Карбонатитовый комплекс Mount Weld

Геология

Карбонатитовый комплекс Mount Weld относится к щелочной Восточной золоторудной провинции кратона Илгарн в Западной Австралии. Комплекс Mount Weld интрудирует неоархейский зеленокаменный пояс Лавертон Восточного золоторудного супертеррейна, который тектонически располагается между террейнами Бертвиль и Курналпи кратона Илгарн. Интрузия образует круто наклонную диатрему диаметром 3 - 4 км, окруженную фенитом и состоящую из кальцитовых и доломитовых карбонатитов и карбонатитовых брекчий. Мощный профиль выветривания протерозойского карбонатитового интрузива обладает исключительно высоким содержанием РЗЭ в виде обильных вторичных фосфатов и алюмофосфатов.

Карбонатит перекрыт толстым латеритным реголитом, который в свою очередь покрыт озерными и аллювиальными отложениями (Рис.1). Возрастные ограничения на развитие профиля выветривания карбонатитов обеспечиваются пермским оледенением, которое должно было удалить все предыдущие продукты выветривания. Вышележащие озерные отложения, скорее всего, являются частью регионально развитой меловой и третичной озерной последовательности. Таким образом, поверхностное воздействие карбонатитового интрузива и последующее выветривание происходило в период от мезозоя до кайнозоя.

 Выщелачивание и удаление карбоната подземными водами и связанное с этим уменьшение объема привело к постепенному накоплению первичного магматического апатита и незначительных оксидов, сульфидов и силикатов. Остаток, богатый первичным магматическим апатитом и расположенный непосредственно над карбонатитом, перекрывается гипергенной зоной с обильными вторичными фосфатами и алюмофосфатами, которая содержит повышенные концентрации РЗЭ, U, Th, Nb, Ta, Zr, Ti, Ba, Sr и Fe. Эта зона выветривания карбонатита называется латеритом карбонатита Mt. Weld.

Минералогия

РЗЭ-содержащие минералы первичного магматического карбонатита представлены апатитом и незначительным количеством монацита и синхизита (Ce,La)Ca(CO3)2F.

Следовые концентрации РЗЭ присутствуют в полевых шпатах, кальците и доломите. Напротив, РЗЭ и Y присутствуют в карбонатитовом латерите в аморфных, плохо кристаллических и кристаллических гетитах, первичных магматических минералах (например, апатит, монацит) и вторичных минералах (например, монацит, церцит, минералы группы плюмбогуммита, церианит, апатит, карбонат).

Основная часть РЗЭ и Y включена во вторичные минералы монацита, черчита и плюмбогуммитовы, которые подробно описаны в следующих разделах.

Минералы группы плюмбогуммитов

Минералы группы плюмбогуммита представляют собой гидратированные алюмофосфаты с общей формулой   содержащие широкий спектр возможных A-site [Ca, Sr, Ba, Na, K, Y, легкие РЗЭ (ЛРЗЭ), Pb, Bi, Th, U, H], B-site (Al, Fe) и X-site cations (P, Si, S, As, C)[pic 1]

Минералы группы плюмбогуммита на Mt. Weld встречаются в виде пизолитов, в виде наростов на минералах Mn, в виде цемента и ядер Fe-пизолитов, в виде ботриоидных, компактных, ячеистых и пластинчатых агрегатов, а также в виде псевдоморфов гексагонального апатита и октаэдрического пирохлора.

Монацит

Крупные зерна монацита из первичных магматических пород редко встречаются в профиле выветривания Mt. Weld. Напротив, микрокристаллический монацит наблюдался в виде поликристаллических агрегатов, а также в виде тонких корок на апатите и замещающих его в супергеновом горизонте.        

Микрокристаллический монацит обычно встречается в виде агрегатов с ободками из гетита и/или плюмбогуммитов. Агрегаты могут содержать включения апатита, плюмбогуммитов, гетита, церианита, ильменита, кварца и минералов Mn.

Черчит

Монацит действует как концентратор для ЛРЗЭ, в то время как тяжелые РЗЭ (ТРЗЭ) были преимущественно включены на Mt. Weld в гидратированный фосфат иттрия черчит, YPO4 ·2H2O.

Черчит часто присутствует в виде поликристаллических агрегатов, а также встречается в срастании с плюмбогуммитами, Fe и Mn минералами. Он в изобилии встречается внутри или вблизи обогащенного Mn горизонта на границе раздела апатит-алюмофосфат. В отличие от кристаллических и аморфных Fe-оксигидроксидов, эти Mn минералы не содержат заметных количеств Y или РЗЭ.