Ниобиевое оруденение Большетагнинского месторождения (Восточный Саян)

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.

1. Atencio 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.

2. Hogarth D.D. Classification and nomenclature of the pyrochlore group // American Mineralogist. 1977. Vol. 62. P. 403–410.

3. 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.

4. Быховский Л.З., Потанин С.Д. Геолого-промышленные типы редкометалльных месторождений. М.: РИС ВИМС, 2009. 156 с. EDN: QKJAKT.

5. Фролов А.А. Структура и оруденение карбонатитовых массивов. М.: Недра, 1975. 160 с.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. 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.

10. 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.

11. Udoratina O.V., Panikorovskii T.L., Chukanov N.V., Voronin M.V., Lutoev V.P., Agakhanov A.A., et al. Dmitryvarlamovite, Ti₂(Fe³+Nb)O₈, 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.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Anenburg M., Walters J. B. Metasomatic ijolite, glimmerite, silicocarbonatite, and antiskarn formation: carbonatite and silicate phase equilibria in the system Na₂O–CaO–K₂O–FeO–MgO–Al₂O₃–SiO₂–H₂O–O₂–CO₂ // 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.

19. 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.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. Сук Н.И. Жидкостная несмесимость в щелочных магматических системах. М.: Книжный дом Университет, 2017. 238 с.

25. 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.

26. Kjarsgaard B.A., Mitchell R.H. Solubility of Ta in the system CaCO₃–Ca(OH)₂–NaTaO₃–NaNbO₃ ± 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.

27. 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.