ОСОБЛИВОСТІ РОЗПОДІЛУ РІДКІСНОЗЕМЕЛЬНИХ ЕЛЕМЕНТІВ ТА СТРОНЦІЮ В АПАТИТІ РІЗНОГО ГЕНЕЗИСУ З ПОРІД АЛДАНСЬКОГО ЩИТА (СИБІРСЬКА ПЛАТФОРМА)
Ключові слова:
рідкісноземельні елементи, стронцій, апатит-карбонатні й апатит-силікатні породи, скарни, докембрій, Алданський щит.Анотація
Відомо, що в апатиті з генетично різних геологічних утворень дуже поширені ізо- та гетеровалентні ізоморфні заміщення. Науковці часто використовують їх як індикатори пе- трологічних процесів формування апатитоносних порід. Такі дослідження започаткували ще в період використання класичного методу так званої мокрої хімії, тому отримані результати часто відображали валовий склад проб апатиту навіть за порівняно високого ступеня їхнього очищення від механічних домішок. Удосконалення локальних методів аналізу й широке впровадження їх під час досліджень апатиту сприяло визначенню форми наявності окремих елементів у мінералі та виявленню низки мінералів-включень, які є носіями, наприклад, заліза, манґану, сірки, кремнію тощо. Водночас виявлено різну природу цих елементів в апатиті: або як ізоморфна домішка в його структурі, або як дрібні вклю- чення в мінералі-господарі. З розвитком різноманітних досліджень порід, що їх раніше трактували як екзотичні, та зростанням ролі таких порід як джерела металів для сучасної техніки й високих технологій апатит стали вивчати прискіпливіше, оскільки він є і носієм низки важливих промислових елементів, і неодмінною складовою в мінеральних асоціа- ціях руд таких елементів. У комплексах ультраосновних лужних порід з карбонатитами, у скарнах, лужних мета- соматитах та інших утвореннях наявний апатит, у якому завжди є рідкісноземельні еле- менти і стронцій. Тому цей мінерал почали використовувати для з’ясування генезису й рудоносності таких, ще слабко вивчених порід. Раніше ми дослідили вміст і склад рідкісноземельних елементів та Sr в апатиті з декількох проб докембрійських порід дискусійного походження з використанням нейтронно-активаційного методу та методу масспектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою. Однак, попри високу точність методів, наші проби за природою могли бути неоднорідні, тому ми вирішили застосувати прилади для локальних досліджень: іонний та електронний мікроаналізатори, а також електронний мікроскоп з енергодисперсійною приставкою. Дослідження засвідчили наявність у мінералі рідкісноземельних елементів і Sr у формі як ізоморфних домішок у його структурі, так і мікровключень (~ 0,n мкм) – монациту й Ca-рідкісноземельного фосфату групи рабдофану (водних рідкісноземельних фосфатів). Наведено результати подальшого вивчення апатиту, зокрема, щодо просторового розподілу окремих компонентів у різних секторах зерен мінералу. Описано результати розподілу рідкісноземельних та інших елементів, що наявні як ізоморфні домішки в апатиті з карбонатних і силікатних порід, а також скарнів Алданського щита (Сибірська платформа). Схарактеризовано особливості складу рідкісноземельних елементів та їхнього розподілу в межах кристалів апатиту різного генезису. Вихідні дані отримано в окремих точках кристалів під час дослідження їх електронним зондовим мікроаналізатором. Розподіл окремих елементів визначено на зрізах кристалів апатиту, які виготовили розрізуванням кристалів перпендикулярно до осі L6. Отримані результати (концентрація елементів) використано для побудови низки концентраційних карт розподілу окремих елементів у межах досліджуваних площин. Порівняння концентраційних ізоплет засвідчило складну картину розподілу цих елементів, незважаючи на порівняно правильний призматичний габітус досліджуваних кристалів. Виявилось, що нема чітких і однозначних відмінностей у картині розподілу елементів у кристалах апатиту з мінеральних асоціацій різного генезису. Гетерогенний характер розподілу елементів у межах конкретного кристала свідчить про різнорідне живлення і флуктуаційне постачання окремих елементів у різні його сектори. Це є доказом складнішої моделі росту апатиту, ніж пропонували раніше – завдяки пошарово-концентричному наростанню навколо вихідного центра росту.
Посилання
Akimoto T. Electron probe microanalysis study on processes of low-temperature oxidation of titanomagnetite / T. Akimoto, H. Kinoshita, T. Furuta // Earth Planet. Sci. Lett. – 1984. – Vol. 71. – P. 263–278.
Characteristics of concentration and distribution of Rare Earths and related elements in apatite from deposits of various genetic types / V. N. Guliy, V. V. Gordienko, L. F. Borisenko, V. I. Kalyyzhnyi // Vestnik Leningradskogo Universiteta. Ser. 7. – 1991. – N 7,
Is. 1. – P. 99–106 (in Russian).
Co-variability of S6+, S4+, and S2− in apatite as a function of oxidation state: Implications for a new oxybarometer / B. A. Konecke, A. Fiege, A. Simon [et al.] // Amer. Mineral. – 2017. – Vol. 102. – P. 548–557.
Fundamental mineralogical features and origin of the Seligdar apatite deposit / A. G. Bulakh, A. A. Zolotarev, I. P. Bobrova [et al.] // Int. Geol. Rev. – 1985. – Vol. 27. – P. 144– 156.ї
Furuta T. Quantitative electron micro-analysis of oxygen in titanomagnetites with implications for oxidation processes / T. Furuta, M. Otsuki, T. Akimoto // J. Geophys. Res. – 1985. – Vol. 90. – P. 3145–3150.
Guliy V. N. Principal features of the mineralogy and genesis of apatite deposits on the Aldan crystalline Shield / V. N. Guliy // Int. Geol. Rev. – 1989. – Vol. 31. – P. 1025–1038.
Guliy V. N. Rare Earth elements in coexisting minerals from apatite-bearing metamorphic rocks as indicators of their origin / V. N. Guliy, K. E. Jarvis // Geochemistry International. – 1998. – Vol. 36, N 8. – P. 734–741.
Guliy V. N. Apatite-bearing conglomerates from the Aldan Shield / V. N. Guliy, S. J. B. Reed // Lithology and Mineral Resources. – 1999. – Vol. 34, N 2. – P. 159–169.
Guliy V. N. Carbon and Oxygen isotopic compositions of carbonates from Precambrian apatite-bearing carbonate rocks of the Aldan Shield / V. N. Guliy, H. Wada // Lithology and Mineral Resources. – 2004. – Vol. 39, N 3. – P. 243–253.
Inter- and intra-crystal REE variations in apatite from the Bob Ingersoll pegmatite, BlackHills, South Dakota / B. L. Jolliff, J. J. Papike, C. K. Shearer, N. Shimizu // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – Vol. 58, N 8. – P. 711–714.
Mineral microinclusions in apatite of methamorphic rocks and ores of the Aldan Shield / V. N. Guliy, T. Furuta, O. A. Doinikova, A. V. Sivtsev // Mineralogicheskiy Sbornik. – 1990. – N 44. – P. 69–73 (in Russian ; English abs.).
Moscvitina L. V. Peculiarities of REE distributions in apatites from the Aldan Shield / L. V. Moscvitina, F. L. Smirnov // Minerals of Endogenic Formations of Yakutia. – Yakutsk, 1977. – P. 98–106 (in Russian).
On geochemical peculiarities of apatite mineralization of the Seligdar type / D. A. Mineev, O. N. Il'ina, S. M. Kravchenko [et al.] // Geology, Exploring Methods and Exploration Industrial Minerals Deposits. – 1978. – N 3. – P. 8–17 (in Russian).
Rakovan J. Use of surface-controlled REE sectoral zoning in apatite from Llallagua, Bolivia, to determine a single-crystal Sm-Nd age / J. Rakovan, D. K. McDaniel, R. J. Reeder // Earth Planet. Sci. Lett. – 1997. – Vol. 146. – P. 329–336.
Rare earth element redistribution during high-pressure–low-temperature metamorphism in ophiolitic Fe-gabbros (Liguria, north western Italy): Implications for light REE mobility in subduction zones / R. Tribuzio, B. Messiga, R. Vannucci, P. Bottazzi // Geology. – 1996. – Vol. 24, N 8. – P. 711–714.
The problem of classification of the phosphates of the rhabdophane group / O. A. Doynikova, A. I. Gorshkov, L. N. Belova [et al.] // Zapiski Vserossiyskogo Mineralogicheskogo Obshchestva. – 1993. – Part 122, Is. 3. – P. 79–88 (in Russian ; English abs.).
