name: «Петрогенезис и эволюция ниобий-редкоземельной минерализации Чуктуконского щелочного ультраосновного карбонатитового массива, Красноярский край»
keyword_list: риппит сибирский суперплюм карбонатиты большая изверженная провинция щелочной магматизм
abstract: Актуальность работы
  Деятельность мантийных плюмов, как правило, сопровождается ареалами развития щелочного, и, в
  том числе, карбонатитового магматизма, образованием больших изверженных провинций, к которым
  приурочены крупные месторождения разнообразных полезных ископаемых (Когарко, 2006; Ernst, Bell,
  2010). Одной из крупнейших изверженных провинций мира является Сибирская трапповая провинция
  Сибирской платформы (Добрецов и др., 2003, 2010; Борисенко и др., 2006; Reichow et al., 2008; Sobolev et
  al., 2011), с которой сопряжены месторождения железных руд Ангаро-Витимского района, медно-никельплатиноидные месторождения Норильского рудного района, редких (РЗЭ, Nb и др) и радиоактивных (U,
  Th) элементов - Маймеча-Котуйская провинция, Чуктуконское месторождение на Чадобецком поднятии.
  Именно с карбонатитами связаны крупнейшие месторождения Nb, Ta и РЗЭ в мире. В России из 4
  самых богатых карбонатитовых Nb-редкоземельных месторождений (Томтор, Ловозеро, Чуктуконское,
  Белозиминское) только Чуктуконское месторождение рекомендовано к разработке, находится в
  экономически развитом регионе и хорошо изучено. Поэтому изучение его генезиса, минерального состава
  и геохимических особенностей руд является важным как в фундаментально-научном, так и в прикладном
  значении. Это важно для прогноза и поиска Nb-РЗЭ месторождений и разработки эффективных
  технологий переработки руд.
  Карбонатитовые расплавы обладают низкой вязкостью и крайне высокой подвижностью, что
  позволяет им просачиваться через отличающиеся по своему составу породы мантии даже в виде
  тончайшей пленки в межзерновом пространстве, выступая, таким образом, активными агентами переноса
  вещества и метасоматоза пород мантии, что способствует формированию в ней геохимических
  неоднородностей и доменов, обогащенных несовместимыми элементами (Sweeney, 1994; Когарко, 2005,
  2006 а, б, в). В таких метасоматизированных доменах мантии складываются благоприятные условия для
  зарождения разнообразного щелочного магматизма и образования широкого семейства щелочных пород:
  от непосредственно карбонатитов до более обогащенных кремнеземом пород, таких как, например,
  кимберлиты (Brey et al., 2009). Изучение проявлений щелочного магматизма, особенно при сочетании
  карбонатитов и щелочных силикатных пород, предоставляет ценнейшую информацию о состоянии мантии
  и проходивших в ней процессов в различное геологическое время. Примером такого проявления является
  Чуктуконский массив в составе Чадобецкого щелочно-ультраосновного комплекса Чадобецкого поднятия.
  Чадобецкое поднятие расположено на западной окраине Сибирской платформы, на периферии
  области распространения Сибирской трапповой провинции. В составе поднятия выделяют два массива
  щелочных магматических пород: Териновский на севере поднятия и Чуктуконский на юге. На территории
  поднятия с 1960-х годов проводились многочисленные работы по поиску полезных ископаемых, в
  результате которых была систематизирована информация о магматических породах поднятия, оценен их
  возраст и выявлено Чуктуконское ниобий-редкоземельное месторождение. Однако исследований по
  характеристике источника магматических пород не проводились, а информация в опубликованной
  научной литературе, в основном, характеризует породы Териновского массива, в то время как подробная
  информация о возрасте, минералогии и геохимии щелочных пород Чуктуконского массива практически
  отсутствует.
  В данной работе представлены результаты геохронологического, петролого-минералогического и
  геохимического (включая изотопные) исследования щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов
  Чукутконского массива с целью характеристики источников вещества, петрогенезиса, эволюции
  ниобиевой и редкоземельной минерализации, приведшей к образованию Чуктуконского ниобийредкоземельного месторождения.
  Объект исследований: щелочные породы и руды Чуктуконского щелочного массива
  Цель исследования: изучить петрогенезис пород, ниобиевое и редкоземельное оруденение в
  магматических породах и коре выветривания Чуктуконского массива.
  Для достижения этой цели решались следующие задачи:
   Определение хронологии развития процессов магматизма и рудообразования по геохимическим и
  изотопно-геохронологическим данным
  4
   Получение минералогических, петролого-геохимических и изотопно-геохимических характеристик
  щелочных силикатных пород, карбонатитов и кор выветривания по ним
   Характеристика источников вещества пород массива
  Фактический материал и методы исследования:
  В работе использована коллекция образцов керна скважин Чуктуконского массива, полученных в
  результате геологосъемочных работ ГДП-200 в 2008-2010 годах компанией ОАО «Красноярскгеолсъемка»
  и предоставленных ею. Из образцов керна изготовлены прозрачно-полированные и неполированные
  шлифы и аншлифы в количестве 55 штук для анализа оптическими методами.
  Валовый состав пород определялся методом РФА (22 анализа), редкоэлементный состав пород
  определялся методом ICP-MS (22 анализа) в Аналитическом центре Института геологии и минералогии
  СО РАН (АЦ ИГМ СО РАН). Изотопия стронция и неодима определялась на мультиколлекторном массспектрометре Finnigan MAT 262 с использованием Re- и Ta-филаментов в статическом режиме (12
  анализов) в геологическом институте Кольского научного центра РАН (Апатиты, Россия).
  Детальное изучение особенностей состава минералов производилось методами ЭДС на аппарате
  TESCAN MIRA 3 LIMU (327 анализов), ВДС на аппарате Camebax Micro (101 анализ). Примеси редких
  элементов в минералах определены методами LA ICP-MS (170 анализов) на установке ESI New Wave
  UP193FX (Университет Эрлангена, Германия) и ICP-MS (84 анализа) на установке Finnigan MAT
  (Университет Бремена, Германия).
  Датирование пород произведено методами U-Pb SIMS SHRIMP II (2 анализа, ВСЕГЕИ, СанктПетербург), LUV213 (NewWave/Mer-chantek) в сочетании с Agilent 7500cs ICP-MS (1 анализ, GEMOCцентр Университета Маквори, Сидней, Австралия) и 40Ar/
  39Ar (1 анализ) (АЦ ИГМ СО РАН). Для
  датирования были использованы минералы, формировавшиеся непосредственно из силикатного и
  карбонатного расплавов и в коре выветривания (перовскит из щелочных ультраосновных пород; риппит
  из кальцитовых карбонатитов; монацит из коры выветривания по карбонатитам).
  Научная новизна:
  Были получены новые данные по минеральному и химическому составу пород и кор выветривания
  по ним, особенностям химического состава минералов. Особое внимание уделено детальной
  характеристике ниобий-редкоземельной минерализации карбонатитов и коры выветривания по ним.
  Открыт новый минерал риппит, K2(Nb,Ti)2(Si4O12)O(O,F), содержащийся в кальцитовых
  разновидностях карбонатитов. Содержание ниобия в его составе до 45 мас.% Nb2O5 позволяет отнести его
  к рудным ниобиевым минералам. Также содержание в минерале калия до 15 мас.% K2O позволяет
  использовать его в качестве геохронометра, что было впервые выполнено в данной работе.
  Получены возрастные интервалы формирования пород массива, включая кору выветривания по ним.
  Определено, что становление магматических пород происходило в период деятельности мантийного
  суперплюма, формировавшего триасовую Сибирскую изверженную провинцию.
  Впервые получена геохимическая и Sr-Nd изотопная характеристика пород массива. Показано, что
  образование первичных расплавов происходило из умеренно деплетированного мантийного источника.
  Высокое содержание магматического карбоната и несовместимых элементов свидетельствуют в пользу
  того, что вероятный мантийный источник претерпел карбонатный метасоматоз.
  Защищаемые положения:
  1. Возраст айликитов первой фазы (252±12 млн лет, U-PbБ перовскит) и дамтьеритов третьей фазы
  (256,7±1,1, U-Pb, циркон) Чуктуконского массива отвечают пермо-триасовому периоду магматической
  активности на Сибирской платформе.
  2. Материнские расплавы пород Чуктуконского массива образовались из изотопно умеренно
  деплетированного мантийного источника, в результате частичного плавления карбонатизированного
  гранат-содержащего мантийного перидотита под действием плюма.
  3. Ниобий-редкоземельная минерализация карбонатитов Чуктуконского массива представлена
  фторкальциопирохлором, риппитом, ниобий-содержащим рутилом, дациншанитом-(Се), бурбанкитом,
  фтор-апатитом. На этапе гидротермального преобразования карбонатитов этот набор минералов сменился
  на оксикальциопирохлор и Sr-Ba-РЗЭ разновидность пирохлора, ниобий-содержащие гидроксиды железа, 
  5
  высоко ниобиевый брукит, фторкарбонаты РЗЭ (паризит-(Се), синхизит-(Се)), монацит-(Се), олекминскит,
  черчит-(Y), флоренсит-(Се). Ниобий-редкоземельная минерализация в коре выветривания представлена
  ниобий-содержащими гидроксидами железа, монацитом-(Се), флоренситом-(Се), черчитом-(Се).
  Практическая значимость:
  Полученные новые данные о составе пород и минералов способствуют составлению более точных и
  эффективных технологических схем извлечения рудных основных и попутных компонентов при
  разработке месторождения, реконструкции процесса рудообразования и разработке поисковых критериев.
  Был открыт новый рудный минерал - риппит. Помимо того, что минерал может быть использован в
  качестве руды на ниобий и геохронометра, минерал обладает нелинейными оптическими свойствами.
  Исследование его физических свойств представляется значимым для исследований в области
  преобразования частоты лазеров в технике промышленного, медицинского и военного назначения, в
  лазерных локаторах и оптической связи.
  Апробация работы и публикации:
  Материалы, изложенные в этой работе, опубликованы в 3 российских и зарубежных журналах по
  списку ВАК, докладывались на 4 международных конференциях:
  1. Международная школа по наукам о Земле (I.S.E.S. – 2016) (Москва),
  2. Международная конференция Щелочной магматизм Земли и связанные с ним
  месторождения стратегических металлов (Москва, 2016),
  3. Международная конференция магматизм Земли и связанные с ним месторождения
  стратегических металлов (Миасс, 2017),
  4. XI-ая Международная школа по наукам о Земле I.S.E.S. – 2017 (Миасс, 2017).
  Результаты также были отмечены наградами:
  1. Дипломом Российского Минералогического Общества «За установление и открытие нового
  минерала»;
  2. Дипломом III степени Российского минералогического Общества за научную статью
  «Evolution on Nb-mineralization in Chuktukon carbonatite massif, Chadobets upland (Krasnoyarsk
  territory, Russia)»;
  3. Грамотой Правительства Новосибирской области по проведению перспективных научных
  исследований и разработок по приоритетным направлениям научной, научно-технической и
  инновационной деятельности Новосибирской области.
chairman_dissertation_council.name: Андрей
chairman_dissertation_council.surname: Изох
chairman_dissertation_council.patronymic: Эмильевич
chairman_dissertation_council.position: главный научный сотрудник
chairman_dissertation_council.degree: Доктор геолого-минералогических наук
chairman_dissertation_council.rank: Профессор
chairman_dissertation_council.wos_research_id: O-2456-2013
chairman_dissertation_council.scopus_author_id: 6701523041
chairman_dissertation_council.rinc_id: 60477
chairman_dissertation_council.url: https://www.igm.nsc.ru/index.php/component/comprofiler/userprofile/izokh
chairman_dissertation_council.territory: РОССИЯ
organization_supervisor.name: Татьяна
organization_supervisor.surname: Дзюбенко
organization_supervisor.patronymic: Викторовна
organization_supervisor.position: ведущий инженер
organization_supervisor.territory: РОССИЯ
rubrics.code: 38.37.19
rubrics.name: Магматизм и магматические горные породы
oecds.code: 01.05.KY
oecds.name: GEOLOGY
speciality_codes.name: Петрология, вулканология
speciality_codes.code: 25.00.04
supervisors.fio: Дорошкевич А.Г.
supervisors.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
supervisors.speciality_code: Петрология, вулканология
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Врублевский В.В.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Петрология, вулканология
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Арзамасцев А.А.
opponents.scientific_degree: Доктор геолого-минералогических наук
opponents.speciality_code: Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
protection_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
protection_organization.ogrn: 1065473055713
protection_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
protection_organization.supervisor_surname: КРУК
protection_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ СО РАН; ИГМ СО РАН
author_organization.name: ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ ИНСТИТУТ ГЕОЛОГИИ И МИНЕРАЛОГИИ ИМ. В.С. СОБОЛЕВА СИБИРСКОГО ОТДЕЛЕНИЯ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК
author_organization.ogrn: 1065473055713
author_organization.supervisor_name: НИКОЛАЙ
author_organization.supervisor_surname: КРУК
author_organization.supervisor_patronymic: НИКОЛАЕВИЧ
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения