Este artículo está dedicado a la geología de las variedades ricas en titanio de los carbonatitas dolomíticos de tierras raras Petyayan-Vara en Vuoriyarvi, al noroeste de Rusia. Análogos de estas variedades están presentes en muchos complejos de carbonatitas. El objetivo de este estudio fue investigar el comportamiento de los elementos de alta fuerza de campo durante las etapas finales de la formación de carbonatitas. Realizamos un estudio multilateral de minerales que contienen titanio y niobio, incluyendo un estudio petrográfico, espectroscopia Raman, determinación de la composición química por microsonda y difracción de electrones retrodispersados. Se encontraron tres polimorfos de TiO (anatasa, brookita y rutilo) y tres miembros del grupo de pirolusita (hidroxi-calcio-, fluoro-calcio- y kenoplumbopirólusita) coexistiendo en las rocas estudiadas. La formación de estos minerales ocurrió en varias etapas. Primero, se formaron óxidos de Ti pobres en Nb en las zonas permeables a fluidos. La superposición de este ensamblaje por fluidos residuales llevó a la generación de brookita rica en Nb (el principal concentrador de niobio en el Petyayan-Vara) y minerales del grupo de pirolusita. Este proceso también causó un enriquecimiento de niobio con las primeras generaciones de óxidos de Ti. Nuestros resultados indican cambios abruptos en los parámetros fisicoquímicos en la etapa hidro (carbo) térmica tardía de la formación de carbonatitas y una alta capacidad de migración de Ti y Nb bajo estas condiciones. El metasomatismo estuvo acompañado por la separación de estos elementos.