Минералого-геохимическая специфика ооидовых железняков гидротермального происхождения

Abstract

Актуальность. Гипотезы формирования ооидовых железняков остаются дискуссионными на протяжении долгого времени. В рамках данной работы предполагается, что изучение вещественного состава ооидовых железняков из областей с явной фиксируемой или доказанной вулканической и гидротемальной активностью позволит понять природу ооидовых железняков. Цель: изучение минерального и химического состава ооидовых железняков гидротермального месторождения Вани (о. Милос, Кикладский архипелаг) для оценки влияния гидротермальных растворов на особенности их вещественного состава. Методика исследования включала оптическую микроскопию (петрографический анализ), рентгенофлуоресцентный анализ, сканирующую электронную микроскопию с локальным рентгеноспектральным энергодисперсионным анализом, рентгенодифракционный анализ, просвечивающую электронную микроскопию и масс-спектрометрию с индуктивно связанной плазмой. В результате исследования были определены текстурно-структурные особенности и получена минералого-геохимическая характеристика ооидовых железняков из гидротермального марганцевого месторождения Вани (Греция). Выводы. На основе полученных данных в изучаемом разрезе месторождения Вани (Греция) выделены породы трех литотипов, различающихся текстурно-структурными и минералогическими характеристиками: два хемогенных (оксидные марганцевые породы, ооидовые железные руды) и один вулканогенно-обломочный (глауконитовый песчаник). Судя по геологоструктурному положению и геохимическим особенностям, предполагается, что основным источником металлов для железняков являются гидротермальные растворы. Двухактное внедрение гидротермальных растворов в толщу песчаников способствовало формированию железистых минералов в две стадии, которые различаются примесными элементами. Ооидовые железняки обогащены редкоземельными элементами, относительно остальных литотипов, что обусловлено высокой сорбционной способностью гидроокислов железа (гетита и лепидокрокита) в условиях осаждения металлов. Основная масса редких земель концентрируется в минеральных формах (арсенатах), представленных включениями в кортексе ооидов. Источники редкоземельных элементов - гидротермальные растворы и денудированные толщи вулканического аппарата.

The relevance. Hypotheses of ooidal iron ore formation remain debatable to this day. The study of ooidal ironstones in volcanic and hydrothermal activity areas will allow better understanding of the origin of ooidal iron ores. This work aims to study mineral and chemical composition of ooidal iron ores from the Vani hydrothermal deposit (Milos island, Cyclades archipelago) to assess the effect of hydrothermal solutions on the features of their material composition. The research technique included optical microscopy (petrographic analysis), X-ray fluorescence analysis, scanning electron microscopy with local X-ray spectral energy dispersive analysis, X-ray diffraction analysis, transmission electron microscopy and inductively coupled plasma mass spectrometry. As a result of the research, the textural and structural features were determined, and the mineralogical and geochemical characteristics of the ooidal ironstones from the Vani hydrothermal manganese deposit (Greece) were obtained. Conclusions. Three lithotypes for the studied sequence with ooidal ironstones were distinguished based on differing structural and mineralogical characteristics: chemogenic (manganese rocks, ooidal ironstones) and clastic (glauconite sandstone). It is assumed that the primary source of metals for ironstones was hydrothermal solutions according to the geological and structural position of the deposit. The multi-stage events of hydrothermal activity contributed to the formation of iron-rich minerals in two stages, which differ in structures and impurity elements. Rare earth elements enrich the ooidal ironstones compared to other lithotypes due to the high sorption capacity of iron hydroxides in conditions of metal precipitation. The main in situ minerals of rare earth elements of studied ironstones are arsenates represented by inclusions in the ooid cortex. The distribution of rare earth elements in ooidal ironstones indicates their hydrothermal sources.