Nb-Fe-минералы группы цирконолита в кальцитовых карбонатитах Белозиминского массива (Восточный Саян)
Два типа Nb-Fe-цирконолитов по составу были выявлены в кальцитовых карбонатитах Белозиминского щелочного массива: «лаахит» Ca2 Zr2 Nb2 TiFe2+O14 (Nb2 O5 > 28 мас. %; TiO2 < 14 мас. %) и «Nb-Fe3+-цирконолит» Ca2 Zr2 NbTi2 Fe3+O14 (Nb2 O5 < 25 мас. %; TiO2 > 16 мас. %). Максимальные концентрации второстепенных компонентов в этих Nb-Fe-цирконолитах составили (мас. %): ThO22.2; MnO 1.5; MgO 0.6; Ta2O51.1; HfO20.6; Y2O30.5; REE2O35.7; FeO 9.4. Характер химической зональности индивидуальных зёрен указывает на гетеровалентный изоморфизм Nb5+ + Fe2+ ↔ Ti4+ + Fe3+, при этом выявлена эволюция состава «лаахита» Ca2Zr2Nb2TiFe2+O14 → Ca2Zr2NbTi2Fe3+O14 от центра к краю зёрен, тогда как в «NbFe3+ цирконолите» отмечена обратная тенденция. Концентрация гипотетического минала CaREEZr2NbTi2Fe2+O14 в обоих минералах не превышает 15 мол. %. «Лаахит» присутствует в карбонатитах центральной части массива с высоким содержанием фторкальциопирохлора и низким количеством Na-Fe-силикатов, а «Nb-Fe3+-цирконолит» обнаружен в карбонатитах, обогащённых Na-Fe-амфиболами и эгирином и обеднённых фторкальциопирохлором (вблизи контакта с силикатными породами массива). Появление контрастных составов Nb-Feцирконолитов связывается с локальными T-X-f O2 условиями кристаллизации кальцитовых карбонатитов. Кратко обсуждается номенклатура группы цирконолита, а именно: вопрос о возможном выделении Nb-Fe-цирконолитов в отдельную подгруппу (лаахит, гипотетические минералы CaREEZr2NbTi2(Mn,Fe)2+O14 и Ca2Zr2NbTi2Fe3+O14).
Илл. 7. Табл. 3. Библ. 59. Приложение (таблиц 2, иллюстраций 3).
Ключевые слова: группа цирконолита, Nb-Fe-цирконолит, лаахит, фторкальциопирохлор, карбонатит, Белозиминский щелочной массив, Восточный Саян.
В.В. Шарыгин, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск; sharygin@igm.nsc.ru
А.Г. Дорошкевич, Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева СО РАН, г. Новосибирск; Геологический институт СО РАН, г. Улан-Удэ
Е.А. Хромова, Геологический институт СО РАН, г. Улан-Удэ
- Андреева И.А. Карбонатитовые расплавы в оливине и магнетите из редкометальных карбонатитов щелочного карбонатитового комплекса Белая Зима (Восточный Саян, Россия) // Докл. АН. 2014. Т. 455. № 3. С. 562–566.
- Андреева И.А., Коваленко В.И., Кононкова Н.Н. Химический состав магмы (расплавных включений) мелилитсодержащего нефелинита карбонатитового комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Докл. АН. 2004. Т. 394. № 4. С. 518–522.
- Андреева И.А., Коваленко В.И., Никифоров А.В., Кононкова Н.Н. Состав магм, условия образования и генезис карбонатсодержащих ийолитов и карбонатитов щелочного комплекса Белая Зима, Восточный Саян // Петрология. 2007. Т. 15. № 6. С. 594–619.
- Багдасаров Ю.А., Вороновский С.Н. Новые данные K-Ar-возраста ультраосновных-щёлочных карбонатитовых комплексов Восточного Саяна и некоторые вопросы их образования // Докл. АН СССР. 1980. Т. 254. №1. С. 171–175.
- Березина Л.А. Геохимия радиоактивных элементов в редкометальных карбонатитовых комплексах (на примере одного из массивов Сибири) // Геол. месторожд. редких элементов. Вып. 37. М.: Недра. 1972. С. 154–174.
- Бородин Л.С., Быкова А.В., Капитонова Т.А., Пятенко Я.А. Новые данные для цирконолита и его ниобиевой разновидности // Докл. АН СССР. 1960. T. 134. С. 1188–1192.
- Гайдукова В.С., Здорик Т.Б. Минералы редких элементов в карбонатитах // Геол. месторожд. редких элементов. Вып. 17. М.: Госгеолтехитздат. 1962. С. 86–117.
- Гайдукова В.С., Сидоренко Г.С., Яковлевская Т.А. Новые данные о циркелите // Минерал. сб. Львов. университета. 1964. № 17. С. 10–15.
- Гладкочуб Д.П., Мазукабзов А.М., Станевич А.М., Донская Т.В., Мотова З.Л., Ванин В.А. Возрастные уровни и геодинамические режимы накопления докембрийских толщ Урикско-Ийского грабена, юг Сибирского кратона // Геотектоника. 2014. Т. 48. № 5. С. 17–31.
- Капустин Ю.Л. Минералогия карбонатитов. М.: Наука. 1971. 288 с.
- Корчак Ю.А. Минералогия пород ловозерской свиты и продуктов их контактово-метасоматического преобразования в щелочных массивах / Автореф. дис… канд. геол.-мин. наук. СПбГУ. 2008. 18 с.
- Меньшиков Ю.П., Михайлова Ю.А., Пахомовский Я.А., Яковенчук В.Н., Иванюк Г.Ю. Минералы группы цирконолита из фенитизированных ксенолитов в нефелиновых сиенитах Хибинского и Ловозерского массивов // Зап. PМО. 2014. № 4. С. 60–72.
- Панина Л.И., Подгорных Н.М. Включения расплавов в минералах карбонатитов Белозиминского массива // Докл. АН СССР. 1975. Т. 233. № 6. С. 1447–1450.
- Панина Л.И., Подгорных Н.М. Температуры кристаллизации минералов в карбонатитах щёлочно-ультраосновных комплексов / Проблемы глубинного магматизма. М.: Наука, 1979. С. 222–230.
- Пожарицкая Л.К. Геохимические особенности процесса формирования карбонатитов // Геол. месторожд. редких элементов. Вып. 17. М.: Госгеолтехитздат. 1962. С. 117–125.
- Пожарицкая Л.К., Павлинский Г.В., Развозжаева Э.А., Самойлов В.С. О циркелите одного из карбонатитовых массивов / Особенности петрологии, минералогии и геологии карбонатитов Восточной Сибири. М.: Наука. 1966. С. 109–120.
- Пожарицкая Л.K., Самойлов B.C. Петрология, минералогия и геохимия карбонатитов Восточной Сибири. М.: Наука. 1972. 268 с.
- Сомина М.Я. Доломитовые и анкеритовые карбонатиты Восточной Сибири. М.: Недра, 1975. 191 с.
- Старикова А.Е. Ti-Zr-минерализация в кальцифирах Тажеранского массива (Западное Прибайкалье) // Тр. VII Международ. семинара «Щелочной магматизм, его источники и плюмы», Иркутск–Неаполь. Изд-во Института географии СО РАН, Иркутск, 2007. С. 223–237.
- Фролов А.А., Толстов А.Р., Белов С.В. Карбонатитовые месторождения России. М.: НИА Природа. 2003. 287 с.
- Шарыгин В.В. Скандиевые фазы во включениях в оливине карбонатитов Ковдорского массива, Кольский полуостров // Матер. XVII Всеросс. конфер. по термобарогеохимии. Улан-Удэ: ГИН СО РАН. 2016. С. 174–176.
- Шарыгин В.В., Дорошкевич А.Г. Полифазные включения в минералах карбонатитов Белозиминского щелочного комплекса, Восточный Саян // Матер. XVII Всеросс. конфер. по термобарогеохимии. Улан-Удэ: ГИН СО РАН. 2016. С. 177–179.
- Ярмолюк В.В., Коваленко В.И., Сальникова Е.Б., Никифоров А.В., Котов А.Б., Владыкин Н.В. Позднерифейский рифтогенез и распад Лавразии: данные геохронологических исследований щелочноультраосновных комплексов южного обрамления Сибирской платформы // Докл. АН. 2005. Т. 404. № 3. С. 400–406.
- Atencio D., Andrade M.B., Christy A.G., Giere R., Kartashov P.M. The pyrochlore supergroup of minerals: nomenclature // Can. Mineral. 2010. Vol. 48. P. 673–698.
- Azzone R.G., Ruberti E., Enrich G.E.R, Gomes C.B. Zr- and Ba-rich minerals from the Ponte Nova alkaline mafic-ultramafic massif, southeastern Brazil: Indication of an enriched mantle source // Can. Mineral. 2009. Vol. 47. P. 1087–1103.
- Bayliss P., Mazzi F., Munno R., White T.J. Mineral nomenclature: zirconolite // Mineral. Mag. 1989.
Vol. 53. P. 565–569. - Bellatreccia F., Della Ventura G., Williams C.T., Lumpkin G.R., Smith K.L., Colella M. Non-metamict zirconolite polytypes from the feldspathoid-bearing alkali syenitic ejecta of the Vico volcanic complex (Latium, Italy) // Eur. J. Mineral. 2002. Vol. 14. P. 809–820.
- Blass G., Graf H.-W., Kolitsch U. Zirconolite (CaZrTi2O7) from the volcanic Eifel – Verification of three different polytypoids // Mineralien-Welt. 2003. Vol. 14 (3). P. 32–35.
- Bulakh A.G., Nesterov A.R., Onastasenko J.F. Crystal morphology and intergrowths of calzirtite Ca2Zr5Ti2O10, zirkelite (Ti,Ca,Zr)O2-x, zirconolite CaZrTi2O7 in phoscorites and carbonatites of the Kola Peninsula (Russia) // N. Jb. Mineral. Mh. 1999. № 1. P. 11–20.
- Chakhmouradian A.R., Williams C.T. Mineralogy of high-field-strength elements (Ti, Nb, Zr, Ta, Hf) in phoscoritic and carbonatitic rocks of the Kola Peninsula, Russia / in: Phoscorites and Carbonatites from Mantle to Mine: the Key Example of the Kola Alkaline Province (F. Wall and A.N. Zaitsev, eds.). Mineral.Soc. London. Mineral. Soc. Series. 2004. No. 10. P. 293-340.
- Cheary R.W., Coelho A.A. A site occupancy analysis of zirconolite CaZrxTi3-xO7 // Phys. Chem. Minerals. 1997. Vol. 24. P. 447–454.
- Christy A.G., Atencio D. Clarification of status of species in the pyrochlore supergroup // Miner. Mag. 2013. Vol. 77. P. 13–20.
- Chukanov N.V., Krivovichev S.V., Pakhomova A.S., Pekov I.V., Schäfer C., Vigasina, M.F., Van K.V. Laachite, (Ca,Mn)2Zr2Nb2TiFeO14, a new zirconoliterelated mineral from the Eifel volcanic region, Germany // Eur. J. Mineral. 2014. Vol. 26. P. 103–111.
- Della Ventura G., Bellatreccia F., Williams C.T. Zirconolite with significant REEZrNb(Mn,Fe)O7 from a xenolith of the Laacher See eruptive center, Eifel volcanic region, Germany // Can. Mineral. 2000. Vol. 38. P. 57–65.
- Della Ventura G., Williams C.T., Raudsepp M., Bellatreccia F., Caprilli E., Giordano G. Perrierite-(Ce) and zirconolite from a syenitic ejectum of the Roccamonfina volcano (Latium, Italy): implications for the mobility of Zr, Ti and REE in volcanic environments // N. Jb. Mineral. Mh. 2001. Iss. 9. P. 385–402.
- Doroshkevich A.G., Veksler I.V., Izbrodin I.A., Ripp G.S., Khromova E.A., Posokhov V.F., Travin A.V., Vladykin N.V. Stable isotope composition of minerals in the Belaya Zima plutonic complex, Russia: Implications for the sources of the parental magma and metasomatizing fluids // J. Asian Earth Sci. 2016. Vol. 26. P. 81–96.
- D’Orey F.L.C. Optical and physical characteristics of a niobium-rich zirconolite from Cape Verde // Garcia de Orta, Série de Geologia. 1991. Vol. 14. № 1–2. P. 7–8.
- Gatehouse B.M., Grey I.E., Hill R.J., Rossell H.J. Zirconolite, CaZrxTi3-xO7 : structure refinements for near-end-member compositions with x = 0.85 and 1.30 // Acta Cryst. 1981. Vol. B37. P. 306–312.
- Gieré R. Zirconolite, allanite and hoegbomite in a marble skarn from the Bergell contact aureole: implications for mobility of Ti, Zr and REE // Contrib. Mineral. Petrol. 1986. Vol. 93. P. 459–470.
- Gieré R., Williams C.T., Lumpkin G.R. Chemical characteristics of natural zirconolite // Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 1998. Vol. 78. P. 432–459.
- Harding R.R., Merriman R.J., Nancarrow P.H.A. A note on the occurrence of chevkinite, allanite, and zirkelite on St. Kilda, Scotland // Mineral. Mag. 1982. Vol. 46. P. 445–448.
- Harley S.L. Mg-Al yttrian zirconolite in a partially melted sapphirine granulite, Vestfold Hills, East Antarctica // Mineral. Mag. 1994. Vol. 58. P. 259–269.
- Hoog J.C.M., Bergen M.J. Notes on the chemical composition of zirconolite with thorutile inclusions from Walaweduwa, Sri Lanka // Mineral. Mag. 1997. Vol. 61. P. 721–725.
- Mazzi F., Munno R. Calciobetafite (new mineral of the pyrochlore group) and related minerals from Campi Flegrei, Italy; crystal structures of polymignite and zirkelite: comparison with pyrochlore and zirconolite // Am. Mineral. 1983. Vol. 68. P. 262–276.
- Platt R.G., Wall F., Williams C.T., Woolley A.R. Zirconolite, chevkinite and other rare-earth minerals from nepheline syenites and peralkaline granites and syenites of the Chilwa Alkaline Province, Malawi // Mineral. Mag. 1987. Vol. 51. P. 253–263.
- Rajesh V.J., Yokoyama K., Santosh M., Arai S., Oh C.W., Kim S.W. Zirconolite and baddeleyite in an ultramafic suite from southern India: early Ordovician carbonatite-type melts associated with extensional collapse of the Gondwana crust // J. Geol. 2006. Vol. 114. P. 171–188.
- Rossell H.J. Solid solution of metal oxides in the zirconolite phase CaZrTi2O7. I. Heterotype solid solutions // J. Solid State Chem. 1992 a. Vol. 99. P. 38–51.
- Rossell H.J. Solid solution of metal oxides in the zirconolite phase CaZrTi2O7. II: The ternary phase CaZrxTi3−xO7 // J. Solid State Chem. 1992 b. Vol. 99. P. 52–57.
- Sharygin V.V. Y-REE-dominant zirconolite-group mineral from Dmitrovka metasomatites, Azov Sea region, Ukrainian shield // Abstract book of 30th Intern. Conference on «Ore Potential of Alkaline, Kimberlite and Carbonatite Magmatism» (eds., Ilbeyli N., Yalcin M.G.), Antalya, Turkey. 2014. P. 156–158.
- Sinclair W., Eggleton R.A. Structure refinement of zirkelite from Kaiserstuhl, West Germany // Am. Mineral. 1982. Vol. 67. P. 615–620.
- Szeleg E., Škoda R. Y, REE-rich zirconolite from the Skalna Brama pegmatite near Szklarska Poręba (Karkonosze Massif, Lower Silesia, Poland) // Mineralogia Polonica – Special Papers. 2008. Vol. 32. P. 159–159.
- Tropper P., Harlov D., Krenn E., Finger F., Rhede D., Bernhard F. Zr-bearing minerals as indicators for the polymetamorphic evolution of the eastern, lower Austroalpine nappes (Stubenberg Granite contact aureole, Styria, Eastern Alps, Austria) // Lithos. 2007. Vol. 95. P. 72–86.
- White T.J. The microstructure and microchemistry of synthetic zirconolite, zirkelite and related phases // Am. Mineral. 1984. Vol. 69. P. 1156–1172.
- Williams C.T. The occurrence of niobian zirconolite, pyrochlore and baddeleyite in the Kovdor carbonatite complex, Kola Peninsula, Russia // Mineral. Mag. 1996. Vol. 60. P. 639–646.
- Williams C.T., Gieré R. Zirconolite: a review of localities worldwide, and a compilation of its chemical compositions // Bull. Natural History Museum London (Geology). 1996. Vol. 52. P. 1–24.
- Williams C.T., Gieré R. Metacomatic zonation of REE in zirconolite from a marble skarn at the Bergell contact aureole (Switzerland/Italy) // Schweiz. Mineral. Petrogr. Mitt. 1988. Vol. 68. P. 133–140.
- Yakovleva O.S., Pekov I.V. Zirconolite family minerals in the alumina-rich fenites of the Khibiny alkaline complex (Kola Peninsula, Russia) // Acta Mineralogica-Petrographica Abstract Series. 2010. Vol. 6. P. 438–438 (Abstracts of the 20th General Meeting of IMA, Budapest).
- Zaitsev A.N., Kamenetsky V.S., Chakhmouradian A.R. Magnetite-hosted multiphase inclusions in phoscorites and carbonatites of the Kovdor complex, Kola alkaline province // Kogarko, L.N., ed., XXXII International Conference «Alkaline Magmatism of the Earth and related strategic metal deposits», Apatity, Russia. 2015. p. 144–145.
- Zakrzewski M.A., Lustenhouwer W.J., Nugteren H.J., Williams C.T. Rare-earth minerals yttrian zirconolite and allanite-(Ce) and associated minerals from Koberg mine, Bergslagen, Sweden // Mineral. Mag. 1992. Vol. 56. P. 17–35.