Тантал-ниобий-редкоземельные месторождения в щелочных метасоматитах Улканского прогиба

Улканский прогиб располагается на юго восточной окраине Алдано-Станового щита и выполнен раннепротерозойскими вулканогенными образованиями мощностью до 3000 м, занимающими промежуточное положение между кристаллическим фундаментом Алдано-Станового щита и платформенным чехлом. Абсолютный возраст вулканитов 1840-1720 млн лет (Larin еt а1., 1997). В центральной части прогиба они прорываются многофазным Улканским гранитоидным плутоном площадью 750 км². Южнее размещается крупная (900 км²) трещинная Южно-Учурская интрузия монцонитоидов.

Структура Улканского прогиба определяется серией разломов субширотного (Бугундинский, Северо-Учурский) и субмеридионального (Верхне-Бириндинский, Нимарский и Южно-Маймаканский) направлений, на пересечении которых размещается Улканский плутон (рис. 7.24). Главной рудоконтролирующей структурой раннепротерозойских месторождений является Улканский региональный разлом, пересекающий плутон в северо западном направлении. Он проявляется серией разрывов и сколовых трещин в зоне шириной до 6 км и протяженностью до 50 км, ограничивающей размещение лейкогранитных и щелочногранитных интрузивов, пегматитовых полей, жил и даек, а также гидротермально-метасоматических рудных зон в катаклазированных гранитоидах. При этом и граниты, и вулканиты раздроблены на блоки, переместившиеся в разных на правлениях, что свидетельствует о многократном проявлении сжатия и растяжения в полосе Улканского разлома. Рудно-метасоматические тела формировались преимущественно в местах пересечения трещин.

Рис. 7.24. Схема геологического строения Улканского рудного района (Гурьянов, 2001).

1 – четвертичные рыхлые отложения; 2, 3 – уянская серия нижнего рифея (2 – конкулинская, 3 – бириндинская свиты); 4-6 улканская серия нижнего протерозоя (4 – элгэтэйская, 5 – улкачанская, 6 – топориканская свиты); 7, 8 – образования кристаллического фундамента нерасчлененные (7) и анортозиты древнеджугджурского комплекса (8); 9-13 – раннепротерозойские интрузии: 9-11 – гранитоиды первой (9), второй (10) и третьей (11) фаз улканского комплекса, 12, 13 – дайки габброидов маймаканского комплекса; 14 – коры выветривания; 15 – зоны разломов и связанных с ними тектонитов; 16 – геологические границы; 17 – рудные поля (I – Топориканское, II – Топорикано-Бириндинское, III – Верхнетопориканское, IV – Командное, V – Бириндинское, VI – Правобириндинское, VII – Учурское, VIII – Элгэтэйское, IX – Тангуктинское, X – Бырайинское, XI – Бугундинское, XII – Орлиное, XIII – Тарынахское, XIV – Ныгваганский рудный узел, XV – Восточное, XVI – Курахандинское, XVII – Южно-Улканское); 18 – месторождения и проявления

Улканский плутон сложен породами трех интрузивных фаз: 1) сиенито диориты, граносиениты и рапакивиподобные граниты (1721+10 млн лет), 2) субщелочные лейкограниты, дайки гранит-порфиров и комендитов и 3) щелочные граниты и пегматиты, а также дайки грорудитов и рокалитов (1690+20 млн лет). Положение интрузий и их конфигурация отчетливо контролируются разрывными нарушениями: сочетанием субширотных, дуговых и северо западных разломов. Рудоносные пегматиты, метасоматиты и гидротермалиты большей частью размещены внутри Улканского плутона и в его обрамлении, подтверждая зонально купольную структуру Улканского рудного района (см. рис. 7.24).

В многофазном Улканском плутоне выявлено несколько геохимических типов потенциально рудоносных гранитов, с которыми генетически или парагенетически связаны рудопроявления раннепротерозойской металлогенической эпохи. Первые, наиболее ранние, рудопроявления ассоциируют с рапакивиподобными гранитами, в парагенетической связи с которыми проявился многостадийный метасоматоз (фельдшпатизация, сера железо марганцевый метасоматоз, окварцевание), развивавшийся синхронно с трещинообразованием и катаклазом в рапакивигранитном интрузиве. Во всех разновидностях этих метасоматитов проявлены бериллиевое и цинк-бериллиевое оруденение.

Второй рудоносный тип представлен лейкогранитами дополнительной интрузивной фазы, которые завершают эволюцию субщелочных расплавов. С ними ассоциируют апограниты, топаз-биотит-кварцевые грейзены (цвиттеры) с вкрапленностью касситерита, вольфрамита, циркона и колумбита, молибденит-кварцевые прожилковые штокверки, размещающиеся в апикальных выступах и прикон тактовых участках лейкогранитных штоков. Они соответствуют геохимическому типу субщелочных агпаитовых редкометалльных гранитов (Козлов, 1987; Таусон и др., 1982).

Третий рудоносный тип представлен щелочными гранитами заключительной интрузивной фазы с приконтактовыми пегматоидными штокшайдерами и жильными телами щелочногранитных пегматитов с тантал-бериллий-циркониевой минерализацией и зонами эгирин-арфведсонитовых альбититов и фенитов с цирконий-редкоземельным оруденением. Щелочные граниты относятся к геохимическому типу щелочных редкометалльных агпаитовых гранитов (Козлов, 1987).

К четвертому рудоносному типу отнесены щелочногранитные дайки грорудитов, интенсивно альбитизированные и эгиринизированные, с редкоземельным оруденением.

Гранитоиды Улканского плутона и комагматичные им вулканиты обогащены щелочами и железом и обеднены глиноземом, магнием и кальцием. Сложены вулканиты и гранитоиды одними и теми же породообразующими минералами: анортоклазом, альбитом, редко олигоклазом, высокожелезистыми пироксенами (f_общ. 70-90 %), амфиболами (f_общ. 76-98 %), аннит-сидерофиллитовыми слюдами (f_общ. 78-90 %), кварцем и более чем 40 видами акцессорных минералов. В щелочных гранитах и пегматитах развиты рибекит, эгирин, астрофиллит, также с высокой общей железистостью.

Рис. 7.25. Диаграмма Sr-Rb/Sr для гранитоидов улканского комплекса.

1 - рапакивиподобные граниты; 2 - граносиениты; 3 - гранофировые граниты; 4 – сиениты; 5 – лейкограниты; 6 – кварцевые порфиры; 7 – гранит порфиры; 8 – сиенит порфиры; 9 – щелочные граниты; 10 – щелочногранитные пегматиты; 11 – дайки комендитов и грорудитов. I - поле мантийных магм; II - полемантийно-коровых магм; III - поле типичных коровых магм. Прямые линии глубинности (по: Condie, Baragar, 1974)

На петрохимической диаграмме Л.С. Бородина (Na+K)/Ca-A_c составы улканских гранитоидов располагаются в одних и тех же известково щелочном, субщелочном и щелочном полях щелочности. При этом каждому полю соответствуют гранитоиды одной интрузивной фазы с сингенетичными вулканитами и дайками аналогичного петрохимического профиля, что подтверждает комагматичность этих образований.

Результаты количественных определений акцессорных элементов (табл. 7.4) показали, что граносиениты и рапакивиподобные граниты в сравнении с типовым гранитом рапакиви несколько обеднены барием и стронцием при кларковых содержаниях остальных элементов. Щелочные граниты обогащены фтором, цирконием и иттрием, а в щелочных пегматитах и грорудитах очень высоки концентрации циркония, вольфрама, ниобия, иттрия и тантала. Названные элементы резко накапливаются в поздних дериватах исходной магмы. По содержаниям и соотношениям рубидия и стронция на диаграмме Rb/Sr-Sr (Condie, Banagar, 1974) улканские гранитоиды ранней фазы (сиениты, граносиениты, гранофировые и рапакивиподобные граниты) соответствуют производным глубинных расплавов мантийно-корового состава (рис. 7.25), а лейкограниты и сопровождаю щие их дайки гранит-порфиров и сиенит-порфиров – малоглубинным типично коровым расплавам. Щелочные граниты и пегматиты сопоставляются с умеренно глубинными типично коровыми образованиями. Предполагается, что очаги гранитоидных расплавов формировались на разных глубинах земной коры.

Таблица 7.4

Средние содержания элементов (в г/т), индексы редкометалльности (ИР) и индексы концентрации (ИНК) в вулканитах и гранитоидах Улканского плутона

П р и м е ч а н и е . 1 - риолиты, 2 - трахириодациты, 3 - трахиты, 4 - сиениты, 5 - гранофиры, 6 - граносиениты, 7 - граниты рапакиви, 8 – лейкограниты, 9 - щелочные граниты, 10 - щелочногранитные пегматиты, 11 - комендиты, 12 - бостониты, 13 - сельвсбергиты, 14 - пантеллериты, 15 - грорудиты, 16 - рокалиты, 17* - кларки в гранитах рапакиви (Таусон и др., 1982). В скобках - число проб. ИР=F(Li+Rb/Ba+Sr) (Козлов, 1987). ИНК=(С1/К1+...+Сn/Кn)-n, где C1 – содержание элементов, K – кларк элемента, n – число элементов. Прочерк – не определялось.

	1(26)	2(81)	3(18)	4(20)	5(14)	6(28)	7(54)	8(32)	9(38)	10(12)	11(3)	12(5)	13(3)	14(5)	15(12)	16(8)	17*
F	2500	375	2300	2280	1900	3600	2200	2800	3200	3000	2400	1600	2600	2500	2300	2100	1755
Li	18	10	20	15	29	14	40	68	90	230	38	27	36	40	223	145	37
Rb	212	135	240	167	146	152	262	316	290	520	272	156	168	210	930	317	293
Be	5,8	5,0	4,8	3,8	6,0	6,6	8,0	6,0	18,0	80	6	3	3,5	7	6	16	4,2
Ba	960	384	860	980	820	860	880	166	100	120	104	355	210	120	346	360	1450
Sr	93	35	148	168	46	165	176	18	20	15	18	25	16	15	22	18	125
Mo	5,4	2,0	5,0	6,0	6,5	5,0	7,2	5,2	6,1	9,6	4,7	2,3	2,2	5,7	3,8	1,4	2,4
W	6,0	–	4,2	22	10	19	21	34	16	106	8	11	7	12	18	19	3,2
Sn	8,0	1,8	7,0	6,6	6,5	9,4	10,6	18	18,7	24	18	6	6,8	18	12	16	38
Ta	9,6	–	9	10	9,2	10	16	20	22	40	20	8,3	16	12	20	34	18,5
Nb	90	80	84	92	92	106	150	180	213	568	161	86	94	116	186	212	320
Zr	510	580	610	665	786	844	810	566	1160	2140	950	730	780	868	2850	3260	2170
Y	89	63	67	99	77	70	62	60	94	1100	86	48	86	88	1112	1023	34*
Ce	240	97	180	290	358	300	320	168	416	472	294	120	160	264	460	397	110*
La	168	55	100	170	319	156	186	129	124	103	164	140	156	302	222	192	60*
Nd	120	–	64	96	197	110	124	62	127	158	76	80	88	310	120	97	46*
∑ TR+Y	617	215	411	655	951	636	692	419	761	1833	620	388	490	964	1814	1709	–
ИР	500	131	575	388	380	576	660	5843	10133	11250	6098	770	2346	4630	7130	2520	3510
Nb/Ta	9,4	–	9,3	9,2	10	10,6	9,4	9,0	9,7	14,2	8,1	10,4	5,9	9,7	9,3	6,3	16,7
ИНК	5,0	-4,0	0,8	10,3	10,9	9,7	12,7	12,1	15,6	97,3	13,5	-0,5	1,4	13,8	50,0	44,3	11,6

В Улканском прогибе подавляющее большинство рудных объектов рассматриваемого типа приурочено к Ныгваганской интрузивно-купольной структуре, в которой четыре рудопроявления отвечают средним и крупным месторождениям (рис. 7.26).

Рис. 7.26. Схематическая геологическая карта Ныгваганского рудного узла.

1 - четвертичные образования; 2 - вулканиты улканской серии; 3-5 – гранитоиды улканского комплекса; 3 - крупнозернистые субщелочные граниты и лейкограниты первой фазы, 4 - мелкозернистые субщелочные лейкограниты второй фазы, 5 - щелочные рибекитовые и эгирин-рибекитовые (с астрофиллитом) граниты и кварцевые сиениты третьей фазы; 6 – габброиды гекунданского комплекса; 7, 8 – дайки мелкозернистых субщелочных лейкогранитов улканского (7) и габброидов маймаканского (8) комплексов; 9 поля и зоны рудоносных метасоматитов; 10 - геологические границы; 11 - разрывные нарушения; 12 - контуры Ныгваганского рудного узла; 13 - контуры рудных полей (БГ - Бугундинское, ЛБ - Левобугундинское, ВБ - Верхнебугундинское, ОР - Орлиное, ЭТ - Эталонное, НГ - Ныгваганское, УГ - Угловое, КР - Курахандинское); 14 - месторождения (а): Южное (1), Эталон–1 (2), Эталон–2 (3), Левая Бугундя (4), Верхняя Бугундя (5), Северный Ныгваган (6), Средний Ныгваган (7), Правый Ныгваган (8), Ключ (9), Неожиданное (10) и рудопроявления (б)

На месторождении Верхняя Бугундя, в северной экзоконтактовой части Ныгваганского массива щелочных гранитоидов, рудоносными телами являются зональные и структурно сложные щелочногранитные пегматиты, зоны кварц-альбитовых метасоматитов с многочисленными прожилками эгирин-рибекит-циртолит-микроклин-кварцевого состава, тела гематит-кварц-полевошпатовых метасоматитов и калишпатитов с наложенной альбитизацией, а так же зоны щелочнопегматитовых фенитов в обрамлении пегматитовых тел.

Тантал-ниобиевая минерализация отмечается почти во всех типах пегматитов, метасоматитов и гидротермалитов. Все перечисленные образования выполняют субширотную зону повышенной трещиноватости и катаклаза протяженностью 4 км и шириной 1,3—1,6 км, приуроченную к контакту массива щелочных гранитов с субщелочными лейкогранитами. По одному из ее пересечений линией канав вскрыто не менее 20 жил зональных щелочногранитных пегматитов мощностью до 30 м с содержаниями (в %): Nb - до 0,1, Та - до 0,02, TR (Се, La) - до 0,5, Be - от 0,02 до 0,3 и Li - до 0,06, а также 40 тел структурно сложных щелочногранитных пегматитов мощностью от 0,2 до 12 м с содержаниями (в %): Nb от 0,1 до 0,3 (максимальное 3,0), Та от 0,01 до 0,034 (максимальное 0,3), TR (Ce, La, Y, Yb) от 0,1 до 0,5, Li - от 0,1 до 0,3, Zr - до 4,4 и U - до 0,02. Здесь также установлено несколько зон кварц-альбитовых метасоматитов мощностью до 15 м с концентрациями (в %): Nb - 0,1, Та - 0,01, TR - до 0,25, Zr до 1,68 и Li до 0,2. В большинстве проб также присутствуют Au (до 0,22 г/т) и Ag (до 30 г/т). Протяженность рудных тел варьирует от 20-50 до 500 м. Рудные интервалы с промышленными содержаниями Та и Nb достигают 50-60 м, реже 120 м.

Аналогичного типа рудные тела с промышленными и близкими к ним содержаниями Nb, Та, TR известны и в других местах в обрамлении Ныгваганского массива щелочных гранитоидов – на месторождениях Эталон-2, Средний Ныгваган и Ключ. Мощности рудных тел на этих объектах составляют первые десятки метров, и для них также характерны высокие средние содержания Та (0,021-0,038 %) и Nb (0,23-0,38 %). Во всех рудопроявлениях метасоматиты приурочены к участкам пересечения трещин и разрывов северо-западного, юго-восточного и субширотного направлений и образуют линейно крестообразные рудоносные тела протяженностью до 500 м при ширине от 5 до 50 м (рис. 7.26). Новообразованные минералы в фельдшпатизированных катаклазитах составляют от 50 до 80 % объема и представлены микроклином - 10-35 %, альбитом - 5-35 %, сидерофиллитовой слюдой до 6 %, кварцем - до 30 %, хлоритом - до 5 %, гематитом - до 5 %, флюоритом до 3-5 % и акцессорными минералами до 5 % (сфеном, магнетитом, цирконом, фенакитом, касситеритом, бертрандитом и др.). Главными рудными минералами являются бертрандит и эвклаз, замещающие зерна фенакита в гематит-кварцевых и кварц-флюоритовых прожилках и гнездах.

В краевых и апикальных частях Улканского массива со щелочными метасоматитами связано бедное и рядовое тантал-ниобиевое, циркониевое, урановое и редкоземельное оруденение. Примером служат рудные объекты Неожиданное, Улкан и Крутое, имеющие при больших масштабах рудной минерализации значение промышленных месторождений. Они приурочены к зонам трещиноватости и катаклаза, оперяющим крупные разломы и узлы их сочленения и образующим штокверкоподобные и столбообразные залежи (В.А. Гурьянов, 1997 г.). Рудные зоны (420x180 м, 390x140 м) зональны: в центре развиты альбититы, к периферии сменяющиеся кварц-альбитовыми и кварц-микроклин-альбитовыми метасоматитами с гастингситом и биотитом и, наконец, альбитизированными или калишпатизированными граносиенитами. Наиболее высокие содержания Та (0,007-0,02), Nb (0,1-0,4), Zr (0,1-0,8), La, Y и Се (0,01 0,3), Be (до 0,06), Li (до 0,6), Gd, Dy и Lu (0,006-0,03), U (0,01-0,05), Th (до 0,3), Zn (0,6), Ag (до 20 г/т) и Au ( до 2 г/т) связаны с кварц-микроклин-альбитовыми и кварц-альбитовыми метасоматитами. Рудные минералы образуют в них многочисленные сложноветвящиеся прерывисто линзовидные просечки? и гнезда, выполненные цирконом, монацитом, пирохлором, колумбитом, гагаринитом, синхизитом, апатитом, бастнезитом, галенитом, торитом, торианитом, ильменитом, магнетитом, рутилом, гематитом и флюоритом. Пустых участков в рудных телах почти нет.

--Boris 15:09, 4 мая 2016 (VLAT) М.В. Горошко, П.Г. Недашковский

Монография "Геодинамика, магматизм и металлогения Востока России"