Экзогенные факторы формирования ультрабогатых редкометалльных руд Томторского месторождения (Арктическая Сибирь, Россия)

Аннотация

Объектом исследования является крупнейший ультраосновной щелочной карбонатитовый Томторский массив, выявленный в 1958-59 гг. при геологической съёмке масштаба 1:200 000, выполняемой С.А. Гулиным и Э.Н. Эрлихом (Ehrlich, 1964). В 1970-е годы силами НИИ Геологии Арктики на массиве проведены общие поиски, в ходе которых установлено уникальное фосфорно-редкометалльное оруденение в карбонатитах и корах выветривания. В ходе дальнейших поисково-оценочных работ (1985-1991 гг.) были выделены и оконтурены три участка уникальных эпигенетически-измененных ниобий-редкоземельных руд: Южный, Буранный и Северный. Основные полезные ископаемые, связанные с массивом: REE (редкоземельные элементы), Nb, Y, Sc. Попутные компоненты: Fe, Ti, V, Al, P, Zr, Sr, U, Th.

Главной целью работы является определение генезиса руд путем исследования изотопного состава С и О карбонатов, морфологии и состава главных минералов и руд Томторского месторождения. Изотопный состав определялся с помощью масс-спектрометра, изучение минералого-геохимических особенностей пород и руд массива осуществлялось с помощью электронной микроскопии и дифраутометрии.

По результатам анализов была определена вертикальная зональность в строении Томторского массива (снизу вверх): профиль выветривания (нижний рудный горизонт) — монацит-апатит-гетитовый горизонт — монацит-крандаллитовый горизонт (верхний рудный) — титан-циркониевый рудный горизонт. В докладе приведены многочисленные данные изотопных анализов по С и О с интерпретацией.

Подводя итог докладчик представил следующие выводы. Во-первых, в формировании пород и руд Томторского массива принимали участие такие процессы, как возникновение мантийной неоднородности и дифференциации; дегазация карбонатитового расплава; эволюция, образующихся гидротермальных растворов; контаминация эндогенных растворов метеорными водами, участие в карбонатитовом процессе вмещающих осадочных карбонатных пород: экзогенное изменение пород; участие в образовании биоты, а также существовании метановых сипов и процессе гидротермально-осадочного формирования наиболее богатых редкометалльных руд в болотно-озерной системе. Во-вторых, обнаруженная обогащенность редкометалльных руд тяжелым изотопом кислорода может указывать на проявление испарительного концентрирования. В-третьих, формирование богатых руд («природных концентратов») Nb, REE, Se, Th, P, Ті происходило в экзогенных условиях с участием гидротермальных растворов в обстановке относительно мелководного бассейна (озера) с преобладанием гидрохимического и/или биохимического осаждения большинства минералов из гидротермального раствора. В-четвертых, важным агентом формирования руд могли быть микроорганизмы. В-пятых, полученные изотопно- геофизические данные свидетельствуют о многоэтапности формирования массива Томтор и редкометалльно-редкоземельных руд, при проявлении различных процессов, происходивших на магматической, автометасоматической, гидротермальной и гидротермально-осадочной стадиях, а также подтверждают предположение об участии микроорганизмов в формировании богатых руд.

Доклад будет полезен и интересен специалистам геологического профиля, студентам, обучающимся на геологическом отделении, а также интересующимся исследованиями месторождений редкоземельных металлов.