Новости 

04.03.2024

Редкоземельные элементы в ультрабазитах Станового супертеррейна: следствие древней субдукции и мантийных флюидов

В этой статье мы расскажем об исследовании сотрудников ИТиГ ДВО РАН микроминералов редкоземельных элементов (РЗЭ) в ультраосновных породах Ильдеусской магматогенной системы, расположенной в Становой зоне.

Ильдеусский массив, расположенный в сердце Станового супертеррейна, представляет собой базит-ультрабазитовую рудно-магматическую систему, сформировавшуюся в триасовом периоде в результате погружения (субдукции) океанической литосферы Монголо-Охотского бассейна. В юрском и раннемеловом периодах, во время столкновения континентов и последующих процессов, этот массив подвергся интенсивным гидротермально-метасоматическим преобразованиям на южной окраине Сибирского континента.

Именно эти преобразования привели к образованию редкоземельной минерализации. В гидротермально изменённых ультрабазитах и специфических альбит-кварц-биотит-калишпат-апатитовых метасоматитах Ильдеусского массива обнаружены минералы с редкоземельными элементами, такие как монацит, в ассоциации с апатитом, ксенотимом, оксидами, карбонатами и силикатами РЗЭ. Интересно, что эти минералы соседствуют с самородными металлами (серебро, золото, медь, никель, цинк, платина) и сульфидами (железа, кобальта, никеля, меди, свинца, цинка).

Базит-ультрабазитовые породы – своего рода «капсулы времени», хранящие информацию о геологических процессах прошлого. Образуясь в зонах столкновения океанических и континентальных плит, они "записывают" данные о геодинамических условиях, составе магм и флюидов, а также о формировании рудных месторождений. Эти породы – ключ к пониманию эволюции земной коры.

Особый интерес представляют базит-ультрабазитовые ассоциации, связанные с зонами субдукции – местами, где одна литосферная плита подныривает под другую. Они часто содержат ценные металлы: медь, никель, хром, а также металлы платиновой группы.

Ильдеусская система претерпела сложную эволюцию, от субдукции океанической литосферы под Сибирский кратон до коллизии континентов при закрытии Монголо-Охотского океана и последующего постколлизионного растяжения. Эта зона — ключевой регион для понимания процессов, происходивших на границе Сибирского кратона и Монголо-Охотского океана в мезозойскую эру.

Учёных заинтересовало, какую роль сыграли постколлизионные процессы в обогащении этих пород редкоземельными элементами. Химический состав и минеральные ассоциации Ильдеусского массива свидетельствуют о значительном обогащении РЗЭ. Исходным материалом для исследования служили сульфидсодержащие мафит-ультрамафитовые породы нижней коры, обогащенные некогерентными элементами благодаря рециклингу (переплавлению) металлоносных океанических осадков в зоне субдукции.

Дальнейшее обогащение произошло в результате взаимодействия с двумя типами флюидов и расплавов:

1. Гибридные астеносферные флюиды, богатые сульфатами, фосфором и калием, проникавшие в мантию через разрывы в погружающейся океанической плите.

2. Постколлизионные адакитовые расплавы, образовавшиеся при плавлении нижней континентальной коры под воздействием тепла из астеносферы.

Концентрация редкоземельных элементов в некоторых образцах достигает субпромышленных значений (до 1938 г/т – близко к "бедной редкоземельной минерализации" от 2000 г/т). Исследователи рассматривают это как "протоминерализацию" – потенциальный источник будущих месторождений РЗЭ. При благоприятных условиях, гидротермальные и метасоматические процессы могут привести к дальнейшей концентрации редкоземельных элементов до экономически выгодных уровней.

Ильдеусский массив – яркий пример того, как взаимодействие различных геологических процессов – субдукции, коллизии, мантийного флюидного потока и магматизма – может привести к формированию редкоземельной минерализации. С развитием технологий извлечения редкоземельных элементов из бедных руд, подобные массивы могут стать источником ценных ресурсов. Дальнейшие исследования Станового супертеррейна помогут оценить масштабы обогащения редкоземельных элементов и рудного потенциала постколлизионных магм на Дальнем Востоке России. Это открывает новые перспективы для поиска подобных месторождений в других регионах с аналогичной геологической историей.

Исследование осуществлено в рамках Госзаданий ИТиГ ДВО РАН (тема НИР № 124042300007-3 – молодежная лаборатория) и ДВГИ ДВО РАН тема НИР №122040800193-6 с использованием научного оборудования Хабаровского инновационно-аналитического центра ИТиГ ДВО РАН. Читайте подробности в журнале «Тихоокеанская геология» (Том 43, № 6, 2024).