Этапы ультрамафит-мафитового и габбро-анортозитового магматизма юго-восточного обрамления Северо-Азиатского кратона

Неоархейский металлогенический этап связан со становлением габбро-анортозитов Каларской ассоциации. В их пределах известны месторождения и многочисленные проявления титано-магнетитовых руд и апатита в габбро-анортозитах, проявления медно-никелевых руд в ультрабазитах или пироксенитах.

В пределах развития как Fe-Ti так и Cu-Ni минерализации установлены участки благоприятные для выявления сопутствующего платинометалльного оруденения. При этом потенциально благоприятные обстановки формирования платинометалльных месторождений определены наличием значительных по размерам габбро-анортозитовых массивов (площадью не менее 50-70 км²), что является необходимым (Платиноносность…, 1995; Додин и др., 2003) условием для создания практически значимых концентраций при дифференциации вещества в магматической камере.

Платинометальная минерализация, связанная с Fe-Ti оруденением установлена в пределах участков Балтылах и Сайболах (Pt+Pd до 0.14 г/т). При этом для неё характерно преобладание Pt над Pd и высокий коэффициент корреляции между Pt и Ti (0.89). Следует отметить, что максимальные количества ЭПГ установлены в образцах с повышенными содержаниями S, Cu и Ni. Это может свидетельствовать о платиноносности сульфидсодержащей титано-магнетитовой минерализации. При этом по содержанию Pt и Cu изучаемое титано-магнетитовое оруденение сопоставимо с аналогичной минерализацией Пудожгорского массива, от которого отличается отчетливым минимумом Pd, нормированным по хондриту С₁ (Donough, Sun, 1995) при величине Pt/Pt*=7-18 (рис.25).

Платинометалльная минерализация, приуроченная к Cu-Ni оруденению участка Баякит, связана с перидотитами и пироксенитами, в которых установлена сингенетическая неравномерно вкрапленная, шлировая и гнездовая (до 20%) сульфидная минерализация с содержанием (Pt+Pd до 0.2 г/т). В большинстве образцов отмечается преобладание палладия над платиной (Pt/Pt*=0.24-0.42). Характер распределения ЭПГ сходен с установленным в известных платинометалльных месторождениях, таких как риф Меренского (Бушвельд) (Maier, Barnes, 1999) и др. от которых он существенно отличается по абсолютным значениям (рис.25).

Кроме вышеперечисленных типов платинометалльной минерализации в пределах Каларской группы массивов возможно выявление малосульфидных горизонтов в габбро-анортозитах и хромитсодержащих в ультрамафитах.

Наиболее интересным в отношении малосульфидного платинометалльного оруденения является участок Арбагасс, в габбро-анортозитах которого установлены образцы с содержаниями Pt+Pd до 0.23 г/т. Для данной минерализации характерно отчетливое преобладание Pd над Pt, Ir и Ru, что отражено «возрастающим» графиком нормированных по хондриту С₁ содержаний этих элементов при величине Pt/Pt*=0.07-0.89, где Pt* =(Rh_n+Pd_n)/2.

Максимальные содержания палладия отмечаются в пробах с максимальными содержаниями меди при явном ее преобладании над никелем. Следует отметить, что спектр распределения Pt и Pd, нормированных по хондриту С₁ (Donough, Sun, 1995) очень близок к спектрам массивов Стиллуотер (Додин и др., 2003) и Пудожгорский (Додин и др., 2003), от которых отличается более низкими значениями.

Для хромитсодержащих серпентинизированных дунитов участка Илин-Сала характерно преобладание Pt над Ru, Pd и Ir. В целом графики, нормированных содержаний ЭПГ (рис.25) имеют корытообразный облик и близки к офиолитам Омана. От типичных хромититов они существенно отличаются численными значениями и «восстающим» трендом в области Rh-Cu. Обращают на себя внимание отчетливо проявленные максимумы Pt (Pt/Pt*=3.43-9.62) и Cu (Cu/Cu*=8.01-13.90, где Cu*=(Au_n+Re_n)/2).

По теории экстремальных состояний химических элементов ближайшими аналогами платины являются палладий и никель, которым характерны минимумы ионных радиусов и максимумы электросродства. Это отражает сильную индефферентность металлов к кислороду и максимальное сродство к сере (Маракушев, Безмен, 1992). Следует отметить, что особенности распределения ЭПГ в ультрамафит-мафитах, определяются сродством к сульфидной сере нарастающим в последовательностях Сr-Mn-Fe-Co-Ni, Mo-Te-Ru-Rh-Pd и W-Re-Os-In-Pt (Маракушев, 1979). В связи с этими свойствами элементов в расслоенных хромит или железо(титан) содержащих прослоях концентрируется преимущественно Pt (Os, Re), а Pd (Rh-Ru) свойственен более поздним никельсодержащим сульфидам. Эти выводы наглядно подтверждены на примере образований Каларского массива с различной металлогенической специализацией.

Таким образом, в пределах Каларской габбро-анортозитовой ассоциации массивов установлено два типа оруденения Ti-Fe-апатитовое в габбро-анортозитах и Cu-Ni в перидотитах и пироксенитах. С вышеперечисленным оруденением возможно обнаружение платинометальной минерализации соответственно платиносодержащего титаномагнетитового и малосульфидного типов. При этом для Ti-Fe-апатитового оруденения установлен платиновый тип распределения ЭПГ, а для Cu-Ni – палладиевый. Не исключено выявление в пределах изучаемых массивов и малосульфидного платинометалльного оруденения.

Рудопроявление Cu-Ni-Pt руд Няндоми представлено рудными телами массивной и брекчиевидной форм, в которых обнаружены минеральные фазы платиноидов (мончеитов, сперрилитов, платино-палладиевого теллурида) и золота. Отчетливое преобладание палладия над платиной в рудах рудопроявления Няндоми свойственно палладиевому типу распределения ЭПГ, что свойственно для сульфидного типа платинометалльного оруденения. Рудопроявление медно-никелевых платинометальных руд Маймакан (Кэндэкэ) представлено пирротин-халькопирит-пиритсодержащими апатит-ильменит-титаномагнетитовыми оливиновыми габброидами с повышенным содержанием платиноидов (до 149 мг/т) (Лазаренков, 2001), Ni до 0.97%, Cu до 1.57%, Сo до 0.24% (Приходько и др., 2009).

Рудопроявление Сu-Ni руд Богидэ представлено массивными и брекчиевыми пирротин-халькопирит-пирит-пентландитовыми рудами, с содержаниями Ni - 0.58-0.77%, Cu – 0.29-0.68% и Co – 0.095-0.14% (Приходько и др., 2009).

Массивные платиносодержащие сульфидные руды выявлены и в массиве Кун-Манье. Анализ закономерностей распределения содержаний Ni, Cu, Co, Pt+Pd указывает на повышение их содержаний с глубиной эрозионного среза интрузий ультрамафитов.

В пределах палеопротерозойской Кенгурак-Сергачинской ассоциации габбро-анортозитовых массивов установлено несколько рудопроявлений титано-магнетитовых руд (Скарновое и др). Кроме этого, по аналогии с Джугджурскими и Каларскими габбро-анортозитами здесь прогнозируется платиносодержащее титано-магнетитовое оруденение, учитывая повышенные содержание ЭПГ в пироксенитах, габброидах и анортозитах участков Виденовский, Колоктикан и Орогжан.

Повышенные содержания ЭПГ в пределах участка Виденовский свойственны для титано-магнетитовых габбро (Pd до 0.29 г/т и Pt до 0.68 г/т при сумме Pd+Pt до 0.858 г/т) и сульфидных прожилков (Pt до 1.512 г/т, Pd до 0.24 г/т, Au до 0.1 г/т). Аналогичные Ti-Mt габбро с сульфидной вкрапленностью и повышенными содержаниями платиноидов (Pt+Pd=до 0.48 г/т), высокими фосфора, кобальта и никеля установлены на участках Колоктикан и Орогжан (Pt+Pd=0.53 г/т).

Обобщая вышеприведенные данные по платиносодержащему оруденению Кенгурак-Сергачинской габбро-анортозитовой ассоциации можно сделать вывод об его приуроченности к сульфидсодержащим титано-магнетитовым габброидам и пироксенитам, для которых характерны также повышенные содержания Cu и Ni.

Как видно из рис. 26 пироксенитам и габброидам свойственны однотипные спектры распределения нормированных содержаний ЭПГ с хорошо проявленным минимумом Au (Au/Au*=0.01-0.60, где Au*=((Pd+Cu)/2), за исключением сульфидного прожилка) и максимумом Pt (Pt/Pt*=1.3-4.0), что свойственно платиновому типу распределения ЭПГ. Отчетливый «восходящий» характер распределения ЭПГ в области Ni-Pt отличает оруденение Кенгурак-Сергачинской ассоциации от аналогов Каларской ассоциации и других известных массивов. Следует отметить, что содержания Pt и Pd в породах изучаемых массивов сопоставимы с таковыми в хромититах Австралии и рудных образованиях Пудожгорского массива.

Таким образом, обобщая вышеприведенные данные о рудоносности Каларской, Джугджурской и Кенгурак-Сергачинской габбро-анортозитовых ассоциаций можно выделить два основных типа минерализации – железо-титан-апатитовое и медно-никелевое. Выявленные типы оруденения по механизмам своего образования резко отличаются друг от друга, но чаще всего связаны с единым мантийным источником.

В пределах развития как Fe-Ti-апатитовой так и Cu-Ni минерализации Каларской, Джугджурской и Кенгурак-Сергачинской ассоциаций установлены участки с повышенными содержаниями ЭПГ. При этом поведение платиноидов на различных геохимических уровнях различно. Так для апатит-Fe-Ti оруденения характерно преобладание Pt над Pd, что свойственно платиновому типу распределения ЭПГ. В то же время для сульфидных Cu-Ni-Co руд установлено преобладание Pd над Pt, что свойственно палладиевому типу распределения ЭПГ.

Учитывая огромные масштабы проявления габбро-анортозитовых ассоциаций в пределах как Джугджуро-Станового, так и Селенгино-Станового супертеррейнов, здесь возможно выявление месторождений металлов платиновой группы связанных с апатит-Fe-Ti и Cu-Ni-Co оруденением.

Пермско-раннетриасовый металлогенический этап ультрамафит-мафитового магматизма в пределах юго-восточного обрамления Северо-Азиатского кратона по времени совпадает с магматизмом, обусловленным субдукционными процессами и влиянием Сибирского суперплюма. Следует отметить, что при участии плюмов происходят сложные процессы, обусловленные взаимодействием глубинного мантийного магматизма с корой и литосферной мантией, что приводит к образованию значимых скоплений медно-никелевых руд и платиноидов. К триасовому металлогеническому этапу, обусловленному влиянием Сибирского суперплюма относятся образование платиноносных базальтов Норильского района (Додин и др., 1999), Cu-Ni – руд с ЭПГ в Южном Китае (Song at all, 2003), Монголии (Изох и др., 2006) и Вьетнаме (Glotov at all., 2004).

В пределах Джугджуро-Станового супертеррейна к этому этапу относится становление Лучинского, Ульдегит, Чек-Чикан, Ильдеусского, Утанакского и др. более мелких массивов, а в пределах Селенгино-Станового – Лукиндинского массива.

Следует отметить, что в пределах Лучинского и Ильдеусского массивов установлена Cu-Ni минерализация, формирование которой, вероятнее всего происходило одновременно или несколько позднее, чем становление вмещающих её ультрамафит-мафитов.

Анализ распределения сульфидной минерализации в породах Лучинского интрузива позволил разделить её три типа: 1) сингенетическую в дунитах, пироксенитах, оливиновых габбро и меланогаббро; 2) гнездово-прожилковую и шлировую в вебстеритах и габброноритах; 3) прожилковую в габброидах и вмещающих породах.

Исследование изотопного составы серы показало его обогащение легкими изотопами (³²S). Из этого можно сделать вывод, что образование данного типа минерализации происходило при низких значениях фугитивности кислорода (fO₂) и температуры, на завершающих стадиях дифференциации интрузива. В то же время по особенностям химического состава сульфидных минералов Лучинского массива, а именно: пирротинам, высокосернистым с относительно высокими содержаниями Ni до 1.64%; пентландитам с низкими значениями Fe, высокими Ni, Cu и S и очень высокими Co (до 8.48%) и халькопиритам с большими концентрациями железа и меди и относительно низкими серы, описываемые минералы наиболее близки к аналогам из верхних метагаббро и габбро-норитов Мончетундровского интрузива и верхних горизонтов дифференцированных интрузий.

В сульфидизированных вебстеритах Ильдеусского интрузива изотопный состав серы показывает её обогащение ³⁴S. Этот факт свидетельствует либо о возможной сульфуризации пород, либо об образовании данной минерализации при высокой фугитивности кислорода (fO₂). В любом случае это положительный фактор для возможной локализации сульфидных руд. Особенности распространения и химического состава сульфидных минералов в породах Ильдеусского массива, в том числе высокие содержания Ni (до 6.73%) в пирротинах, относительно высокие концентрации Fe и низкие - Ni - в пентландитах, низкие значения Fe и Cu, но более высокие – Ni в халькопиритах позволяет предполагать более высокие температуры их образования относительно их аналогов из образований Лучинского массива, а следовательно принадлежность их к более глубоким горизонтам дифференцированной интрузии.

На основании геолого-геофизического и минералого-геохимического моделирования рудоносности Ильдеусского массива, установлены положительные критерии локализации в его пределах сульфидного Cu-Ni оруденения: залегание интрузива среди серу содержащих неоархейских (?) образований; геофизические аномалии минимальных значений электрического сопротивления; приуроченность массива к крупным региональным разломам – возможным концентраторам оруденения; выявление никельсодержащей сульфидной фазы в ультрабазитах с содержаниями Ni до 0.5%; обогащение изотопного состава сульфидной серы тяжелым изотопом ³⁴S.

Проблема платиноносности сульфидной минерализации Лучинского и Ильдеусского массивов практически не изучена. Обобщение результатов анализов изученных образцов с повышенными содержаниями ЭПГ свидетельствует о преобладании Pd над Pt, при максимальных содержаниях Pd (0.101 г/т) в габброидах жильной серии Лучинского массива.

Анализ вышеприведенного материала позволяет предполагать, что перспективы платиноносности Лучинского и Ильдеусского массивов могут определяться возможным выявлением медно-никелевых руд с сопутствующими платиноидами.

Одним из наиболее ярких массивов, традиционно считающимся перспективным в отношении не только медно-никелевого, но большей частью платинометалльного оруденения малосульфидного и медно-никелевого типов является Лукиндинский, расположенный в пределах Селенгино-Станового супертеррейна.

Проведенными в разные годы исследованиями в массиве установлены многочисленные проявления сульфидной медно-никелевой, хромитовой, титано-магнетитовой и др. минерализаций, а также геохимические аномалии Au и Pt. Обращают на себя внимание низкие содержания никеля – 0.1-0.3%, кобальта и меди в сульфидном оруденении. Наибольшее среднее содержание Ni (до 1%) и Co (до 0.08%) установлено в зоне вкрапленных сульфидных руд - Сульфидной.

Изучение изотопного состава серы из разных сульфидных рудопроявлений Лукиндинского массива показало близость его к метеоритному стандарту (S³⁴ – 0.9-0.7^o/_oo), поэтому образование значительного по масштабам сульфидной минерализации маловероятно, тем не менее в ассоциации с ней возможно выявление платинометалльного оруденения.

Спектр распределения платиноидов, нормированных по хондриту С₁ (рис.27), практически идентичен таковым в офиолитах Омана, от которых отличается значительно более высокими значениями.

Один из наиболее интересных участков, перспективных в отношении платинометального оруденения, связанного с Cu-Ni минерализацией, расположен в верхней части разреза интрузива, вскрытого в скважине С3. Здесь установлены оливиновые габбро с повышенными содержаниями платиноидов (ЭПГ=0.708-0.858 г/т). Проанализировав данные по залеганию пород с отмеченными аномальными содержаниями ЭПГ автором был составлен вариант предполагаемого разреза интрузива с выделением участков благоприятных для локализации платинометального оруденения. Следует отметить, что его перспективы массива могут быть связаны и с выявлением малосульфидного типа, аналогичного платиноносному «рифу» Йоко-Довыренского массива. При этом основными ЭПГ могут быть родий и платина.

Интерес в отношении платинометалльной минерализации в настоящее время представляет позднеюрский Веселкинский массив. В его пределах установлены и подтверждены последующими исследованиями аномальные содержания платиновых металлов. Причем речь идет о двух типах платинометального оруденения: первый связан с хромититами с преобладанием платины над палладием, второй – сопутствующий медно-никелевой минерализации с преобладанием палладия над платиной.

Сингенетическая сульфидная минерализация характерна для пород нижней части разреза интрузива (дуниты, пироксениты, оливиновые клинопироксениты), где она представлена пирротином, пентландитом, халькопиритом, миллеритом и кубанитом. По составу сульфидные минералы резко обеднены никелем, и обогащены медью относительно сульфидной минерализации Талнахского и Норильского интрузивов и наиболее близки по минеральному и химическому составу эпигенетическому оруденению Йоко-Довыренского массива. Отсутствие в составе пирротинов никеля и присутствие в них меди позволяют предполагать, что в пределах обнаженной части Веселкинского интрузива, мы наблюдаем верхние горизонты сульфидного оруденения.

В пределах изучаемого массива, кроме медно-никелевой установлена и хромитовая минерализация, приуроченная к нижней части разреза. По составу хромшпинелидов ультрабазиты мало перспективны на обнаружение промышленного хромитового оруденения, но возможно нахождение, связанного с ними, платинометального оруденения. Именно в хромитсодержащих дунитах установлены наибольшие содержания ЭПГ (до 5.73 г/т). Совместное нахождение хромитового и медно-никелевого оруденения наблюдается и в других известных расслоенных массивах и связывается с глубокой дифференциацией расплавов (Naldrett, 1989).

Анализ распределения содержаний ЭПГ, нормированных по хондриту С₁, позволил выделить два типа: палладиевый (А) и платиновый (Б) (рис.28). При этом график нормированных по хондриту содержаний ЭПГ, свойственный палладиевому типу распределения, характеризуется отчетливым обогащением тяжелыми платиноидами, по сравнению с легкими. Этот тип является преобладающим для клинопироксенитов, дунитов-оливинитов и габброидов Веселкинского массива.

Платиновый тип распределения характеризуется преобладанием Pt в отношении Pd и Rh, что выражено отчетливым максимумом на диаграмме. Он характерен для ортопироксен-хромитовых кумулатов изучаемого массива.

Таким образом в пределах Веселкинского массива можно ожидать выявление платинометального оруденения, связанного с хромитами в орто- и клинопироксенитах.

Анализ приведенного выше материала по металлогенической специализации пермотриасовых и позднеюрских ультрамафит-мафитов позволяет связать приуроченные к ним типы оруденения с обстановками континентальных окраины Северо-Азиатского кратона либо активной либо трансформной.

Обобщая вышеприведенные данные по рудоносности пермо-триасовых дунит-троктолит-габбровых и позднеюрских перидотит-вебстерит-габбро-монцонитовых интрузий можно прогнозировать связанные с ними соответственно медно-никелевые руды с сопутствующими платиноидами и платинометальное оруденение, связанное с хромитами.