Типохимизм и возможные источники исходных компонентов Ce–Cu–Ni-содержащего ферросапонита из метабазитов севера Урала

Представлены результаты изучения метабазитов из метаморфических комплексов, расположенных в пределах северной части Ляпинского антиклинория Приполярного Урала и Харбейского антиклинория на Полярном Урале Центрально-Уральского поднятия, территориально входящих в состав зоны Арктики. В метабазитах впервые установлен ферросапонит, содержащий медь, никель и редкоземельные металлы. С помощью электронной микроскопии изучены морфологические и типохимические особенности ферросапонита. На Полярном Урале ферросапонит установлен в альмандиновом эклогите марункеуского эклогит-амфиболит-гнейсового комплекса. Здесь он ассоциирует с гранатом, кварцем, пироксеном, мусковитом, амфиболом и сульфидами. Общая формула минерала из альмандинового эклогита: (Ca_0,06–0,27K_0,01–0,06Се_0,01)_{∑0,13–0,31}(Fe²⁺ _1,67–2,21Mg_0,51–0,84 Cu_0,01–0,09Ni_{0,03–0,11)∑2,25–3,08}[(Si_2,84–3,08Al_0,92–1,16)_∑4,00O10](OH)₂ ×3,55–3,83H₂O. На Приполярном Урале исследуемый минерал изучен в образце гранат-амфибол-биотит-плагиоклаз-кварцевого сланца, где он находится в ассоциации с амфиболом, плагиоклазом, кварцем, эпидотом, биотитом, цирконом, альбитом, титанитом, апатитом и сульфидами. Общая формула минерала: (Ca_0,14–0,22K_0,01–0,02Се_0,01)_{∑0,15–0,23}(Fe²⁺ _1,24–2,22Mg_0,76–0,97)_{∑2,17–3,15} [(Si_2,86–2,96Al_1,04–1,14)_∑4,00O₁₀](OH)₂ ×3,41–4,47H₂O. Предполагается гидротермально-метаморфический характер образования ферросапонита на поздней флюидной стадии преобразования пород. Полевые шпаты и биотит являлись поставщиками калия и алюминия, а роговые обманки, пироксены, эпидот – магния и железа. В химическом составе, помимо основных компонентов минерала – калия, кальция, магния, алюминия, кремния и железа, обнаружены медь, никель и редкоземельные металлы. Под воздействием флюидов из замещенных сульфидов могли быть заимствованы медь и никель, а церий был привнесен из алланита, апатита и других минералов, содержащих редкие земли. Изучение минерагенических особенностей метаморфических пород арктических территорий Урала необходимо продолжить с целью оценки их ресурсного потенциала, а также в качестве перспективных источников и концентраторов редких металлов.

1. Дриц В.А., Коссовская А.Г. Глинистые минералы: Смектиты, смешанослойные образования. М.: Наука; 1990. 214 с.

2. Sudo T. Iron-rich saponite found from Tertiary iron sand beds of Japan. The Journal of the Geological Society of Japan. 1959;60:18–27.

3. Kohyama N., Shimodo S., Sudo T. Iron-rich saponite (ferrous and ferric forms). Clays and Clay Miner. 1973; 21:229–237.

4. Чуканов Н.В., Пеков И.В., Задов А.Е. и др. Феррасапонит новый росапонит триоктаэдрический Са0.3(Fе2+,Мg,Fe3+)3(Si,АI)4О10(ОН)2 ⋅4Н2О. Записки Всероссийского минералогического общества 2003;132:68–74.

5. Treiman A.H., Morris R.V., Agresti D.G., et al. Ferrian saponite from the Santa Monica Mountains (California, U.S.A., Earth): Characterization as an analog for clay minerals on Mars with application to Yellowknife Bay in Gale Crater. American Mineralogist. 2014; 99(11-12):2234–2250. https://doi.org/10.2138/am-2014-4763

6. Симанович И.М., Дриц В.А., Дайняк Л.Г. Смектиты и изотропные фазы в базальтах Северного Тимана. Литология и полезные ископаемые. 1986;1:86–103.

7. Ефанова Л.И., Симакова Ю.С., Артеева Т.А., Донцов А.Б. Мезозойско-кайнозойские коры выветривания на хребтах Манитанырд и Енганепэ. Труды Института геологии Коми научного центра УрО РАН 2009;(125):29–38.

8. Ефанова Л.И., Кузнецов С.К., Тарбаев М.Б., Майорова Т.П. Золотоносность Манитанырдского района и перспективы наращивания ресурсного потенциала, Полярный Урал. Руды и металлы. 2020;(3):39–51. https://doi.org/10.47765/0869-5997-2020-10020

9. Коржинский А.Ф. Стивенсит и нонтронит из скарновой зоны Балканского рудника на Урале. Записки Всесоюзного минералогического общества. 1970; 99(5):614–619.

10. Гракова О.В., Попвасев К.С. Редкоземельные карбонаты из докембрийских пород Приполярного Урала. В кн.: Материалы XIII Всероссийской молодежной научной конференции: Минералы: строение, свойства, методы исследования. Екатеринбург: Институт геологии и геохимии им. Академика А.Н. Заварицкого УрО РАН; 2023. С. 89–91.

11. Пучков В.Н., Иванов К.С. Тектоника севера Урала и Западной Сибири: общая история развития. Геотектоника. 2020;(1):41–61. https://doi.org/10.31857/S0016853X20010105

12. Пыстин А.М., Пыстина Ю.И. Базальные отложения верхнего докембрия в Тимано-Североуральском регионе. Литосфера. 2014;(3):41–50.

13. Шацкuй В.С., Симонов В.А., Ягоутц Э. и др. Новые данные о возрасте эклогитов Полярного Урала. Доклады Академии наук. 2000;371(4):519–523.

14. Glodny J., Pease V., Austreim H., et al. Rb-Sr record of fluid-rock interaction in eclogites: The MarunKeu complex, Polar Urals, Russia. Geochimica et Cosmochimica Acta. 2003;67:4353–4371.

15. Пыстина Ю.И., Пыстин А.М. Цирконовая летопись уральского докембрия. Екатеринбург: УрО РАН; 2002. 168 с.

16. Коновалов А.Л., Лохов К.И., Черкашин А.В., Вакуленко О.В. О тектонической границе между метаморфическими сланцевыми и кристаллическими образованиями позднего протерозоя Харбейского антиклинория (Полярный Урал). Региональная геология и металлогения. 2016;(68):5–20.

17. Тимонина Р.Г. Петрология метаморфических пород Приполярного Урала. Л.: Наука; 1980. 100 с.

18. Пыстин А.М. Полиметаморфические комплексы западного склона Урала. СПб.: Наука; 1994. 208 с.

19. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. Серия Северо-Уральская. Лист Q-41-XXV. Объяснительная записка. Ред. М.А. Шишкин. М.: МФ ВСЕГЕИ; 2013. 252 с.

20. Япаскурт О.В. Генетическая минералогия и стадиальный анализ процессов осадочного породо- и рудообразования. Учебное пособие. М.: ЭСЛАН; 2008. 356 с.

21. Агikas K. Die “Viridite” in Tholeyit von Toley (Saar). Neues Jahrbuch für Mineralogie.1973;120(1): 83–97.

22. Агikas K. Ein optisch positives Mg-Fe-reiches Montmorillonitmineral. Neues Jahrbuch für Mineralogie. 1977;131(2):179–186.

23. Коржинский А.Ф., Завьялова Т.В., Баранова Г.И. Находка высокожелезистого сапонита в пропилитизированном диорит-порфирите близ Вышково. Закарпатье. Записки Всесоюзного минералогического общества. 1971;(2):201–209.

24. Konno H., Аkizuki М. Iron saponite in geode of Mitaki andesitic basalt from Sendai. Miyagi prefecture. Journal of the Japanese Association of Mineralogists, Petrologists and Economic Geologists. 1976;71(3):216–220.

25. Дайняк Л.Г. Дриц В.А., Кудрявцев Д. и др. Кристаллохимическая специфика триоктаэдрических Fе2+-содержащих смектитов – продуктов вторичного изменения океанических и континентальных базальтов. Доклады АН СССР. 1981;259(6):1458–1462.

26. Никулин И.И. Кристаллохимические зависимости слоистых силикатов. В кн.: Глины, глинистые минералы и слоистые материалы, посвященного 90-летию со дня рождения Б.Б. Звягина: материалы совещания. M.: ИГЕМ РАН; 2011. С. 36–37.

27. Никулин И.И. Глаукониты из нижнеэоценовых отложений юго-запада Приволжской моноклинали и потенциал их использования (Волгоградская область). Вестник Воронежского государственного университета. Серия: Геология. 2022;(3):29–40. https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2022/3/29-40

28. Кудряшова В. И. Железистый сапонит и селадонит из шаровых лав сибирских траппов. Тр. Минералогического музея им. А. Е. Ферсмана. 1962;13:210–218.

29. Chamley H. Clay Sedimentology. Berlin: SpringerVerlag; 1989. P. 333–358. https://doi.org/10.1007/978-3-642-85916-8

30. Kristmanndottir H. Types of clay minerals in hydrothermally altered basaltic rocks, Reykjanes, Iceland. Jökull. 1976;(26):30‒39.

31. Kristmanndottir H., Tomasson J. Zeolite zones in geothermal areas in Iceland. Natural Zeolites, Occurrences, Properties, Use. Oxford: Pergamon Press; 1978. P. 199‒220.

32. Спиридонов Э.М., Кулагов Э.А., Серова А.А. и др. Генетическая минералогия Pd, Pt, Au, Ag, Rh в норильских сульфидных рудах. Геология рудных месторождений. 2015;57(5):445–476. https://doi.org/10.7868/S0016777015050068