Minerals-concentrators of rare-earth elements in basites-ultrabasites intrusives of Norilsk district

The conditions of being, the history of formation and transformation of minerals-concentrators of rare-earth elements (REE) - apatite minerals group and epidote minerals group, have been studied and described. Allanite has been determined to be mostly developed in the halos of the fluid action a solid contact of sulfide ores containing rich pneu matolytic mineralization of the platinum-group elements (PGM) and gold. Apatite and allanite are found among sulfides and in rims of the fluid action over the drops of sulphides in the horizon of the disseminated ores. The composition of Apatite-I has evolved from a OH-containing chlorapatite to chlorapatite containing up to 2,3 wt. % of lanthanides; Apatite-II - from OH-Cl-bearing fluorapatite to fluorapatite. The lanthanides reieased during replacement of chlorapatite-I by fluorapatite-II, probably entering the composition of the produced pneumatoiytic alianite-(Ce). In the areas of mineral ores with imposed metamorphism, the pneumatoiytic apatite partially or totally is substituted by hydroxyapatite-III, allanite - by water-containing allanite with the content of the epidote and clinozoisite minals - 30-35 mol. %. The spectra of REE distribution in apatite have been determined to reflect more accurately their ratios in rocks, the spectra of REE distribution for allanite are characterized by a steeper slope from lighter to heavier lanthanides. The ratio of La, Ce and Nd in chlorapatite corresponds to the distribution of these elements as in the host picrite horizon, as well in the rocks of the intrusives as a whole. Allanite, in return, is more enriched in cerium and lanthanum and depleted in neodymium.

pneumatolytic chlorapatite , fluorapatite , allanite-(Ce) , evolution of the fluid , post-ore low-grade mineral metamorphism , lanthanides , spectra of distribution

1. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Филимонова А. А., Евстигнеева Т.Л., Коваленкер В.А., Лапутина И.П., Смирнов А.В., Гроховская Т.Л. Сульфидные медно-никелевые руды норильских месторождений. М.: Наука, 1981. 234 c.

2. Годлевский М.Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. М.: Госгеолтехиздат. 1959. 89 с.

3. Гриценко Ю.Д., Спиридонов Э.М., Куликова И.М., Набелкин O.A. Oртит-(Се) в норильских сульфидных рудах // Новые данные о минералах. 2015. № 50. С. 21-32.

4. Криволуцкая Н.А., Рудаков А.В. Строение и геохимические особенности пород трапповой формации Норильской мульды (СЗ Сибирской платформы) // Геохимия. 2009. № 7. С. 675-698.

5. Криволуцкая Н.А. Эволюция траппового магматизма и Pt-Cu-Ni рудообразование в Норильском районе. М.: КМК, 2014. 305 с.

6. Куликова И.М., Набелкин О.А. Рентгеноспектральный микроанализ (РСМА) минералов, содержащих редкоземельные элементы // Заводская лаборатория. Диагностика материалов. 2014. № 4. Т. 80. С. 20-27.

7. Машкина А.А., Жуков H.H. Первая находка алланита-(Се) в ореолах флюидного воздействия над сульфидными каплями во вкрапленных норильских рудах // Проблемы и перспективы современной минералогии (Юшковские чтения-2014): материалы минерал. семинара с междунар. участием. Сыктывкар. 2014. С. 58-59.

8. Рябов В.В., Золотухин В.В. Минералы дифференцированных траппов. Новосибирск: Наука, 1977. 392 с.

9. Спиридонов Э.М. Рудно-магматические системы Норильского рудного поля // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. С. 1356-1378.

10. Спиридонов Э.М., Гриценко Ю.Д. Низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный мир, 2009. 218 с.

11. Спиридонов Э.М., Ладыгин В.М., Симонов О.H., Анастасенко Г.Ф., Кулагов Э.А., Люлько В.А., Середа Е.В., Степанов В.К. Метавулканиты пренит-пумпеллиитовой и цеолитовой фаций трапповой формации Норильского района Сибирской платформы. М.: Изд-во МГУ, 2000. 212 с.

12. Туровцев Д.М. Контактовый метаморфизм Норильских интрузий. М.: Научный мир, 2002. 319 с.

13. Armbruster T., Bonazzi P., Akasaka M., Bermanec V., Chopin C., Giere R., Heuss-Assbichler S., Liebscher A., Menchetti S., Pan Y., Pasero M. Recommended nomenclature of epidote-group minerals // European Journal of Mineralogy. 2006. N. 18. Р. 551-567.

14. Boudreau A.E., McCallum I.S. Low temperature alteration of REE-rich chlorapatite from the Stillwater Complex, Montana // American Mineralogist. 1990. V. 75. P. 687-693.

15. Czamanske G.K., Zen’ko T.E., Fedorenko V.A., Calk L.C., Burlahn J.R., Bullock J.J., Fries T.L., King B.S., Siems D.F. Petrographk and geochemical characterisation of ore-bearing intrusions of the Noril’sk type Siberia: with discussion of their origin // Resource Geology Special. 1995. Issue 18. Р. 1-48.

16. Giere R., Sorensen S.S. Allanite and other REE-rich epidote-group minerals // Epidotes. Rev. Mineral. Geochem. 2004. V. 56. P. 431-493.

17. Harlov D.E., Förster H.J., Nijland T.G. Fluid-induced nucleation of REE-phosphate minerals in apatite: nature and experiment. Part I. Chlorapatite // Am Mineral. 2002. V. 87. Р. 245-261.

18. Harlov D.E., Förster H.J. Fluid-induced nucleation of REE phosphate minerals in apatite: nature and experiment. Part II. Fluorapatite // Am Mineral. 2003. V. 88 Р. 1209-1229.

19. Harlov D.E., Wirth R., Förster H.J. An experimental study of dissolution reprecipitation in fluorapatite: fluid infiltration and the formation of monazite // Contrib. Miner. Petrol. 2005. V. 150. Р. 268-286.

20. Mashkina A.A., Spiridonov E.M. Three types of apatite from the Noril’sk sulfide ores // 12th International Platinum Symposium. Yekaterinburg. 2014. Р. 111-112.

21. Naldrett A.J. Magmatic sulfide deposits. Geology, geochemistry and exploration. Berlin - Heidelberg - New York. Springer: 2004. 727 p.

22. Pan Y., Fleet M.E. Composition of the apatite-group minerals: substitution mechanisms and controlling factors // Kohn MJ, Rakovan J, Hughes JM (eds) Phosphates: geochemical, geobiological, and materials importance, Reviews in Mineralogy, Mineralogical Society of America. Washington. DC. 2002. V. 48. Р. 13-49.

23. Pan Y., Fleet M.E., Macrae N.D. Oriented monazite inclusions in apatite porphyroblasts from the Hemlo gold deposit, Ontario, Canada // Min.Mag. 1993. V. 57. Р. 697-707.

24. Papike J.J., Jensen M., Shearer C.K., Simon S.B., Walke R.J., Laul J.C. Apatite as a recorder of pegmatite petrogenesis // Geological Society of America Abstracts with Programs. 1984. V. 16. 617 р.

25. Shau Y.H., Yang H.Y., Peacor D.R. On oriented titanite and rutile inclusions in sagenitic biotite. Amer. Mineral. 1991. V. 76. P. 1205-17.

26. Spiridonov E.M. Pneumatolytic Ag-Au-Pt-Pd mineralization and regenerative metamorphogenic-hydrothermal Pd-Ag mineralization at Noril’sk ore field // 32nd Internal. Geol. Congr. Florenria: 2004. Abstract. Part 2. 1267 р.

27. Spiridonov E.M., Mashkina A.A., Zhukov N.N. Noril’sk ore field: Epigenetic metamorphogenic-hydrothermal Sn-Pt-Pd-Ag mineralization // 12th International Platinum Symposium. Yekaterinburg. 2014. P. 320-321.