ru en de fr pt es it zh ar nl sv

Толстов

Александр Васильевич

доктор геолого-минералогических наук директор НИИГП АК «АЛРОСА» (ПАО) 1, 3

tolstovav@alrosa.ru


Черенков

Владимир Георгиевич

ведущий геолог 2

v.cherenkov@mfvsegei.ru


Баранов

Леонид Николаевич

научный сотрудник

НИИГП АК «АЛРОСА» (ПАО) 1, 3

baranovln@alrosa.ru


1 Научно-исследовательское геологическое предприятие АК «АЛРОСА» (ПАО),

г. Мирный


2 МФ ФГБУ ВСЕГЕИ,

г. Москва


3 ИГМ СО РАН,

г. Новосибирск

Строение рудных месторождений


ГЕНЕЗИС И ВОЗРАСТ РУДНОЙ ТОЛЩИ ТОМТОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ НИОБИЯ И РЕДКИХ ЗЕМЕЛЬ, СЕВЕРО-ВОСТОК

СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ

На северо-востоке Сибирской платформы (Республика Саха (Якутия)) расположена Уджинская провинция щелочных ультраосновных массивов с карбонатитами – заключительными фазами эволюции маг- матической системы, образующими его центральное карбонатито- вое ядро и содержащими повышенные концентрации Fe, Al, P и комплекс редких и редкоземельных элементов. На массивах развита кора латеритного выветривания мощностью до 400 м. В коре выветривания карбонатитов содержания фосфатов, Nb, Y, Sc и TR существенно выше по сравнению с неизменёнными разностями пород. Максимальных значений они достигают в толще своеобразных осадочных отложений, сформировавшихся в результате осаждения продуктов денудации коры рудоносных карбонатитов в мелких озёрных впадинах и интенсивного хемогенного преобразования их в условиях жаркого влажного климата. Они представляют собой уникально богатые руды, по набору и содержанию полезных компонентов не имеющие аналогов в мировой практике. Эти породы являются иногда их природными концентратами со средними содержаниями, мас. %: Nb2O5 – 7,21, Y2O3 – 0,578, Sc2O3 – 0,045, TR2O3 – 10,16. Слагающие рудоносную толщу породы имеют характерные признаки осадочного генезиса: хорошо выраженные слоистую текстуру и фациальную зональность, присутствие углефицированного растительного детрита и бактериоморфных агрегатов. Это даёт основание рассматривать комплекс данных образований как самостоятельное стратиграфическое подразделение – томторскую толщу. Геологические данные позволяют полагать, что она образовалась в интервале 340–280 млн лет. Томторская толща может служить важным поисковым критерием при поисках редких и редкоземельных элементов.

Ключевые слова: карбонатиты, редкие и редкоземельные элементы, массив Томтор, кора выветривания, латериты, слоистость, фации, пирохлор, крандаллит.


Во время геологической съёмки м-ба 1: 200 000, проведённой в 1956–1959 гг. в северо-восточной части Сибирской платформы, вблизи восточной границы Анабарского щита, была открыта группа сближенных интрузивных массивов, объединённых в Уджинскую провинцию щелочных ультраосновных пород и карбонатитов, предположительно среднепалеозойского возраста (рис. 1). Одновременно было установлено, что некоторые разновидности слагающих их пород обладают повышенными концентрациями Fe, P, Al, а также редких и редкоземельных эле- ментов [2, 3, 6, 10, 14, 15, 23–27, 30–32].

Чтобы выяснить, можно ли использовать массив как промышленный источник перечисленных элементов, был проведён комплекс поисково-разведочных работ. Эти исследования имели также целью получение данных, позволяющих составить более детальное и обоснованное представление о составе пород, сла-


image

УДК 553.493.4 (571.56)

32 © Толстов А. В., Черенков В. Г., Баранов Л. Н., 2020 DOI: 10.47765/0869-5997-2020-10026


0 10 KM

image

0 10 км

image 1 image 2 image 3 image 4

image

image

image

image

5 6 7 8

image

image

image

Богдо

9 а б 10 а

image

б 11 а

б 12


Промежуточный

Рис. 1. СХЕМАТИЧЕСКАЯ КАРТА УДЖИНСКОЙ ПРОВИНЦИИ ЩЕЛОЧНЫХ УЛЬТРАОСНОВНЫХ МАССИВОВ:

Томтор

Чымара

1 – морские терригенные отложения, J: алевролиты, песчаники, конгломераты, глины; 2 – отложения буолка- лахской свиты, Р2–3bl: песчаники, алевролиты, конгломе- раты, угли; 3 – отложения томторской толщи, С2–Р1tm: аргиллиты, алевролиты, алевропелиты, пески, песчани- ки; 4 – известняки, доломиты, Є; 5 – доломиты, V2; 6 – доломиты, известняки, алевролиты, песчаники, глини- стые сланцы, туфы основного состава, RF; интрузивные образования: 7 – трапповая формация, βT1m: силлы, дайки долеритов, 8 – уджинский ийолит-карбонатито- вый комплекс, многофазные массивы (Ėυ-ϑPZ2): оливи- ниты, ийолиты, щелочные и нефелиновые сиениты, фос- кориты, карбонатиты, 9 – долериты верхнеуджинского комплекса, βRFvu; 10 – геологические границы (а – со- гласного, б – несогласного залегания); 11 – границы ще- лочных ультраосновных массивов на дневной поверх- ности (а), под покровом юрских образований (б); 12 – основные разрывные нарушения (а – установленные, б – предполагаемые)



гающих массивы, их взаимоотношениях и после- довательности формирования. Следует заметить, что все массивы крайне слабо обнажены, так как перекрыты практически сплошным чехлом тер- ригенных морских и континентальных пермских и юрских и рыхлых четвертичных образований, и знания об их составе и внутренней структуре ба- зируются только на результатах бурения, геофи- зических материалах и сопоставлениях с хорошо изученными районами близкого геологическо- го строения, главным образом с массивами цен- трального типа Маймеча-Котуйской провинции [9]. В результате последующих поисково-разведоч- ных работ выяснилось, что некоторые разновид- ности пород характеризуются достаточно высоки- ми содержаниями полезных элементов (главные – Nb, Y, Sc, другие REE; попутные – Fe, Al, P), их максимальные содержания свойственны карбо- натитам – продуктам заключительных фаз эво- люции магматической системы (табл. 1). Бóльшая часть карбонатитов сосредоточена в центральной

части массива – карбонатитовом ядре, за его пре- делами встречаются только отдельные мелкие те- ла [4, 26, 27]. Было также установлено, что на мас- сивах почти повсеместно развита мощная кора выветривания латеритного типа, концентрации по- лезных компонентов в которой оказались иногда на порядок выше, чем в неизменённых коренных по- родах. Однако сложность освоения месторожде- ния и транспортировки, а также сравнительно не- высокий спрос, существовавший в то время на эти элементы, делали их добычу нерентабельной.

В процессе поисково-разведочных работ в цен- тральной части наиболее крупного (площадь око- ло 250 км2) массива провинции (Томтор), сложен- ной преимущественно рудными карбонатитами поздних магматических фаз, отдельные скважины вскрыли своеобразные отложения, залегающие на поверхности коры выветривания [13, 22, 23, 26, 27, 30]; генетическая идентификация их оказалась до- статочно трудной и неоднозначной. Среди пред- ложенных моделей их формирования фигурируют: изменённые щелочные карбонатит-ультрамафито- вые фосфатные туфолавы [29]; гидротермальные образования [14, 22]; эпигенетически изменённые верхние горизонты коры выветривания [17]; озёр- ные и делювиальные хемогенно изменённые от-


Примечание: В скобках дано число анализов.


седиментационные гётит, гидрогётит, импрегни- рующие цемент и образующие плёночные выде- ления и псевдоморфозы по железосодержащим минералам.

В краевой прибортовой части впадин залега- ют мелко-среднезернистые пески плохо сортиро- ванные неслоистые, реже – горизонтально-волни- сто- или косослоистые, с дресвой и редкими круп- ными (до 30 см) угловато-окатанными валунами и угловатыми обломками выветрелых коренных пород. Цементом служит тонкодисперсный агре- гат минералов группы крандаллита, обычно кол- ломорфной текстуры, или агрегат каолинита с ги- дрослюдой.

Породы всех разновидностей во всех фаци- альных зонах обычно рыхлые, реже – слаболи- тифицированные. Псаммитовый и алевритовый обломочный материал и степень его окатанности также идентичны; обломки представлены углова- тыми и угловато-окатанными зёрнами пирохлора,

магнетита, рутила, анатаза, ильменорутила, мона- цита, ксенотима, иногда кварца, апатита, франко- лита и других минералов.

Породы всех фациальных зон характеризуют- ся постоянным присутствием органического уг- лерода, связанного с углефицированными расти- тельными остатками – углистым детритом низкой буроугольной стадии метаморфизма. Содержа- ние Сорг. закономерно возрастает от 0,01–0,3 до 1–2 % на бортах впадин, иногда до 3 % в их цен- тральных частях. В том же направлении снижа- ется содержание SiO2 – от 10–20 до 3–5 %, что отражает меньшую активность поступления тер- ригенного материала, и повышается содержание Feобщ. от 3–8 до 5–20 % вследствие увеличения до- ли хемогенной составляющей.

Мощность отложений нижнего горизонта из- меняется в направлении от бортов впадин к их центральным частям от первых десятков санти- метров до 42 м.

Верхний горизонт сложен алевролитами и мелкозернистыми красноцветными песчаниками, с выделениями гиббсита и бёмита; породы содер- жат линзы гравелитов и дресвяников, прослои уг- лесодержащих сероцветных песчаников. Граница с нижним слоем неровная, с локальными вреза- ми. Этот горизонт представляет собой толщу ал- лювиально-делювиальных пород, которая обра- зовалась в условиях жаркого влажного климата. В последующую эпоху в условиях умеренно тёп- лого влажного климата в красноцветных поро- дах сформировались характерные для таких об- становок гиббсит, бёмит, вудхаузеит, а в серо- цветных аллювиальных отложениях произошла интенсивная каолинизация обломочного матери- ала. Мощность верхнего горизонта до 50 м.

image

Рассматриваемые отложения представляют со- бой комплекс образований, которому присущи все признаки и свойства осадочных пород: хоро- шо выраженная слоистая текстура от параллель- ной микрослоистой в центре впадин (скважина 5649) до косослоистой на границе со склонами; отчётливая гранулометрическая и литологическая фациальная зональность, характерная для мел- ких замкнутых водоёмов (см. рис. 3). Последняя позволила установить, что краевые части толщи представляют собой делювиальные образования,

фациально замещающиеся озёрными в централь-

6 7 8 б 9

Рис. 3. ЛИТОЛОГИЧЕСКАЯ И ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКАЯ ЗО- НАЛЬНОСТЬ ТОМТОРСКОЙ ТОЛЩИ НА УЧАСТКЕ БУРАННЫЙ:

1 – субстрат: кора выветривания по породам карбона- титового комплекса (æPZ2). Осадочные породы на коре выветривания – томторская толща (PZ2tm); 2 – централь- ная зона котловин: аргиллиты слаболитифицированные пелитоморфные светло-серые тонкослоистые, с про- слоями алевритов; 3 – область сочленения днища кот- ловин со склонами: алевриты, тонкозернистые пески, прослои пелитоморфных пород, горизонтально-вол- нисто-слоистые; 4 – склоны котловин: пески плохо сортированные тонкозернистые, с дресвой и прослоя- ми алевритов, неслоистые или горизонтально-волни- сто-слоистые; 5 – прибортовые части впадин: пески мелко-среднезернистые неслоистые, горизонтально-, волнисто- или косослоистые, с дресвой и редкими крупными валунами выветрелых коренных пород; 6 – граница томторской толщи; 7 – границы фациальных зон; 8 – изопахиты отложений толщи, 10 м (а – устано- вленные, б – предполагаемые); 9 – изоконцентраты со- держаний Nb2O5, % (а – установленные, б – предпола- гаемые); 10 – буровые скважины

химического составов этих отложений объясня- ется, с одной стороны, специфическим составом пород в области питания, с другой – жарким влаж- ным климатом, существовавшим в этом районе в период их формирования. Всё это позволяет вы- делить образования в самостоятельный таксон – томторскую толщу.

Источником вещества для её формирования послужили образования мощной коры выветри- вания латеритного типа на рудных карбонатитах центральной части массива Томтор с очень незна- чительной примесью терригенного материала. Вы- ветривание исходных пород массива привело к выносу из них значительной части легкоподвиж- ных щелочных и щёлочноземельных элементов (Ca, Mg, K, Na), которые переходили в грунтовые воды, определяя щелочные условия среды. В то же время в поверхностной зоне происходило подкисление почвенных вод за счёт разложения растительных остатков, что создавало благопри-

Рис. 4. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ ТОМТОРСКОЙ ТОЛЩИ НА УЧАСТКЕ БУРАННЫЙ:

1 – делювиальные, озёрные и аллювиальные отложения, QIII–IV; 2 – морские алевролиты, песчаники, гравелиты, конгломераты плинсбахского яруса, J1; 3 – песчаники, гравелиты, конгломераты, алевролиты, прослои бурых углей буолкалахской свиты, P2–3bl; томторская толща: 4 – верхний горизонт (С2–Р1tm1) – хемогенно-осадочные образования: аргиллиты, алевриты тонкослоистые, песчаники, в краевых частях с щебнем и валунами выветре- лых карбонатитов и щёлочно-ультраосновных пород (пирохлор-монацит-крандаллитовые руды), 5 – нижний горизонт (С2–Р 1tm2) – алевролиты, песчаники мелкозернистые красноцветные, с выделениями гиббсита, бёмита. Субстрат томторской толщи – кора латеритного выветривания рудоносных карбонатитов (С2–Р 1): 6 – сидеритовый горизонт, 7 – франколитовый горизонт – фосфатные образования; 8 – геологические (литологические) границы; 9 – буровые скважины


ятные условия для миграции Р и элементов-ги- дролизатов (Y, Sc, лантаноидов и др.).

Разрушение латеритной коры и механический перенос её продуктов в озёрные котловины со- провождался интенсивной трансформацией их минерального состава под влиянием изменения кислотности среды; она продолжалась и в зоне конечной седиментации.

В итоге в центральных частях впадин сфор- мировалась толща тонкослоистых осадков, сло- женная в значительной мере агрегатом хемоген- ных минералов группы крандаллита (20–80 %), со- держащим мельчайшие зёрна пирохлора (1–40 %), рутила, анатаза, ильменорутила (1–20 %), мона- цита (1–40 %), гётита (5–30 %), ксенотима (1–5 %), каолинита (1–15 %), кварца (1–5 %) и др. Фосфаты алюминия, слагающие иногда до 80 % объёма по- роды, представлены колломорфными выделения- ми, цементирующими обломочный материал. Тер- ригенные обломочные минералы, вымытые из коры, слагают в различной степени окатанные зёр- на размером от микрон до нескольких миллиме- тров [16, 28].

Трансформация химического и минерального составов толщи продолжилась и на пострудном этапе, когда пермские отложения кровли рудо-

носного комплекса подверглись воздействию ки- слородсодержащих вод, а также претерпели про- цессы корообразования в условиях умеренно тёплого влажного климата. В результате в крас- ноцветных породах образовались гиббсит, бёмит, вудхаузеит, а в сероцветных аллювиальных отло- жениях обломочный материал был интенсивно каолинизирован.

В последующее время, когда рудоносная и красноцветная толщи были полностью перекры- ты средне- и верхнепермскими континентальны- ми, а затем юрскими морскими отложениями, до- ступ кислородсодержащих вод прекратился, и в них возникла восстановительная обстановка. В этих условиях при замедленном водообмене в не- сколько этапов сформировались зоны сидерити- зации. На первом этапе образовался сидеритовый горизонт в коре выветривания карбонатитов – по- дошве осадочной толщи, на втором – горизонт под сероцветными угленосными пермскими от- ложениями и в заключительный этап – под мор- скими юрскими отложениями; это привело к из- менению первичного облика пород и частично – их состава [20].

Рассматриваемые осадки, претерпевшие глубо- кое хемогенное преобразование, содержат чрез-

Рис. 5. БАКТЕРИОМОРФНЫЕ ВЫДЕЛЕНИЯ МОНАЦИТА В АРГИЛЛИТАХ С ВЫСОКИМ СОДЕРЖАНИЕМ Nb И TR, СОПОСТАВЛЯЕМЫЕ С КЛЕТКАМИ (ТЕЛЬЦАМИ) PSEUDOMONAS AERUGINOSA (а, в); ТО ЖЕ, С КЛЕТКОЙ БАКТЕРИИ SACCHAROMYCES CEREVISIAE ( б). УЧАСТОК БУРАННЫЙ, ЦЕНТРАЛЬНАЯ ЧАСТЬ ВПАДИНЫ, ПО [16]


вычайно высокие концентрации редких и ред- коземельных элементов и часто являются факти- чески природными концентратами их руд (см. табл. 2) [21, 28]. Главным минералом-концентра- тором Nb является обломочный пирохлор, зани- мающий до 40 % объёма породы. Выявлена тен- денция к увеличению его содержаний от бортов впадин к центру и сверху вниз по разрезу: в свое- образном «базальном горизонте» мощностью до 1 м содержания Nb2О5 достигают иногда 15 %. В то же время максимальные содержания Y, Sc и других редкоземельных элементов ассоциируют чаще с делювиальными отложениями или областью их перехода в озёрные фации, где они связаны преимущественно с новообразованным монацитом. Основным концентратором Y, Sc и тяжёлых редкоземельных элементов является цирконий- содержащий ксенотим, образующий выделения размером от сотых долей микрона до 2–3 мкм, развитые в цементе, микротрещинах обломоч- ных минералов, либо его вкрапленность в хемогенных минералах группы крандаллита. Образование редкоземельной минерализации этого типа связывается с латеральной инфильтрацией грун- товых вод, обогащённых REE и Р, из областей пи- тания в нелитифицированные озёрные отложе- ния и концентрацией элементов-гидролизатов на кислотно-щелочном геохимическом барьере [12, 16, 20, 26].

Таким образом, томторская толща представля- ет собой месторождение Nb и REE с рудами уни- кального, нового в мировой практике геолого-

промышленного типа – делювиально-озёрной ксе- нотим-монацит-пирохлоровой россыпи в хемо- генно-осадочных алюмофосфатных отложениях, сформировавшейся при размыве коры выветрива- ния карбонатитового комплекса и обогащённой на локальных участках в экзодиагенезе эпигенетиче- скими концентрациями элементов-гидролизатов, отложившихся из грунтовых вод в области кис- лотного-щелочного геохимического барьера [28]. При подсчёте запасов месторождения по катего- рии В средние содержания главных компонентов составили, мас. %: Nb2O5 – 7,21, Y2O3 – 0,578, Sc2O 3 – 0,045, TR2О3 – 10,16 [25, 8].

Заметим, что месторождения томторского ти- па, образованные за счёт переотложения продук- тов разрушения кор выветривания карбонатитов и их глубокой хемогенной переработки, доста- точно редки, поскольку для их формирования не- обходимо сочетание целого ряда благоприятных факторов. Однако Томтор не уникален: за истек- шее с момента его открытия время было выяв- лено ещё одно месторождение подобного типа с близкими характеристиками – Чуктуконское, рас- положенное на Чадобецком поднятии [18].

Проблема возраста томторской толщи до на- стоящего времени остаётся в значительной мере дискуссионной. Однозначно диагностируемые ор- ганические остатки в ней, кроме проблематичных бактериоморфных обломков и неидентифицируе- мого углефицированного растительного детрита, не обнаружены. Структуры аутигенных минера- лов, сингенетичных рудам, показывают, что они


непригодны для датирования изотопными мето- дами, поскольку претерпели многочисленные эпигенетические преобразования. Относительно уверенно может быть определён только верхний возрастной предел возможного интервала фор- мирования толщи: поскольку она с незначитель- ным размывом перекрывается угленосными отло- жениями средне-верхнепермского возраста, он может быть условно принят как раннепермский.

Датирование нижней возрастной границы томторской толщи проблематично из-за неопределённости как возраста и модели становления са- мого массива Томтор и его карбонатитового ядра, так и различных этапов его постмагматической истории. Обоснованию возраста массива посвя- щён ряд работ [7, 16, 29 и др.]; их результаты, часто достаточно противоречивые, сводятся к тому, что ультраосновные щелочные породы массива сформировались более 700 млн лет, а его карбо- натитовое ядро – около 400 млн лет тому назад. Датирование щелочных сиенитов и «рудоносных туфов» (авторская интерпретация гипергенно- осадочных образований томторской толщи) U-Pb методом по циркону дало результаты соответст- венно 689 ± 5 и 394 ± 7 млн лет. Для карбонатитов первого этапа и рудоносных карбонатитов второ- го результаты датирования 40Ar/39Ar методом по биотиту составили соответственно 693–681 ± 6 и 412–400 ± 4 млн лет [7]. Очевидно, что эти данные существенно разнятся как из-за различных мето- дов анализа, так и точности самих анализов. Од- нако единый тренд химических составов всего комплекса пород массива определённо свиде- тельствует об общем едином и непрерывном хо- де эволюции глубинного магматического очага, и 300 млн лет, разделяющие эти гипотетические начальный и конечный этапы столь длительного процесса, представляются аргументом, делающим эту схему малодостоверной.

При этом остаётся несомненным, что субстра- том томторской толщи является кора выветрива- ния по карбонатитам, возраст которой определяет в общем виде нижний возрастной рубеж толщи. Первые попытки датирования коры K-Ar мето- дом [29] дали следующие результаты: по адуляру, сингенетичному с франколитом, – 392 млн лет, по

«изменённой слюде» – 340 млн лет, по франколиту – 324 млн лет. Формирование коры началось после завершения магматического этапа станов-

ления массива и вывода его на дневную палеопо- верхность (видимо, в конце девонского периода). Судя по уменьшению возраста минералов с пони- жением температуры закрытия, на первых этапах корообразование сопровождалось гидротермаль- ными процессами, а затем сменилось эпигене- тическим изменением пород коры. Упомянутые выше датировки [7] определяют, скорее всего, возраст заключительных этапов становления мас- сива. Как указывалось ранее, латеритный тип ко- ры и её весьма высокая мощность (по разным оценкам, 300–400 м) дают основание связывать её возникновение с эпохой наиболее жаркого и влажного климата в истории фанерозоя, прихо- дящейся в данном регионе на конец девонского и каменноугольный периоды [1].

Таким образом, имеющиеся данные позволя- ют считать, что отложения томторской толщи об- разовались в промежуток от середины каменно- угольного периода до нижней эпохи пермского, что соответствует интервалу 340–280 млн лет.

Выделение этой весьма своеобразной толщи в самостоятельное стратиграфическое подразде- ление обусловлено двумя обстоятельствами. Пер- вое – на весьма обширной территории площадью в несколько тысяч км2, охватывающей Восточ- ное и Западное Прианабарье, бассейн среднего и верхнего течения р. Оленёк вплоть до истоков р. Вилюй, неизвестны отложения, отвечающие ин- тервалу времени около 180 млн лет – от конца кембрийского до середины пермского периода, и изучение рассмотренных выше образований предоставляет единственную возможность в ка- кой-то мере охарактеризовать один из периодов этого интервала и составить хотя бы некоторое представление о геологических процессах и ус- ловиях, существовавших в пределах площади в это время.

Второе соображение связано с прикладным значением этой толщи, представляющей собой фактически рудное тело с уникальными содержа- ниями редких и редкоземельных элементов. При проведении поисковых работ на эти металлы в пределах массивов щелочного ультраосновного состава и в их окружении это обстоятельство мо- жет иметь значение важного поискового критерия. Работа выполнена при частичной поддержке гранта РНФ 18-17-00120 (исследования карбонати-

тов).


СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


  1. Афанасьев В. П., Зинчук Н. Н., Похиленко Н. П. Поисковая минералогия алмаза. – Новосибирск : Академи- ческое изд-во «Гео», 2010. – 650 с.

  2. Багдасаров Ю. А. Геохимические особенности кар- бонатитов и сопровождающих их силикатных по- род щелочно-карбонатитового массива Томтор (Вост. Прианабарье, Якутия) // Геохимия. – 1997. –

    № 1. – С. 10–20.

  3. Багдасаров Ю. А. Петрогеохимические критерии лампроитового семейства магматических пород и особенности формирования массива Томтор (Се- веро-Западная Якутия) // Геология и геофизика. – 2009. – Т. 50 (10). – С. 1178–1185.

  4. Баранов Л. Н., Толстов А. В., Округин А. В., Слепцов А. П. Новое в минералогии и геохимии апатит-магнети- товых руд массива Томтор, северо-восток Сибир- ской платформы) // Руды и металлы. – 2018. – № 2. – С. 42–54.

  5. Владыкин Н. В. Петрология калиево-щелочных лам- проит-карбонатитовых комплексов, их генезис и ру- доносность // Геология и геофизика. – 2009. – Т. 50 (12). – С. 1443–1455.

  6. Владыкин Н. В., Торбеева Т. С. Лампроиты Томторс- кого массива (Восточное Прианабарье) // Геология и геофизика. – 2005. – Т. 46, № 10. – С. 1038–1049.

  7. Владыкин Н. В., Котов А. Б., Борисенко А. С., Ярмо- люк В. В., Похиленко Н. П., Сальникова Е. Б., Травин А. В., Яковлева С. З. Возрастные рубежи формирования щелочно-ультраосновного массива Томтор: резуль- таты геохронологических U-Pb- и 40Ar-39Ar-исследо- ваний // Доклады Академии наук. – 2014. – Т. 454,

    № 2. – С. 195–199.

  8. Государственный баланс запасов полезных ископа- емых РФ на 01.01.2016. Редкоземельные элементы. 2016.

  9. Егоров Л. С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм (на примере маймеча-котуйского комплекса Полярной Сибири). – Л. [СПб.] : Недра, 1991. – 260 с.

  10. Егоров Л. С., Сурина Н. П., Поршнев Г. И. Уджинский рудно-магматический комплекс ультраосновных ще- лочных пород и карбонатитов // Рудно-магматиче- ские комплексы северо-запада Сибирской платфор- мы и Таймыра. – Л. [СПб.] : Недра, 1985. – С. 138–154.

  11. Жмур С. И., Кравченко С. М., Розанов А. Ю., Жегалло Е. А. О генезисе редкоземельно-ниобиевых руд Томто- ра (север Сибирской платформы) // Доклады Акаде- мии наук. – 1994. –Т. 336, № 3. – С. 372–375.

  12. Коноплёв А. Д., Кузьмин В. И., Эпштейн Е. М., Вейс Б. Т., Кубышев А. И., Нечелюстов Г. Н., Ожогина Е. Г., Тол- стов А. В. Геолого-минералогические особенности делювиально-озёрной россыпи на коре выветрива- ния редкометалльных карбонатитов // Минералогия и геохимия россыпей. – М. : Наука, 1992. – С. 111–124.


  13. Коноплёв А. Д., Толстов А. В., Васильев А. Т., Нечелю- стов Г. Н., Кузьмин В. И., Скляднева В. М., Дубинчук В. Т., Коноплёва Е. В., Сидоренко Г. А. Особенности лока- лизации редкометалльного оруденения на место- рождении Томтор // Редкометалльно-урановое ру- дообразование в осадочных породах : сборник на- учных трудов. – М., 1995. – С. 223–241.

  14. Кравченко С. М., Беляков А. Ю., Покровский Б. Г. Гео- химия и генезис Томторского массива (север Сибир- ской платформы) // Доклады Академии наук СССР. – 1992. – Т. 322, № 5. – С. 966–972.

  15. Кравченко С. М., Беляков А. Ю., Кубышев А. И., Тол- стов А. В. Скандиево-редкоземельно-иттриево-ни- обиевые руды – новый тип редкометалльного сы- рья // Геология рудных месторождений. – 1990. – Т. 32,

    № 1. – С. 105–109.

  16. Лазарева Е. В, Жмодик С. М., Добрецов Н. Л., Толстов А. В., Щербов Б. Л., Карманов Н. С., Гераси- мов Е. Ю., Брянская А. В. Главные рудообразующие минералы аномально богатых руд месторождений Томтор // Геология и геофизика. – 2015. – Т. 56, № 6. – С. 1080–1115.

  17. Лапин А. В., Толстов А. В. Месторождения кор выве- тривания карбонатитов. – М. : Наука, 1993. – 208 с.

  18. Лапин А. В., Толстов А. В. Минерагения кор выве- тривания карбонатитов : методическое руковод- ство. – М. : ГЕОКАРТ ; ГЕОС, 2011. – 307 с.

  19. Лапин А. В., Толстов А. В. Новые уникальные место- рождения редких металлов в корах выветривания карбонатитов // Разведка и охрана недр. – 1993. –

    № 3. – С. 7–11.

  20. Лапин А. В., Толстов А. В. Окислительный и восста- новительный этапы формирования зоны гиперге- неза карбонатитов и их рудоносность // Геология рудных месторождений. – 1991. – Т. 33, № 4. – С. 81–91.

  21. Лапин А. В., Толстов А. В., Куликова И. М. Особенно- сти распределения лантаноидов, иттрия, скандия и тория в уникальных комплексных редкометал- льных рудах месторождения Томтор // Геохимия. – 2016. – № 12. – С. 1104–1121.

  22. Покровский Б. Г., Беляков А. Ю., Кравченко С. М., Грязно- ва Ю. А. Происхождение рудной толщи и карбона- титов массива Томтор по изотопным данным // Гео- химия. – 1990. – № 6. – С. 1320–1329.

  23. Поршнев Г. И., Степанов Л. Л. Геологическое строение и фосфатоносность массива Томтор // Щелоч- ной магматизм и апатитоносность севера Сибири. – Л. [СПб.] : НИИГА, 1980. – С. 84–100.

  24. Поршнев Г. И., Степанов Л. Л. Геология и минерагения Уджинской провинции (С-З ЯАССР) // Советская геология. – 1981. – № 12. – С. 103–106.

  25. Толстов А. В. Главные рудные формации севера Си- бирской платформы. – М. : ИМГРЭ, 2006. – 212 с.


  26. Толстов А. В. Особенности минералогии и геохимии апатит-магнетитовых руд массива Томтор (се- веро-западная Якутия) // Геология и геофизика. – 1994. – № 9. – С. 91–100.

  27. Толстов А. В., Тян О. А. Геология и рудоносность массива Томтор. – Якутск : ЯНЦ СО РАН, 1999. – 164 с.

  28. Толстов А. В., Коноплёв А. Д., Кузьмин В. И. Особенности формирования уникального редкометалль- ного месторождения Томтор и оценка перспектив его освоения // Разведка и охрана недр. – 2011. –

    № 6. – С. 20–26.

  29. Энтин А. Р., Зайцев А. И., Ненашев Н. И., Василенко В. Б., Орлов А. И., Тян О. А., Ольховик Ю. А., Ольш- тынский С. И., Толстов А. В. О последовательно- сти геологических событий, связанных с внедрени- ем Томторского массива ультраосновных щелочных

    пород и карбонатитов (Северо-Западная Якутия) // Геология и геофизика. – 1990. – Т. 31, № 12. – С. 42–

    51.

  30. Эпштейн Е. М., Данильченко Н. А., Постников С. А. Геология Томторского уникального месторождения редких элементов (север Сибирской платформы) // Геология рудных месторождений. – 1994. – Т. 36,

    № 2. – С. 83–110.

  31. Эрлих Э. Н. Новая провинция щелочных пород на севере Сибирской платформы // Записки Всесоюз- ного Минералогического общества. – 1964. – Ч. 93, вып. 6. – С. 682–693.

  32. Kravchenko S. M., Pokrovsky B. G. The Tomtor alkaline ultrabasic massif and related REE-Nb deposits, north- ern Siberia // Economic Geology. – 1995. – V. 90,

№ 3. – P. 676–689.


REFERENCES


  1. Afanas'ev V. P., Zinchuk N. N., Pokhilenko N. P. Poisko- vaya mineralogiya almaza [Prospecting mineralogy of diamond], Novosibirsk, Akademicheskoe izd-vo “Geo” Publ., 2010, 650 p.

  2. Bagdasarov Yu. A. Geokhimicheskie osobennosti kar- bonatitov i soprovozhdayushchikh ikh silikatnykh po- rod shchelochno-karbonatitovogo massiva Tomtor (Vost. Prianabar'e, Yakutiya) [Geochemical features of carbonatites and their accompanying silicate rocks of the alkaline-carbonatite massif Tomtor (Eastern Priana- barye, Yakutia)], Geokhimiya [Geochemistry International], 1997, No 1, pp. 10–20. (In Russ.).

  3. Bagdasarov Yu. A. Petrogeokhimicheskie kriterii lam- proitovogo semeistva magmaticheskikh porod i oso- bennosti formirovaniya massiva Tomtor (Severo-Za- padnaya Yakutiya) [Petrogeochemical criteria of the lamproite family of igneous rocks and the formation features of the Tomtor massif (North-West Yakutia)], Geologiya i geofizika [Russian Geology and Geophysics], 2009, V. 50 (10), pp. 1178–1185. (In Russ.).

  4. Baranov L. N., Tolstov A. V., Okrugin A. V., Sleptsov A. P. Novoe v mineralogii i geokhimii apatit-magnetitovykh rud massiva Tomtor (Severo-vostok Sibirskoi platformy) [New in mineralogy and geochemistry of apatite-mag- netite ores of the Tomtor massif (northeast of the Sibe- rian platform)], Rudy i metally [Ores and Metals], 2018, No 2, pp. 42–54. (In Russ.).

  5. Vladykin N. V. Petrologiya kalievo-shchelochnykh lam- proit-karbonatitovykh kompleksov, ikh genezis i rudo- nosnost' [Petrology of potassium-alkaline lamproite- carbonatite complexes, their genesis and ore content], Geologiya i geofizika [Russian Geology and Geophy- sics], 2009, V. 50 (12), pp. 1443–1455. (In Russ.).


  6. Vladykin N. V., Torbeeva T. S. Lamproity Tomtorskogo massiva (Vostochnoe Prianabare) [Lamproites of the Tomtor massif (Eastern Prianabarye)], Geologiya i geofi- zika [Russian Geology and Geophysics], 2005, V. 46, No 10, pp. 1038–1049. (In Russ.).

  7. Vladykin N. V., Kotov A. B., Borisenko A. S., Yarmo- lyuk V. V., Pokhilenko N. P., Sal'nikova E. B., Travin A. V., Yakovleva S. Z. Vozrastnye rubezhi formirovaniya shche- lochno-ul'traosnovnogo massiva Tomtor: rezul'taty geo- khronologicheskikh U-Pb- i 40Ar-39Ar-issledovanii [Age lines of formation of the alkaline-ultramafic massif To- mtor: results of geochronological U-Pb- and 40Ar- 39Ar- studies], Doklady Akademii nauk [Reports of the Acade- my of Sciences], 2014, V. 454, No 2, pp. 195–199. (In Russ.).

  8. Gosudarstvennyi balans zapasov RF. Redkie i redkoze- mel'nye elementy. 2016.

  9. Egorov L. S. Iiolit-karbonatitovyi plutonizm (na primere maimecha-kotuiskogo kompleksa Polyarnoi Sibiri) [Ijo- lite-carbonatite plutonism (on the example of the May- mecha-Kotuy complex of Polar Siberia)], Leningrad, Nedra Publ., 1991, 260 p.

  10. Egorov L. S., Surina N. P., Porshnev G. I. Udzhinskii rud- no-magmaticheskii kompleks ul'traosnovnykh shche- lochnykh porod i karbonatitov [Udzhin ore-magmatic complex of ultrabasic alkaline rocks and carbonatites], Rudno-magmaticheskie kompleksy severo-zapada Sibir- skoi platformy i Taimyra [Ore-magmatic complexes of the north-west of the Siberian platform and Taimyr], Le- ningrad, Nedra Publ., 1985, pp. 138–154.

  11. Zhmur S. I., Kravchenko S. M., Rozanov A. Yu., Zhegal- lo E. A. O genezise redkozemel'no-niobievykh rud To- mtora (sever Sibirskoi platformy) [About the genesis of the rare-earth-niobium ores of Tomtor (north of the


    Siberian platform)], Doklady Akademii nauk [Reports of the Academy of Sciences], 1994, V. 336, No 3, pp. 372–

    375. (In Russ.).

  12. Konoplev A. D., Kuz'min V. I., Epshtein E. M., Veis B. T., Kubyshev A. I., Nechelyustov G. N., Ozhogina E. G., Tol- stov A. V. Geologo-mineralogicheskie osobennosti de- lyuvial'no-ozernoi rossypi na kore vyvetrivaniya redko- metall'nykh karbonatitov [Geological and mineralogical features of the deluvial-lacustrine placer on the wea- thering crust of rare-metal carbonatites], Mineralogiya i geokhimiya rossypei [Mineralogy and geochemistry of placers], Moscow, Nedra Publ., 1992, pp. 111–124.

  13. Konoplev A. D., Tolstov A. V., Vasil'ev A. T., Nechelyu- stov G. N., Kuz'min V. I., Sklyadneva V. M., Dubinchuk V. T., Konopleva E. V., Sidorenko G. A. Osobennosti lokaliza- tsii redkometall'nogo orudeneniya na mestorozhdenii Tomtor [Features of localization of rare metal minera- lization at the Tomtor deposit], Redkometall'no-urano- voe rudoobrazovanie v osadochnykh porodakh: sbornik nauchnykh trudov [Rare metal-uranium ore formation in sedimentary rocks: collection of scientific papers], Mos- cow, 1995, pp. 223–241. (In Russ.).

  14. Kravchenko S. M., Belyakov A. Yu., Pokrovskii B. G. Geo- khimiya i genezis Tomtorskogo massiva (sever Sibir- skoi platformy) [Geochemistry and genesis of the Tom- tor massif (north of the Siberian platform)], Doklady Akademii nauk SSSR [Reports of the Academy of Sciences the USSR], 1992, V. 322, No 5, pp. 966–972. (In Russ.).

  15. Kravchenko S. M., Belyakov A. Yu., Kubyshev A. I., Tol- stov A. V. Skandievo-redkozemel'no-ittrievo-niobievye rudy – novyi tip redkometall'nogo syr'ya [Scandium- rare-earth-yttrium-niobium ores – a new type of rare- metal raw materials], Geologiya rudnykh mestorozhde- nii [Geology of Ore Deposits], 1990, V. 32, No 1, pp. 105–

    109. (In Russ.).

  16. Lazareva E. V, Zhmodik S. M., Dobretsov N. L., Tolstov A. V., Shcherbov B. L., Karmanov N. S., Gerasimov E. Yu., Bryan- skaya A. V. Glavnye rudoobrazuyushchie mineraly anomal'no bogatykh rud mestorozhdenii Tomtor [The main ore-forming minerals of the anomalously rich ores of the Tomtor deposits], Geologiya i geofizika [Russian Geology and Geophysics], 2015, V. 56, No 6, pp. 1080– 1115. (In Russ.).

  17. Lapin A. V., Tolstov A. V. Mestorozhdeniya kor vyve- trivaniya karbonatitov [Deposits of carbonatite wea- thering crust], Moscow, Nauka Publ., 1993, 208 p.

  18. Lapin A. V., Tolstov A. V. Minerageniya kor vyvetrivaniya karbonatitov: metodicheskoe rukovodstvo [Minerage- ny of carbonatite weathering crust], Moscow, GEOKART Publ., GEOS Publ., 2011, 307 p.

  19. Lapin A. V., Tolstov A. V. Novye unikal'nye mestoro- zhdeniya redkikh metallov v korakh vyvetrivaniya kar-

    bonatitov [New unique deposits of rare metals in the weathering crusts of carbonatites], Razvedka i okhrana nedr [Prospect and protection of mineral resources], 1993, No 3, pp. 7–11. (In Russ.).

  20. Lapin A. V., Tolstov A. V. Okislitel'nyi i vosstanovitel'nyi etapy formirovaniya zony gipergeneza karbonatitov i ikh rudonosnost' [Oxidative and reduction stages of the formation of the carbonatite hypergenesis zone and their ore content], Geologiya rudnykh mestorozhde- nii [Geology of Ore Deposits], 1991, V. 33, No 4, pp. 81–91. (In Russ.).

  21. Lapin A. V., Tolstov A. V., Kulikova I. M. Osobennosti raspredeleniya lantanoidov, ittriya, skandiya i toriya v unikal'nykh kompleksnykh redkometall'nykh rudakh mestorozhdeniya Tomtor [Peculiarities of distribution of lanthanides, yttrium, scandium and thorium in unique complex rare-metal ores of the Tomtor deposit], Geokhimiya [Geochemistry International], 2016, No 12, pp. 1104–1121. (In Russ.).

  22. Pokrovskii B. G., Belyakov A. Yu., Kravchenko S. M., Gryaznova Yu. A. Proiskhozhdenie rudnoi tolshchi i karbonatitov massiva Tomtor po izotopnym dannym [The origin of the ore strata and carbonatites of the Tomtor massif according to isotope data], Geokhimiya [Geochemistry International], 1990, No 6, pp. 1320–1329. (In Russ.).

  23. Porshnev G. I., Stepanov L. L. Geologicheskoe stroenie i fosfatonosnost' massiva Tomtor [Geological structure and phosphate content of the Tomtor massif], Shche- lochnoi magmatizm i apatitonosnost' severa Sibiri [Al- kaline magmatism and apatite content of the north of Siberia], Leningrad, NIIGA Publ., 1980, pp. 84–100.

  24. Porshnev G. I., Stepanov L. L. Geologiya i minerageniya Udzhinskoi provintsii (S-Z YaASSR) [Geology and Mi- nerageny of the Udzhin Province (NW YaASSR)], Sovets- kaya geologiya [Soviet geology], 1981, No 12, pp. 103–

    106. (In Russ.).

  25. Tolstov A. V. Glavnye rudnye formatsii severa Sibirskoi platformy [Main ore formations in the north of the Siberian platform], Moscow, IMGRE Publ., 2006, 212 p.

  26. Tolstov A. V. Osobennosti mineralogii i geokhimii apa- tit-magnetitovykh rud massiva Tomtor (severo-zapad- naya Yakutiya) [Features of mineralogy and geoche- mistry of apatite-magnetite ores of the Tomtor massif (northwestern Yakutia)], Geologiya i geofizika [Russian Geology and Geophysics], 1994, No 9, pp. 91–100. (In Russ.).

  27. Tolstov A. V., Tyan O. A. Geologiya i rudonosnost' mas- siva Tomtor [Geology and ore content of the Tomtor massif], Yakutsk, YaNTs SO RAN Publ., 1999, 164 p.

  28. Tolstov A. V., Konoplev A. D., Kuz'min V. I. Osobenno- sti formirovaniya unikal'nogo redkometall'nogo me-


    storozhdeniya Tomtor i otsenka perspektiv ego osvo- eniya [Features of the formation of the unique rare metal deposit Tomtor and assessment of the prospects for its development], Razvedka i okhrana nedr [Prospect and protection of mineral resources], 2011, No 6, pp. 20–

    26. (In Russ.).

  29. Entin A. R., Zaitsev A. I., Nenashev N. I., Vasilenko V. B., Orlov A. I., Tyan O. A., Ol'khovik Yu. A., Ol'shtynskii S. I., Tolstov A. V. O posledovatel'nosti geologicheskikh so- bytii, svyazannykh s vnedreniem Tomtorskogo massiva ul'traosnovnykh shchelochnykh porod i karbonatitov (Severo-Zapadnaya Yakutiya) [On the sequence of geo- logical events associated with the intrusion of the Tomtor massif of ultrabasic alkaline rocks and carbo- natites (Northwestern Yakutia)], Geologiya i geofizika [Russian Geology and Geophysics], 1990, V. 31, No 12, pp. 42–51. (In Russ.).

  30. Epshtein E. M., Danil'chenko N. A., Postnikov S. A. Geo- logiya Tomtorskogo unikal'nogo mestorozhdeniya red- kikh elementov (sever Sibirskoi platformy) [Geology of the Tomtor unique deposit of rare elements (north of the Siberian platform)], Geologiya rudnykh mesto- rozhdenii [Geology of Ore Deposits], 1994, V. 36, No 2, pp. 83–110. (In Russ.).

  31. Erlikh E. N. Novaya provintsiya shchelochnykh porod na severe Sibirskoi platformy [New province of alkaline rocks in the north of the Siberian platform], Zapiski Vsesoyuznogo Mineralogicheskogo obshchestva [Notes of the All-Union Mineralogical Society], 1964, V. 93, I. 6, pp. 682–693. (In Russ.).

  32. Kravchenko S. M., Pokrovsky B. G. The Tomtor alkaline ultrabasic massif and related REE-Nb deposits, nor- thern Siberia, Economic Geology, 1995, V. 90, No 3, pp. 676–689.


    image

    image

    GENESIS AND AGE OF THE TOMTOR Nb AND RARE-EARTH DEPOSIT ORE SEQUENCE, NORTHEASTERN SIBERIAN PLATFORM

    1. V. Tolstov (PhD, director of JSC ALROSA 1, 3)

V. G. Cherenkov (chief geologist 2)

L. N. Baranov (researcher, JSC ALROSA 1, 3)

1 Research Geological Enterprise JSC ALROSA (PJSC), Mirny

2 FSBI VSEGEI, Moscow branch

3 Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, Novosibirsk

The northeastern Siberian platform (Republic of Sakha, Yakutia) hosts the Udzhinskaya province of alkaline ul- trabasic massifs with carbonatites as fi phases of magmatic system evolution; they form i ts central carbonatite core and are characterized by elevated Fe, Al and P concentrations. They also contain a complex of rare and rare-earth elements. Crust of laterite weathering of up to 400 m thick is present within the massifs. Phosphate, Nb, Y, Sc and TR content in crust of carbonatite weathering is much higher compared to unaltered rock differences. Their maximum values are in the sequence of specifi s edimentary d eposits f ormed as d enudation products o f ore-bearing c arbonatite crust precipitated in minor lake depressions and due to their intensive chemogenic transformation in hot humid climate. They are unique high-grade ores, with no world analogs in terms of mineral potential. Sometimes, these rocks are their natural concentrates averaging (in weight %) 7,21 Nb2O5, 0,578 Y2O3, 0,045 Sc2O3 and 10,16 TR 2O3. The rocks composing the ore-bearing sequence show distinct evidence of sedimentary genesis: well-pronounced layered texture and facial zoning, presence of carbonized vegetable detrite and bacteriomorphic aggregates. Therefore, it is reasonable to regard a set of these formations as an independent stratigraphic unit, Tomtor sequence. Geological data suggest that it formed 340-280 Ma. Tomtor sequence can be an important prospecting criteria in prospecting for rare and rare-earth elements.

Keywords: carbonatites, rare and rare-earth elements, Tomtor massif, crust of weathering, laterites, layering, facies, pyrochlore, crandallite.