Метасоматоз и РЗЭ-минерализация осадочных пород зилаирской свиты в зоне экзоконтакта габбрового массива худолазовского комплекса (Чебаркульская площадь, Южный Урал)

Abstract

Актуальность. В Западно-Магнитогорской зоне Южного Урала локализовано множество раннекаменноугольных габброидных и гранитоидных интрузий, с которыми связаны различные типы оруденения (Ti-Fe, Cu-NiPGE, Au), однако сведения о РЗЭ-минерализации сильно ограничены. Приконтактовые гидротермальнометасоматические процессы редко приводят к промышленным концентрациям, но их изучение даёт ценные сведения о закономерностях поведения редкоземельных элементов. Цель. Минералого-геохимическая характеристика метаосадочных пород экзоконтактовой зоны габбрового массива худолазовского комплекса, содержащихся в них минералов редких земель, определение условий формирования и источников минералообразующих флюидов. Методы. Минералы изучены методами оптической и сканирующей электронной микроскопии; валовый состав пород определен методами РФА и ICP-MS; с помощью микротермометрии и раман-спектроскопии изучены газовожидкие флюидные включения в кальците; для силикатно-карбонатных метасоматитов определен изотопный состав углерода и кислорода. Результаты и выводы. В экзоконтактовой зоне габбрового массива худолазовского комплекса осадочные породы зилаирской свиты испытали гидротермально-метасоматические преобразования, проявленные в формировании глобулярных и гранобластовых структур, стилолитовых швов, образовании метакристаллов различных породообразующих и акцессорных минералов, в том числе - минералов редких земель (синхизит-(Ce), CaCe(CO3)2F, и РЗЭ-содержащий клиноцоизит, (Ca,REE)2Al3O[Si2O7][SiO4](OH)). Согласно микротермометрии газово-жидких включений в кальците, формирование РЗЭ-минералов происходило при температурах не ниже 150 °С. Источниками редкоземельных элементов могли быть как первичные осадочные породы, так и габбро, о чём свидетельствует рост концентраций РЗЭ и изотопный состав кислорода и углерода в силикатно-карбонатных метасоматитах (δ18OSMOW =13,80...15,98 ‰, δ13С = -5,64...-2,18)

Relevance. West-Magnitogorsk zone (Southern Urals) hold a lot of Early Carboniferous gabbroic and granitoid intrusions, which associated with various mineralization types (Ti-Fe, Cu-Ni-PGE, Au), but information about REE mineralization is scarce. Contact hydrothermal-metasomatic processes rarely form the economic REE mineral deposits, but they can provide valuable information about the behaviors of rare earth elements. Aim. Mineralogical and geochemical characteristics of metasedimentary rocks from exocontact zone of the Khudolaz complex gabbro massif, study of rare earth minerals, determination of the formation conditions and sources of mineralizing fluids. Methods. Minerals were studied using optical and scanning electron microscopy; the bulk composition of the rocks was determined by XRF and ICP-MS analytical techniques; vapor-liquid fluid inclusions in calcite were studied using microthermometry and Raman spectroscopy; the isotopic composition of carbon and oxygen was determined for metasedimentary silicate-carbonate metasomatites. Results and conclusions. In the Khudolaz complex gabbro massif exocontact zone, the Zilair Formation sedimentary rocks undergo recrystallization associated with hydrothermal-metasomatic processes and manifested as the formation of globular and granoblastic textures, stylolites, the formation of metacrystals of various rock-forming and accessory minerals, including rare earth minerals (synchisite-(Ce), CaCe(CO3)2F, and REE-rich clinozoisite, (Ca,REE)2Al3O[Si2O7][SiO4](OH)). According to microthermometry of vapor-liquid fluid inclusions in calcite, the formation of REE-bearing minerals occurred at temperatures not lower than 150°С. The sources of rare earth elements could be both the Zilair Formation sedimentary rocks and gabbro, as evidenced by the increase in REE concentrations and isotopic composition of oxygen and carbon in silicate-carbonate metasomatites (δ18OSMOW =13.80...15.98 ‰, δ13С = -5.64...-2.18)