| 16. |
Аннотация |
В рамках Проекта будет решаться фундаментальная проблема формирования редкометальных карбонатитов, на настоящий момент являющихся основным источником ниобия и редкоземельных элементов (РЗЭ), критически важных для современной промышленности. Актуальность исследования заключается в том, что дефицит месторождений РЗЭ и Nb, а также низкие содержания этих элементов в большинстве поставленных на баланс месторождений вынуждает Россию импортировать их большую часть из Китая и Бразилии. Кроме того, Проект является специализированным геолого-геохимическим исследованием приоритетной территории (Арктической зоны Российской Федерации), направленным на создание «поискового задела наиболее востребованных видов полезных ископаемых». Тем самым, Проект полностью отвечает интересам «Стратегии развития минерально-сырьевой базы РФ до 2035 года» и «Стратегии научно-технологического развития РФ» (Направление 6). С поздними карбонатитами в первую очередь связана добыча РЗЭ, как например, в крупнейшем в мире месторождении Баян-Обо в Китае. Однако и самое крупное в мире Ti-Nb-Fe месторождение Морро дос Сейс Лагос (Бразилия) также ассоциирует с поздними карбонатитами.
Большой научный и практический интерес к рудоносным карбонатитам привел к накоплению обширной и детальной информации о геологическом строении и вещественном составе этих пород и включающих их интрузивных комплексов. Однако интерпретации накопленной эмпирической информации и построению моделей образования редкометальных руд препятствует нехватка комплексных минералого-геохимических и термобарогеохимических исследований объектов, содержащих породы всех этапов карбонатитогенеза, а также малое количество работ, основанных на сопоставлении карбонатитовых массивов, входящих в единую провинцию (т.е. имеющих единый источник), но различающихся по своей рудоносности. Ценная дополнительная эмпирическая информация для разработки генетических моделей может быть также получена путем привлечения современных методик исследования, разработанных для других классов геологических объектов (например, расслоенных ультрамафитовых комплексах) и активно используемых в петрологическом изучении последних, но до сих пор мало применявшихся к рудоносным карбонатитам.
Ведущую роль в формировании поздних (в т.ч. рудоносных) карбонатитов играет метасоматическая переработка, обычно протекающая многостадийно из-за мультиимпульсного поступления флюидов, что сопровождается изменением состава флюидной фазы. Проект ориентирован на установление процессов, ведущих к формированию поздних рудоносных флюидов, определение условий отделения и составов последних, а также выявление индикаторов этих процессов. Достижение этой цели тесно связано с решением наиболее острых проблем петрогенезиса поздних карбонатитов, важнейшими из которых являются: 1) механизм разделения карбонатного, богатого титаном калий-алюмосиликатного, фосфатного и Ba-Sr-REE-S-вещества, 2) выявление агентов транспортировки PЗЭ, Ti, Nb, 3) схема совместной миграции РЗЭ и Ba, 4) механизм обогащения поздних карбонатитов тяжелыми редкоземельными элементами, 5) образование поздних пересыщенных кремнеземом растворов, ремобилизующих РЗЭ и способствующих их вторичному концентрированию, 6) роль серы и других летучих (F, Cl, P, CO2, H2O) компонентов в карбонатито- и рудогенезе. Для поиска решений этих проблем будут (а) проведены комплексные исследования пород объектов, содержащих редкометальные и безрудные поздние карбонатиты, с применением широкого спектра современных минералогических, петрофизических и геохимических методов, (b) выполнены исследования изотопно-геохимических (Sr, Nd, Pb, S, O, C) характеристик минералов и валовых проб карбонатитов, (c) поставлены экспериментальные работы по оценке растворимости РЗЭ и высокозарядных элементов в фазах карбонатитовых систем, содержащих в различных соотношениях летучие компоненты и (d) определены термобарогеохимическими методами состав, редокс-потенциал и РТ-параметры флюидов, формировавших минеральные ассоциации. Важной частью Проекта будет всестороннее исследование сульфидной минерализации карбонатитов. В её изучении есть существенный пробел, представляющийся значимым в свете новых данных о ведущей роли серы в транспортировке РЗЭ. В связи с этим аспектом исследования будут задействованы "нетрадиционные" методы: изучение Re-Os системы, анализ распределения ЭПГ и халькофильных элементов в карбонатитах и сосуществующих с ними силикатных породах, а также исследование изотопного состава благородных газов в сульфидах. Новизна проекта заключается в комплексном подходе к решению задач планируемых исследований с применением широкого спектра современных аналитических методов (минералогические, термобарогеохимические, геохимические, изотопные и экспериментальные), во взаимосвязи фундаментальных и прикладных задач и целенаправленном выборе объектов исследования, которые на сегодняшний день изучены недостаточно, хотя и несут в себе промышленно-значимое редкометальное оруденение.
Уникальным с точки зрения возможности проведения дифференцированного исследования процессов позднего карбонатитогенеза является массив Вуориярви, выбранный в качестве реперного объекта:
(1) в большинстве комплексов мира для наблюдения доступна лишь часть естественного ряда от кальцио- через магнезио- до ферро- и Ba-Sr-REE-карбонатитов, а в Вуориярви широко представлены все члены последовательности дифференциации;
(2) в пределах комплекса Вуоряирви помимо Ba-Sr-REE карбонатитов участка Петяйян-Вара есть еще три поля карбонатитов, имеющих тот же глубинный источник, но иную металлогеническую специализацию (Тухта-Вара – P, Fe и Zr (магнетит-апатит-бадделеит), Неске-Вара – Nb (пирохлор) и Нама-Вара – кварц; карбонатиты всех этих полей имеют статус поставленных на баланс месторождений). Таким образом, Вуориярви является редким примером щелочно-карбонатитового массива, в котором все основные рудогенерирующие процессы карбонатитогенеза привели к образованию комплексных месторождений;
(3) Ba-Sr-REE карбонатиты Петяйян-Вары сформировались в результате серии метасоматических событий. Однако если в других подобных комплексах продукты такой многостадийной переработки обычно наложены друг на друга, то в поле Петяйян-Вара эти продукты пространственно разделены, формируя индивидуальные разновидности пород.
Помимо Вуориярви будут изучены поздние карбонатиты массивов Ковдор, Лесная Варака, Озерная Варака, Себльявр и Салланлатва (в т.ч., специфическая эксплозивная карбонатитовая брекчия с сульфатно-сульфидным цементом и муассонитом), а также ранее не исследовавшиеся карбонатитовые вулканиты Контозерской палеокальдеры. Таким образом, в ходе выполнения проекта единообразным комплексом методов будут изучены поздние карбонатиты множества щелочно-карбонатитовых комплексов единой крупной провинции, различающиеся по своим минералого-геохимическим характеристикам, рудоносности и уровню генерации (от сформированных в абиссальных условиях до вулканитов). Совокупность результатов указанных исследований позволит создать единую физико-химическую (и генетическую) модель формирования поздних редкометальных (РЗЭ, Nb) карбонатитов. |