RAS Earth ScienceПетрология Petrology

  • ISSN (Print) 0869-5903
  • ISSN (Online) 3034-5855

Formation of Cryolite in Granites of the Katugin Deposit from the Position of the Results of Experiments in a Fluorine-Lithium-Containing Granite System

PII
S30345855S0869590325050037-1
DOI
10.7868/S3034585525050037
Publication type
Article
Status
Published
Authors
Volume/ Edition
Volume 33 / Issue number 5
Pages
40
Abstract
The parageneses of cryolite-containing granites of the rare-metal Katugin deposit are studied and compared with the experimental results for the fluorine-lithium-containing granite system. According to the experiment, cryolite crystallization begins from the salt melt, which is in equilibrium with the aluminosilicate melt, at 700°C and 1 kbar. In the temperature range of 500–600°C and a pressure of 1 kbar, cryolite crystallizes together with quartz from the aluminosilicate melt. Rare earth elements are distributed in the fluorine-lithium-containing granite system mainly in favor of the salt alkali-aluminofluoride melt. It is shown that the formation of cryolite and associated rare earth minerals is possible at the magmatic stage of the Katugin deposit formation due to silicate-salt immiscibility in granite melts at late stages of differentiation.
Keywords
криолит граниты силикатно-солевая несмесимость магматическая стадия Катугинское месторождение
Date of publication
15.05.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
69

References

  1. 1. Алферьева Я.О. Явление силикатно-солевой жидкостной несмесимости в модельной гранитной и нефелин-сиенитовой системе Si-Al-Na-K-Li-H-F-O: Автореф. дисс. … канд. геол.-мин. наук. М.: МГУ, 2012. 23 с.
  2. 2. Антипин В.С., Андреева И.А., Коваленко В.И., Кузнецов В.А. Геохимические особенности онгонитов Ары-Булакского массива, Восточное Забайкалье // Петрология. 2009. Т. 17. № 6. С. 601–612.
  3. 3. Архангельская В.В. Минералы редких земель в приразломных редкометальных метасоматитах // Минералогия рудн. месторождений. М.: Наука, 1983. С. 25–29.
  4. 4. Архангельская В.В., Шурина Т.Н. Геологическое строение, зональность и оруденение Зашихинского тантал-ниобиевого месторождения // Разведка и охрана недр. 1997. № 12. С. 7–10.
  5. 5. Архангельская В.В., Рябцев В.В., Шурига Т.Н. Геологическое строение и минералогия месторождений тантала России // Минеральное сырье. М.: ВИМС, 2012. № 25. 318 с.
  6. 6. Бацанова Л.Р. Фториды редкоземельных элементов // Успехи химии. 1971. Т. 40. № 6. С. 945–979.
  7. 7. Бескин С.М. Геология и индикаторная геохимия тантал-ниобиевых месторождений России (редкометальные граниты). М.: Научный мир, 2014. 112 с.
  8. 8. Беус А.А., Северов В.А., Ситнин А.А., Субботин К.Д. Альбитизированные и грейзенизированные граниты (апограниты). М.: Изд-во АН СССР, 1962. 196 с.
  9. 9. Быков Ю.В., Архангельская В.В. Катугинское редкометальное месторождение // Месторождения Забайкалья. М.: Геоинформмарк, 1995. Т. 1. Кн. 2. С. 76–86.
  10. 10. Гаврилова С.П., Хрюкин В.Г., Алексеева Е.А. Интрузивные редкометальные граниты (на примере одного из районов Сибири) // Редкометальные граниты и проблемы магматической дифференциации. М.: Недра, 1972. С. 28–67.
  11. 11. Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И. Фазовые отношения в ликвидусной части гранитной системы с фтором // Геохимия. 1993. № 6. С. 821–840.
  12. 12. Граменицкий Е.Н., Щекина Т.И., Девятова В.Н. Фазовые отношения во фторсодержащих гранитной и нефелин-сиенитовой системах и распределение элементов между фазами (экспериментальное исследование). М.: ГЕОС, 2005. 188 с.
  13. 13. Гречищев О.К. Редкометалльное месторождение Улуг-Танзек (Тува, Россия). Новосибирск: Изд-во “Гео”, 2010. 195 с.
  14. 14. Донская Т.В., Гладкочуб Д.П., Скляров Е.В. и др. Происхождение палеопротерозойских редкометальных гранитов Катугинского массива // Петрология. 2018. Т. 26. № 1. С. 52–71.
  15. 15. Зиновьева Н.Г., Щекина Т.И., Русак А.А. и др. Опыт применения нескольких типов анализа вещества при изучении силикатных и фторидных фаз в системе Si-Al-Na-K-Li-F-O-H, содержащей редкоземельные элементы // Тр. Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2022). М.: ГЕОХИ РАН, 2022. С. 400–405.
  16. 16. Коваленко В.И., Царева Г.М., Наумов В.Б. и др. Магма пегматитов Волыни: состав и параметры кристаллизации по данным изучения включений минералообразующих сред // Петрология. 1996. Т. 4. № 3. С. 295–309.
  17. 17. Котов А.Б., Владыкин Н.В., Ларин А.М. и др. Новые данные о возрасте оруденения уникального Катугинского редкометального месторождения (Алданский щит) // Докл. АН. 2015. Т. 463. № 2. С. 187–187.
  18. 18. Ларин А.М., Котов А.Б., Сальникова Е.Б. и др. О возрасте Катугинского Ta-Nb месторождения (Алдано-Становой щит): к проблеме выделения новой глобальной редкометальной металлогенической эпохи // Докл. АН. 2002. Т. 383. № 6. С. 807–811.
  19. 19. Левашова Е.В., Скублов С.Г., Марин Ю.Б. и др. Редкие элементы в цирконе из пород Катугинского редкометального месторождения // ЗРМО. 2014. Ч. 143. № 5. С. 17–31.
  20. 20. Петрографический кодекс России. Магматические, метаморфические, метасоматические, импактные образования. 2-е издание. СПб.: ВСЕГЕИ, 2008. 203 с.
  21. 21. Русак А.А., Щекина Т.И., Алферьева Я.О. и др. Особенности кристаллизации фаз в высокофтористой модельной гранитной системе при понижении температуры от 700 до 400°С и давлении
  22. 22. 1 кбар // Тр. Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. М.: ГЕОХИ РАН, 2020. С. 112–115.
  23. 23. Русак А.А., Щекина Т.И., Зиновьева Н.Г., Хвостиков В.А. Особенности субликвидусной кристаллизации в высокофтористой модельной гранитной системе (экспериментальное исследование) // Тр. Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. М.: ГЕОХИ РАН, 2021. С. 77–80.
  24. 24. Русак А.А. , Щекина Т.И. , Зиновьева Н.Г. и др. Криолит как реперный минерал редкометальной минерализации (экспериментальное исследование) // Геохимия. 2024. Т. 69. № 7. С. 579–595.
  25. 25. Савельева В.Б., Базарова Е.П., Хромова Е.А., Канакин С.В. Редкоземельные минералы в породах Катугинского редкометалльного месторождения (Восточное Забайкалье): поведение лантаноидов и Y при кристаллизации насыщенного фтором агпаитового расплава // ЗРМО. Т. 146. № 4. 2017. С. 1–21.
  26. 26. Скляров Е.В., Гладкочуб Д.П., Котов А.Б. и др. Генезис Катугинского редкометалльного месторождения: магматизм против метасоматоза // Тихоокеанская геология. 2016. Т. 35. № 3. С. 9–22.
  27. 27. Солодов Н.А., Усова Т.Ю., Осокин Е.Д. Нетрадиционные типы редкометального минерального сырья. М.: Недра, 1991. 247 с.
  28. 28. Толмачева Е.В., Великославинский С.Д. Несмесимость фторидно-натриевого и алюмосиликатного расплавов в щелочных гранитах Катугинского массива (Алданский щит): петрологические и металлогенические следствия // Тр. к 90-летию ИГЕМ РАН. М.: Научно-электронное издание, 2020. С. 226–230.
  29. 29. Толмачева Е.В., Великославинский С.Д., Котов А.Б. и др. Роль ликвации в формировании редкометальных гранитов Катугинского массива, Алданский щит // Петрология. 2024. Т. 32. № 5. С. 625–644.
  30. 30. Шарпенок Л.Н., Костин А.Е., Кухаренко Е.А. TAS-диаграмма сумма щелочей-кремнезем для химической классификации и диагностики плутонических пород // Региональная геология и металлогения. 2013. № 56. С. 40–50.
  31. 31. Шарыгин В.В., Зубкова Н.В., Пеков И.В. и др. Литийсодержащий Na-Fe-амфибол из криолитовых пород Катугинского редкометального месторождения (Забайкалье): особенности состава и кристаллическая структура // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 8. С. 1511–1526.
  32. 32. Щекина Т.И., Граменицкий Е.Н., Алферьева Я.О. Лейкократовые магматические расплавы с предельными концентрациями фтора: эксперимент и природные отношения // Петрология. 2013. Т. 21. № 5. С. 499–516.
  33. 33. Щекина Т.И., Русак А.А., Алферьева Я.О. и др. Распределение REE, Y, Sc и Li между алюмосиликатным и алюмофторидным расплавами в модельной гранитной системе в зависимости от давления и содержания воды // Геохимия. 2020. Т. 65. № 4. С. 343–361.
  34. 34. Щекина Т.И., Русак А.А., Алферьева Я.О. и др. Поведение лития в ликвидусной части высокофтористой гранитной системы при давлении от 10 до 50 МПа // Вестн. МГУ. Сер. Геология. 2021. № 3. С. 76–88.
  35. 35. Щекина Т.И., Зиновьева Н.Г., Русак А.А. и др. Кристаллизация породообразующих минералов и фаз редких элементов в обогащенной фтором модельной гранитной системе при понижении температуры при давлении 1 кбар // Тр. Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии. М.: ГЕОХИ РАН, 2022. С. 104–109.
  36. 36. Berndt J., Kpepke J., Holtz F. An experimental investigation of the influence of water and oxygen fugacity on differentiation of MORB at 200 MPa // J. Petrol. 2005. V. 46. P. 135–167.
  37. 37. Borley G.D., Beckinsale R.D., Suddaby P., Durham J.J. Variations in composition and δ18O values within the Kaffo albite—Riebeckite granite of Liruei Complex, Younger Granites of Nigeria // Chemical Geol. 1976. V. 18. no 4. P. 297–308.
  38. 38. Frost B.R., Frost C.D. A geochemical classification for feldspathic rocks // J. Petrol. 2008. V. 49. P. 1955–1969.
  39. 39. Gladkochub D.P., Donskaya T.V., Sklyarov E.V. et al. The unique Katugin rare-metal deposit (southern Siberia): Constraints on age and genesis // Ore Geol. Rev. 2017. V. 91. P. 246–263.
  40. 40. Goodenough K.M., Upton B.G.J., Ellam R.M. Geochemical evolution of the Ivigtut granite, South Greenland: A fluorine-rich “A-type” intrusion // Lithos. 2000. V. 51. no 3. P. 205–221.
  41. 41. Köhler J., Konnerup-Madsen J., Markl G. Fluid geochemistry in the Ivigtut cryolite deposit, South Greenland // Lithos. 2008. V. 103. no 3–4. P. 369–392.
  42. 42. Lenharo S.L.R., Pollard P.J., Born H. Petrology and textural evolution of granites associated with tin and rare-metals mineralization at the Pitinga mine, Amazonas, Brazil // Lithos. 2003. V. 66. P. 37–61.
  43. 43. Manning D. The effect of Fluorine on liquidus phase relationships in the system Qz–Ab–Or with excess water at 1 kb // Contrib. Mineral. Petrol. 1981. V. 76. P. 206–215.
  44. 44. Nardi L.V., Formoso M.L., Jarvis K. et al. REE, Y, Nb, U, and Th contents and tetrad effect in zircon from a magmatic-hydrothermal F-rich system of Sn-rare metal–cryolite mineralized granites from the Pitinga Mine, Amazonia, Brazil // J. South Amer. Earth Sci. 2012. V. 33. no 1. P. 34–42.
  45. 45. Neto A.C.B., Ferron J.T., Chauvet A. et al. U-Pb dating of the Madeira Suite and structural control of the albite-enriched granite at Pitinga (Amazonia, Brazil): Evolution of the A-type magmatism and implications for the genesis of the Madeira Sn-Ta-Nb (REE, cryolite) world-class deposit // Precambr. Res. 2014. V. 243. P. 181–196.
  46. 46. Starikova A.E., Doroshkevich A.G., Sklyarov E.V. et al. Magmatism and metasomatism in the formation of the Katugin Nb-Ta-REE-Zr-cryolite deposit, eastern Siberia, Russia: Evidence from zircon data // Lithos. 2024. V. 472–473. P. 1–19.
  47. 47. Shchekina T.I., Rusak A.A., Zinovieva N.G. et al. Distribution of thorium and uranium between silicate and salt alkali-aluminum-fluoride melts in a granite system at 700 and 800°С and 1 kbar // Experiment GeoSci. 2023. V. 29. no 1. P. 155–159.
  48. 48. Veksler I.V., Dorfman A.M., Kamenetsky M. et al. Partitioning of lanthanides and Y between immiscible silicate and fluoride melts, fluorite and cryolite and the origin of the lanthanide tetrad effect in igneous rocks // Geochim. Cosmochim. Acta. 2005. V. 69. № 11. P. 2847–2860.
  49. 49. Veksler I.V., Dorfman A.M., Dulski P. et al. Partitio-ning of elements between silicate melt and immiscible fluoride, chloride, carbonate, phosphate and sulfate melts, with implications to the origin of natrocarbonatite // Geochim. Cosmochim. Acta. 2012. V. 79. P. 20–40.
  50. 50. Warr L.N. IMA–CNMNC approved mineral symbols // Mineralcal Magazine. 2021. V. 85. № 3. P. 291–320.
QR
Translate

Indexing

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library