В настоящей статье рассматриваются особенности распределения лантана, церия, самария, европия, тербия, иттербия и лютеция в породах домезозойского метатерригенногo комплекса, а также в минералах известных месторождений Центральных Кызылкумов. Отобранный для исследований материал проанализирован инструментальным нейтронно-активационным методом в ЦЛГА.
Одной из важнейших задач геохимической науки, как отмечал академик А. С. Уклонский является изучение процессов концентрации вещества в природе.
Геохимические особенности поведения редкоземельных элементов (P3Э), как правило, определяются спецификой строения электронных оболочек, одним из параметров которых является величина электронных плотностей de валентных орбит, рассчитанная по ранее предложенной методике и позволяющая объединить РЗЭ в следующие группы: 1. Nd», La», Ce», Pr» Eu»',Tb»' Yb»' (de -0,09–0,11): 2. La»', Ce'", Nd»', Sm'" Tu»' Lu»' (0,15); 4. La', Ce' (o,16–0,17): 3. Er»' Tu»'
Как видно из приведенного, de P3Э меняется в широких пределах (от 0,09 до 0,17), что, видимо, и обусловливает широкое рассеивание их в природе, а также химическую дифференциацию элементов, имеющих одинаковую степень окисления. С увеличением de уменьшается химическая активность и понижаются щелочные свойства РЗЭ, при этом элементы с наиболее широкими вариациями величины de, как правило, более распространены в природе. Некоторые легкие P3Э, например Се'. La, lv, по химическим свойствам должны значительно отличаться, поскольку, обладая наиболее высокими величинами электронных плотностей, они характеризуются и максимальными кислотными свойствами. Сравнение de РЗЭ и других элементов свидетельствует, что РЗЭ по химическим свойствам наиболее близки к щелочноземельным элементам, а также Li», Cu», Sc», TI', Sb»', Be», Y«', Cd», In»',Bi»', Sn».
Особенности распределения РЗЭ в осадочно-метаморфических породах Кызылкумов подтверждают ранее высказанное положение о формационном единстве всех метатерригенных пород и правомерности формационного обособления кремнистых пород.
Геохимические процессы заметно влияют на распределение РЗЭ при формировании осадочно-метаморфических пород в различных фациях:
1) кремнистых пород карбонатов. 2) терригенных пород с высоким (> 10 %) содержанием углистого вещества и 3) терригенных пород.
Таблица 1
Распределение редкоземельных элементов в породах Кызылкумов, г / т
|
Порода |
La |
Ce |
Sm |
Eu |
Tb |
Yb |
Lu |
Eu/Sm |
|
Терригенные породы Тазгазганская свити (9) |
24,0 |
31,0 |
8,1 |
1,5 |
1,4 |
2,2 |
1,6 |
0,18 |
|
Бесапанская свита (21) |
25,0 |
53,0 |
9,9 |
1,9 |
2,0 |
2,2 |
2,5 |
0,20 |
|
Углистые сланцы безапанской свиты (3) |
66,0 |
112,0 |
5,2 |
4,1 |
5,5 |
6,1 |
16,7 |
0,08 |
|
Кремистые пород Тасказганской свиты (10) |
4,0 |
13,0 |
3,2 |
0,6 |
0,9 |
1,0 |
1,4 |
0,19 |
|
Бесапанская (7) |
3,8 |
16,0 |
2,2 |
0,4 |
1,2 |
0,5 |
1,6 |
0,18 |
|
Известняки Д — С (12) |
5,1 |
10,5 |
1,6 |
0,3 |
0,45 |
0,5 |
0,7 |
0,19 |
|
Метавулканиты основного состава (13) |
6,2 |
42,0 |
4,5 |
1,6 |
2,0 |
2,1 |
0,8 |
0,35 |
|
Зоны окисления пород бесапанской свиты |
18,0 |
32,0 |
4,8 |
0,6 |
0,6 |
0,9 |
1,3 |
0,13 |
|
Гидрослюдисто-карбонатная (3) |
11,0 |
31,0 |
3,2 |
0,6 |
0,4 |
0,8 |
1,3 |
0,20 |
|
Гидрокарбонатная (3) |
66,0 |
119,0 |
16,5 |
3,4 |
2,7 |
3,2 |
4,0 |
0,20 |
|
Каолиниттовая (3) |
16,0 |
34,0 |
5,3 |
1,1 |
0,7 |
1,4 |
1,4 |
0,20 |
Результаты анализа распределения РЗЭ в различных типах зон окисления по осадочно-метатерригенным породам бесапанской свиты свидетельствуют о выносе их при формировании гидрослюдисто-карбонатной, гипсовой и особенно гидрокарбонатной зон гипергенеза и концентрации их в корах каолинитового состава. В каолинитовых корах Кызылкумов, развитых в гранитоидах, по данным В. В. Буркова и Е. К. Подпориной, накапливается лишь P3Э промежуточной иттриевой группы, а цериевые земли легко выносятся. По Ю. А. Балашову, практически все РЗЭ и особенно церий проявляют отчетливую тенденцию к концентрации в продуктах кор выветривания независимо от состава магматических пород.
В изученных породах магматического ряда наблюдаются увеличение РЗЭ от основных к кислым. В этом же поправлении уменьшается величина отношений Eu / Sm., Содержание изученных РЗЭ в перидотитах Северного Тамдытау — довольно близко к данным Ю. A. Балашова и Н. B. Туранской» по Полярному Уралу. Здесь отчетлива тенденция к увеличен РЗЭ иттриевой группы, а также европия отношение Eu / Sin достигает 0,40.
Низкое содержание РЗЭ отмечается в минералах осадочно-метатерригенных пород — кварце и пирите (табл. 2); в последнем вообще не обнаружены лантан, самарий, тербия, лютеций.
Таблица 2
Содержание редкоземельных элементов в минералах, г / т
|
Минерал рудоправлений |
Прагенетическая ассоциация |
La |
Ce |
Sm |
Eu |
Tb |
Yb |
Lu |
|
Кварц |
Золото-сульфидная |
35 |
121 |
4,4 |
5,1 |
3,9 |
3,3 |
2,2 |
|
Золото-пирит-арсенопирит-кварцевая |
28 |
50 |
7,2 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
1,9 |
|
|
Кварц-золото-сульфидная |
11 |
50 |
2,0 |
1,6 |
1,3 |
1,4 |
1,9 |
|
|
Пирит |
Серебро-кварцевая |
1,0 |
5 |
0,8 |
0,1 |
0,1 |
0,2 |
0,5 |
|
Золото-сульфидная |
26 |
145 |
5,1 |
0,53 |
1,17 |
1,65 |
2,45 |
|
|
Золото-пирит-арсенопирит-кварцевая |
22 |
131 |
4,3 |
9,5 |
2,3 |
0,9 |
2,5 |
|
|
Халькопирит |
Медно-колчеданная |
60 |
120 |
7,5 |
0,49 |
0,6 |
4,1 |
5,5 |
|
Колчеданная |
42 |
349 |
12,6 |
0,3 |
0,5 |
7,5 |
9,6 |
|
|
Медно-колчеданная |
50 |
115 |
4,5 |
1,4 |
0,45 |
72,7 |
2,2 |
|
|
Галенит |
Скарн Кварц-полиметаллическая |
50 |
14,0 |
6,0 |
0,1 |
0,3 |
36,5 |
7,5 |
|
Кварц-полиметалическая |
75 |
40 |
5,5 |
0,7 |
0,5 |
5,0 |
1,5 |
|
|
Сфалерит |
- |
51 |
157 |
5,6 |
0,1 |
0,8 |
53,2 |
4,1 |
|
- |
50 |
261 |
1,5 |
0,5 |
0,6 |
65 |
6,2 |
|
|
Молебденит |
Молибденит-кварцевая |
135 |
102 |
10,2 |
0,7 |
0,9 |
15 |
28,9 |
|
Кальцит |
Кальцитовая жила |
40 |
117 |
1,9 |
0,1 |
– |
35 |
0,5 |
|
Барит |
Кварц-карбонат-баритовая |
10 |
15 |
2,6 |
0,4 |
0,5 |
0,8 |
0,6 |
В то же время минералы из рудоносных минеральных ассоциаций гидротермальных проявлений Кызылкумов характеризуются несравненно более высокими содержаниями P3Э (табл.2) и особенно церия, максимальное количество которого наблюдается в пиритах из колчеданного проявления участка Барханный. Пириты рудных проявлений можно рассматривать как концентраторы РЗЭ. Стабильно высокие — особенно церий и иттербий — отмечаются в сфалеритах из кварц-полиметаллических жил золоторудных проявлений Кызылкумов независимо от их рудно-формационной принадлежности. Галениты из этих же жил содержат значительно меньше РЗЭ. Высокое содержание церия наблюдается и в халькопиритах медно-колчеданных проявлений, а в этом же минерале из скарнов количество церия довольно низкое. Однако иттербия в халькопиритах обеих генетических групп значительно больше, чем в пиритах, так же как в сфалеритах полиметаллических жил золоторудных формаций и молибденитах вольфрамового проявления Сарытау. В последнем отмечается больше церия.
Таким образом, стабильно высокие содержания РЗЭ в изученных сульфидах золоторудных проявлений Кызылкумов могут рассматриваться как поисковый признак орудинения, а их отсутствие в пирите и кварце неизмененных метатерригенных пород — показатель отсутствия генетической связи эндогенного рудообразования с осадконакоплением и метаморфизм.
В поисковой практике следует обратить внимание на каолинитовый тип кор выветривания, а также на углистые сланцы как возможные концентраторы редких земель.
Литература:
- Уклониский А. С. Одна из основных задач геохимии — изучения концентрации вещества // В книге: Проблемы геологии и полезные ископаемые. ТашГУ.273. 1966 г. стр.5–7.
- Балашов Ю. A. Туранская H. В. редкоземельные элементы в перидотите Полярного Урала // Геохимия. 1962. N4. стр. 377–378.
- Балашов Ю. А. Геохимия редкоземельных элементов. M.: Наука. 1976.
- Бархударов В. А. Электронные плотности валентных орбит и геохимические ассоциации элементов узб. Геол. журн. 1981. NO 5. стр. 3–8
