Ученые исследовали редкометальные пегматиты уникальных месторождений Кольского полуострова
23 апреля 2025 г.
В Russian Journal of Earth Sciences опубликована статья «Sm-Nd система редкометальных пегматитов всемирно известного литиевого месторождения Колмозеро и Шонгуйского бериллового месторождения на северо-западе России: геохимические причины нарушения изотопного равновесия и миграции Nd» («Sm-Nd System of Rare-Metal Pegmatites of the World-Class Kolmozero Lithium Deposit and Shongui Beryllium Deposit, NW Russia: Geochemical Causes of Disturbance and Nd Mobility»).
Авторами выступили к.г.-м.н. П. А. Серов (Геологический институт КНЦ РАН) и к.г.-м.н. Л. Н. Морозова (Всероссийский научно-исследовательский институт минерального сырья им. Н. М. Федоровского).
Аналитические методы, позволяющие с высокой точностью датировать геологические события, не всегда применимы к пегматитовым системам. Эта проблема возникает из-за нарушения изотопных систем при образовании редкометалльных пегматитов. Кроме того, циркон в составе пегматитовой системы часто метамиктизирован из-за высокого содержания урана (U) и тория (Th). Гидротермальные процессы могут оказать воздействие на циркон и вызвать в минерале нарушение уран-свинцовой (U-Pb) системы. По этим причинам не всегда возможно определить геологически значимый U-Pb возраст редкометальных пегматитов.
Повышенный интерес к стратегически важным элементам, литию и бериллию, стал причиной проведения исследований широкого спектра. Они помогут расширить наши представления о формировании крупных месторождений редких металлов и помогут обосновать критерии оценки и разведки для развития минерально-сырьевой базы. Изотопно-геохронологические и изотопно-геохимические методы играют важную роль в изучении пегматитовых систем. Они служат определению ключевых этапов образования пегматита и выявлению источников руды.
В настоящей статье представлены результаты самарий-неодимовых (Sm-Nd) изотопно-геохронологических исследований редкометальных пегматитов двух уникальных месторождений – Колмозерского литиевого месторождения и Шонгуйского месторождения бериллсодержащих пегматитов, расположенных на северо-востоке Кольского полуострова. Имеющиеся геохронологические данные о возрасте пегматитов охватывают период от 2,7 до 1,6 млрд лет, от магматической стадии до предполагаемого возраста метаморфических или метасоматических событий и гидротермальных процессов. Однако достоверных свидетельств возраста пегматитов по-прежнему недостаточно.
По результатам исследования для Колмозерского месторождения была получена SmNd изохрона, соответствующая возрасту 1705 ± 60 млн лет при значении εNd(T ) = +9,1. Для Шонгуйского месторождения был получен Sm-Nd возраст, соответствующий возрасту 1747 ± 33 млн лет с εNd(T ) = +9,7. Эти значения возраста близки к возрасту метаморфизма, полученному ранее Rb-Sr, K-Ca и K-Ar методами. Пегматиты характеризуются широким диапазоном значений εNd(T ) от +2 до +16 и соотношениями 147Sm/144Nd вплоть до 0,3.
Ученые проанализировали возможные причины нарушения Sm-Nd системы пегматитов, в том числе сценарии смешения, флюидного и метаморфического воздействия. Было обнаружено, что высокорадиогенные метки редкометалльных пегматитов месторождений Шонгуй и Колмозеро возникают благодаря фракционированию Nd и Sm и их неравномерному перераспределению, при котором изменялись Sm/Nd отношения. Высокие значения εNd(T ) и изменения Sm/Nd отношений указывают на роль фракционирования редкоземельных элементов, в то время как узкий диапазон значений εNd(T ) предполагает взаимодействие с флюидами при образовании пегматитов. Эти результаты подчеркивают необходимость дальнейших исследований состава флюидов и их влияния на изотопные системы.