Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита

Рассмотрены особенности распределения редкоземельных элементов, фтора и стронция в апатитах щелочноультраосновной и габбро-сиенитовой формаций Украинского щита. The peculiarities of REE, F and Sr distribution in apatites from alkaline ultrabasic and gabbro-syenitic complexes in the Ukrainian Shield...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2009
1. Verfasser: Дубина, О.В.
Format: Artikel
Sprache:Ukrainisch
Veröffentlicht: Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України 2009
Online Zugang:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18085
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита / О.В. Дубина // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
_version_ 1859475355385987072
author Дубина, О.В.
author_facet Дубина, О.В.
citation_txt Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита / О.В. Дубина // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
collection DSpace DC
description Рассмотрены особенности распределения редкоземельных элементов, фтора и стронция в апатитах щелочноультраосновной и габбро-сиенитовой формаций Украинского щита. The peculiarities of REE, F and Sr distribution in apatites from alkaline ultrabasic and gabbro-syenitic complexes in the Ukrainian Shield are described.
first_indexed 2025-11-24T11:40:22Z
format Article
fulltext Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 149 УДК 553.641 (477) ГЕОХІМІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ АПАТИТУ З ЛУЖНИХ ПОРІД УКРАЇНСЬКОГО ЩИТА Дубина О. В. (Інститут геохімії, мінералогії та рудоутворення ім. М. П. Семененка НАНУ, м. Київ, Україна) Рассмотрены особенности распределения редкоземельных элементов, фтора и стронция в апатитах щелочно- ультраосновной и габбро-сиенитовой формаций Украинского щита. The peculiarities of REE, F and Sr distribution in apatites from alkaline ultrabasic and gabbro-syenitic complexes in the Ukrainian Shield are described. Вступ. Апатит найбільш розповсюджений акцесорний мінерал в масивах лужно-ультраосновної (карбонатитової) та габро- сієнітової формацій Українського щита (УЩ). Названі формації відрізняються як за часом формування (1,9-2,1 і 1,7-1,8 млрд. років відповідно), петрологічними, мінералогічними та геохімічними особливостями. Вихідні магматичні розплави відрізняються, як за способом виникнення, хімічним складом так і механізми кристалізації порід, характерними для цих формацій. Вихідні магматичні розплави (олівінові меланефелініти) з яких формувалися лужно-ультраосновні комплекси, вже були збагачені на фосфор в результаті низького парціального плавлен- ня мантії. Характеризуючи поведінку фосфору і умови його концентрації в магматичних гірських породах, багато дослідників звертали увагу на значну роль процесів ліквації в утворенні про- мислових концентрацій апатиту в земній корі [1, 2]. Лікваційним Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 150 способом утворення, що підтверджується і експериментальними дослідженнями, найкраще пояснюється нагромадження фосфору в карбонатитах і виникнення апатитоносних карбонатитів, а наявність в карбонатитових комплексах окремих інтрузивних тіл фосфоритів та нельсонітів, вказує на самостійне існування магма- тичних розплавів такого складу. Масиви габро-сієнітової формації УЩ формувалися при провідної ролі кристалізаційної диференціації із базальтоїдної магми, в результаті чого характеризуються високою залізистістю, значними концентраціями титану і підвищеними апатиту (крім Октябрського та Малотерсянського масивів). Апатитоносні проди в них утворилися за рахунок кумуляції апатиту з досягненням певного рівня концентрації фосфору в первинних розплавах. Смірнов Ф. Д. (1980) вважав, що процес диференціації фосфато- носних магматичних розплавів включав кристалізаційну диференціацію і ліквацію як закономірні сторони загального про- цесу еволюції магми, при цьому кристалізаційна диференціація була головною причиною ліквації. Особливу увагу, з практичної точки зору, привертає до себе розподіл апатиту як в межах окремої формації, так і в породах окремо взятого масиву. З іншої боку, оскільки апатит є наскрізним мінералом у всіх різновидах порід згаданих формацій, то розподіл в ньому рідкісноземельних елементів, ітрію, стронцію, фтору та інших компонентів може слугувати важливи- ми геохімічним індикатором мінералоутворення. Геохімічні особливості апатитів. На сьогодні геохімічні особливості апатиту із лужних порід УЩ вивчені доволі слабо. З деяких масивів існують тільки поодинокі хімічні аналізи цього мінералу з визначенням TR i F, а по деяких – вони взагалі відсутні. В літературі [3] вже відзначалося, що найбільші відмінності в хімічному складі апатиту з лужних масивів УЩ спостерігаються за вмістом фтору і рідкісно-земельних елементів (РЗЕ). Була висловлена гіпотеза про те, що в глибоко еродованих лужних комплексах апатит містить більше фтору ніж в гіпабісальних [3]. В останніх лужних масивах УЩ фтор входить переважно до складу флюориту, а апатит, слюди та амфібол на- Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 151 лежать до низькофтористих різновидів, тоді як в абісальних умо- вах кристалізації (сильно еродовані масиви) фтор концентрується в апатиті і силікатних мінералах, не утворюючи флюориту та фторкарбонатів. Так, в глибокоеродованому Чернігівському масиві в апатиті відмічається до 4 % F [3]. В той же час, за даними інших авторів (Марченко, Кирилиця, 1983) концентрація фтору в апатиті цього масиву значно менша. Вже висловлювалася думка [4] про те, що вміст фтору в апатиті із порід Чернігівського масиву є дещо за- ниженим. Підтвердженням цього слугували конрольні визначен- ня фтору в апатиті цього масиву ядерно-активаційним методом, що давало значно вищі його вмісти, порівняно із даними хімічних аналізів. До глибокоеродованих лужно-ультраосновних комплексів УЩ відносяться також Проскурівський та Антонівський масиви (хоча рівень їх ерозійного зрізу очевидно менший, ніж Чернігівського масиву). В апатиті із лужних порід цих масивів фіксується до 3,25 і 2,83 % F відповідно. Підвищений вміст фтору (3,19 %) спостерігається і в апатиті із феніту Березової Гаті. В апатитах із масивів лужно-ультраосновної формації фтор розподіляється досить рівномірно. В Проскурівському та Антонівському масивах не проявлена тенденція до його накопи- чення від ранніх до пізніх диференціатів, не відмічається також і кореляції між вмістом фтору та концентрацією РЗЕ. Із наявних в літературі даних можна відмітити лише певну тенденцію до зро- стання вмісту фтору в апатитах із доломітових карбонатитів (бефорситів) та рингітів [3], а також із твейтозит-піроксенітів [5] порівняно з іншими породами. В апатиті із кори вивітрювання карбонатитів Чернігівського масиву суттєвого зростання вмісту фтору не спостерігається, як це відмічалося для апатитів із кори вивітрювання фоскоритів і карбонатитів Гулінського плутону, масивів Єсей і Ираас. Попередніми дослідженнями [4] було показано, що в луж- них масивах УЩ існує певна закономірність між концентрацією фтору в апатиті та співіснуючих силікатах (біотит-флогопіт, амфібол). За наявності флюориту в породі (система насичена фтором), апатит та співіснуючі силікати відзначаються низькою Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 152 концентрацією фтору. Так, наприклад, в біотитах Південно- Кальчикського масиву фіксується до 0,65 % F, Ястребецького – до 0,48, Малотерсянського – до 0,68, Покрово-Киріївського – до 0,32, в той же час в цих породах постійно присутній флюорит. В породах лужно-ультраосновної формації апатити належить до ви- сокофтористого різновиду, а в співіснуючих амфіболах і флогопіт-біотитах вміст фтору досягає 2,6 % [4]. В більшості лужних масивів, в яких присутній флюорит, фіксувалися і рідкісноземельні фтор-карбонати (бастнезит, паризит). В Чернігівському масиві, при значному поширенні карбонатитів та наявних в них високофтористих апатитів з високим вмістом TR2O3 (до 8,6 % в твейтозит-піроксенітах і до 11,0 % в корі вивітрювання), не було виявлено рідкісноземельних карбонатів та флюориту, а бастнезит було зафіксовано як продукт розпаду і вторинного заміщення апатитів з високим вмістом TR2O3 [5]. Дещо відмінними в цьому плані виявилися апатити із агпаїтових фонолітів Октябрського масиву (Шаригін, 2009). Так, з одного боку, в породах масиву відмічається акцесорний флюо- рит і низькофтористі амфіболи та біотит, а з іншого – в апатиті фіксується до 3,9 % фтору. Високофтористі апатити характерні і для гіпабісальних агпаїтових порід Хібінського та Ловозерського масивів, вулканічних карбонатитових комплексів Кенії та Намібії. Очевидно, агпаїтовий характер магматичного розплаву має значний плив на поведінку фтору та його розподіл в кристалічних фазах. Це припущення, до певної міри, підтверджується наявними в автора хімічними аналізами апатиту та вмісних їх лужних і сублужних порід УЩ. Спостерігається по- зитивна кореляція між кількістю фтору в апатитах та коефіцієнтом агпаїтності вмісних порід. Із цих позицій можна по- яснити і низьку концентрацію фтору в малоеродованих карбона- титових комплексах Маймеча-Котуйської та Карело-Кольської провінцій. Можливо, що тенденція до накопичення фтору в апатиті і силікатних мінералах в абісальних умовах кристалізації зберігається і в апатит-ільменітових габроїдах анортозит- рапаківігранітних плутонах УЩ. Так, апатити з габроїдів Коро- стенського плутону мають в своєму складі від 1,76 до 2,65 % F, Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 153 тоді як в Корсунь-Новомиргородському плутоні (Носачівське ро- довище) – 2,92-3,66 % F. Однією із важливих особливостей апатиту із лужних порід є розподіл стронцію, рідкісноземельних елементів та ітрію. В кар- бонатитах і силікатних породах Чернігівського масиву апатити збагачені стронцієм (до 3,2 % SrO, а в рідкісноземельних апати- тах до 4,25 %) та РЗЕ (до 8,25 % TR2O3, в рідкісноземельних різновидах – до 11,0 %). В найбільш багатих стронцієм карбона- титах масиву (до 5 % в породі і до 8 % в кальциті) виявлено найбагатші TRСе апатити з підвищеним вмістом натрію (до 1,41 % Na2O) – Na-TR апатити. В той же час в апатитах із агпаїтових фонолітів Октябрського масиву вміст стронцію не перевищує 0,42 % SrO, а в пегматоїдних сієнітах і граносієнітах Південно-Кальчицького масиву - 0,20 %. Значні концентрації стронцію характерні і для апатитів з лужних порід Хібінського та Ловозерського масивів. В породах цих масивів відмічається від 2,02 до 8,44 % SrO, а з підвищенням концентрації стронцію утво- рюються Sr-апатити в яких фіксується до 62,8 % SrO [6]. Для апатитів з лужних порід УЩ спостерігається пряма кореляція між концентрацією стронцію та РЗЕ. Така ж кореляція простежується в масивах Кайзерштуль і Хібінському, але відсутня в апатитах з Ловозерського масиву, Ковдор та Саланлатва. В апатитах із карбонатитів Уганди (масиви Сукулу, Тороро) спостерігається зворотна кореляція цих компонентів. Для лужно-ультраосновних порід УЩ характерні апатит з підвищеним вістом TRСе. В апатитах із лужних порід Дністрово- Бузького району концентрація TR2O3 найчастіше більше 1 % (до 2 % в лужних сієнітах і фенітах). В Чернігівському масиві концентрація РЗЕ може зростати в декілька разів. В рингітах і твейтозитах цього масиву трапляються апатити з високим вмістом РЗЕ (до 11,0 % TR2O3) і структурами розпаду твердого розчину бритоліту. Підвищений вміст РЗЕ спостерігається і в апатитах габро- сієнітової формації УЩ, особливо в агпаїтових фонолітах Ок- тябрського (до 14,5 % TR2O3) і пегматоїдних сієнітах і граносієнітах Південно-Кальчицького масиву масивів (до 16,6 %). Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 154 Співвідношення (La/Yb)N (N – нормування за хондритом) в апатитах лужних комплексів УЩ змінюється в широких межах. Так, в карбонатитах Чернігівського масиву (La/Yb)N=32-377 [7] до 1013 [8] (в збагаченому рідкісними землями різновиді), а в нефелінових і лужних сієнітах 118-155 (дані автора). В лужних породах Дністрово-Бузького району цей показник значно мен- ший: для Проскурівського масиву (La/Yb)N=80-93, а Антонівського – (La/Yb)N=33-63. Загальною тенденцією для двох останніх масивів є зменшення (La/Yb)N від піроксенітів- мельтейгітів до нефелінових сієнітів. Для лужно-ультраосновної формації спостерігається чітка позитивна кореляція між концентрацією в апатитах стронцію та (La/Yb)N. В апатитах габ- ро-сієнітової формації відношення (La/Yb)N менше ніж апатитах з порід лужно-ультраосновної (19-51). Загалом в апатитах із луж- них порід зі збільшенням загальної суми РЗЕ збільшується частка TRCe. Відношення Се/Y в породах лужно-ультраосновної формації змінюється в межах 6,4-53. Найбільші значення відмічаються в апатитах з порід Чернігівського комплексу – 8,4-53, в Проскурівському і Антонівському масивах 12-13,4 і 6,4-9,4 відповідно. В апатиті із порід Південно-Кальчицького масиву Се/Y становить 0,46-12 (різко зменшується в Y-апатитах), в піроксеніті Покрово-Киріївського – 5,1. Значні варіації Се/Y спостерігаються в апатиті з Октябрського масиву – 5,2-150. Позитивної кореляції між ΣTR і концентрацією Y не спостерігається як в апатитах лужно-ультраосновної так і габро- сієнітової формацій. Дослідження апатиту методом ICP MS в ІГМР ім. М. П. Семененка НАН України, вказують на те, що значні негативні Eu/Eu* аномалії не типові для апатитів із лужно- ультраосновної формаці. В карбонатитах Чернігівського масиву вони знаходяться в межах 0,92-0,97, що дещо розходиться з да- ними [8], за якими в апатитах з карбонатитів цього масиву Eu/Eu* змінюється в діапазоні 0,36-1,14. В нефелінових і лужних сієнітах Чернігівського масиву це відношення становить 0,95 і 1,01 відповідно. В апатиті Проскурівського та Антонівського масивів відмічаються дещо більші негативні Eu-аномалі (0,73-0,93) з Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 155 тенденцією до її зменшення від меланократових до лейкократо- вих різновидів лужних порід. Апатити габро-сієнітової формації характеризуться значно більшим Eu/Eu*. Так, в габроїдах Ок- тябрського і Південно-Кальчицького масивів апатит має Eu/Eu* 0,39 і 0,42 відповідно. Подібні значення цього коефіцієнту спостерігаються в рудних габроїдах Коростенького плутону (Стремигородське і Федорівське родовища). В апатиті з пуласкіту Октябрського масиву негативна Eu-аномалія менша, порівняно з габроїдами, до 0,76. Як відомо РЗЕ, ітрій і стронцій заміщують кальцій в апати- тах. Головними є дві схеми гетеровалентного ізоморфізму: беловітова (Na+REE→2Cа) і бритолітова (Si+REE→Ca+P). Беловітова схема виразно проявлена в апатитах з бефорситів Чернігівського, агпаїтових нефелінових сієнітів і фонолітів Ок- тябрського та Y-апатитах з пегматоїдних сієнітів і граносієнітів Південно-Кальчицького масивів [9]. В останньому кальцій апати- ту в основному заміщується РЗЕ за незначного вмісту в мінералі Na2O (менше 0,43), а в Чернігівському і особливо Октябрському масиві в цій схемі зростає роль натрію (до 1,41 і 2,68 % Na2O відповідно). Крім того, в породах Південно-Кальчицькому маси- ву не спостерігається зростання концентрації РЗЕ зі збільшенням вмісту натрію, тоді як в апатитах Чернігівського і Октябрського масивів така залежність існує. Позитивна кореляція між концентрацією натрієм і РЗЕ відмічається і в апатитах з Хібінського та Ловозерського масивів, Скергаарду, фоскоритів Ковдору. В апатитах Проскурівського та Антонівського масивів біловітова і бритолітова схеми ізоморфізму мають незначне по- ширення, що обумовлено, очевидно, як відносно невеликою концентрацією Na2O і SiO2, так і помірним (порівняно з апатита- ми Чернігівського, Октябрського та Південно-Кальчицького масивів) вмістом РЗЕ. В апатитах Чернігівського масиву висока концентрація РЗЕ позитивно корелює з вмістом стронцію, що ха- рактерно для карбонатитів, тоді як в апатитах з масивів габро- сієнітової формації УЩ такої кореляції не відмічається. Бритолітова схема ізоморфізму добре проявлена у збагаче- них SiO2 меланократових карбонатитах (рингітах) і твейтозитах Чернігівського масиву. В апатитах з рингітів цього масиву Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 156 відмічається до 8,15 % TR2O3 і 2,84 % SiO2, а в рідкісноземельних апатитах з вростками бритоліту та продуктами його вторинних змін (ортит, кварц, кальцит) із твейтозит-піроксенітів – до 8,55 % TR2O3 і 2,90 % SiO2 (до 11,0 % TR2O3 і 3,60 % SiO2 в апатиті з ко- ри вивітрювання карбонатитів). В Октябрському масиві така схе- ма проявлена в маріуполітах, де апатит з включеннями бритоліту має 13,43 % TR2O3 і 3,70 % SiO2, а в агпаїтових фонолітах до 14,46 % TR2O3 (La2O3 – 2,55 %, Ce2O3 – 7,19 %, Y2O3 – 0,43 %) і до 0,98 % SiO2. Добре проявлена бритолітова схема ізоморфізму і в апатитах із сієнітів Південно-Кальчицького масиву. Апатит з включеннями бритоліту з пегматоїдних сієнітів масиву містить до 10,9 % TR2O3 при 3,60 % SiO2, а в апатитах з граносієнітів фіксується до 14,0 % TR2O3 і 4,90 % SiO2 [9]. В ітроапатитах цьо- го масиву встановлено до 11,60 % TR2O3 (Y2O3 – 7,90 %) і 7,30 % SiO2. Висновки. 1. В лужних породах і карбонатитах лужно-ультраосновної формації апатит характеризується істотно TRCe, тоді як в породах габбро-сієнітової формації значну роль відіграють TRY та Y. 2. В апатитах з порід лужно-ультраосновної формації значно вищий вміст стронцію, ніж в габро-сієнітовій. 3. В глибокоеродованих масивах апатит представлений ви- сокофтористим різновидом, тоді як в гіпабісальних кристалізується низькофтористий апатит. В агпаїтових породах апатит завжди належить до високофтористого різновиду. 4. В багатих TR апатитах встановлено дві головні схеми ізоморфізму – беловітова і бритолітова. ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ 1. Смирнов Ф. Д. Геология апатитовых месторождений Сиби- ри. – Новосибирск: Наука, 1980. 2. Ланда Э. А., Егоров Л. С. Апатитовые месторождения карбо- натитовых комплексов. – Москва: Недра, 1974. – 145 с. 3. Кривдик С. Г., Ткачук В. И. Петрология щелочных пород Ук- раинского щита. – Киев: Наук. думка, 1990. – 406 с. Наукові праці УкрНДМІ НАН України, № 5 (частина II), 2009 Transactions of UkrNDMI NAN Ukraine, № 5 (part II), 2009 157 4. Глевасский Е. Б., Кривдик С. Г. Докембрийские карбонатито- вый комплекс Приазовья. - Киев: Наук. думка, 1981. – 227 с. 5. Воробьев Е. И. Полифазный тип распада апатита // Геохи- мия. – № 5. – 2000. – С. 661-664. 6. Chakhmouradian A. R., Reguir E. P., Mittchell R. H. Strontinum- apatite: new occurrences, and the extent of Sr-FOR-Ca substitu- tion in apatite-group minerals // The Canadian Mineralogist. 2002. Vol. 40. P. 121-136. 7. Вилькович Р. В., Пожарицкая Л. К. Редкие земли в кальцитах и апатитах карбонатитов Черниговской зоны // Геохимия. - № 4. – 1982. – С. 511-518. 8. Марченко Е. Я., Проскурин Г. П. РЗМ в апатитах Украинско- го щита // Мінер. ресурси України. - № 4. – 1999. – С. 26-29. 9. Марченко Е. Я., Пожарицкая Л. К., Нечелюстов Г. Н., Стреко- зов С. Н. Типохимические особенности иттрийсодержащих редкоземельных фофсфатов приазовья (Украинский щит) // Минер. журн. – 17, № 6. – 1995. – С. 3-13.
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-18085
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn 1996-885X
language Ukrainian
last_indexed 2025-11-24T11:40:22Z
publishDate 2009
publisher Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
record_format dspace
spelling Дубина, О.В.
2011-03-16T23:51:47Z
2011-03-16T23:51:47Z
2009
Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита / О.В. Дубина // Наукові праці УкрНДМІ НАН України. — 2009. — № 5, ч. 2. — С. 149-157. — Бібліогр.: 9 назв. — укр.
1996-885X
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18085
553.641 (477)
Рассмотрены особенности распределения редкоземельных элементов, фтора и стронция в апатитах щелочноультраосновной и габбро-сиенитовой формаций Украинского щита.
The peculiarities of REE, F and Sr distribution in apatites from alkaline ultrabasic and gabbro-syenitic complexes in the Ukrainian Shield are described.
uk
Український науково-дослідницький і проектно-конструкторський інститут гірничої геології, геомеханіки і маркшейдерської справи НАН України
Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
Article
published earlier
spellingShingle Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
Дубина, О.В.
title Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
title_full Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
title_fullStr Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
title_full_unstemmed Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
title_short Геохімічні особливості апатиту з лужних порід Українського щита
title_sort геохімічні особливості апатиту з лужних порід українського щита
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/18085
work_keys_str_mv AT dubinaov geohímíčníosoblivostíapatituzlužnihporídukraínsʹkogoŝita