Doc2All.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке геологического факультета Московского государственного университета имени М.В. Ломоносова (главное здание, 6 этаж). Автореферат разослан 28 февраля 2012 г.

Проблема формирования суперкрупных месторождений - уникальных геохимических аномалий в земной коре - является одной из ведущих в современной геологии. Это обусловлено как важнейшей ролью месторожденигигантов в мировой экономике, так и их особым значением для решения ряда теоретических вопросов, в частности, разработки механизмов накопления металлов. Среди обширного класса платиновых и медно-никелевых месторождений, обычно разобщенных в пространстве, норильские объекты занимают особое место благодаря сочетанию в них обоих типов руд.

Открытие уникальных талнахских месторождений не только изменило расстановку сил на сырьевом рынке в 60-ые годы XX столетия (Россия вышла на первое место по добыче никеля и второе – платиновых металлов в мире), но и существенно сказалось на теории развития магматического рудообразования. Впервые в мире были обнаружены жильные тела, связанные не с крупными протерозойскими плутонами, а с маломощными триасовыми интрузивами, локализованными на СЗ Сибирской трапповой провинции. Такая позиция и близость составов интрузивов и лав поставили вопрос о связи магматизма с рудообразованием в этом регионе особенно остро: является ли формирование месторождений закономерным итогом развития системы в целом и можно ли ожидать открытие подобных уникальных объектов в других трапповых провинциях мира? Ответы на эти вопросы тесно связаны с решением проблемы генезиса норильских руд.

Для решения поставленной проблемы региональные геолого-структурные исследования трапповых пород сочетались с их детальным аналитическим изучением (определение валового состава пород и микроанализ минеральных фаз, в том числе магматических включений в них).

Работа основывается на многолетнем (1982-2011 гг.) изучении автором геологического строения, петрографии, геохимии и минералогии платинмедно-никелевых месторождений различных регионов России, главным из которых стал Норильский район, где автором был собран каменный материал в ходе полевых работ в 1997 – 2011гг. (составлено 11 км детальных разрезов вулканитов и 13 км разрезов интрузивных пород по коренным обнажениям и скважинам). Изучение массивов Северного Забайкалья (Чинейский, Луктурский) осуществлялось в 1982-1986 и 1993 гг., Кингашского массива (Восточные Саяны) - во время полевой экскурсии 2000 г. Часть образцов для проведения сравнительных исследований по ультрабазит-базитовым комплексам в рамках договорных работ предоставлена В.П. Мамонтовым, Ю.Н. Киселевым, Г.Р. Ломаевой (Южно-Ковдорская площадь и Кингашский рудный район).

Аналитические работы включали: 1. Рентгенофлуоресцентный анализиз – 780 анализов - ГЕОХИ РАН, аналитики И.А. Рощина, Т.В. Ромашова; 208 анализов - ЧИПР СО РАН, аналитик Н.С. Балуев . 2. Метод индуктивнсвязанной плазмы: 1) ICP-MS - 480 анализов пород - ИМГРЭ, аналитик Д.З. Журавлев; ИЭМ РАН, аналитик В.К. Карандашев; 2) LA ICP-MS – 650 анализов стекол пород, 470 – пироксенов, 1580 оливинов., Германия, г. Майнц, аналитики Н.А. Криволуцкая, Д.В. Кузьмин; 3. Электронно-зондовый микроанализ («Cameca»SX 50 и SX 100–ГЕОХИ РАН, Москва – аналитик Н.Н.Кононкова; JXA 8200 – Институт Химии им. Макса Планка, г. Майнц, аналитики Н.А.Криволуцкая, Д.В. Кузьмин) – 12 150 анализов оливинов, 8 100 пироксенов, 1350 плагиоклазов, 310 шпинелидов, 560 - сульфидных минералов, 85 анализов минералов ЭПГ, 680 стекол; 4. Ионно-зондовый микроанализ («Cameca» ims-4f – ИМИ РАН, Ярославль, аналитики С.Г.Симакин, Е.В. Потапов) – 175 расплавных включений и 210 оливинов; 5. Рамановская спектроскопия (Франция, г. Нанси, аналитик Ж.Дебюсси) – 12 анализов флюидных включений; 6. Исследование стабильных изотопов в породах (O, H, C, S) - 145 анализов, ГИН РАН, аналитик Б.Г. Покровский и ЦНИГРИ, аналитик С.Г. Кряжев; 7. Исследование радиогенных изотопов в породах (Sr, Pb, Sm-Nd, U-Pb) - ВНИИОкеангеология, аналитик Б.В. Беляцкий - 55 анализов; ГЕОХИ РАН, аналитик А. А. Плечова – 18 анализов, Институт Химии им. Макса Планка – аналитик З.Фекиасова – 15 анализов; 8. Определение ЭПГ и Au в породах и рудах: а) 78 анализов - Институт рудообразования, минералогии и геохимии НАНУ (пробирный метод, аналитик А.А. Юшин), б) -32 анализа, ГЕОХИ РАН, атомно-абсорбционный метод, аналитики И.В. Кубракова, О. А.Тютюник, Н.Д. Чхетия).

I.Норильский район. Базальты: 1. Впервые установлены существенные вариации в строении и составе гудчихинской свиты (главные, редкие и летучие компоненты) – примитивной на востоке территории и контаминированной – на западе. 2. Впервые детально изучено строение и геохимические особенности пород хаканчанской свиты в разных тектонических структурах района. Установлено, что включавшиеся в ее состав толеитовые и пойкилоофитовые базальты относятся к туклонской свите, а туфы и туффиты обладают геохимическими характеристиками надеждинской свиты. 3. Проведенное в разных частях района детальное изучение толеитовых базальтов хаканчанской, надеждинской и туклонской свит позволило уточнить ареалы их распространения и выделить 2 одновременно существующих независимых магматических очага на западе и востоке территории (надеждинский и туклонский). 4. Продемонстрировано, что расслоенные покровы, рассматриваемые ранее в качестве маркирующих горизонтов туклонской свиты, входят в состав разных свит – туклонской и надеждинской. 5. Впервые обнаружены высоко-Mg породы в составе надеждинской свиты. 6. В разных частях района изучены геохимические особенности верхней части надеждинской свиты и нижние – моронговской. Показано, что исследованные вулканиты только в единичных случаях имеют промежуточные характеристики и выделение «транзитных серий» (Wooden et al., 1993) представляется необоснованным. 7. Полученный большой объем новых геохимических данных для базальтов разных тектонических структур позволил выделить 2 этапа и 4 цикла в развитии вулканизма.

II. Норильский район. Интрузивы 1. Впервые на представительном материале проведена геохимическая типизация ультрабазит-базитовых интрузивных пород нормальной щелочности, выделены 3 типа (дюмталейский, нижнеталнахский и норильский), близкие по геохимии базальтам гудчихинской, надеждинской и моронговской свит. 2. Впервые аргументированно доказано существование интрузивных пород гудчихинского типа. 3.Показано, что разные по степени рудоносности интрузивы характеризуются одинаковыми геохимическими особенностями пород, а химический и минеральный состав руд не коррелирует с составом силикатной части вмещающих их интрузивов. 5. Впервые в рудах норильских месторождений диагностирован самородный Pd и ряд новых фаз ЭПГ, а также получены карты распределения элементопримесей (Co, As, Se, Au, Pt, Pd, Rh, Ir, Ru, Os, Re) методом LA-ICP-MS в главных рудообразующих сульфидах. 6.Доказан посленижненадеждинский возраст интрузивов норильского комплекса (по геолого-геохимическим данным). 7.Установлены аномально высокие (до 12 ppm) содержания тяжелых редкоземельных элементов (Yb, Dy, Er) и Y в оливинах. 8.Обнаружены уникальные зональные оливины (Fo82-Fo59) в Микчангдинском интрузиве, свидетельствующие о высокой скорости остывания массивов норильского комплекса. 9.Впервые определен состав исходных расплавов и летучих компонентов в них для ряда интрузивов норильского района прямыми методами (по расплавным включениям в оливинах и пироксенах).

Часть использованных в работе материалов получена в ходе выполнения хоздоговорных работ, в которых автор являлся ответственным исполнителем. 1.Результаты петрографического и минералого-геохимического изучения базальтов Микчангдинской площади вошли в отчет ООО «Норильскгеология» по «Геологической групповой съемке 1:50000 м-ба на Микчангдинской площади» (авторы В.Н.Михайлов, Л.И.Трофимова и др., 2003 г). 2.Изучение породообразующих минералов легло в основу хоздоговорных работ ГЕОХИ РАН с «ГМК «Норильский никель» и ООО «Норильскгеология» и отражено в отчете «Разработка минералого-геохимических поисковых признаков на сплошные сульфидные руды в Норильском районе», 2008 г. 3. Результаты исследований геохимии (в том числе и радиогенных изотопов), минералогии массивов Южно-Ковдорской площади Кольского полуострова, выполненные по договору с ОАО «Мурманская ГРЭ», вошли в отчеты 2002007 гг. и опубликованы в журнале «Геохимия». 4.Исследование геохимии и минералогии Верхнекингашского массива выполнено по договору с ООО «Геологическая компания», результаты отражены в отчете 2007 г. Защищаемые положения 1. Исходя из полученных закономерностей распространения вулканогенных пород в разных тектонических структурах района и особенностей их петро-и геохимического состава (главные, редкие и радиогенные элементы), показано, что породы туфо-лавовой толщи Норильского района были сформированы в течение двух стадий – рифтогенной (iv-sv -gnd) и собственно трапповой (tk - mr-sm) которые не просто сменяли друг друга во времени, а существовали одновременно в ранненадеждинский период. Развитие вулканизма осуществлялось в течение четырех циклов (iv-sv, gd, nd-tk, mr-sm).

Любовь к геологии рудных месторождений была привита автору на кафедре полезных ископаемых МГУ академиком В.И. Смирновым и его сподвижниками: Ю.С. Бородаевым, Г.Ф. Яковлевым, Н.И. Ереминым, В.В. Авдониным, Ф.П. Мельниковым, В.И. Старостиным, Нат. Е. Сергеевой, Т.А. Филицыной, Е.М. Захаровой и др. Автор выражает признательность коллегами, оказавшим содействие в осуществлении полевых работ: геологам «ГМК «Норильский никель» О.Н. Симонову, А.В.Поспелову, А.А. Шашкову; ООО «Норильскгеология» - В.В.Кургину, Ю.К. Краковецкому, Л.И. Трофимовой, И.Н. Тушенцовой, Е.А.Аршиновой , В. Ю. Ван-Чану, К.В. Краденову, И.А. Матвееву, В.П. Стрельникову, В.А. Тетерюку, А. А. Даньченко, С.Г. Снисару, В.А.Радько, К.К. Ковальчуку, К.В. Шишаеву, С. А. Виленскому, О.П. Легезиной, Г. И. Легезину, Е.В.Середе и др., а также А.Г. Тарасову, С.В. Нистратову, И.В. Храмову, А.В. Рудаковой, К.В. Бычкову. Особую благодарность автор выражает В.Н. Михайлову за многолетнюю помощь в изучении вулканитов Норильского района в полевых условиях и плодотворные дискуссии об их происхождении. Успешному проведению аналитических работ способствовали И.А. Рощина, Н.Н. Кононкова, Д.В. Кузьмин, О.Б. Кузьмина, Т.Б. Шлычкова, С.Г. Симакин, Е.В. Потапов, А.А. Плечова, Б.В. Беляцкий, А.А. Юшин, И.В. Кубракова, О.А. Тютюник, Н.Д.Чхетия, В.А. Турков, С.В. Луткова. Помощь в экспериментальных работах по изучению расплавных включений оказали А.А. Кадик, А.А. Каргальцев, М.В. Воловецкий, А.Д. Бабанский, И.П. Соловова, А.В. Гирнис, Т.Л.Крылова. Автор благодарен А.А. Арискину за обсуждение и помощь в моделировании процессов кристаллизации магм рудоносных массивов, а также всем сотрудникам лаборатории геохимии магматических и метаморфических пород ГЕОХИ РАН за дружескую и творческую атмосферу, особенно Н.М.Свирской и О.П. Цамерян. Глубокую признательность автор выражает Б.И. Гонгальскому за тридцатилетнее сотрудничество в изучении базитовых рудоносных комплексов в полевых и камеральных условиях и интерпретации результатов. Неоценимую роль в проведении исследований сыграла многолетняя всесторонняя поддержка члкорр. РАН А.В.Соболева, которому автор искренне благодарен за постоянный интерес к изучению Сибирского траппового магматизма.

Диссертация объемом 355 стр. состоит из введения, 6 глав и заключения, содержит 65 рисунков, 5 таблиц, 3 приложения, список литературы из 328 наименований.

Норильский район, расположенный на СЗ Сибирской платформы, характеризуется большой мощностью вулканогенных образований (3,5 км) и наличием уникальных Pt-Cu-Ni месторождений. Это создает предпосылки для успешного решения проблем происхождения огромных объемов магматических пород и суперкрупных месторождений, не имеющих аналогов в мире по запасам и ценности сульфидных руд. Район детально охарактеризован в ряде фундаментальных работ (Дюжиков и др., 1988; Додин, 1996, Геологическая карта…, 1994; Sudbury-Noril’sk, 1994; Рябов и др., 2001, Налдретт, 2003; Лихачев, 2006). На западе и севере он ограничивается Енисейским и ЕнисеХатангским прогибами, а на востоке – Тунгусской синеклизой. Представления о строении территории базируются на глубинных сейсмических профилях «Горизонт» (Воркута-Тикси) и «Метеорит» (Дюпкун-Диксон), свидетельствующих о наличии в ее пределах Игарско-Норильской погребенной палеорифтовой структуры (Восточная Сибирь, 2002), отделенной мантийными разломами от Тунгусского и Таймырского блоков с обычным платформенным строением. Для этой территории характерны высокоградиентные прогибы в фундаменте, выполнение мощными (до 15 км) осадочно-вулканогенными толщами; большая плотность разломов; повышенная мощность «базальтового» слоя; присутствие промежуточного слоя между корой и мантией глубине 35 км (Vр = 7,3 км/с). На современной поверхности обнажаются терригенносадочные отложения Є-С1 с прослоями ангидритов и солей, угленосные отложения тунгусской серии (С2 Р1) и вулканогенные породы (Р2-Т1) трапповой формации. Главными пликативными структурами района являются (рис.1) Норильско-Хараелахский прогиб, Тунгусская синеклиза, ХантайскРыбнинский и Дудинский валы, а дизъюнктивными – Норильско-Хараелахский и Ламско-Летнинский разломы.

Рис.1. Карта фактического материала для Норильского района.

Условные обозначения:1 –вулканиты трапповой формации, 2 – отложения тунгусской серии, 3 – терригенно-карбонатные породы, 4 – разрывные нарушения (1 – Енисей-Хатангский, Норильско-Хараелахский, 3 – Микчангдинский, 4-Имангдинский, 5 – Ламско-Летнинский), 5 – интрузивы и их номера (см. табл.1), 6-7 – скважины, в которых изучены: 6 - вулканиты и интрузивы; 7 – вулканиты. Прямоугольниками обозначены районы детальных исследований эффузивов. 8 - положение образцов gd пикритов с изученными расплавными включениями, их номера, 9 –положение разреза, показанного на рис. 5.

ти интрузиво в и связанных с ними руд, со ставляющих до 1 5 о б. % (Лихачев, 1996). При низкой растворимости серы в базальтовых расплавах в близповерхностных условиях, соответствующих кристаллизации интрузивов норильского комплекса, трудно представить ее извлечение только из исходной магмы, сформировавшей конкретное интрузивное тело. Создание реалистичной модели образования норильских месторождений требует интерпретации указанных выше особенностей их геологического строения.

Основы расчленения пород вулканогенной толщи были заложены в начале 60-ых годов XX в. во время региональных геолого-съемочных работ Г.Д. Масловым, Д.А. Додиным, Я.С. Полькиным и др. В “Опорной легенде геологической карты масштаба 1:50000, серия Норильская” (1993) выделяются 11 свит, представленных (снизу вверх): высокотитанистыми (TiO2 > 2–3 мас.%) субщелочными и пикритовыми базальтами – ивакинская iv, сыверминская sv, гудчихинская gd – и низкотитанистыми (TiO2 ? 1 мас.%) толеитовыми базальтами – хаканчанская hk, туклонская tk, надеждинская nd, моронговская mr, мокулаевская mk, хараелахская hr, кумгинская km и самоедская sm. Их характеристика (петрография, петрохимия, минеральный состав) дана работах (Додин,1964, 1971; Золотухин и др., 1984; Рябов и др., 2001).

Новый этап исследований магматических пород связан с изучением редких (Нестеренко, 1975; Lightfoot et al., 1990, 1993, 1994, 2005, 2010; Wooden et al., 1993) и радиогенных элементов (Kamo et al. 1996, 2003; Renne et al., 1991, 1995; Sharma et al., 1992), стабильных изотопов S, О, Н, С (Гриненко, Годлевский, 1965; Grinenko, 1985; Покровский и др., 2002, 2005). В результате было показано, что высоко-Ti базальты характеризуются повышенным (>2) Gd/Yb отношением, а низко-Ti – пониженным (<1.2), что отражает присутствие граната в источнике первых из них. Важным оказалось установление пониженных в 3 раза содержаний Cu и Ni в лавах нижней части надеждинской свиты по сравнению с остальными базальтами, что легло в основу модели формирования руд в открытой системе (Naldrett,1992), где обогащенность крупноионными литофильными элементами надеждинской свиты рассматривается как признак контаминации расплава коровым материалом, приведшей к выпадению сульфидов. Промежуточные между ними и основным объемов базальтов по геохимии породы были установлены в нижней части моронговской свиты получили название «транзитных» серий – переходных к типичным траппам. Главные типы спектров для пород разных свит показаны на рис. 2.

gd по (Hofmann, 1988)).

Rb Ba Th U Nb Ta La Ce Pb Pr Nd Sr Sm Zr Hf Eu Ti Gd Tb Dy Ho Y Er Tm Yb Lu разрезе вулканитов Хараелахской мульды (скв. СГ-9 и СГ-32, дополненном даными по эффузивам г. Сундук), исходя из предположения о наложенном характере пликативных структур в районе. Однако хорошо известно из работ предыдущих авторов (Маслов, 1964; Золотухин и др., 1976), что строение туфлавовой толщи существенно отличается в них.

гудчихинской свиты.

континентальная кора. каналов, по которым происходило более быстрое извержение магм на поверхность, чем в соседней Хараелахской мульде, (в обр. 4270/13 и СУ-50 по сравнению с ХС-51/130).

2.2.2. Хаканчанская и туклонская свиты. Хаканчанская свита выделяется в качестве одного из немногих маркирующих горизонтов в районе, поскольку она сложена туфами и туффитами, незначительно варьирующими по мощности. Иногда в ней описываются редкие прослои толеитовых базальтов, однако до сих пор слагающие ее породы были не изучены современными методами (кроме 1 образца туфа, Fedorenko et al., 1996). Учитывая важное значение этих пород для понимания общей эволюции вулканизма, мы исследовали строение 8 разрезов средней части туфо-лавовой толщи: в северном периклинальном замыкании Хантайско-Рыбнинского вала, в северо-западной части Хараелахской мульды, на севере Норильской мульды, на западе Тунгусской синеклизы (оз. Глубокое). В результате было установлено, что отмечавшиеся предыдущими исследователями прослои толеитовых базальтов в составе хаканчанской свиты присутствуют только в центральной части Норильского района (в районе Хантайско-Рыбнинского вала), и они резко отличаются по составу от чередующихся с ними в разрезе туфов.

Это проиллюстрировано на рис. 4, где выше пикритовых базальтов gd свиты установлена перемежаемость туфов и туффитов с толеитовыми базальтами, отнесенными в полевых условиях предположительно к хаканчанской свите. Однако данные по распределению редких элементов в них показали, что базальты и туфы обладают принципиально разными геохимическими особенностями: например, La/Sm отношение в первых не превышает 2.7, в то вр е мя как во вторых достигает 5.7. Таким образом, базальты идентичны породам туклонской, а туфы и туффитнадеждинской свитам.

Региональные исследования показали, что в западной части района туклонские породы исчезают вообще, в то время как мощность надеждинских вулканитов резко увеличивается к Енисей-Хатангскому прогибу. Обратная закономерность типична для восточной части территории, где существенно возрастают количество потоков и мощность пород туклонской свиты, а разрез надеждинской свиты резко сокращается. Из составленной нами схемы изопахит (рис. 5) отчетливо видно, что в постгудчихинское время существовали одновременно два магматических центра, продукты извержения которых одновременно отлагались в центральной части района, создавая прослои туфов хаканчанской и базальтов туклонской свит. Фактически хаканчанская свита представляет собой нижнюю часть надеждинской свиты, сформировавшуюся в эксплозивный период.

туклонской (Б) свит.

Ареал распространения нижненадеждинских вулканитов немного превышает ареал развития пород гудчихинской свиты, но по морфологии они очень близки. Это свидетельствует об унаследованности магматизма в различные периоды развития рифтовой структуры, выделяемой на севере Норильского района (Енисей-Хатангский и Игарско-Норильский прогибы).

2.2.4. Надеждинская свита (толеитовые, афировые и гломеропорфировые базальты) выделяется на фоне остальных свит повышенным содержанием SiO2 (52-54 мас.%). Нами впервые доказано существование в ней пикритов. Среди описанных ранее 11 свит вулканитов в Норильском районе пикриты и пикробазальты были о б наружены только в дву х из них - гудчихинской и туклонской. В последней они образуют прослои, чередующиеся с пироксенофировыми базальтами в центральной части расслоенного покрова на г. Сундук. Сходные образования были описаны в районе правого притока р. Микчангда, где они предварительно отнесены к nd свите (Додин, Голубков,1971), но позже охарактеризованы как гудчихинские (Рябов и др., 2001). По аналогии с Сундукским покровом эти породы стали рассматриваться как маркирующие горизонты туклонской свиты (Геологическая карта…, 1994). Полученные нами данные по содержаниям редких, RRE (La/Sm = 5.6) элементов и радиогенным изотопам (87Sr/86Sr = 0.7084 ?Nd = -8.1) Микчангдинского покрова позволяют с высокой степенью достоверности сопоставить их с нижненадеждинскими лавами, характеризующимися очень низкими содержаниями цветных металлов, особенно меди. Это касается даже высокомагнезиальных пород покрова, сложенных оливиновыми базальтами и пикритами. Все эти образования резко отличаются от близких по структурнтекстурным особенностям туконских базальтов высокими концентрациями редких элементов, особенно HLIL (рис. 7, обр. СУ-33).

Сундукского покровов.

расплав (серые кружки). Генетическая однородность рассмотренных нами высоки низкомагнезиальных пород может быть проверена путем получения последних простой кумуляцией оливина в толеитовых магмах с помощью математического моделирования, выполненного с помощью метода наименьших квадратов. Пикритовые разновидности получаются прямым дополнением 30,5 % оливина (Fo 75.58 –среднее из 61 анализа) к надеждинским базальтам (взятым в качестве эталонного обр. SG32-2212.5 из работы (Fedorenko et al., 1996). Состав модельного расплава приведен на рис.7. Таким образом, изученные пикриты Микчангдинского покрова могут считаться впервые установленными продуктами наиболее примитивных расплавов в надеждинской свите. Несмотря на предположение о решающей роли этих пород в рудообразовании (Li et al., 2009), их значение в формировании месторождений до сих пор окончательно не установлено (Krivolutskaya et al., 2011a).

2.2.5 Моронговская, кумгинская свиты. При изучении геохимических особенностей эффузивов Хараелахской мульды были выделены «транзитные» серии (Wooden et al., 1993; Fedorenko et al., 1996), включающие верхнюю часть надеждинской и нижнюю часть моронговской серий, характеризующиеся промежуточными геохимическими параметрами между типичными представителями этих свит (nd1 и mr2). На основании этого факта ко второй, главной, фазе траппового магматизма отнесены породы, начиная с верхней части моронговской по самоедскую свиты.

.южном берегу оз.

Периодичность в истории развития магматизма подчеркивалась всеми исследователями региона (рис. 9). Годлевский (1959) выделял 4 этапа, во время которых формировались либо только лавы, либо лавы и интрузивы. P. Lightfoot et co-authors (1993) полагали, что формирование базальтов Норильского района происходило в два главных этапа, во время которых изливались базальты, соответствующие таковым океанических островов, а затем – внутриплитные, между которыми формировались в промежуточную стадию существенно отличающиеся от них вулканиты. А.И Альмухамедов и др. (1999) выделили образования рифтогенного и платформенного этапов на основании сравнения строения и составов вулканических образований Западной и Восточной Сибири. Представляемая в работе схема наиболее близка к данным этих исследователей, но принципиальные ее отличия заключаются в том, что главные этапы не сменяли четко во времени один другой, а в определенный период времени сосуществовали вместе на соседних территориях. В выделении конкретных циклов различия еще более существенны (рис.9).

Рис.9. Схемы развития вулканизма по данным разных авторов.

Обстановки: OIB – океанических островов, WP – внутриплитная; этапы: Р – рифтовый, П – платформенный, Т – трапповый. структуры Западнo-Сибирской платформы, где установлены субщелочные породы и базальты, близкие по составу к надеждинской свите (Saunders et al., 2005). Одновременно с началом надеждинского эксплозивного цикла (туфы хаканчанской свиты) на востоке территории возник новый центр магматизма, и началось внедрение толеитовых, иногда пикритовых, базальтов туклонской свиты, близких к собственно трапповому этапу магматизма (моронговская– самоедская свиты). Продукты извержения последнего, в о т личие от пер вог о этапа, занимают огромные площади (сотни тыс. км ). Вероятно, центр извержения второго этапа располагался в районе плато Путорана, или в центральной части Тунгусской синеклизы, судя по увеличению мощности в этом направлении tk базальтов. Однако верхняя часть эффузивов этого этапа здесь существенно сэродирована. Магматическая деятельность по глубинным разломам (в частности, Енисей-Хатангскому) продолжалась и после основного этапа, о чем свидетельствуют щелочные породы Маймеча -Котуйской провинции.

Проблема связи магматизма с рудообразованием особенно остро стоит для магматических месторождений, в которых руды являются составной частью интрузивных ультрабазит-базитовых комплексов. Норильский рудный район является исключительным место для решения данной проблемы, благодаря широкому распространению интрузивов разной степени рудоносности: от содержащих суперкрупные платино-медно-никелевые месторождения до бедных и безрудных тел. Сравнительный анализ петро-геохимических особенностей, а также минерального состава пород и руд разных массивов позволяет оценить роль различных факторов в образовании оруденения.

Рис. 10.Спайдер-диаграммы главных типов интрузивных пород.

Рис.11.

В) 11А): дюмталейский, нижнеталнахский и норильский, их геохимические особенности (в том числе и изотопные) совпадают с таковыми гудчихинской, надеждинской и моронговской свит соответственно. И хотя по магнезиальности и титанистости породы норильского и нижнеталнахского комплексов отличаются от базальтов аналогичных свит (10-16 MgO и TiO2< 1 мас. %), подразделение интрузивов на соответствующие группы, вероятно, должно проводиться по спектрам распределения редких элементов, близким к этим типам магм (рис.10). Интрузивы, относимые по особенностям строения к разным типам норильского комплекса (зубовский, круглогорский, норильский), не отличаются между собой по геохимии пород и объединяются в одну группу. Интрузивы же далдыканского комплекса за счет повышенных содержаний TiO2 (до 1.8 мас.%) могут быть выделены в самостоятельный тип в пределах норильского комплекса.

Для решения этого вопроса в качестве главного объекта изучения была выбрана Норильская мульда, в пределах которой интрузивные образования с вкрапленными или сплошными рудами (месторождения Норильск-1, Масловское, Черногорский, Норильск-2), локализованы максимально высоко среди вулканогенных пород? в средней части разреза туфо-лавовой толщи. В других пликативных структурах района подобные массивы сосредоточены преимущественно в осадочных отложениях девона, подстилающих вулканиты (Хараелахский и Талнахский интрузивы в Хараелахской мульде; ВологочанПясинский интрузив в Вологочанской мульде), поэтому проводить их сопоставление с лавами значительно труднее. Важное значение имеет и тот факт, что в строении Норильской мульды принимают участие породы всех свит, используемых в модельных построениях разных авторов (гудчихинской, туклонской, надеждинской и моронговской), что позволяет детально рассмотреть вопрос об их роли в образовании руд.

базальтах (справа).

Интрузив Рис. 13 Диаграммы TiO2 – MgO и ?Nd для магматических пород района (по данным автора). первых, прорыванием интрузивами Масловским и Норильск 2 вулканитов указанных свит, а во-вторых, различиями в их геохимическом и минеральном составе, что отражено на рис. 13. Остается предположение о связи интрузивов с породами моронговской свиты (Радько, 1991; Li et al.,2009). Главным контраргументом против этого положения является существенно более высокая средневзвешенная магнезиальность интрузивов норильского комплекса по сравнению с лавами (10-12 по сравнению с 6-7 мас. % MgO, рис.13), не позволяющая напрямую сопоставить эти образования. В качестве решения этого противоречия возникло предположение (Lightfoot et al., 1993) о полной отсадке оливина из моронговской магмы при ее движении к поверхности в коленообразных изгибах подводящих каналов (в современных интрузивных камерах). Однако в природе существуют и субвертикальные трещины, представляющие собой жерловые части вулканов, где этот процесс не должен иметь место (например, в верховьях р. Ю. Икэн и др.), но породы повышенной магнезиальности там также отсутствуют. И, наконец, геохимические характеристики mr и вышележащих свит – ?Nd (Fedorenko et al., 1996; Lightfoot et al., 1993; Wooden et al., 1993) и, особенно, изотопный состав серы (Grinenko, 1985; Ripley et al., 2003; 2010 - ?34S = 1-5 в базальтах и до 18 ‰ в интрузивах) - существенно отличаются от аналогичных параметров для рудоносных интрузивов. Все сказанное выше позволяет сделать вывод о том, что рудоносные интрузивы напрямую не связаны с лавами, а были образованы в результате самостоятельного магматического импульса в посленадеждинское время.

Различия в оценке роли магматизма в рудообразовании во многом обусловлены методическими подходами, применяемыми для определения исходных составов расплавов интрузивов и для лав. До сих пор в Норильском районе они рассчитывались как средневзвешенные для отдельных интрузивных тел (Днепровская и др., 1987), либо же параллелизовались с: 1) пикритовыми базальтами и пикритовыми габбро-долеритами или 2) габбро-долеритами боковых силлов рудоносных массивов (Золотухин и др., 1986; Рябов и др., 2000; Naldrett, 1992). Однако первые являются кумулятивными образованиями, а связь последних с интрузивами не всегда надежно установлена.

Первые данные по магматическим включениям в норильских интрузивах были получены в 70-ые годы 20 века (Булгакова, 1971; Булгакова, Рябов, 1972; Ворцепнев, 1978), однако аппаратурные возможности не позволили тогда определить составы стекол в ранних ликвидусных фазах. Современные исследования Сибирских траппов касаются преимущественно щелочных и субщелочных пород провинции (Соболев, Слуцкий, 1984; Ryabchikov et al., 2001, Рябчиков и др., 2009; Соболев и др., 2009). Нами были впервые исследованы составы магматических включений в оливинах из пород главного этапа траппового магматизма: рудоносных (Талнахский, Хараелахский, Северо-Масловский и Норильск 1) и безрудных (Нижне-Талнахский, Зеленогривский) массивов (Криволуцкая, Соболев, 2001).В оливинах обнаружены следующие типы магматических включений (фиг. 11):

Страницы: 1 2

Авторефераты, диссертации, научные работы

Публикации 07.02.2012

Другие разделы

Эволюция траппового магматизма и Pt-Cu-Ni рудообразование в Норильском районе