научная статья по теме ИЛЬМЕНО-ВИШНЕВОГОРСКИЙ МИАСКИТ-КАРБОНАТИТОВЫЙ КОМПЛЕКС: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РУДОНОСНОСТЬ, ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА (УРАЛ, РОССИЯ) Геология

Текст научной статьи на тему «ИЛЬМЕНО-ВИШНЕВОГОРСКИЙ МИАСКИТ-КАРБОНАТИТОВЫЙ КОМПЛЕКС: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РУДОНОСНОСТЬ, ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА (УРАЛ, РОССИЯ)»

ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2009, том 51, № 2, с. 157-181

УДК 553.493.5:552.331.4

ИЛЬМЕНО-ВИШНЕВОГОРСКИЙ МИАСКИТ-КАРБОНАТИТОВЫЙ КОМПЛЕКС: ПРОИСХОЖДЕНИЕ, РУДОНОСНОСТЬ, ИСТОЧНИКИ ВЕЩЕСТВА (УРАЛ, РОССИЯ)

© 2009 г. И. Л. Недосекова*, Н. В. Владыкин**, С. В. Прибавкин*, Т. Б. Баянова***

*Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151, Екатеринбург, пер. Почтовый, 7 **Институт геохимии СО РАН 664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1-а ***Геологический институт КНЦ РАН 184209, Мурманская область, Апатиты, ул. Ферсмана,14 Поступила в редакцию 15.10.2008 г.

Статья посвящена вопросам происхождения и источникам вещества Ильмено-Вишневогорского миа-скит-карбонатитового комплекса - одного из крупнейших щелочных комплексов мира с уникальной редкометально-редкоземельной и самоцветной минерализацией и месторождениями Nb, Zr и РЗЭ. Проведено исследование петрохимических, геохимических и изотопных характеристик щелочных пород и карбонатитов, изучение Nd-Sr- и C-O- изотопного состава, оценка РГ-условий формирования миаскитов и карбонатитов из различных месторождений Ильмено-Вишневогорского комплекса. Изучены Вишне-вогорское, Потанинское, Булдымское месторождения, а также Ильменское, Байдашевское, Увильдин-ское рудопроявления Nb и РЗЭ, связанные с карбонатитами. Охарактеризованы их геологическая позиция, вещественный состав, рудоносность. Рассмотрены генетические модели происхождения и форма-ционная принадлежность Ильмено-Вишневогорского комплекса.

Формирование пород Ильмено-Вишневогорского комплекса происходило в диапазоне Т = 1000-230°С и Р = 2-5 кбар. Расслоение карбонатизированного миаскитового расплава на силикатную и карбонатную жидкости - при Т = 1000°С и Р = 5 кбар. Миаскиты кристаллизовались при Т = 850-700°С и Р = 2-5 кбар, миаскит-пегматиты - при Т = 750-590°С и Р = 3.5-2.5 кбар. Температуры образования ранних карбонатитов I Вишневогорского массива близки температурам кристаллизации миаскитов (700-900°С). Температуры кристаллизации карбонатно-силикатных пород и карбонатитов I Центральной щелочной полосы - 650-600°С. Температуры образования более поздних карбонатитов II варьируют от 590 до 490°С. Формирование доломит-кальцитовых карбонатитов III и доломитовых карбонатитов IV Булдымского массива происходило соответственно при Т = 575-410°С и Т = 315-230°С.

Для карбонатитов Ильмено-Вишневогорского комплекса установлены черты геохимии, отличающие их от карбонатитов щелочно-ультраосновной формации (УЩК) и характерные для карбонатитов нефелин-сиенитовой формации, или формации "линейно-трещинных" зон. Это высокие содержания Sr в ранних карбонатитах, пониженные содержания Ba, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf и некоторая обогащенность HREE (пониженные отношения La/Yb) по сравнению с карбонатитами УЩК. При этом геохимия карбонатитов Ильмено-Вишневогорского комплекса соответствует трендам формирования и геохимической эволюции карбонатитовых магм и их флюидных производных.

Данные Sr-Nd-C-O-изотопии подтверждают мантийный источник вещества магм Ильмено-Вишнево-горского комплекса и указывают на участие в магмагенерации вещества умеренно деплетированной мантии (DM) и обогащенной мантии типа ЕМ1. Карбонатиты и миаскиты Вишневогорского массива имеют умеренно деплетированный мантийный источник вещества. Карбонатиты Булдымского массива имеют изотопные параметры обогащенного мантийного источника типа ЕМ1, что предполагает возможность участия в их формировании плюмовых процессов.

ВВЕДЕНИЕ

Ильмено-Вишневогорский комплекс - один из крупнейших щелочных комплексов мира, известен с конца XVIII в. Здесь впервые в мире были описаны нефелиновые сиениты (миаскиты) и открыты новые минералы - ильменит, монацит, эшинит, канкринит,

Адрес для переписки: И.Л. Недосекова. E-mail: nedoseko-va@igg.uran.ru

чевкинит, пирохлор (Menge, 1842; Rose, 1839). С начала XX в. исследования Ильмено-Вишневогорского комплекса проводили крупнейшие геологи, минералоги и геохимики - Н.И. Кокшаров, А.П. Карпинский, В.И. Вернадский, А.Н. Заварицкий, А.Е. Ферсман, М.П. Мельников, В.И. Крыжановский, Г.П. Барсанов, Д.С. Белянкин и, позднее, в середине XX в. - Э.М. Бонштедт-Куплетская, Е.С. Иль-менев, И.Г. Исаков, А.Г. Жабин, Е.М. Еськова,

Н.В. Свяжин, Б.М. Роненсон, В.Я. Левин, А.Г. Баженов, В.О. Поляков, В.А. Попов, В.А. Попова, В.А. Кононова, И.В. Чернышев, В.С. Самойлов, А.С. Таланцев и др.

В 40-х годах XX в. в северной части Ильмено-Вишневогорского комплекса в миаскитах Вишнево-горского массива поисково-разведочной экспедицией, возглавляемой М.Г. Исаковым, быши открыты эндогенные карбонатные жилы с пирохлоровой минерализацией и первая рудная зона Вишневогорско-го месторождения ниобия (зона 140), связанного с пи-рохлорсодержащими карбонатитами. В конце 50-х годов была начата промышленная разработка Виш-невогорского месторождения. В последующие 50 лет открыт ряд новых месторождений и рудопро-явлений ниобия и редкоземельных элементов, связанных с карбонатитами Ильмено-Вишневогорско-го комплекса (фиг. 1). Редкометальное Nb-орудене-ние известно на нескольких месторождениях: Потанинском, Вишневогорском, Булдымском; TR-оруденение - в Спирихинском и Булдымском месторождениях.

Наиболее крупные месторождения карбонатитов находятся в северной части комплекса в зоне эндо- и экзоконтакта Вишневогорского миаскитового интрузива. Вишневогорское месторождение ниобия связано с пирохлорсодержащими карбонатитами, залегающими в северо-западном эндоконтакте Вишневогорского массива миаскитов (зона 147), а также в седловидной залежи миаскитов (зона 140). Кроме того, отдельные зоны Вишневогорского месторождения связаны с карбонатитами, залегающими в фе-нитах в экзоконтакте Вишневогорского интрузива (зоны 125, 135).

В 1982 г. в Булдымском массиве ультрабазитов, залегающем в 100 м к северу от Вишневогорского миаскитового массива, бышо открыто Булдымское месторождение ниобия и редкоземельных элементов, связанное с карбонатитами. Рудопроявления карбонатитов с редкометально-редкоземельной минерализацией установлены также в ультрабазитах Спирихинского и Халдихинского массивов, залегающих вблизи западного контакта Вишневогорского интрузива, а также в ультрабазитовых массивах Ка-

ганского и Силачского комплексов, залегающих в 2 км западнее Вишневогорского массива (Свяжин, 1966; Левин и др., 1997).

Многочисленные месторождения и рудопроявления пирохлорсодержащих карбонатитов установлены и разведаны в Центральной щелочной полосе, которая протягивается более чем на 150 км с севера на юг от Вишневогорского до Ильменогорского миаскитовых массивов. Самое крупное - Потанинское месторождение ниобия. Кроме того, здесь открыты Ишкульское, Байдашевское, Увильдинское и Светлоозерское рудопроявления (Левин и др., 1997) (фиг. 1).

В южной части Ильмено-Вишневогорского комплекса процесс карбонатитообразования проявлен менее интенсивно. В Ильменогорском массиве миаскитов известны лишь отдельные жилы карбонатитов, а в его обрамлении открыты рудопроявления редкометально-редкоземельных карбонатитов в ультрабазитах восточного экзоконтакта (Ильменское рудопроявление, копь 97) (Поляков, Недосеко-ва, 1990).

В качестве карбонатитов карбонатные образования Ильмено-Вишневогорского комплекса были выделены А.Г. Жабиным (1959) по аналогии их минерального состава и геохимических особенностей с карбонатитами щелочно-ультраосновной формации (УЩК). Однако некоторые особенности геологии и геохимии Ильмено-Вишневогорского комплекса, отличающие их от кольцевых комплексов УЩК, вызвали продолжительную дискуссию о правомерности отнесения эндогенных карбонатных пород Ильмено-Вишневогорского комплекса к карбонатитам (Гинзбург, Самойлов, 1983; Егоров, 19902 и др.). Наиболее дискуссионным вопросом в проблеме карбонатитообразования в Ильмено-Вишневогорском комплексе является пространственная и генетическая связь карбонатных пород с нефелиновыми сиенитами и зонами фенитизации вне традиционных для УЩК серий щелочно-ультраосновных магматитов и, как следствие, вопрос родоначальных магм для Ильмено-Вишневогорского комплекса. Предмет дискуссии - механизм формирования карбонатных жил Ильмено-Вишневогорского комплекса, отличаю-

Фиг. 1. Схема геологического строения Ильмено-Вишневогорского щелочно-карбонатитового комплекса (по материалам В.Я. Левина и др., 1997; К.К. Золоева и др., 2004).

1 - граниты (Р2з); 2, 3 - Ильмено-Вишневогорский комплекс (О3): 2 - миаскиты Вишневогорского и Ильменогорского массивов, 3 - метасоматиты Центральной щелочной полосы (фениты, полевошпатовые и силикатно-карбонатные ме-тасоматиты, карбонатиты, миаскиты); 4 - габбро офиолитовой формации (О1); 5 - гипербазиты офиолитовой формации (Ох); 6 - метаультрабазиты булдымского, каганского и няшевского комплексов (Р^?); 7 - вулканогенно-оса-дочные образования Тагило-Магнитогорского мегасинклинория (Рг^; 8 - сланцы гранато-слюдяные и эклогиты восточной периферии Уфалейского срединного массива (Рг1); 9 - плагиосланцы и кварциты обрамления Сысертско-Ильменогорского срединного массива (Я^); 10 - плагиогнейсы, гранитные мигматиты, кристаллические сланцы, амфиболиты, кварциты Сысертско-Ильменогорского и Уфалейского срединных массивов (РЯ^; 11 - тектонические разломы и несогласия; 12 - основные месторождения и рудопроявления № и РЗЭ, связанные с карбонатитами (цифры в кружках): 1 - Булдымское № и РЗЭ, 2, 3 - Вишневогорское № (2 - зона 125; 3 - зона 140, 147), 4 - Спирихинское РЗЭ, 5 - Светлинское №, 6 - Каганское РЗЭ, 7 - Потанинское №, 8 - Увильдинское №, 9 - Байдашевское №, 10 -Ишкульское №, 11 - Ильменское (копь 97) № и РЗЭ.

щийся отсутствием отчетливо выраженных геологических признаков магматического происхождения, широким распространением карбонатитов в виде жильных тел, штокверков, метасоматических зон, зависимостью состава карбонатитов от состава вмещающих пород. Особенность Ильмено-Вишнево-горского комплекса - несколько иной характер геохимической и температурной эволюции (отсутствие среднетемпературных фаций) карбонатитообразую-щих расплавов-флюидов по сравнению с карбонати-тами УЩК (Гинзбург, Самойлов, 1983; Багдасаров, 1990).

Изучение изотопного состава Sr, C, O, S в миаски-тах и

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.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»