Dve generácie monazitu v migmatitoch juhoveporického kryštalinika.

HOLOCSY A.¹, BROSKA I.², NAGY G.³, SIMAN P.⁴,

1 – Katedra mineralógie a petrológie PRIF UK, Mlynská dolina 1, 842 15 Bratislava, 2- Geologický ústav SAV, Dúbravská cesta 9, 842 26 Bratislava. 3 – MTA Földtudományi Kutatóközpont Geokémiai Kutatólaboratóriuma, ,Budaörsi út 45, 1112 Budapest. 4 – Štátny geologický ústav Dionýza Štúra, Mlynská dolina 1, 817 04 Bratislava

Úvod

Vo migmatitoch vo veporickom kryštaliniku bol opísaný rozpad monazitu za vzniku zmesi apatitu a allanitu (Broska a Siman, 1998). Okrem rozpadu monazitu na zmes apatitu a allanitu bol zistený aj prípad tzv. úplného rozpadu, kedy vznikajú apatitové zrná s allanitovými lemami, pričom monazitová fáza úplne zaniká. Čiastočný rozpad so aj zachovanými monazitu za vzniku zŕn so stredovým monazitom a lemom apatitu a allanitu, bol známy už o čosi skôr z početných lokalít v Alpách a v Českom masíve (Finger et al., 1998), ale úplný rozpad monazitu opísaný z veporického kryštalinika je zatiaľ svetovo ojedinelý. Monazit rozpadu podľahne keď sa dostane do metamorfných podmienok aspoň amfibolitovej fácie. Tieto zistenia hoci nie sú zatiaľ dokázané experimentálne, sú pomerne spoľahlivo doložené na základe známych paragenéz asi z 10 lokalít a teda zdajú sa byť dostatočne vierohodné.

Rozpad monazitu vo veporickom kryštaliniku bol zistený na lokalite Liešnica, ale predpokladá sa v celom hybridnom pásme tiahnúcom sa od Divína až na severovýchod do oblasti Muráňa.

Rozpad varískeho monazitu

Na základe analógie známej z lokality Liešnica, kde pre rozpadajúci sa monazit bol mikrosondovou datovaný devónsky vek, predpokladáme, že obdobný monazit s podobným zložením v podobnom type horniny v tej istej tektonickej jednotke bude tiež varísky (pravdepodobne tiež devónsky). Na skúmanej lokalite sa zatiaľ síce nezistil úplný rozpad monazitu za vzniku výlučne apatitu a allanitu, ale jeho čiastočný rozpad, známy aj z Liešnice, je tu tiež pomerne častý fenomén. Rozpad je monazitu na oboch lokalitách je sprevádzaný vznikom pomerne úzkej zóny apatitu, ktorá tvorí prechod medzi monazitom a konečnou fázou rozpadu – allanitom. Allanit je vyvinutý už zrejme mimo pôvodné zrno monazitu, apatit zrejme kopíruje pôvodne obmedzenie kryštálu. Rozpad prebieha najčastejšie reakciou monazitu s vrstevnatými silikátmi napr. s flogopitom ktorý sa stáva hlavným zdrojom Ca, Fe, Ti a pod.

Je pravdepodobné, že fosfor z monazitu pri jeho rozpade migruje aj na väčšie vzdialenosti ako je len bezprostredné okolie zrna monazitu resp. okraj zrna monazitu, ale predpokladáme, že ide o izochemickú metamorfózu a že teda väčšia časť týchto prvkov ostáva v hornine, pretože chondriticky normalizované obrazy prvkov vzácnych zemín nemajú narušené distribúcie (Siman, 2002). Obsah fosforu nám umožňuje odhadnúť, aký objem monazitu sa rozpadol za predpokladu, že nedošlo k jeho výraznejšiemu výnosu z monazitu. Ak však by sme počítali s tým, že väčšia časť fosforu zostala na mieste, jednoznačne vychádza, že musíme počítať s výraznejšou migráciou ľahkých prvkov vzácnych zemín z monazitu. Z celkovej bilancie prvkov budujúcich monazit resp. novovznikajúce minerálne fázy vyplýva, že obsah fosforu je asi o 10 váh. % vyšší v apatite ako v monazite. Naproti tomu obsah ľahkých prvkov vzácnych zemín v allanite je asi len pätinový, v porovnaní s jeho obsahmi v monazite. Čiže vzhľadom na to, že nemáme štvornásobne väčšiu zónu novotvoreného allanitu v pomere k apatitu z prechodnej zóny medzi rozpadajúcim sa monazitom a novotvoreným allanitom, jednoznačne vyplýva, že odnos ľahkých prvkov vzácnych zemín je dosť značný. V prípade skúmaného zrna (obr. č. 1) predpokladáme, že sa uvoľnilo sa asi 10 váh. % ľahkých prvkov vzácnych zemín z monazitu do širšieho okolia tohto zrna. Pri tomto množstve je nutné predpokladať, že na iných miestach v hornine prišlo k tvorbe nových vzácnozeminových fáz.

Vznik novotvoreného alpínskeho monazitu a allanitu

Uvoľnené ľahké prvky vzácnych zemín migrujúce v hornine sú schopné tvoriť samostatné fázy minerálov prvkov vzácnych zemín. Ako ukázalo štúdium horniny z hybridného pásma kde môže ísť o allanit a monazit, ale pravdepodobne aj ďalšie fázy ako napr. rabdofán. Monazit vznikajúci spolu s allanitom má odlišné zloženie v porovnaní s primárnym varískym monazitom. Tieto minerálne fázy vznikajú vo forme drobných kryštálov obyčajne v dutinkách horniny alebo v medzizrnnom priestore. Niekedy je to symplektit allanitu a monazitu, pričom jednotlivé fázy sa viacnásobne opakujú.

Novotvorený monazit v porovnaní s primárnym varískym monazitom je totálne ochudobnený o thórium a to až takým spôsobom, že tórium je mikrosondou v nemerateľných koncentráciách, čo je naozaj výnimočné pre monazity. Vzhľadom na známy fakt, že jestvuje určitá spätosť medzi obsahom tória resp. huttonitu a teploty, dá sa predpokladať, že išlo o vznik monazitu pri nižších teplotách, i keď v tomto extrémnom prípade ochudobnenie monazitu o tórium má asi iné dôvody. Novotvorený monazit má okrem iného tiež znížený obsah vápnika, čo ale súvisí asi s jeho súčasným rastom s allanitom, ktorý tento prvok prednostne viaže do mriežky. Obsah Si je tiež znížený.

Alpínsku tvorbu monazitu predpokladáme v súvislosti s alpínskou metamorfózou, ktorá sa intenzívne uplatnila v tektonickom pásme, z ktorého pochádzajú študované vzorky. Išlo o metamorfné pochody kriedového veku.

Alpínske monazity zistené na styku veporiku a gemerika ukazujú ako bežná akcesorická minerálna fáza. Tieto však sa väčšinou vyznačujú zvýšeným obsahom ytria (napr. Janák a kol. 2001) čo však neplatí pre študovanú lokalitu.

Poďakovanie: Práca bola financovaná grantom VEGA SAV # 1143.

Literatúra

1. Finger F., Broska I., Roberts M.P. & Schermaier A., 1998: Replacement of primary monazite by apatite-allanite-epidote coronas in an amphibolite facies granite gneiss from the Eastern Alps. American Mineralogist, 83, 3-4, 248-258.

2. Broska I., Siman P., 1998: The breakdown of monazite in the West-Carpathian veporic orthogneisses and tatric granites. Geologica Carpathica. 49, 3, 161-167.

3. Siman P. 2002: Genéza migmatitových hornín južnej časti kryštalinika Veporika. Manuskript, Dizertačná práca, Bratislava, 130 s.

Obr.č1: Rozpad monazitu na allanit a apatit.

	VM-6/99_						VM-29/96
	MO1_1	MO1_2	MO3_1	MO3_2	MO4_1	MO4_2	MO5_1	MO5_2	MO6_1	MO6_2	MO11_1	MO11_2
Y2O3	0,85	1,05	1,20	1,47	1,33	1,61	1,04	1,51	0,52	1,50	0,47	0,42
La2O3	12,71	12,49	12,05	12,51	11,93	11,61	14,00	13,56	13,02	14,94	15,94	17,22
Ce2O3	27,99	26,99	27,25	27,48	26,56	26,87	28,75	27,55	28,19	30,75	33,47	33,85
Pr2O3	3,39	3,14	3,37	3,37	3,23	3,27	3,13	3,29	3,59	3,26	3,50	3,39
Nd2O3	14,07	13,93	14,29	13,88	13,81	14,24	12,77	12,68	16,13	11,63	12,50	11,34
Sm2O3	3,19	3,29	3,41	3,16	3,22	3,52	2,63	2,69	4,08	1,71	1,70	1,50
Eu2O3	0,06	0,13	0,14	0,08	0,18	0,17	0,06	0,11	0,59	0,44	0,23	0,13
Gd2O3	2,33	2,55	2,61	2,51	2,51	2,85	2,22	2,23	2,01	1,27	0,95	0,64
Tb2O3	0,15	0,24	0,24	0,27	0,23	0,28	0,25	0,24	0,15	0,09	0,10	0,10
Dy2O3	0,44	0,55	0,61	0,63	0,62	0,73	0,64	0,80	0,30	0,32	0,20	0,20
Er2O3	0,05	0,05	0,08	0,07	0,03	0,05	0,06	0,09	0,01	0,05	0,04	0,07
CaO	0,60	0,68	0,66	0,65	0,80	0,80	0,34	0,88	0,18	0,84	0,19	0,28
ThO2	3,51	4,36	3,54	3,93	5,15	3,57	3,43	4,63	-0,06	-0,05	0,00	0,06
UO2	0,25	0,23	0,47	0,40	0,55	0,33	0,14	0,10	0,11	0,18	0,07	0,06
SiO2	0,22	0,59	0,37	0,40	0,45	0,18	0,51	0,67	0,10	0,09	0,09	0,21
P2O5	30,08	30,00	30,30	30,10	30,19	30,44	29,74	29,98	30,89	31,81	30,85	30,57
Sum	99,84	100,22	100,57	100,90	100,78	100,50	99,71	100,99	99,74	98,81	100,29	100,03
	prepočet na 16 atómov kyslíka
Y	0,07	0,09	0,10	0,12	0,11	0,13	0,09	0,12	0,04	0,12	0,04	0,04
La	0,74	0,72	0,69	0,72	0,68	0,66	0,81	0,77	0,75	0,84	0,91	0,99
Ce	1,61	1,54	1,55	1,56	1,51	1,53	1,65	1,56	1,60	1,72	1,89	1,92
Pr	0,19	0,18	0,19	0,19	0,18	0,19	0,18	0,19	0,20	0,18	0,20	0,19
Nd	0,79	0,78	0,79	0,77	0,77	0,79	0,72	0,70	0,89	0,63	0,69	0,63
Sm	0,17	0,18	0,18	0,17	0,17	0,19	0,14	0,14	0,22	0,09	0,09	0,08
Eu	0,00	0,01	0,01	0,00	0,01	0,01	0,00	0,01	0,03	0,02	0,01	0,01
Gd	0,12	0,13	0,13	0,13	0,13	0,15	0,12	0,11	0,10	0,06	0,05	0,03
Tb	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01	0,01
Dy	0,02	0,03	0,03	0,03	0,03	0,04	0,03	0,04	0,02	0,02	0,01	0,01
Er	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00	0,00
Ca	0,10	0,11	0,11	0,11	0,13	0,13	0,06	0,15	0,03	0,14	0,03	0,05
Th	0,13	0,16	0,13	0,14	0,18	0,13	0,12	0,16	0,00	0,00	0,00	0,00
U	0,01	0,01	0,02	0,01	0,02	0,01	0,01	0,00	0,00	0,01	0,00	0,00
Si	0,03	0,09	0,06	0,06	0,07	0,03	0,08	0,10	0,02	0,01	0,01	0,03
P	3,99	3,96	3,98	3,96	3,97	4,00	3,96	3,93	4,06	4,11	4,04	4,01
∑	7,98	7,98	7,98	7,99	7,98	7,99	7,98	8,01	7,97	7,97	7,98	7,99
Eu/Eu*	0,07	0,14	0,14	0,09	0,19	0,17	0,08	0,14	0,63	0,92	0,56	0,41
monazit	93,85	92,65	93,40	93,17	91,07	92,94	95,15	91,81	99,18	96,32	99,16	98,71
huttonit	0,89	2,44	1,50	1,62	1,87	0,73	2,10	2,73	0,41	0,37	0,36	0,84
brabantit	5,26	4,91	5,10	5,21	7,06	6,33	2,75	5,46	0,41	3,31	0,48	0,46
Tab. č.1: Mikrosondové analýzy monazitov.