Сотрудники лаборатории геохимии и рудоносности щелочного магматизма и лаборатории методов исследования и
анализа веществ и материалов Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН изучили
эволюцию состава минералов-концентраторов Nb, Ta, Zr, Hf, Th, U, REE в породах крупнейшего
щелочно-ультраосновного комплекса Гули (Красноярский край, Полярная Сибирь).
Показано, что высокие содержания таких стратегических металлов, как ниобий, тантал, цирконий, гафний,
торий и редкие земли характерны для фоскоритов, которые являются наиболее ранними выплавками карбонатитового
расплава. На основе исследования состава и фазовой неоднородности кальциртита и
перовскита — оксидов высокозарядных элементов, определены условия образования
редкометальных ассоциаций. Результаты работы опубликованы в журнале «Geochemistry
International»/«Геохимия».
Рисунок 1. Район проведения
экспедиции
Поиск, разведка и оценка перспективности карбонатитовых месторождений стратегических металлов тесно
связана с выяснением их генезиса как минералого-геохимического процесса концентрирования полезных элементов.
Среди магматических формаций мира щелочные и карбонатитовые комплексы характеризуются исключительной
продуктивностью на редкие металлы. Например, гигантские Ловозерская и Хибинская интрузии содержат большие
запасы лопаритовых, эвдиалитовых и апатитовых руд — источника ниобия, тантала, циркония, фосфора, редких
земель и радиоактивного сырья и являются ведущим в минерально-сырьевой базе России. Развитие Арктической
зоны Российской Федерации, обусловленное активизацией использования Северного морского пути, выводит на
первое место решение вопросов оценки и освоения полезных ископаемых, связанных со щелочными комплексами
Полярной Сибири (рис. 1)
«Целью настоящей работы являлась геохимическая характеристика распределения стратегических металлов в
карбонатитовом расплаве в ходе его кристаллизации на основе исследования эволюции состава оксидов
высокозарядных элементов — перовскита и кальциртита (рисунок 2) на примере Гулинского
щелочно-ультраосновного комплекса (Полярная Сибирь)», — прокомментировала кандидат
геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии и рудоносности щелочного
магматизма ГЕОХИ РАН Наталья Сорохтина.
Авторами установлено, что в карбонатитовой системе Гулинского щелочно-ультраосновного комплекса (Полярная
Сибирь) рост концентраций стратегических металлов (Nb, Ta, Zr, Hf, Th, U, REE) в рудных минералах происходит
в ходе дифференциации первичного щелочно-ультраосновного расплава. Увеличение в процессе кристаллизации
содержания фтора в карбонатном расплаве до 1 % приводит к реакции замещения кальциртита и перовскита
пирохлором, обогащённым оксидом урана до 18 мас. % и оксидом тория до 20 мас. %. Высокие содержания
радиоактивных металлов в фоскоритах и карбонатитах определяют их как перспективный источник радиоактивных
элементов, а фторсодержащий пирохлор может рассматриваться как потенциальный минерал-концентратор
радиоактивных отходов.
Рисунок 2. Формы выделения
(а, б) и эволюция состава кальциртита (в) и перовскита (г) из пород карбонатитовой серии Гулинского
щелочно-ультраосновного комплекса, Полярная Сибирь
Показано, что ранние генерации кальциртита и перовскита обогащены оксидом ниобия до 6 мас. % и 15 мас. %,
соответственно, а в перовскит может накапливать до 8 мас. % оксида циркония и до 6 мас. % оксидов редких
земель, что объясняется высокими коэффициентами распределения редких элементов в равновесиях карбонатитовый
расплав — минерал.
Источник: ГЕОХИ
РАН.