nznistuНауки о Земле и недропользованиеEarth sciences and subsoil use2686-99932686-7931Federal State Budget Educational Institution of Higher Education "Irkutsk National Research Technical University"10.21285/2686-9993-2026-49-1-5ZPIHKQnznistu-465Research ArticleСтатьиНиобиевое оруденение Большетагнинского месторождения (Восточный Саян)Niobium mineralization of the Bolshetagninskoye deposit (Eastern Sayan)https://orcid.org/0009-0005-4676-3331СукневаМ. О.SuknevaM. O.

Сукнева Мария Олеговна, инженер-исследователь лаборатории физико-химической петрологии и генетической минералогии; лаборант лаборатории палеогеодинамики

г. Иркутск

Maria O. Sukneva, Research Engineer of the Laboratory of Physicochemical Petrology and Genetic Mineralogy; Laboratory Assistant of the Laboratory of Paleogeodynamics

Irkutsk

masha.sukneva@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-6220-9980РадомскаяТ. А.RadomskaiaT. A.

Радомская Татьяна Алесандровна, кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник лаборатории физико-химической петрологии и генетической минералогии

г. Иркутск

Tatiana A. Radomskaia, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Researcher of the Laboratory of Physicochemical Petrology and Genetic Mineralogy

Irkutsk

radomskaya@igc.irk.ruhttps://orcid.org/0009-0001-3402-5746ГавриленкоВ. В.GavrilenkoV. V.

Гавриленко Вероника Владимировна, инженер-исследователь лаборатории физико-химической петрологии и генетической минералогии

г. Иркутск

Veronika V. Gavrilenko, Research Engineer of the Laboratory of Physicochemical Petrology and Genetic Mineralogy

Irkutsk

i@verf61.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1107-3179ЧуешоваА. Г.ChueshovaA. G.

Чуешова Анастасия Геннадьевна, младший научный сотрудник лаборатории физико-химической петрологии и генетической минералогии

г. Иркутск

Anastasia G. Chueshova, Junior Researcher of the Laboratory of Physicochemical Petrology and Genetic Mineralogy

Irkutsk

trill6521@yandex.ruИнститут геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук; Институт земной коры Сибирского отделения Российской академии наукРоссияA.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences; Institute of the Earth’s Crust, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian FederationИнститут геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наукРоссияA.P. Vinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation2026150620264915571Copyright © Сукнева М.О., Радомская Т.А., Гавриленко В.В., Чуешова А.Г., 20262026Сукнева М.О., Радомская Т.А., Гавриленко В.В., Чуешова А.Г.Sukneva M.O., Radomskaia T.A., Gavrilenko V.V., Chueshova A.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.nznj.ru/jour/article/view/465

Большетагнинское месторождение – одно из крупнейших известных эндогенных месторождений, перспективное для освоения ниобиевых руд. Оно приурочено к Зиминскому комплексу ультраосновных щелочных пород и карбонатитов позднерифейского возраста. Целью работы является выявление закономерностей распределения ниобия в породах и рудах Большетагнинского щелочно-ультраосновного карбонатитового массива на разных этапах эндогенного и постмагматического процессов с помощью методов оптико-микроскопического анализа, сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального электронно-зондового микроанализа (микрозонд) и рентгенофлуоресцентного анализа. Установлено, что первичные ниобиевые руды относятся к полнокристаллическим апатит-слюдистым и апатит-пирохлоровым породам. Основными минералами – концентраторами ниобия – в этих рудах является фторкальциопирохлор и ферроколумбит, отмечается тесный парагенезис апатита и пирохлора. Остальные (вторичные) типы руд связаны с продуктами изменения пирохлора из первичных руд и образовались вследствие переотложения ниобия в новых геохимических условиях. Вторичные ниобиевые руды представлены кальцитовыми карбонатитами, калишпатовыми и другими метасоматитами. Основные минералы в этих породах с наложенным ниобиевым оруденением – концентраторы ниобия – представлены ниобийсодержащим рутилом, ильменорутилом, ниобийсодержащим гематитом и новообразованным фторкальциопирохлором и ферроколумбитом. Пирохлор среди изученных пород представлен фторкальциопирохлором и уранпирохлором, значительно обогащенным танталом. Неизмененные фторкальциопирохлоры из апатитит-пирохлоровых, апатит-слюдистых пород и кальцит-полевошпатовой породы характеризуются выдержанным составом по CaO, Na2O и SrO. Измененные, гидратированные разности (по вакансии в позиции А) более характерны для метасоматических пород и кальцитовых карбонатитов с наложенной пирохлоровой минерализацией, что отражает разную степень флюидной переработки этих пирохлоров. В результате проведенного исследования выявлено, что ниобиевые руды массива претерпели полифазное многостадийное преобразование, которое выражается в уменьшении содержания рудного компонента и различных оксидных формах нахождения ниобия во вторичных рудах по сравнению с первичными.

The Bolshetagninskoye deposit is one of the largest known endogenous deposits,which is promising for niobium ore development. It is confined to the Ziminsky complex of ultramafic alkaline ultramafic alkaline rocks and carbonatites of Late Riphean age. The purpose of the study is to identify the distribution patterns of niobium in rocks and ores of the Bolshetagninskoye alkaline-ultramafic carbonatite massif at different stages of endogenic and postmagmatic processes using the methods of optical microscopy, scanning electron microscopy, X-ray diffraction electron microprobe analysis (microprobe), and X-ray fluorescence analysis. It has been determined that the primary niobium ores belong to holocrystalline apatite-mica and apatite-pyrochlore rocks. The main minerals concentrating niobium in these ores are fluorocalciumpyrochlore and ferrocolumbite. It is noted that a close paragenesis of apatite and pyrochlore has been observed. The remaining (secondary) ore types are associated with pyrochlore alteration products from primary ores and formed as a result of the redeposition of niobium in new geochemical conditions. Secondary niobium ores are represented by calcite carbonatites, potassium feldspar, and other metasomatites. The main minerals in these rocks with superimposed niobium mineralization – niobium concentrators – are presented by niobium-bearing rutile, ilmenorutile, niobium-bearing hematite, newly formed fluorocalciopyrochlore and ferrocolumbite. Among the studied rocks pyrochlore is represented by fluorocalciopyrochlore and uraniumpyrochlore, significantly enriched in tantalum. Unaltered fluorocalciopyrochlores from apatitite-pyrochlore, apatite-mica, and calcite-feldspar rocks are characterized by a consistent composition of CaO, Na2O, and SrO. Altered, hydrated varieties (based on the A-site vacancy) are more characteristic of metasomatic rocks and calcite carbonatites with superimposed pyrochlore mineralization. This reflects varying degrees of fluid processing of these pyrochlores. The conducted study revealed that the niobium ores of the massif underwent a multiphase, multistage transformation, which is represented by a decrease in the ore component content and the presence of different oxide forms of niobium in secondary ores compared to primary ores.

пирохлорниобийБольшетагнинское месторождениеpyrochloreniobiumBolshetagninskoye depositИсследования выполнены в рамках государственного задания по проекту № 0284-2021-0007.The research was carried out within the framework of the State assignment project No. 0284-2021-0007.ReferencesAtencio D., Andrade M.B., Christy A.G., Giere R., Kartashov P.M. The pyrochlore supergroup of minerals: nomenclature // The Canadian Mineralogist. 2010. Vol. 48. Iss. 3. P. 673–698. https://doi.org/10.3749/canmin.48.3.673.Atencio D., Andrade M.B., Christy A.G., Giere R., Kartashov P.M. The pyrochlore supergroup of minerals: nomenclature. The Canadian Mineralogist. 2010;48(3):673-698. https://doi.org/10.3749/canmin.48.3.673.Hogarth D.D. Classification and nomenclature of the pyrochlore group // American Mineralogist. 1977. Vol. 62. P. 403–410.Hogarth D.D. Classification and nomenclature of the pyrochlore group. American Mineralogist. 1977;62:403-410.Нечаев А.В., Поляков Е.Г., Белоусова Е.Б., Пикалова В.С., Быховский Л.З. Минерально-сырьевая база ниобия России: приоритеты освоения // Минеральные ресурсы России. Экономика и управление. 2020. № 4–5. С. 8–15. EDN: AOUUJQ.Nechaev A.V., Polyakov E.G., Belousova E.B., Pikalova V.S., Bykhovskiy L.Z. Mineral resources of niobium in Russia: priorities of development. Mineral resources of Russia. Economics & Management. 2020;4-5:8-15. (In Russ.). EDN: AOUUJQ.Быховский Л.З., Потанин С.Д. Геолого-промышленные типы редкометалльных месторождений. М.: РИС ВИМС, 2009. 156 с. EDN: QKJAKT.Bykhovskiy L.Z., Potanin S.D. Geological and industrial types of rare metal deposits. Moscow: Editorial and Publishing Sector of the All-Russian Research Institute of Mineral Resources; 2009, 156 p. (In Russ.). EDN: QKJAKT.Фролов А.А. Структура и оруденение карбонатитовых массивов. М.: Недра, 1975. 160 с.Frolov A.A. Structure and mineralization of carbonatite massifs. Moscow: Nedra; 1975, 160 p. (In Russ.).Stifeeva M.V., Salnikova E.B., Savelyeva V.B., Kotov A.B., Danilova Y.V., Bazarova E.P., et al. Timing of carbonatite ultramafic complexes of the Eastern Sayan Alkaline Province, Siberia: U–Pb (ID–TIMS) Geochronology of Ca–Fe Garnets // Minerals. 2023. Vol. 13. Iss. 8. P. 1086. https://doi.org/10.3390/min13081086.Stifeeva M.V., Salnikova E.B., Savelyeva V.B., Kotov A.B., Danilova Y.V., Bazarova E.P., et al. Timing of carbonatite ultramafic complexes of the Eastern Sayan Alkaline Province, Siberia: U–Pb (ID–TIMS) Geochronology of Ca–Fe Garnets. Minerals. 2023;13(8):1086. https://doi.org/10.3390/min13081086.Азарнова Л.А., Темнов А.В., Чистякова Н.И., Наумова И.С. Калипирохлор из зоны окисления ниобиевых руд Большетагнинского месторождения // Разведка и охрана недр. 2010. № 3. С. 34–37. EDN: MSREBH.Azarnova L.A., Temnov A.V., Chistyakova N.I., Naumova I.S. Kalipyrochlore from weathered ore at Bolshetagninskoe deposit. Prospect and protection of mineral resources. 2010;3:34-37. (In Russ.). EDN: MSREBH.Пожарицкая Л.К., Вейс Б.Т., Квитко Т.Д., Нечелюстов Г.Н., Чернышева Е.А. Большетагнинское месторождение ниобия // Современные проблемы сырьевой базы редких металлов России (1956–2006): Минеральное сырье. М.: ВИМС, 2006. № 18. С.119–135.Pozharitskaia L.K., Veis B.T., Kvitko T.D., Nechelyustov G.N., Chernysheva E.A. Bolshetagninskoye niobium deposit. In: Current problems of the raw material base of rare metals in Russia (1956-2006): Mineral raw materials. Moscow: All-Russian Research Institute of Mineral Resources named after N.M. Fedorovsky; 2006;18:119-135. (In Russ.).Хромова Е.А., Дорошкевич А.Г., Шарыгин В.В., Избродин И.А. Особенности эволюции состава минералов группы пирохлора в карбонатитах Белозиминского массива (Восточный Саян) // Записки Российского минералогического общества. 2017. Т. 146. №1. С. 84–102. EDN: YHZFML.Khromova E.A., Doroshkevich A.G., Sharygin V.V., Izbrodin I.A. Evolution of pyrochlore group mineral composition in carbonatites of the Belaya Zima massif (Eastern Sayan). Zapiski RMO. Proceedings of the Russian mineralogical society. 2017;146(1):84-102. (In Russ.). EDN: YHZFML.Ma R.L., Chen W.T., Tang Y.W. Magmatic and hydrothermal controls on diverse Nb mineralization associated with carbonatite-alkaline complexes in the southern Qinling orogenic belt, Central China // American Mineralogist. 2024. Vol. 109. Iss. 3. P. 574–590.Ma R.L., Chen W.T., Tang Y.W. Magmatic and hydrothermal controls on diverse Nb mineralization associated with carbonatite-alkaline complexes in the southern Qinling orogenic belt, Central China. American Mineralogist. 2024;109(3):574-590.Udoratina O.V., Panikorovskii T.L., Chukanov N.V., Voronin M.V., Lutoev V.P., Agakhanov A.A., et al. Dmitryvarlamovite, Ti<sub>2</sub>(Fe<sup>3</sup>+Nb)O<sub>8</sub>, a new columbite-supergroup mineral related to the wolframite group // Mineralogical Magazine. 2024. Vol. 88. Iss. 2. P. 147–154. https://doi.org/10.1180/mgm.2023.95.Udoratina O.V., Panikorovskii T.L., Chukanov N.V., Voronin M.V., Lutoev V.P., Agakhanov A.A., et al. Dmitryvarlamovite, Ti<sub>2</sub>(Fe<sup>3</sup>+Nb)O<sub>8</sub>, a new columbite-supergroup mineral related to the wolframite group. Mineralogical Magazine. 2024;88(2):147-154. https://doi.org/10.1180/mgm.2023.95.Базарова Е.П., Савельева В.Б., Данилова Ю.В. Геохимия ультраосновных-щелочных пород и карбонатитов Большетагнинского массива (Восточный Саян) // Труды Ферсмановской научной сессии ГИ КНЦ РАН. 2021. № 18. С. 31–36. https://doi.org/10.31241/FNS.2021.18.006. EDN: LAZTKW.Bazarova E.P., Savelyeva V.B., Danilova Yu.V. Geochemistry of ultramafic-alkaline rocks and carbonatites of the Bol’shetagninsky massif (Eastern Sayan). Proceedings of the Fersman scientific session of the Geological Institute of the Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences. 2021;18:31-36. (In Russ.). https://doi.org/10.31241/FNS.2021.18.006. EDN: LAZTKW.O’Brien H., Heilimo E., Heino P. The archean Siilinjärvi carbonatite complex // Mineral deposits of Finland. Amsterdam: Elsevier, 2015. P. 327–343. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-410438-9.00013-3.O’Brien H., Heilimo E., Heino P. The archean Siilinjärvi carbonatite complex. In: Mineral deposits of Finland. Amsterdam: Elsevier; 2015, 327-343. https://doi.org/10.1016/B978-0-12-410438-9.00013-3.Silva D., Daczko N., Piazolo S., Raimondo T. Glimmerite: A product of melt-rock interaction within a crustal-scale high-strain zone // Gondwana Research. 2022. Vol. 105. P. 160–184. https://doi.org/10.1016/j.gr.2021.09.005.Silva D., Daczko N., Piazolo S., Raimondo T. Glimmerite: A product of melt-rock interaction within a crustal-scale high-strain zone. Gondwana Research. 2022;105:160-184.Chmyz L., Azzone R.G., Ruberti E., Guarino V. Wall rock assimilation in carbonatite magmas: Textural, mineral and whole-rock geochemical signatures in the Jacupiranga complex, Brazil // Geochemistry. 2025. Vol. 85. Iss. 1. P. 126218. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2024.126218.Chmyz L., Azzone R.G., Ruberti E., Guarino V. Wall rock assimilation in carbonatite magmas: Textural, mineral and whole-rock geochemical signatures in the Jacupiranga complex, Brazil. Geochemistry. 2025;85(1):126218. https://doi.org/10.1016/j.chemer.2024.126218.Karvinen S., Heinonen A., Beier C., Jönes N. The composition of apatite in the Archean Siilinjärvi glimmerite-carbonatite complex in Eastern Finland // Bulletin of the geological society of Finland. 2024. Vol. 96. Iss. 1. P. 5–34. https://doi.org/10.17741/bgsf/96.1.001.Karvinen S., Heinonen A., Beier C., Jönes N. The composition of apatite in the Archean Siilinjärvi glimmerite-carbonatite complex in Eastern Finland. Bulletin of the Geological Society of Finland. 2024;96(1):5-34. https://doi.org/10.17741/bgsf/96.1.001.Becker H., Wenzel T., Volker F. Geochemistry of glimmerite veins in peridotites from Lower Austria – implications for the origin of K-rich magmas in collision zones // Journal of Petrology. 1999. Vol. 40. Iss. 2. P. 315–338. https://doi.org/10.1093/petrology/40.2.315.Becker H., Wenzel T., Volker F. Geochemistry of glimmerite veins in peridotites from Lower Austria – implications for the origin of K-rich magmas in collision zones. Journal of Petrology. 1999;40(2):315-338. https://doi.org/10.1093/petrology/40.2.315.Anenburg M., Walters J. B. Metasomatic ijolite, glimmerite, silicocarbonatite, and antiskarn formation: carbonatite and silicate phase equilibria in the system Na<sub>2</sub>O–CaO–K<sub>2</sub>O–FeO–MgO–Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>–SiO<sub>2</sub>–H<sub>2</sub>O–O<sub>2</sub>–CO<sub>2</sub> // Contributions to Mineralogy and Petrology. 2024. Vol. 179. Iss. 5. P. 40. https://doi.org/10.1007/s00410-024-02109-0?urlappend=%3Futm_source%3Dresearchgate.net%26utm_medium%3Darticle.Anenburg M., Walters J. B. Metasomatic ijolite, glimmerite, silicocarbonatite, and antiskarn formation: carbonatite and silicate phase equilibria in the system Na<sub>2</sub>O–CaO–K<sub>2</sub>O–FeO–MgO–Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>–SiO<sub>2</sub>–H<sub>2</sub>O–O<sub>2</sub>–CO<sub>2</sub>. Contributions to Mineralogy and Petrology. 2024;179(5):40. https://doi.org/10.1007/s00410-024-02109-0?urlappend=%3Futm_source%3Dresearchgate.net%26utm_medium%3Darticle.Krasnova N.I., Balaganskaya E.G. Garcia D. Kovdor – classic phoscorites and carbonatites // Phoscorites and Carbonatites from Mantle to Mine: the Key Example of the Kola Alkaline Province. Mineralogical Society Series. Iss. 10. / ed. F. Wall, A.N. Zaitsev. London: Mineralogical Society of Great Britain & Ireland, 2004, P. 95–127.Krasnova N.I., Balaganskaya E.G. Garcia D. Kovdor – classic phoscorites. In: Wall F., Zaitsev A.N. (ed.). Phoscorites and carbonatites from mantle to mine: The key example of the Kola alkaline province. Mineralogical Society Series. Iss. 10. London: Mineralogical Society of Great Britain & Ireland; 2004, p. 95-127.Kruk M.N., Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Izbrodin I.A. Mineralogy of phoscorites of the Arbarastakh complex (Republic of Sakha, Yakutia, Russia) // Minerals. 2021. Vol. 11. Iss. 6. P. 556. https://doi.org/10.3390/min11060556.Kruk M.N., Doroshkevich A.G., Prokopyev I.R., Izbrodin I.A. Mineralogy of phoscorites of the Arbarastakh complex (Republic of Sakha, Yakutia, Russia). Minerals. 2021;11(6):556. https://doi.org/10.3390/min11060556.Williams-Jones A.E., Vasyukova O.V., Kostyuk A.V. Niobium ore genesis in a capsule // Geology. 2024. Vol. 52. Iss. 7. P. 560–564. https://doi.org/10.1130/G52169.1.Williams-Jones A.E., Vasyukova O.V., Kostyuk A.V. Niobium ore genesis in a capsule. Geology. 2024;52(7):560-564. https://doi.org/10.1130/G52169.1.Лапин А.В., Куликова И.М., Левченко Е.Н. О перспективном типе апатит-пирохлоровых руд в породах экзоконтактового ореола карбонатитов // Разведка и охрана недр. 2016. №. 11. С. 36–41. EDN: XIKZPX.Lapin A.V., Kulikova I.M., Levchenko E.N. About the prospects of apatite-pyrochlore type ore in the rocks exocontact halo of carbonatites. Prospect and protection of mineral resources. 2016;11:36-41. (In Russ.). EDN: XIKZPX.Когарко Л.Н., Кригман Л.Д., Петрова Е.Н., Соловова И.П. Фазовые равновесия в системе фторапатит – нефелин – диопсид в связи с генезисом апатитовых месторождений Хибин. Геохимия. 1977. № 1. С. 42-55.Kogarko L.N., Krigman L.D., Petrova E.N., Solovova I.P. Phase equilibria in the fluorapatite–nepheline–diopside system in relation to the genesis of the Khibiny apatite deposits. Geochemistry International. 1977, № 1, p. 42-55. (In Russ.).Сук Н.И. Жидкостная несмесимость в щелочных магматических системах. М.: Книжный дом Университет, 2017. 238 с.Suk N.I. Liquid immiscibility in alkaline magmatic systems. Moscow: Knizhnii Dom Universitet; 2017, 238 p. (In Russ.).Mitchell R.H., Wahl R., Cohen A. Mineralogy and genesis of pyrochlore apatitite from the good hope carbonatite, Ontario: A potential niobium deposit // Mineralogical Magazine. 2019. Vol. 84. Iss. 1. P. 81–91. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.64.Mitchell R.H., Wahl R., Cohen A. Mineralogy and genesis of pyrochlore apatitite from the good hope carbonatite, Ontario: A potential niobium deposit. Mineralogical Magazine. 2020;84(1):81-91. https://doi.org/10.1180/mgm.2019.64.Kjarsgaard B.A., Mitchell R.H. Solubility of Ta in the system CaCO<sub>3</sub>–Ca(OH)<sub>2</sub>–NaTaO<sub>3</sub>–NaNbO<sub>3</sub> ± F at 0.1 GPa: Implications for the crystallization of pyrochlore group minerals in carbonatites // The Canadian Mineralogist. 2008. Vol. 46. Iss. 4. P. 981–990. https://doi.org/10.3749/canmin.46.4.981.Kjarsgaard B.A. and Mitchell R.H. Solubility of Ta in the system CaCO<sub>3</sub>–Ca(OH)<sub>2</sub>–NaTaO<sub>3</sub>–NaNbO<sub>3</sub> ± F at 0.1 GPa: Implications for the crystallization of pyrochlore group minerals in carbonatites. The Canadian Mineralogist. 2008;46(4):981-990. https://doi.org/10.3749/canmin.46.4.981.Mitchell R.H. Mineralogical and experimental constraints on the origins of niobium mineralization in carbonatites // Rare element geochemistry and mineral deposits. Geological Association of Canada: Short course notes 17. 2004. P. 201–215.Mitchell R.H. Mineralogical and experimental constraints on the origins of niobium mineralization in carbonatites. In: Rare Element Geochemistry and Mineral Deposits. Geological Association of Canada, Short Course Notes 17. 2004:201-215.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.