координатах ZLnN—МЛК, где первая величина — сумма содержаний всех лантаноидов, нормированная по среднему их содержанию в хондритах [6], а МЛК — значение мультипликативного лантаноидного кода (сокращенно МЛК), который определяется по следующей формуле: МЛК =
С,
С,
1.6Csm Cd
La
La
I. Здесь С — концентрация
■^ш ^у )
соответствующего лантаноида в г/т. Этот код подобран экспериментально одним из авторов статьи [7] с целью получения численных значений, характеризующих основные, резко отличные типы нормированных кривых распределения РЗЭ, а именно отрицательного типа с доминированием легких лантаноидов, противоположного положительного типа с явным преобладанием тяжелых лантаноидов, специфичного параболического типа с преимущественной концентрацией средних лантаноидов, а также иных промежуточных вариантов их распределения. Следует подчеркнуть, что при составлении кода использованы соотношения РЗЭ со значительным атомным весом, т.е. хорошо аналитически определяемые [7]. Причем представленная в предыдущей статье формула МЛК существенно скорректирована.
К первому типу также относится диаграмма и СЬз + Се/С¥, которая представляет собой соотношение нормированных величин суммы лантаноидов и значений отношения концентраций (г/т) церия и лантана к иттрию (СЬз+Се/С¥). Следует подчеркнуть, что между величинами мультипликативного лантаноидного кода (МЛК) и т.н. иттриевого показателя (ИП = СЬз + Се/С¥) установлена четкая прямо пропорциональная зависимость. Это указывает на наличие отчетливой корреляции между значениями иттриевого показателя (ИП) и характером нормированных кривых распределения лантаноидов.
Первый тип диаграмм имеет следующие основные преимущества, позволяющие:
— оконтурить в предлагаемых координатах поля, соответствующие флюоритам определенных месторождений, а также выделенным морфологическим и цветовым их разностям;
— показать положение выделенных полей относительно друг друга;
— выделить поля или участки с различным типом нормированных кривых распределения лантаноидов;
— выявить в выделенных полях отсутствие или наличие определенной зависимости от величины суммарного содержания лантаноидов.
Второй тип диаграмм предназначен для изучения химической дифференциации РЗЭ в минералах и включает соотношение и (Еи/8ш)м, которое широко использовалось ранее [8—11]. В этой диаграмме представляет сумму концентраций лантаноидов, нормализованную по среднему содержанию их в хондритах, а (Еи/8ш)м — отношение концентраций европия и самария (г/т), нормализованное по средней величине его в хондритах [6]. Эта диаграмма позволяет выявлять наличие или отсутствие корреляционной за-
висимости нормализованных величин Еи/8ш и ^п, а также проанализировать расположение полей, полученных для разнотипных флюоритов, относительно друг друга с выделением участков положительных и отрицательных европиевых аномалий. Эти данные используются в основном для суждения об источниках зарождения флюидов, формировавших различные типы флюоритов.
Микротермометрия флюидных включений выполнялась при помощи измерительного комплекса, созданного на основе микротермокамеры THMSG-600 фирмы "Цпкаш" (Англия), микроскопа "АшрИуаГ' (Германия), видеокамеры и управляющего компьютера. Комплекс позволяет в режиме реального времени измерять температуры фазовых переходов в интервале от —196 до 600°С, наблюдать за ними при больших увеличениях и получать цифровые микрофотографии. Индивидуальные флюидные включения изучались в дву-сторонне полированных пластинах толщиной 0.3—0.5 мм; после визуального просмотра и фотографирования препараты отклеивались от стекла, промывались этиловым спиртом, и от них механически отделялись кусочки флюорита с выбранными для исследований включениями. Концентрация солей для включений рассчитывалась по температуре плавления льда (Тпл льда), либо по температуре растворения кристалла галита, с использованием данных из работы [12]. Солевой состав растворов определялся по температурам эвтектики [13]. Давление оценивалось для гетерогенного флюида по сингенетичным существенно газовым и газо-жидким включениям как сумма давлений паров воды и давления СО2. Оценка к
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.