Sequence of REE-Th-U minerals in the Litsa uranium ore area (the Kola Region)

Abstract

Mineralogical and petrographic study of REE-Th-U mineralization in rocks of the Litsa uranium ore area has been carried out to detail the sequence of formation of rare-earth, uranium and thorium minerals in rocks. The study has been aimed to Dikoe ore occurrence with the earliest in the area REE-Th-U mineralization described by previous workers. Rocks and minerals have been studied by means of optical and electron microscopy, as well as microprobe methods, this has made it possible to identify the relationship of minerals and the sequence of their crystallization. In monzodiorite veins and host biotite gneisses are found accessory minerals represented by monazite-(Ce), uraninite, zircon, apatite, and thorite, which are in close association with each other, but are formed at different stages of formation and transformation of the host rocks. Monazite-(Ce) with high thorium content (9–10 %) in association with apatite grows at the magmatic stage of monzodiorite crystallization both in the veins themselves and after the fine-grained mass of minerals in the biotite plates of the host gneisses. Magmatic zircon with elevated content of thorium and uranium crystallizes in veins together with monazite and apatite. The formation of uraninite, containing impurities of sulfur, yttrium and calcium, and associated with areas of granulation of plagioclase, occurs as a result of hydrothermal-metasomatic processes in veins simultaneously with the formation of textureless zircon rims with high calcium, iron, and hafnium content in the host gneisses. The development of galgenbergite and anglesite rims around uraninite grains reflects the next superimposed hydrothermal processes.

Для детализации последовательности образования редкоземельных, урановых и ториевых минералов проведено петрографическое и минералогическое изучение процессов REE-Th-U-минерализации в породах Лицевского урановорудного района Кольского региона. В качестве объекта исследования выбрано рудопроявление Дикое; использованы методы оптической и электронной микроскопии с последующим микрозондовым анализом, что позволило выявить взаимоотношения минералов и последовательность их кристаллизации. В монцодиоритовых жилах и вмещающих их биотитовых гнейсах установлены акцессорные минералы, представленные монацитом-(Се), уранинитом, цирконом, апатитом, торитом, которые находятся в тесной ассоциации друг с другом, но сформировались на разных стадиях образования и преобразования вмещающих пород. Монацит-(Ce) с высоким содержанием тория (9–10 %) в ассоциации с апатитом развивается на магматическом этапе кристаллизации монцодиоритов как в самих жилах, так и по мелкозернистой массе минералов в пластинах биотита во вмещающих гнейсах. Вместе с ними в монцодиоритовых жилах кристаллизуется магматический циркон с повышенным содержанием урана и тория. В результате гидротермально-метасоматических процессов в жилах происходит образование уранинита, содержащего примеси серы, иттрия и кальция и приуроченного к участкам грануляции плагиоклаза. В это же время во вмещающих биотитовых гнейсах происходит образование бесструктурных кайм циркона с высоким содержанием кальция, железа, гафния. Развитие кайм гальгенбергита и англезита вокруг зерен уранинита отражает последующие наложенные гидротермальные процессы.