Wolframoixiolite in lithium-fluoric granites of the Arga-Ynnakh-Khaysky massif, Yakutia

Full Text

Исходя из общности тектонических, магматических и металлогенических процессов на континентальных окраинах Тихого океана, академик С. С. Смирнов выделил на Востоке России Восточно-Азиатскую олово-вольфрамовую зону. Одним из признаков единства этой зоны выступает широкое распространение в дальневосточных литий-фтористых гранитах (ЛФГ) вольфрамсодержащих акцессорных минералов — ферберита, шеелита, русселита, ишикаваита, колумбита и др. (Алексеев, Марин, 2014). Существенное значение в этой минеральной ассоциации имеет «вольфрамоиксиолит», описанный в ЛФГ и онгонитах Северного массива на Чукотке (Алексеев и др., 2010), Лэйцзилинского, Цзянфэнлинского и Дацзишаньского массивов в Южном Китае (Zhang et al., 2003; Zhao et al., 2017; Xie et al., 2018). Отмечен вольфрамоиксиолит и в редкометалльных грейзенах, сопровождающих ЛФГ, на месторождениях Тигриное в Приморье (Руб, Руб, 2006) и Полярное в Якутии (Амичба, Дубакина, 1976). В статье описана новая находка «вольфрамоиксиолита» в ЛФГ и онгонитах Арга-Ыннах-Хайского массива в Восточной Якутии, входящих в состав кестерского комплекса редкометалльных гранитов.¹ Это подтверждает вольфрамоносность ЛФГ Дальнего Востока России и позволяет провести их аналогию с редкометалльными гранитами Евразии.

ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЯ

Арга-Ыннах-Хайский массив площадью 48 км² расположен на Янском плоскогорье в междуречье Яны и Борулаха и выражен в рельефе в виде горы Арга-Турагас (1271 м). Территория сложена средне-верхнетриасовыми флишоидными толщами общей мощностью около 2000 м. Алевролиты, песчаники и аргиллиты смяты в крупные относительно пологие складки субмеридионального простирания, метаморфизованы по площади в условиях зеленосланцевой фации, а в экзоконтактовой зоне превращены в кордиерит-калишпат-биотитовые роговики. На территории развиты разрывные нарушения северо-восточного и северо-западного простирания, контролирующие размещение интрузий и гидротермальных образований.

Арга-Ыннах-Хайский массив относится к Эге-Хайскому поперечному магматическому ряду Верхоянского складчато-надвигового пояса, образованному в процессе коллизии Колымо-Омолонского массива и Сибирского кратона. Массив выражен в гравитационном поле Адыча-Эльгинского глыбового поднятия в виде локальной отрицательной аномалии –50 мГл. Форма тела куполообразная со склонением на северо-восток; площадь сечения на глубине 2 км составляет 385 км². Массивы Эге-Хайского ряда принадлежат раннемеловому бакы-дербекинскому комплексу и включают (Государственная…, 2016): 1) раннюю фазу даек диабазов и диорит-порфиритов, 2) главную фазу крупных массивов и даек биотитовых гранитов, 3) дополнительную фазу лейкогранитов, 4) жильную фазу лейкогранитов, аплитов, гранит-порфиров.

На дневной поверхности Арга-Ыннах-Хайский массив вскрыт в виде двух выходов, разделенных небольшим (0.7—2 км) полем роговиков. Юго-западный выход массива сложен средне-крупнозернистыми андезиновыми гранитами главной фазы, переходящими в эндоконтактах в среднезернистые гранодиориты. В северо-восточном выходе преобладают порфировидные двуслюдяные граниты дополнительной фазы. Дайки мусковит-турмалиновых лейкогранитов, аплитов и гранит-порфиров субмеридионального и восток-северо-восточного простирания, прорывают граниты главной и дополнительной фаз массива и вмещающие ороговикованные породы.

В центральной части юго-западного выхода андезиновые граниты и субмеридиональная дайка лейкогранитов прорваны гарполитом редкометалльных ЛФГ площадью около 1 км², падающим на северо-запад под углами 15—80°. Форма гарполита контролируется разрывными нарушениями северо-западного и северо-восточного простирания, вследствие чего интрузия дугообразно изогнута в плане. Пологие контакты гарполита осложнены апофизами в андезиновых гранитах, микроклиновыми штокшайдерами мощностью 0.25—0.5 м, линзами грейзенов. Гарполит и десятки даек ЛФГ, расположенных к северо-востоку от него, образуют кестерский комплекс редкометалльных гранитов. Простирание даек северо-восточное и северо-западное, мощность 0.2—10 м, протяженность десятки метров. В состав комплекса включены также дайки и жилы онгонитов мощностью 0.7—2 м, которые, по одним данным, срезаются апофизами гарполита ЛФГ (Флёров и др., 1971; Недосекин, 1988), а по другим — прорывают дайки ЛФГ (Орлов и др., 1984; Трунилина и др., 2019).

ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ  ЛИТИЙ-ФТОРИСТЫХ ГРАНИТОВ И ОНГОНИТОВ

Литий-фтористые граниты Арга-Ыннах-Хайского массива представляют собой белые сахаровидные породы с массивной либо шлировой текстурой. Минеральный состав (об. %): альбит № 2—7 (28—41), микроклин (13—29), кварц (23—41), светлая слюда (8—13), топаз (0.5—3), монтебразит (0.1—3). По данным Ю. С. Орлова и соавторов (1984), с глубиной лепидолит-амблигонит-альбитовые граниты сменяются мусковит-альбитовыми. Мы выделяем по результатам разведочного бурения эндоконтактовую фацию (0—60 м) монтебразит-лепидолитовых и лепидолитовых ЛФГ и глубинную (60—150 м) фацию топаз-лепидолитовых ЛФГ. В зоне перехода монтебразитовых разновидностей в топазовые расположены линзы редкометалльных альбититов.

Структура ЛФГ равнозернистая, от крупно- до мелкозернистой; в дайковых породах — порфировая. Характерна ведущая роль практически чистого альбита, представленного двумя генерациями. Относительно крупный альбит первой генерации имеет удлинение 1:3—1:6 и образует каркас породы; мелкий лейстовый альбит второй генерации (1:5—1:12) заполняет интерстиции каркаса или образует пойкилитовые вростки в микроклине и кварце. Микроклин с обилием пертитов характеризуется ксеноморфизмом. Кварц имеет изометричные очертания: в крупнозернистых ЛФГ он гипидиоморфный дипирамидальный, в мелкозернистых — округлый до гороховидного. В кварце отмечены зонально распределенные ориентированные включения альбита, лепидолита, монтебразита, создающие элементы структуры «снежного кома». Светлая слюда представлена плохо ограненными пластинчатыми кристаллами железистого лепидолита с вростками и каймами более позднего фенгита. Топаз образует бочонковидные и округлые кристаллы, ассоциирующие с кварцем, альбитом и монтебразитом. Встречаются включения топаза в относительно более крупном монтебразите и его графические сростки с кварцем.

Путем расчета марковских цепей межзерновых контактов микроклина, кварца и альбита на базе «модели идеального гранита» А. Б. Вистелиуса установлено, что кристаллизация ЛФГ происходила в гомогенной среде одновременно во всем пространстве гарполита, и сделан вывод о магматической природе структуры ЛФГ, нарушенной в прикровельной части гарполита вследствие наложенной альбитизации и грейзенизации (Романова, 1976). В целом структура микроклин-альбитовых гранитов кестерского комплекса полностью соответствует типовой структуре ЛФГ, описанной для многочисленных редкометалльно-гранитовых комплексов Европы и Азии.

Онгониты — светло-серые, желтовато-серые афанитовые породы с мелкими (0.5—1 мм) вкрапленниками кварца, микроклина, альбита, топаза и турмалина. От ЛФГ отличаются повышенным содержанием кварца, топаза и монтебразита. Вкрапленники кварца (1—10 об.%) имеют зонально-пойкилитовую структуру «снежного кома» и образуют цепочечные и гломеропорфировые сегрегации. Турмалин во вкрапленниках представлен скелетными кристаллами полихромного литиевого шерла. Кварц-полевошпатовая основная масса содержит литиевый фенгит, лепидолит, топаз, монтебразит. Структура матрикса фельзитовая или микрогипидиоморфная (<0.1 мм), характеризуется сочетанием лейстового альбита и изометрических зерен других минералов. Наличие линз и полос различной зернистости в сочетании с неоднородным распределением вкрапленников определяет полосчатую текстуру онгонитов.

По химическому составу ЛФГ и онгониты Арга-Ыннах-Хайского массива — это умеренно кислые (SiO₂ 67.11—72.95 мас.%), субщелочные (K₂O + Na₂O 7.27—8.84 мас. %), богатые глиноземом (Al₂O₃ 14.61—17.84 мас. %) породы. Они относятся к высокофосфористому типу (P₂O₅ 1.14—2.70 мас. %), обогащены фтором (0.8—2.2 мас. %) и редкими элементами — Li, Rb, Cs, Ta, Nb, Sn, W, Sb. Их геохимические особенности нашли отражение в составе акцессорной ассоциации и отдельных ее минералов. Главные из них (0.1—0.5 об. %): топаз, монтебразит, касситерит, фторапатит, колумбит-(Mn), танталит-(Mn) и др.; второстепенные (< 0.1 %): ниобиевый ферберит, вольфрамоиксиолит, уран-гафниевый циркон, танталсодержащий рутил, ильменит, сподумен, монацит-(Ce), ксенотим-(Y), уранинит и др. Акцессории тяготеют к выделениям лепидолита, топаза и монтебразита.

В юго-западном выходе Арга-Ыннах-Хайского массива по ЛФГ эндоконтактовой зоны гарполита и по приконтактовым андезиновым гранитам интенсивно развивается грейзенизация. На участке изгиба гарполита параллельно его висячей контактовой поверхности располагается залежь топаз-мусковит-кварцевых грейзенов с лепидолитом, турмалином и фосфатами алюминия. Рудные минералы грейзенов: касситерит, амблигонит, халькопирит, станнин, кестерит, самородный висмут, арсенопирит, вольфрамит, шеелит и др. Грейзеновая залежь образует в сочетании с редкометалльными ЛФГ Кестерское редкометалльно-оловянное месторождение, входящее в состав Яно-Борулахской минерагенической зоны.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

Исследования ЛФГ Арга-Ыннах-Хайского массива основаны на материалах Лаборатории математической геологии Математического института им. В. А. Стеклова, собранных М. А. Романовой и Д. Н. Ивановым под руководством А. Б. Вистелиуса в 1970—1971 гг. в процессе доразведки и эксплуатации месторождения Кестер (Романова, 1976). Коллекция включает 255 проб, в том числе ЛФГ 142, онгониты 13, биотитовые граниты 66, грейзены 28, альбититы 6. Пробы отобраны в районе Кестерского месторождения на 12 буровых профилях вкрест простирания гарполита. Пробоотбор произведен с поверхности на полигоне 0.5 × 1 км и из керна скважин глубиной 110—170 м.

Углубленное изучение коллекции гранитов выполнено методами математической геологии, петрографии и микрогеохимии (Романова, 1976; Алексеев, Марин, 2012; Бродская, Марин, 2016). Исследованы состав и структура ЛФГ и онгонитов, определены интервалы профилей, на которых они в наименьшей степени затронуты постмагматическими преобразованиями. Геохимическое изучение неизмененных гранитоидов в ЦКП Санкт-Петербургского горного университета (рентгенофлуоресцентная, атомно-абсорбционная спектрометрия, масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой — XRF-1800, АА6300, ICPE-9000) позволило выделить ЛФГ и онгониты с повышенным содержанием Ta, Nb, Sn, W, Li, Rb, Zr, REE, Y. В прозрачно-полированных шлифах таких пород был проведен оптический и электронно-микроскопический поиск минералов-носителей редких металлов (JSM-6510LA c энергодисперсионным спектрометром JED-2200, ИГГД РАН, Санкт-Петербург). Условия съемки: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток 1.5 нА; ZAF-метод коррекции матричных эффектов.

При детальном изучении вольфрамовых и ниобиевых минералов в ЛФГ и онгонитах обнаружены микровыделения вольфрамоиксиолита, вольфрамового колумбита и ниобиевого ферберита. Их состав уточнен в ЦКП СПГУ на микрозондовом анализаторе JXA-8230 с волновыми спектрометрами по стандартной методике. Использованные стандарты: чистые металлы (Fe, W, Sc, Hf), чистые оксиды (Sn, U, Zr), танталит (Ta), колумбит-(Mn) (Mn, Nb), рутил (Ti), диопсид (Ca). К группе иксиолита отнесены минералы с суммой содержаний ∑(WO₃ + SnO₂ + TiO₂ + ZrO₂ + Sc₂O₃) более 10 мас. % (Beurlen et al., 2007). Для отличия минералов групп колумбита и иксиолита использованы стехиометрические критерии, предложенные в работе (Wise et al., 1998). Уделено внимание взаимоотношению акцессориев с породообразующими минералами, анатомии индивидов, составу и распределению в кристаллах элементов-примесей и минералов-узников (Алексеев, Марин, 2012; Бродская, Марин, 2016).

АКЦЕССОРНЫЙ ВОЛЬФРАМОИКСИОЛИТ

Минералогия Кестерского месторождения изучена за 80 лет достаточно подробно: кадастр минералов включает 130 минеральных видов и разновидностей, бо́льшая часть которых имеет постмагматическое происхождение (Флёров, 1971; Кокунин, 2011). В составе ЛФГ описаны такие редкометалльные акцессории, как монтебразит, амблигонит, колумбит-танталит, сподумен, монацит-(Ce), ксенотим-(Y), алланит-(Ce), циркон (Флёров и др., 1971; Орлов и др., 1984; Недосекин, 1988; Трунилина и др., 2019). Учитывая отмеченные выше геохимические особенности ЛФГ, следует предполагать в них значительно большее разнообразие акцессорных минералов и прогнозировать обнаружение новых редкометалльных минералов — индикаторов оруденения оловянно-редкометалльной формации. Проведенные исследования ЛФГ Арга-Ыннах-Хайского массива позволили установить ранее не отмеченную ассоциацию акцессорных тантало-ниобатов, содержащих вольфрам (WO₃, мас. %): колумбит-(Fe) 1.59—7.12, колумбит-(Mn) 0—6.07, танталит-(Mn) 0—4.72, минералы группы микролита 0—3.64, танталсодержащий рутил 0—3.39².

Особого внимания заслуживают вольфрамовые акцессорные минералы. В породах Кестерского гарполита и окружающих даек нами многократно отмечен минерал, который определен по составу главных компонентов как «вольфрамоиксиолит» — иксиолит, обогащенный изоморфными W, Nb и Fe (Гинзбург и др., 1969; Корнетова и др., 1982; Волошин, Пахомовский, 1988; Černý et al., 2007; Novák et al., 2008; Алексеев и др., 2010). Все находки вольфрамоиксиолита сделаны в гранитах лепидолит-топазовой фации (на глубине более 90 м), где он играет роль второстепенного акцессория и ассоциирует с вольфрамовым колумбитом. Найден вольфрамоиксиолит и в онгонитах месторождения Кестер в парагенезисе с тантало-ниобиевым ферберитом.

Якутский вольфрамоиксиолит, как и его аналог в ЛФГ Чукотки (Алексеев и др., 2010), наблюдается преимущественно в виде включений в топазе и светлой слюде. Минерал представлен сильно вытянутыми пластинчатыми кристаллами длиной 10—300 мкм, толщиной менее 10 мкм. Кристаллы гипидиоморфные с волнистыми гранями, по форме практически не отличаются от кристаллов колумбита. Типичны одиночные индивиды, встречаются субпараллельные и радиально-лучистые сростки (рис. 1). В проходящем свете вольфрамоиксиолит непрозрачный, зерна толщиной в первые микроны слабо просвечивают в красновато-коричневых тонах, погасают под углом 7—21° к граням пояса [001].

 

Рис. 1. Вольфрамоиксиолит и вольфрамовый колумбит в литий-фтористых гранитах Арга-Ыннах-Хайского массива (проходящий свет, без анализатора).

а — включение вольфрамсодержащего колумбита-(Mn) в топазе и сложный сросток вольфрамоиксиолита в лепидолите; б — таблитчатый колумбит-(Mn) в топазе в парагенезисе с вольфрамоиксиолитом и касситеритом. Ab — альбит, Clm — колумбит-(Mn), Lpd — лепидолит, Qtz — кварц, Tp — топаз, Wix — вольфрамоиксиолит.

 

В ЛФГ вольфрамоиксиолит встречается в ассоциации с вольфрамовыми тантало-ниобатами и уран-гафниевым цирконом. Особенно характерны сростки с колумбитом-(Mn) (рис. 2, а, б). Отмечается сонахождение вольфрамоиксиолита с акцессорным касситеритом (рис. 1, б). В онгонитах преобладает парагенезис с тантало-ниобиевым ферберитом, гафниевым цирконом и уранинитом. Ферберит часто образует каймы обрастания и сростки с кристаллами вольфрамоиксиолита (рис. 2, в, г).

Рис. 2. Вольфрамоиксиолит и тантало-ниобиевый вольфрамит в литий-фтористых гранитах и онгонитах Арга-Ыннах-Хайского массива (изображения в отраженных электронах).

а, б — параллельный сросток вольфрамоиксиолита и вольфрамового колумбита в топаз-лепидолитовом граните (б — фрагмент рис. 2, а); в — пластинчатый вольфрамоиксиолит с каймами и таблитчатыми кристаллами тантало-ниобиевого вольфрамита в онгоните; г — сросток вольфрамоиксиолита, ниобиевого вольфрамита, гафниевого циркона и уранинита в онгоните. Ab — альбит, Clm — колумбит-(Mn), Lpd — лепидолит, Mc — микроклин, Ms — литиевый мусковит, Qtz — кварц, Tp — топаз, Wix — вольфрамоиксиолит, Wlf — вольфрамит, Urn — уранинит, Zrn — циркон. Кружками показаны точки зондирования, номера точек соответствуют номерам анализов в таблице.

 

Электронное сканирование показало относительно устойчивый состав индивидов вольфрамоиксиолита в ЛФГ. Главные компоненты минерала (мас. %): Nb₂O₅ 59.1—62.5, Ta₂O₅ 6.6—9.4, FeO 7.4—14.4, WO₃ 7.5—13.9, MnO 4.9—11.3. Характерная примесь — TiO₂ 0.9—1.8 %. Наибольшие колебания испытывают концентрации W, Fe и Mn. Mn/(Mn + Fe) изменяется от 0.24 до 0.61 (рис. 3). Эмпирическая формула минерала: (Nb_1.09Fe_0.41Mn_0.24W_0.11Ta_0.08Ti_0.04)_1.97O_4.00.

Вольфрамоиксиолит из онгонитов характеризуется широкими вариациями Ta, Nb, W (мас. %): Nb₂O₅ 21.4—59.2, Ta₂O₅ 10.4—29.2, FeO 6.4—15.6, WO₃ 7.8—44.0, MnO 4.2—11.5. Этот минерал содержит существенную примесь TiO₂ 1.5—3.5 %, а также примеси Sn, Ca, Sc, Zr (см. таблицу). Онгонитовый вольфрамоиксиолит отличается от аналога из ЛФГ более высоким Ta/(Nb + Ta) отношением (среднее значение в ЛФГ 0.07, в онгонитах — 0.19) и железистостью Mn/(Mn+Fe) (соответственно 0.37 и 0.32). Эмпирическая формула: (Nb_0.83Fe_0.46Mn_0.21W_0.20Ta_0.19Ti_0.07Ca_0.02Zr_0.01Sn_0.005Sc_0.004)_2.00O_4.00.

 

Химический состав (мас. %) акцессорных «вольфрамоиксиолита» и ниобиевого ферберита  в Li-F гранитах и онгонитах Арга-Ыннах-Хайского массива

Chemical composition (wt %) of accessory «wolframoixiolite» and niobian ferberite  in Li-F granites and ongonites from the Arga-Ynnakh-Khaysky massif

Компонент	Вольфрамоиксиолит  в Li-F гранитах			Вольфрамоиксиолит  в онгонитах			Ниобиевый ферберит  в онгонитах
	1	2	Ср. (12)	3	4	Ср. (14)	5	6	Ср. (17)
CaO	—	—	—	2.06	—	0.36	0.72	—	0.15
Sc2O3	—	—	—	—	0.71	0.10	—	—	—
TiO2	0.86	1.81	1.41	2.21	3.47	2.25	—	0.61	0.27
MnO	11.25	4.91	7.10	4.65	4.74	5.84	6.85	7.00	10.14
FeO*	7.38	13.77	12.17	12.39	13.37	12.73	15.80	15.34	12.69
ZrO2	—	—	—	3.21	—	0.46	—	—	—
Nb2O5	59.43	62.40	60.70	41.92	30.14	42.81	4.29	8.36	2.25
SnO2	—	—	—	—	2.01	0.29	—	—	0.09
Ta2O5	6.55	9.41	7.71	21.60	17.37	16.58	2.94	5.81	3.03
WO3	13.78	7.48	10.44	11.23	28.02	18.36	68.83	61.92	70.68
Сумма	99.25	99.78	99.53	99.27	99.82	99.78	99.43	99.06	99.30
Формульные коэффициенты катионов
Ca	—	—	—	0.09	—	0.02	0.04	—	0.01
Sc	—	—	—	—	0.03	0.004	—	—	—
Ti	0.03	0.05	0.04	0.07	0.12	0.07	—	0.02	0.01
Mn	0.38	0.16	0.24	0.17	0.18	0.21	0.29	0.29	0.43
Fe	0.25	0.46	0.41	0.44	0.49	0.46	0.66	0.63	0.54
Zr	—	—	—	0.07	—	0.01	—	—	—
Nb	1.08	1.12	1.09	0.81	0.60	0.83	0.10	0.19	0.05
Sn	—	—	—	—	0.04	0.005	—	—	0.002
Ta	0.07	0.10	0.08	0.25	0.21	0.19	0.04	0.08	0.04
W	0.14	0.08	0.11	0.12	0.32	0.20	0.89	0.79	0.92

Примечание. Приведены представительные (1—6) и средние (Ср., в скобках — количество проб) микрорентгеноспектральные анализы минералов (ИГГД РАН, Горный университет). Прочерк — элемент не обнаружен; FeO* — сумма FeO + Fe₂O₃. Формульные коэффициенты рассчитаны на 4 атома кислорода.

 

Вольфрамит онгонитов, ассоциирующий с вольфрамоиксиолитом, отличается от него меньшей железистостью и относится к фербериту (MnWO₄ 0.29—0.42) (рис. 3). Он характеризуется существенной примесью Nb, Ta, Ti, Ca и Sn (мас. %): WO₃ 62.5—77.9, FeO 6.4—16.8, MnO 6.6—16.6, Nb₂O₅ 0—8.4, Ta₂O₅ 0—7.5, TiO₂ 0—0.6, CaO 0—0.7, SnO₂ 0—1.0 (см. таблицу). Эмпирическая формула ферберита: (Fe_0.54Mn_0.43Nb_0.02Ca_0.01)_1.00(W_0.92Nb_0.03Ta_0.04Ti_0.01Sn_0.002)_1.00O_4.00.  В онгонитах, не содержащих вольфрамоиксиолит, вольфрамит представлен гюбнеритом (MnWO₄ 0.58–0.72) и свободен от примесей Nb, Ta, Sn.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

«Вольфрамоиксиолит» — (Nb,W,Ta,Fe,Mn)O₄, открытый А. И. Гинзбургом (Гинзбург и др., 1969), в настоящее время не признан как минеральный вид и рассматривается как разновидность иксиолита [Updated list of IMA-approved minerals (March 2018)]. Долгое время считалось, что вольфрамоиксиолит характерен лишь для редкометалльных пегматитов (Корнетова и др., 1982; Волошин, 1988; Suwimonprecha et al., 1995; Aurisicchio et al., 2002; Černý, Chapman, 2001; 2007; Novák et al., 2008; Melcher et al., 2017; и др.). Однако по мере освоения новых редкометалльных провинций количество его находок неуклонно растет, и в последние годы он многократно отмечен как акцессорный минерал ЛФГ и онгонитов в Европе, Африке и Азии (Johan, Johan, 1994; Chalal, Marignac, 1997; Raimbault, Burnol, 1998; Marignac et al., 2001; Kesraoui, Nedjari, 2002; Zhang et al., 2003; Перетяжко и др., 2007; Летников, 2008; Saleh et al., 2008; Agangi et al., 2014; Breiter et al., 2007, 2017; Melcher et al., 2017; Zhao et al., 2017; Broska, Kubis, 2018; René, 2018; Xie et al., 2018), в том числе на Дальнем Востоке России (Руб, Руб, 2006; Алексеев и др., 2010). «Лавина» находок вольфрамоиксиолита косвенно подтверждает его индивидуальность как минерального вида и позволяет считать его типоморфным минералом ЛФГ (Алексеев и др., 2010).

 

Рис. 3. Соотношение главных катионов в акцессорных вольфрамоиксиолите и вольфрамите Li-F гранитов и онгонитов Арга-Ыннах-Хайского массива и других массивов мира.

1—3 — акцессорные минералы Якутии: 1 — вольфрамоиксиолит Li-F гранитов, 2 — вольфрамоиксиолит онгонитов, 3 — ферберит онгонитов; 4—6 — акцессорные минералы мира: вольфрамоиксиолит Li-F гранитов и онгонитов (4), вольфрамоиксиолит редкометалльных пегматитов (5), ферберит и гюбнерит Li-F гранитов и онгонитов (6) Дальнего Востока (Алексеев и др., 2010; Xie et al., 2018), Азии (Suwimonprecha et al., 1995; Летников, 2008), Европы (Царева и др., 1993; Johan, Johan, 1994; Raimbault, Burnol, 1998; Černý, Chapman, 2001; 2007; Aurisicchio et al., 2002; Breiter et al., 2008; Novák et al., 2008; René, 2018) и Африки (Marignac et al., 2001; Kesraoui, Nedjari, 2002; Saleh et al., 2008).

 

Сравнивая граниты Дальнего Востока, содержащие вольфрамоиксиолит (Руб, Руб, 2006; Алексеев и др., 2010; Алексеев, Марин, 2014), приходится признать их заметное различие по геолого-тектоническим условиям образования. ЛФГ Приамурья и Приморья сформированы в составе мезозойских аккреционных комплексов Сихотэ-Алинской складчатой системы. ЛФГ Чукотки возникли на активизированной неопротерозойской окраине Новосибирско-Бруксовского континента. Граниты Арга-Ыннах-Хайского массива — продукт орогенного развития Верхоянского складчато-надвигового пояса в зоне погруженной мезопротерозойской окраины Сибирского кратона. Общей чертой этих разнородных геодинамических обстановок является комплексная оловянно-вольфрамово-редкометалльная геохимическая специализация земной коры, которая отражается в составе акцессорных комплексов гранитоидов.

ЛФГ Арга-Ыннах-Хайского массива по своим минералогическим особенностям близки к высокофосфористым редкометалльным гранитам штоков Бовуар и Монтебра в Центральном Французском массиве (Wang et al., 1992; Harlaux et al., 2015), штока Подлеси в Рудных горах Чехии (Breiter et al., 2007), массивов комплекса Са Хуин в Центральном Вьетнаме (Hien-Dinh et al., 2017). Наиболее близким аналогом якутских онгонитов с вольфрамоиксиолитом являются онгониты дайки Ришмон в массиве Блон, Франция (Raimbault, Burnol, 1998). Все эти объекты объединяет присутствие акцессорного вольфрамоиксиолита и других тантало-ниобатов (колумбита-танталита, ниобийсодержащего рутила, урансодержащего микролита и др.) в ассоциации с касситеритом, вольфрамитом, U-Hf-цирконом и разнообразными фосфатами (амблигонитом, монтебразитом, фторапатитом, гойяцитом, триплитом, аугелитом и др.).

Вольфрамоиксиолит встречается в ЛФГ массивов Евразии в виде сростков с вольфрамитом, колумбитом или ниобийсодержащим рутилом в литиевой слюде или топазе. Не является исключением и найденный в Арга-Ыннах-Хайском массиве минерал, тесно ассоциирующий с вольфрамовым колумбитом, ниобиевым ферберитом, лепидолитом и топазом. По составу якутский вольфрамоиксиолит близок к своим аналогам из ЛФГ, онгонитов и редкометалльных пегматитов других регионов мира: преобладают железистые разновидности; лишь в 15 % проб доля Mn превышает 50 % (рис. 3). Соотношение Nb, W и Ta колеблется в широких пределах — соответственно 50—90, 5—50 и 5—25 %. Вольфрамоиксиолит из онгонитов относительно обогащен танталом и вольфрамом: Ta/(Nb + Ta) = 0.19, W/(Ta + Nb) = 0.20. Ферберит, ассоциирующий с ним, также содержит примесь тантала. Для вольфрамоиксиолита из ЛФГ характерны пониженная железистость, избыток ниобия, дефицит тантала и вольфрама: Ta/(Nb + Ta) = 0.07, W/(Ta + Nb) = 0.09 (рис. 4).

 

Рис. 4. Соотношение катионов Nb, W, Ta в акцессорных вольфрамоиксиолите и вольфрамите из Li-F гранитов и онгонитов Арга-Ыннах-Хайского массива и других массивов мира. Усл. обозначения см. на рис. 3.

 

Образование вольфрамоиксиолита связано с позднемагматическим этапом кристаллизации фтористо-фосфористой гранитовой магмы, образованной под влиянием щелочных мантийных флюидов (Трунилина, 2019). Соотношение в нем главных катионов Nb, Ta, W, Fe, Mn определяется трансформацией колумбитовой структуры в вольфрамитовую (Волошин, Пахомовский, 1988; Černý, Chapman, 2001; 2007; Алексеев и др., 2010). На треугольной диаграмме состава тантало-ниобатов фигуративные точки вольфрамоиксиолита, как и точки его аналогов из других районов, располагаются на линии тренда «колумбит — вольфрамит» (рис. 5). Сходство морфологии вольфрамоиксиолита и колумбита и их тесная ассоциация в якутских ЛФГ объясняются тем, что изучаемый минерал является продуктом полиморфного перехода {колумбит FeNb₂O₆ → иксиолит 3(Fe,Nb,Ta)O₂} путем разупорядочивания позиций катионов при изоморфном замещении Nb на Ta, W и Sn (Nickel et al., 1963) и образования кристаллической сверхструктуры (Урусов, 1987). Кристаллы «вольфрамоиксиолита» являются псевдоморфозами вольфрамсодержащего оксида ниобия по колумбиту-(Fe). Замещение минералов группы колумбита вольфрамоиксиолитом рассматривается исследователями как маркер перехода редкометалльных гранитов от магматического этапа кристаллизации к пневматолитовому этапу метасоматического минералообразования (Marignac et al., 2001; Breiter et al., 2017; Xie et al., 2018).

 

Рис. 5. Состав акцессорных вольфрамоиксиолита и вольфрамита в Li-F гранитах и онгонитах Арга-Ыннах-Хайского массива и других массивов мира.

 

Для вольфрамово-оловянных месторождений Дальнего Востока в районах развития ЛФГ характерна редкометалльная минерализация (Амичба, Дубакина, 1976; Zhang et al., 2003; Руб, Руб, 2006; Алексеев и др., 2010, 2019; Алексеев, Марин, 2014; Zhao et al., 2018; Xie et al., 2018). Вольфрамовые тантало-ниобаты, в том числе вольфрамоиксиолит, служат индикаторами комплексного оловянно-редкометалльного оруденения. Кестерское месторождение, на котором обнаружен вольфрамоиксиолит, является средним месторождением олова, уже в значительной степени исчерпанным, но по прогнозным ресурсам обещает стать крупным месторождением лития, рубидия, тантала и ниобия (Государственная.., 2016).

ВЫВОДЫ

1. В литий-фтористых гранитах и онгонитах Арга-Ыннах-Хайского массива впервые установлен акцессорный комплекс вольфрамсодержащих тантало-ниобатов, который включает вольфрамоиксиолит, сформированный путем полиморфного преобразования колумбита-(Fe).
2. Для вольфрамоиксиолита Арга-Ыннах-Хайского массива характерны: 1) высокая железистость; 2) ведущая минералообразующая роль ниобия и широкие вариации содержания вольфрама и тантала; 3) парагенезис с вольфрамовым колумбитом-(Mn), тантало-ниобиевым ферберитом, лепидолитом и топазом.
3. Анализ состава акцессорной минерализации ЛФГ Евразии позволяет сделать вывод, что вольфрамоиксиолит является типоморфным акцессорным минералом литий-фтористых гранитов и служит индикатором редкометалльно-гранитового магматизма с сопутствующей оловянно-редкометалльной рудной минерализацией.

 

¹ Кестерский комплекс упразднен при издании листа Q-53 Госгеолкарты 1000/3 и изъят из Верхояно-Колымской серийной легенды на том основании, что редкометалльные граниты признаны метасоматическими образованиями (Государственная.., 2016). Это противоречит фундаментальным положениям современной петрологии гранитоидов (работы Л. В. Таусона, В. И. Коваленко, М. И. Кузьмина, С. М. Бескина, В. В. Ярмолюка и др.), действующему Петрографическому кодексу (2009) и данным трех поколений геологов, изучавших Арга-Ыннах-Хайский массив, — В. К. Чайковского, Б. Л. Флёрова (1971), М. А. Романовой (1976), В. В. Бояршинова, Ю. С. Орлова (1984), В. И. Шура, С. Ф. Лугова, Ю. Д. Недосекина (1988), В. А. Трунилиной (2019) и др.

 

² Минералы группы микролита найдены в районе впервые. Танталсодержащий рутил изучен в альбититах.

About the authors

Viktor Ivanovich Alekseev

Saint Petersburg Mining University

Author for correspondence.
Email: wia59@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1512-9347
SPIN-code: 6504-8051
Scopus Author ID: 36760553400
ResearcherId: S-6822-2017

doctor of geol.-mineral. sciences, professor of chair of mineralogy, crystallography and petrography

Russian Federation, 21st Line 2, St. Petersburg, Russia, 199106

Yury Borisovich Marin

Saint Petersburg Mining University

Email: marin@minsoc.ru

corresponding member of RAS, doctor of geol.-mineral. sciences, professor of chair of mineralogy, crystallography and petrography

Russian Federation, 21st Line 2, St. Petersburg, Russia, 199106

Olga Leonidovna Galankina

Institute of Precambrian Geology and Geochronology, Russian Academy of Sciences

Email: galankinaol@mail.ru

candidate of geol.-mineral. sciences, senior research assistant of laboratory petro- and ore-genezis

Russian Federation, Makarova emb., 2, St. Petersburg, Russia, 199034

References

Supplementary files