Платиноносность хромититов Куртушибинского офиолитового пояса, Западный Саян: новые данные
- Авторы: Юричев А.Н.1, Чернышов А.И.1
-
Учреждения:
- Томский государственный университет
- Выпуск: Том 148, № 5 (2019)
- Страницы: 113-125
- Раздел: МИНЕРАЛЫ И ПАРАГЕНЕЗИСЫ МИНЕРАЛОВ
- URL: https://journals.eco-vector.com/0869-6055/article/view/11567
- DOI: https://doi.org/10.30695/zrmo/2019.1485.06
- ID: 11567
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В хромититах из Эргакского и Калнинского ультрамафитовых массивов, являющихся крайними северо-восточными фрагментами Куртушибинского офиолитового пояса Западного Саяна, обнаружены мелкие зерна минералов элементов платиновой группы (ЭПГ). Впервые в составе хромититов Эргакского массива диагностированы твердый раствор Cu—Ru—Os, мышьяксодержащий (As до 3.6 мас. %) лаурит с примесью Pt, Ni и Co, сульфиды ЭПГ типа MeS и Me3S4, а также сульфоарсенид с высоким содержанием Rh (12.7 мас. %), в хромититах Калнинского массива — лаурит и сульфоарсениды. Особенности химического состава минералов платиноидов указывают на высокую температуру образования Ru—Os сульфидов (1200—1250 °С) обоих массивов, а также на высокое парциальное давление серы при формировании хромитовых руд и сингенетичных с ними минералов ЭПГ Эргакского массива. Процесс формирования ассоциаций выявленных минералов ЭПГ происходил в несколько этапов. Наиболее ранними являются металлические твердые растворы Os—Ir—Ru и дисульфиды ряда лаурит-эрликманит (преимущественно фракционирующие рутений), наиболее поздними — металлические твердые растворы Cu—Ru—Os, сульфиды состава (Ru,Fe)3S4, (Ru,Ni,Fe)S и сульфоарсениды ЭПГ, образование которых происходило под воздействием восстановленных флюидов, способствовавших ремобилизации и переотложению ЭПГ.
Ключевые слова
Полный текст
В хромитовых рудах полиформного типа, приуроченных к дунит-гарцбургитовым массивам офиолитовых поясов, практически во всех случаях присутствуют минералы элементов платиновой группы (ЭПГ), которые характеризуются резким преобладанием более тугоплавких Os, Ir, Ru над Pd, Pt, Rh (Legendre, Auge, 1986; Додин и др., 2003; Малич и др., 2013).
Метаморфические ультрамафиты Куртушибинского офиолитового пояса залегают среди метаморфизованных осадочно-вулканогенных венд-кембрийских отложений в северо-восточной части Западного Саяна (Петрология.., 1977; Волкова и др., 2009). Их массивы наблюдаются в виде многочисленных тектонических блоков и пластин, окруженных серпентинитовым меланжем и образующих цепочки, вытянутые в ЮЗ—СВ направлении. Объектом настоящего исследования являются Эргакский и Калнинский хромитоносные массивы, слагающие крайние северо-восточные фрагменты офиолитового пояса (рис. 1). Они образованы пластически деформированными ультрамафитами дунит-гарцбургитового полосчатого комплекса.
Рис. 1. Схема геологического строения Калнинского и Эргакского ультрамафитовых массивов и их положение в структуре Куртушибинского офиолитового пояса (по: Кривенко и др., 2002; Чернышов, Юричев, 2013, с дополнениями авторов).
1 — четвертичные аллювиальные отложения; 2 — нижнедевонская актуругская свита: андезиты, трахиандезиты, лаво- и пирокластиты, реже трахиандезибазальты, андезибазальты, базальты; 3 — венд-нижнекембрийская чингинская серия: базальты, трахибазальты, глинисто-кремнистые, углеродисто-глинисто-кремнистые, хлорит-кремнистые сланцы, микрокварциты, прослои и линзы метаалевролитов, метапесчаников, метагравелитов, метаконгломератов; 4 — венд-нижнекембрийская джебашская серия: метабазальты, метаморфические сланцы кварцевые, серицит-альбит-кварцевые, хлорит-альбит-кварц-карбонатные, серицит-хлорит-кварц-альбитовые, прослои и линзы мраморов, кальцифиров; 5 — дуниты; 6 — гарцбургиты; 7 — серпентиниты, серпентинизированные ультрамафиты нерасчлененные; 8 — серпентинитовый меланж; 9 — разрывные нарушения, разломы; 10 — геологические границы; 11—13 — участки отбора образцов хромититов: 11 — минералы ЭПГ не обнаружены, 12 — минералы ЭПГ не обнаружены авторами, но ранее диагностированы предшественниками (Кривенко и др., 2005), 13 — выявлена ЭПГ минерализация.
На врезке — схема строения Куртушибинского офиолитового пояса в северо-восточной части Западного Саяна (по: Подлипский, Кривенко, 2005).
1 — ультрамафитовые массивы (1 — Эргакский, 2 — Калнинский, 3 — Кызыр-Бурлюкский); 2 — вулканогенно-осадочные толщи: метабазальты, плагиориолиты, сланцы кремнистые, углистые, глаукофановые; 3—5 — каледонские складчатые системы (3 — Западно-Саянская, 4 — Хемчикско-Систигхемская; 5 — среднепалеозойские впадины).
Среди ультрамафитов обоих массивов ранее были выявлены рудопроявления хромититов и проведена их прогнозная оценка (Забияка, 2008; Лоскутов и др., 2015; Чернышов и др., 2018). В хромитовых рудах и в шлиховых пробах аллювия, сопряженного с этими массивами, открыта и изучена платиноидная минерализация (Кривенко и др., 2002; 2005; Подлипский, Кривенко, 2005). По составу она может быть разделена на два типа: Os—Ir—Ru и Pt—Pd—Rh. В Эргакском массиве минералы ЭПГ первого типа представлены исключительно сульфидами ряда лаурит (RuS2)—эрликманит (OsS2) со значительным преобладанием лауритового минала, минералы второго типа (обнаруженные только в шлихах из аллювия) — медистой ферроникельплатиной Pt(Fe,Ni,Cu), туламинитом Pt2FeCu и звягинцевитом Pd3Pb. В Калнинском массиве в составе первого типа выявлены только металлические твердые растворы Os—Ir—Ru; второй тип представлен здесь более широко (свыше 15 минералов ЭПГ, среди которых превалируют соединения Pt и Fe) и включает сперрилит PtAs2, изоферроплатину Pt3Fe, тетраферроплатину PtFe, туламинит Pt2FeCu, железистую платину, мертиит Pd8Sb3, маякит PdNiAs, сплавы Pt—Fe—Сu и Cu—Pd, холлингвортит RhAsS, неназванный арсенид RhNiAs и др.
При изучении хромшинелидов из вкрапленных и сливных хромититов обоих массивов авторами были выявлены и диагностированы микроскопические включения минералов платиноидов. На основании выполненных исследований проведена химическая типизация установленных минеральных фаз, рассмотрены условия и механизмы их образования.
КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА
Калнинский массив имеет субизометричную форму (рис. 1), его площадь составляет примерно 35 км2 (Еханин, 2010; Чернышов, Юричев, 2013). Он сложен ультрамафитами дунит-гарцбургитового полосчатого комплекса. Северо-восточная часть массива представлена, главным образом, дунитами, в юго-западной части наблюдается чередование дунитов и преобладающих гарцбургитов. Все породы претерпели интенсивные пластические деформации. К дунитам приурочены вкрапленные хромититы полосчатого строения, обусловленного различной концентрацией хромшпинелидов (Чернышов, Юричев, 2013; Юричев, 2015; Чернышов и др., 2016). Зоны хромититов имеют линейную форму и северо-западное простирание, согласное с полосчатой структурой массива. В краевых частях массива дуниты и гарцбургиты часто преобразованы в серпентиниты.
Эргакский массив находится в 11 км от Калнинского. В плане он имеет форму овала размером 14 × 8 км, вытянутого в субмеридиональном направлении. Субширотным разломом массив разделен на два разновеликих блока: южный Лысанский (75 км2) и северный Малоэргакский (10 км2). В строении Лысанского блока принимают участие ультрамафиты дунит-гарцбургитового полосчатого комплекса. Он сложен ритмично переслаивающимися дунитами и гарцбургитами, которые претерпели интенсивные пластические деформации (Чернышов и др., 2018). В Малоэргакском блоке дуниты и гарцбургиты нередко преобразованы в регенерированные серпентин-оливиновые метаультрамафиты и оливиниты. Зоны хромититов приурочены к дунитам и оливинитам и залегают согласно с полосчатостью. Их структура варьирует от густовкрапленной до сливной (массивной). По периферии обоих блоков значительным распространением пользуются серпентиниты.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Рудные минералы изучались с помощью оптического микроскопа. Их химический состав анализировался с помощью электронных микроскопов TESCAN Vega 3 SBH, Tescan Vega II LMU с энергодисперсионной [с детектором Si(Li) Standard] INCA Energy 350 и волнодисперсионной INCA Wave 700 приставками. Измерения проводились на вольфрамовом катоде при ускоряющем напряжении 20 кВ, токе 15 нA и времени набора спектра 120 с. Диаметр пучка зонда 1—2 мкм. В качестве стандартов для определения содержания Pt, Ir, Os, Rh, Ru и Co в минералах были применены чистые металлы, содержания Fe и S — пирротин, Ni — миллерит, Cu — халькопирит, As — сперрилит. Для анализов на минералы платиновой группы использованы аналитические линии: Lα для Pt, Ir, Rh, Ru; Kα для S, Fe, Ni, Cu, As; Mα для Os. Все анализы выполнены в ЦКП «Аналитический центр геохимии природных систем» ТГУ (г. Томск).
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ МИНЕРАЛОВ ЭПГ В ЗОНАХ ХРОМИТИТОВ
И в Эргакском, и в Калнинском массивах минералы ЭПГ были установлены только в густовкрапленных хромититах, тогда как в сливных и вкрапленных их разновидностях, а также в акцессорных хромшпинелидах из дунитов и гарцбургитов они не были обнаружены. Минералы платиноидов наблюдаются преимущественно в виде изолированных зерен таблитчатого облика размером до 7 мкм во внутренних частях зерен хромшпинелидов, отвечающих по химическому составу хромиту (табл. 1). Нередко они образуют близкие к идиоморфным пятигранные или шестигранные (реже — квадратные) сечения (рис. 2).
Рис. 2. Микрофотографии зерен минералов ЭПГ в хромитовой матрице массивных хромититов Эргакского и Калнинского массивов. Фото в отраженных электронах.
а — металлический твердый раствор Os—Ir—Ru, Калнинский массив; б — металлический твердый раствор Cu—Ru—Os, Эргакский массив; в — дисульфид ряда лаурит—эрликманит, Эргакский массив; г, д — лаурит, Эргакский массив; е — лаурит, Калнинский массив; ж, з — мышьяксодержащий лаурит с примесью Pt, Ni и Co, Эргакский массив; и — сульфид состава (Ru,Fe)3S4, Эргакский массив; к — сульфоарсенид с высоким содержанием родия (12.7 мас. %) в ассоциации с миллеритом (Mlr), Эргакский массив; л, м — сульфоарсениды, Калнинский массив.
Таблица 1
Химический состав (мас. %) хромититов Эргакского и Калнинского массивов
Chemical composition (wt %) of chromitites in Ergaksky and Kalninsky massifs
Образец | MgO | Al2O3 | TiO2 | MnO | Cr2O3 | FeOtot | Сумма |
Эргакский массив | |||||||
Эр8-5-3 | 13.06 | 22.37 | — | — | 49.09 | 15.48 | 100 |
Эр8-8-2 | 15.85 | 22.76 | — | — | 47.83 | 13.56 | 100 |
Эр8-12-2 | 14.88 | 22.52 | — | — | 48.04 | 14.57 | 100.01 |
Эр43-2-2 | 14.12 | 22.06 | — | — | 48.98 | 14.83 | 99.99 |
Эр43-3-2 | 15.19 | 21.56 | 0.37 | — | 48.51 | 14.37 | 100 |
Эр43-6-2 | 12.52 | 22.00 | — | — | 49.50 | 15.98 | 100 |
Эр43-10-2 | 13.34 | 22.00 | 0.35 | — | 48.65 | 15.67 | 100.01 |
Эр104-7-1 | 13.15 | 20.51 | — | — | 47.85 | 18.49 | 100 |
Эр104-8-2 | 12.85 | 18.8 | — | — | 49.82 | 18.53 | 100 |
Эр104-9-3 | 13.70 | 19.00 | — | — | 50.38 | 16.93 | 100.01 |
Эр203-2-2 | 14.05 | 10.08 | — | — | 62.04 | 13.83 | 100 |
Эр203-4-2 | 13.99 | 9.78 | — | — | 61.61 | 14.62 | 100 |
Эр203-5-2 | 13.71 | 10.06 | — | — | 61.81 | 14.43 | 100.01 |
Эр265-1-3 | 10.53 | 9.77 | — | — | 58.07 | 21.63 | 100 |
Эр265-2-3 | 13.10 | 10.06 | — | 0.88 | 57.94 | 18.01 | 99.99 |
Эр265-3-2 | 11.57 | 9.75 | — | 0.85 | 57.55 | 20.28 | 100 |
Эр265-5-4 | 13.60 | 10.39 | — | 1.05 | 57.71 | 17.24 | 99.99 |
Эр268-1-2 | 9.88 | 6.35 | — | — | 63.65 | 20.12 | 100 |
С включениями минералов ЭПГ | |||||||
Эр254-10-2 | 11.67 | 8.08 | — | — | 62.28 | 17.97 | 100 |
Эр254-10-3 | 11.57 | 8.25 | — | — | 61.86 | 18.32 | 100 |
Эр254-10-4 | 10.64 | 7.98 | — | — | 62.23 | 19.15 | 100 |
Эр254-10-6 | 11.69 | 8.27 | — | — | 61.85 | 18.19 | 100 |
Эр264-3-2 | 10.00 | 6.74 | — | — | 61.36 | 21.89 | 99.99 |
Эр264-4-3 | 12.65 | 5.79 | — | 1.15 | 62.84 | 17.02 | 99.45 |
Эр264-5-2 | 9.35 | 6.86 | — | — | 60.71 | 23.08 | 100 |
Эр264-7-2 | 10.93 | 6.98 | — | 0.88 | 60.96 | 20.25 | 100 |
Калнинский массив | |||||||
C-36-271-1-2 | 10.8 | 8.60 | — | — | 60.85 | 19.74 | 99.99 |
C-36-271-2-2 | 10.86 | 8.96 | — | — | 60.23 | 19.95 | 100 |
C-36-271-4-2 | 10.72 | 8.74 | — | — | 60.57 | 19.98 | 100.01 |
C-36-271-5-2 | 10.28 | 8.85 | — | — | 60.50 | 20.36 | 99.99 |
С включениями минералов ЭПГ | |||||||
7045-1-2 | 11.35 | 7.80 | — | — | 62.05 | 18.80 | 100 |
7045-2-3 | 10.65 | 7.76 | — | — | 62.74 | 18.86 | 100.01 |
7045-3-2 | 11.37 | 7.66 | — | — | 62.22 | 18.75 | 100 |
7045-6-2 | 11.32 | 7.37 | — | — | 62.78 | 18.52 | 99.99 |
Л1-1-2 | 13.97 | 11.99 | — | — | 60.32 | 13.71 | 99.99 |
Л1-2-2 | 13.87 | 11.46 | — | — | 61.08 | 13.60 | 100.01 |
Л1-4-2 | 12.93 | 10.53 | — | — | 61.56 | 14.98 | 100 |
Л1-8-2 | 13.41 | 12.07 | — | — | 60.38 | 14.14 | 100 |
ОСОБЕННОСТИ ХИМИЧЕСКОГО СОСТАВА МИНЕРАЛОВ ЭПГ
Исследование состава включений позволило выделить три основные группы минералов платиноидов: металлические твердые растворы, сульфиды и сульфоарсениды ЭПГ. Вторая и третья группы минералов характеризуется более широким распространением в изученных образцах.
Металлические твердые растворы относятся к двум системам: Ir—Os—Ru и Cu—Ru—Os (рис. 2, а, б). Первая система выявлена в хромититах Калнинского массива и характеризуется резким преобладанием Ir над Os при минимальных содержаниях Ru (табл. 2), что хорошо согласуется с более ранними данными (Кривенко и др., 2002). Эта система является наиболее обычной и хорошо изученной в составе подиформных хромитовых месторождений (Осипенко и др., 2002; Гурская и др., 2004; Zaccarini et al., 2008; Киселева и др., 2014). В составе хромититов Эргакского массива эта твердосплавная система до настоящего времени не выявлена. Однако в этом массиве нами было впервые обнаружено единичное зерно твердого раствора Cu—Ru—Os с высокой ролью меди (76.4 мас. %) в триаде (рис. 2, б; табл. 2). Ранее подобный раствор был описан в хромитовых рудах Кемпирсайского рудного поля (Дистлер и др., 2003).
Таблица 2
Химический состав (мас.%) минералов ЭПГ из хромититов Эргакского и Калнинского массивов
Chemical composition (wt %) of PGE minerals from chromitites of Ergaksky and Kalninsky massifs
Образец | Os | Ir | Ru | Rh | Pt | Cu | Ni | Co | Fe | As | Sb | S | Сумма | Формула |
Эргакский массив | ||||||||||||||
Фазы системы Cu—Ru—Os | ||||||||||||||
Эр264-5-1 | 2.90 | — | 19.98 | — | — | 76.38 | — | — | — | — | — | — | 99.25 | (Cu0.85Ru0.14Os0.01)1.00 |
Дисульфиды ряда лаурит—эрликманит | ||||||||||||||
Эр254-5-1 | 28.97 | 8.53 | 30.28 | — | — | — | — | — | — | — | — | 31.42 | 99.21 | (Ru0.61Os0.31Ir0.09)1.01S1.99 |
Эр264-3-1 | 9.94 | — | 52.20 | — | — | — | — | — | — | — | — | 37.44 | 99.58 | (Ru0.88Os0.09)0.97S2.03 |
Эр264.2-6-1 | 9.78 | — | 51.95 | — | — | — | — | — | — | — | — | 36.74 | 98.47 | (Ru0.89Os0.09)0.98S2.02 |
Эр264.2-7-1 | 3.49 | 4.75 | 54.36 | — | — | — | — | — | — | — | — | 37.12 | 99.73 | (Ru0.92Ir0.04Os0.03)0.99S2.01 |
Эр264.2-8-1 | 3.93 | — | 57.80 | — | — | — | — | — | — | — | — | 38.41 | 100.14 | (Ru0.95Os0.03)0.98S2.02 |
Эр264.2-9-1 | 5.51 | — | 55.84 | — | — | — | — | — | — | — | — | 37.38 | 98.74 | (Ru0.94Os0.05)0.99S2.01 |
Эр264.2-3-1 | 2.04 | — | 59.46 | — | — | — | — | — | 0.26 | — | — | 38.43 | 100.19 | (Ru0.98Os0.02Fe0.01)1.01S1.99 |
Эр264.2-3-2 | 2.20 | — | 58.59 | — | — | — | — | — | 0.41 | — | — | 38.29 | 99.5 | (Ru0.97Os0.02Fe0.01)1.00S2.00 |
Мышьяксодержащие минералы системы лаурит—эрликманит | ||||||||||||||
Эр264-6-1 | 2.75 | 5.93 | 51.48 | — | — | — | 1.70 | — | — | 1.48 | — | 35.00 | 98.35 | (Ru0.91Ir0.05Ni0.05Os0.02)1.03(As0.03S1.94)1.97 |
Эр264-7-1 | — | — | 55.24 | — | 3.46 | — | — | 0.45 | — | 3.61 | — | 37.06 | 99.81 | (Ru0.91Pt0.03Co0.01)0.95(As0.08S1.97)2.05 |
Эр264-8-1 | — | — | 53.49 | — | 4.51 | — | 1.29 | — | — | 3.62 | — | 36.05 | 98.96 | (Ru0.90Pt0.04Ni0.04)0.98(As0.08S1.94)2.02 |
Эр264-8-2 | — | — | 58.11 | — | — | — | 1.39 | — | — | 3.36 | — | 37.46 | 100.32 | (Ru0.94Ni0.04)0.98(As0.08S1.94)2.02 |
Сульфиды системы Ru—Fe | ||||||||||||||
Эр264.2-4-1 | — | — | 58.68 | — | — | — | — | — | 10.00 | — | — | 31.59 | 100.27 | (Ru2.34Fe0.72)3.06S3.94 |
Сульфиды системы Ru—Ni—Fe | ||||||||||||||
Эр264.2-5-1 | — | — | 39.06 | — | — | — | 19.90 | — | 9.96 | — | — | 30.40 | 99.33 | (Ru0.41Ni0.36Fe0.19)0.96S1.04 |
Сульфоарсениды | ||||||||||||||
Эр264-4-1 | — | 27.68 | 9.35 | 12.67 | — | — | — | 3.81 | 1.77 | 25.27 | 1.24 | 18.24 | 100.04 | (Ir0.31Rh0.27Ru0.20Co0.14Fe0.07)0.99(As0.74Sb0.02S1.25)2.01 |
Калнинский массив | ||||||||||||||
Фазы системы Ir—Os—Ru | ||||||||||||||
Л1-1-1 | 29.56 | 65.36 | 4.04 | — | — | — | — | — | — | — | — | — | 98.96 | (Ir0.64Os0.29Ru0.07)1.00 |
Лаурит | ||||||||||||||
7045-3-1 | 4.17 | — | 57.85 | — | — | — | — | — | — | — | — | 37.78 | 99.79 | (Ru0.96Os0.04)1.00S2.00 |
Сульфоарсениды | ||||||||||||||
Л1-6-1 | 23.68 | 32.91 | 5.96 | — | — | — | 9.03 | — | 0.72 | 16.60 | — | 10.40 | 99.29 | (Ir0.32Ni0.28Os0.23Ru0.11Fe0.02)0.96(As0.41S0.63)1.04 |
Л1-7-1 | — | 51.48 | 3.13 | — | — | — | 4.35 | — | — | 21.04 | 5.39 | 14.20 | 99.58 | (Ir0.70Ni0.19Ru0.08)0.97(As0.73Sb0.12S1.18)2.03 |
Сульфиды ЭПГ широко распространены в хромититах Эргакского массива и редко встречаются в калнинских хромититах. В Эргакском массиве они представлены обычной для подиформных хромитовых руд ассоциацией дисульфидов ряда лаурит—эрликманит и, реже, сульфидами ЭПГ с Ni и Fe (рис. 2, в—д). По составу дисульфиды в основном соответствуют лауриту с содержанием изоморфного осмия 2.0—5.5 мас. % (редко — до 10.0 мас. %), в качестве примесей они содержат Ir и Fe (табл. 2). По сравнению с ранее описанными (Кривенко и др., 2005), изученные дисульфиды отличаются частым отсутствием иридиевого минала (рис. 3).
Рис. 3. Тройная диаграмма составов дисульфидов ряда лаурит—эрликманит из хромититов Эргакского и Калнинского массивов.
1—3 — Эргакский массив: 1 — первичные, 2 — вторичные, мышьяксодержащие разновидности, 3 — по материалам предшественников (Кривенко и др., 2005); 4 — первичные, Калнинский массив.
В отдельную подгруппу в составе минералов ряда лаурит—эрликманит выделены мышьяксодержащие (As до 3.6 мас. %) разновидности с примесью Pt (до 4.5 мас. %), Ni и Co (рис. 2, ж, з; табл. 2). Предположительно, они являются более поздними по отношению к первичному лауриту.
Сульфиды ЭПГ, содержащие Ni и Fe, по составу относятся к двум типам соединений: MeS и Me3S4 (табл. 2).
В калнинских хромититах впервые диагностировано зерно лаурита, которое по морфологии и химическому составу хорошо сопоставляется с лауритом из Эргакского массива (рис. 2, е; табл. 2).
Сульфоарсениды ЭПГ отмечены в хромититах обоих массивов (рис. 2, к—м). Состав этих фаз определяется широкой смесимостью трех миналов — ирарсита, руарсита и осарсита при доминантной роли ирарсита (Ir до 52 мас. %). В химическом составе сульфоарсенидов часто обнаруживается примесь Ni (до 9 мас. %), Co (до 3.8 мас. %), Sb (до 5.4 мас. %) (табл. 2). В составе зерна сульфоарсенида, найденного в тесной ассоциации с миллеритом (NiS) в хромититах Эргакского массива, выявлены значимые содержания родия (12.7 мас. %).
О ГЕНЕЗИСЕ ПЛАТИНОИДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ В ХРОМИТОВЫХ РУДАХ
В разномасштабных хромитовых проявлениях в ультрамафитовых массивах различных регионов мира практически всегда присутствует акцессорная минерализация ЭПГ. В хромититах Эргакского и Калнинского массивов отмечены твердые растворы двух систем: Os—Ir—Ru и Pt—Pd—Rh. Второй тип по разнообразию минеральных видов (среди которых преобладают соединения Pt и Fe) представлен наиболее широко и обнаруживает сходство с россыпными месторождениями платиноидов, ассоциирующих с зональными массивами Урала и Корякии (Пушкарев и др., 2007; Сидоров и др., 2012; Малич и др., 2013).
Проведенные исследования позволили выявить в хромшпинелидах только сингенетические микровключения тугоплавких платиноидов Os—Ir—Ru специализации. Это доказывает существование общих условий концентрирования этих элементов и хрома. В настоящее время такая пространственная и генетическая связь является общепризнанной (Талхаммер, 1996; Zhou et al., 1996; Melcher et al., 1997).
Твердые растворы второго типа в хромшпинелидах не обнаружены. Они приурочены к серпентин-хлоритовым интерстициям, цементирующим хромшпинелидовый «каркас», и, предположительно, образовались позднее хромита, что согласуется с более ранними исследованиями (Пушкарев и др., 2007).
Образование минералов платиноидов и хромшпинелидов, по-видимому, было связано с мобилизацией ЭПГ из гетерогенной рудно-силикатной жидкости, отделившейся от большого объема «материнского» лерцолитового субстрата (содержащего ЭПГ в рассеянном состоянии) в результате его частичного плавления. Дальнейшая судьба тугоплавких ЭПГ определялась их концентрированием совместно с другими компонентами (Ni, Cu и др.), не участвующими в процессе образования хромититов, в расплаве с последующим отложением из высоконасыщенных надкритических флюидов.
Существенной является многоэтапность процесса формирования минералов ЭПГ. В случае системы Os—Ir—Ru, наиболее ранними являются металлические твердые растворы Os—Ir—Ru и находящиеся с ними в равновесии, фракционирующие рутений, дисульфиды ряда лаурит—эрликманит. Металлические твердые растворы Cu—Ru—Os, сульфиды состава Ru—Fe, Ru—Ni—Fe и сульфоарсениды ЭПГ мы связываем с более поздними процессами изменения первичных минералов платиновых металлов. Эти процессы могли быть вызваны мантийным метасоматозом: при воздействии глубинных восстановленных флюидов на хромититы происходили процессы ремобилизации и переотложения ЭПГ (Garuti, Zaccarini, 1997; Melcher et al., 1997; Ahmed, Arai, 2003; Киселева и др., 2014).
Образование минералов системы Pt—Pd—Rh происходило в два этапа: ранний (более высокотемпературный) и поздний (низкотемпературный). К главным минералам раннего парагенезиса относятся изоферроплатина, тетраферроплатина, железистая платина. Все остальные установленные минералы, вероятно, относятся к низкотемпературному парагенезису, возникшему в результате взаимодействия ранних минералов ЭПГ с восстановленным флюидом, обогащенным S и As, а также Ni, Cu, Pd, Rh (Garuti et al., 2002; Пушкарев и др., 2007).
ВЫВОДЫ
Впервые среди минералов системы Os—Ir—Ru в хромититах Эргакского массива установлены металлический твердый раствор Cu—Ru—Os, сульфиды ЭПГ с никелем и железом (последние присутствуют в их составе как главные компоненты фаз), а также сульфоарсенид с высоким содержанием Rh (12.7 мас. %). В хромититах Калнинского массива выявлены лаурит и сульфоарсениды.
Отсутствие в хромититах Эргакского массива металлических твердых растворов системы Os—Ir—Ru при постоянном присутствии дисульфидов ряда лаурит—эрликманит указывает на высокое парциальное давление серы при формировании хромитовых руд и сингенетичных с ними минералов ЭПГ. Об этом же свидетельствует широкое развитие эргакских хромититов акцессорных сульфидов цветных металлов.
По химическому составу минералы ряда лаурит—эрликманит в хромититах обоих массивов в основном соответствуют лауриту с содержанием изоморфного осмия 2.0—5.5 мас. % (до 10.0 мас. %) при очень низком содержании иридия. С учетом экспериментов (Andrews, Brenan, 2002) это указывает на высокую температуру образования Ru—Os сульфидов (1200—1250 °С).
Отдельную подгруппу минералов ряда лаурит—эрликманит составляют мышьяксодержащие (As до 3.6 мас. %) разновидности с примесью платины (до 4.5 мас. %), Ni и Co. Основная особенность их химического состава заключается в том, что в лигандной группировке часть серы замещена мышьяком и, таким образом, эта подгруппа является переходной к достаточно распространенным сульфоарсенидным фазам.
Главным фактором образования платиноидной минерализации является флюидная мобилизация, способствовавшая концентрированию и отложению минералов ЭПГ. Процесс формирования ассоциации минералов ЭПГ происходил в несколько этапов. Наиболее ранними являются металлические твердые растворы Os—Ir—Ru системы и находящиеся с ними в равновесии, фракционирующие рутений дисульфиды ряда лаурит—эрликманит. Металлические твердые растворы Cu—Ru—Os, сульфиды систем Ru—Fe, Ru—Ni—Fe и сульфоарсениды ЭПГ образовались в результате изменения первичных минералов платиноидов при воздействии восстановленных флюидов мантийного происхождения, способствовавших ремобилизации и переотложению ЭПГ.
Об авторах
Алексей Николаевич Юричев
Томский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: juratur@sibmail.com
кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры петрографии, старший научный сотрудник лаборатории геохронологии и геодинамики
Россия, 634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 36Алексей Иванович Чернышов
Томский государственный университет
Email: aich@ggf.tsu.ru
доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой петрографии
Россия, 634050, Россия, Томск, пр. Ленина, 36Список литературы
- Волкова Н. И., Ступаков С. И., Бабин Г. А., Руднев С. Н., Монгуш А. А. Подвижность редких элементов при субдукционном метаморфизме (на примере глаукофановых сланцев Куртушибинского хребта, Западный Саян) // Геохимия. 2009. № 4. С. 401-414.
- Гурская Л. И., Смелова Л. В., Колбанцев Л. Р., Ляхницкая В. Д., Ляхницкий Ю. С., Шахова С. Н. Платиноиды хромитоносных массивов Полярного Урала. СПб.: ВСЕГЕИ, 2004. 306 с.
- Дистлер В. В., Крячко В. В., Юдовская М. А. Условия образования оруденения платиновых металлов в хромитовых рудах Кемпирсайского рудного поля // Геол. рудн. месторожд. 2003. Т. 45. № 1. С. 44-74.
- Додин Д. А., Ланда Э. А., Лазаренков В. Г. Платинометалльные месторождения мира. Т. 2. Платиносодержащие хромитовые и титаномагнетитовые месторождения. М.: Геоинформцентр, 2003. 409 с.
- Еханин Д. А. Геологическое строение и перспективы рудоносности Калнинского ультрабазитового массива // Разведка и охрана недр. 2010. № 9. С. 24-28.
- Забияка А. И. Верхнеамыльский хромитоносный район / Геология и полезные ископаемые Красноярского края. Вып. 9. Красноярск: КНИИГиМС, 2008. С. 193-205.
- Киселева О. Н., Жмодик С. М., Дамдинов Б. Б., Агафонов Л. В., Белянин Д. К. Состав и эволюция платинометальной минерализации в хромитовых рудах Ильчирского офиолитового комплекса (Оспино-Китойский и Харанурский массивы, Восточный Саян) // Геология и геофизика. 2014. Т. 55. № 2. С. 333-349.
- Кривенко А. П., Подлипский М. Ю., Кубышев А. И., Катанов С. Г. Перспективы хромитоносности и платиноносности гипербазитов Верхнеамыльского района в Западном Саяне / Минеральные ресурсы Красноярского края. Красноярск: РИЦ КНИИГиМС, 2002. С. 314-324.
- Кривенко А. П., Подлипский М. Ю., Агафонов Л. В. Рудная минерализация гипербазитов Эргакского массива и перспективы его хромитоносности / Состояние и освоение природных ресурсов Тувы и сопредельных регионов Центральной Азии. Геоэкология природной среды и общества. Вып. 8. Кызыл: ТувИКОПР СО РАН, 2005. С. 32-44.
- Лоскутов И. Ю., Чернышов А. И., Кичеева А. В. Связь химизма и рудоносности гипербазитов Калнинского массива (Западный Саян) // Вестник Томского гос. ун-та. 2015. № 400. C. 366-370.
- Малич К. Н., Баданина И. Ю, Кнауф В. В., Мейзел Т. Минералого-геохимические ассоциации платиноидов дунит-гарцбургитовых и клинопироксенит-дунитовых массивов // Труды ИГГ УрО РАН. 2013. Вып. 160. С 255-260.
- Осипенко А. Б., Сидоров Е. Г., Костоянов А. И., Толстых Н. Д. Хромититы гипербазитовых массивов п-ова Валижген, Корякия // Геол. рудн. месторожд. 2002. Т. 44. № 1. С. 77-92.
- Петрология и метаморфизм древних офиолитов (на примере Полярного Урала и Западного Саяна) / Под ред. В. С. Соболева и Н. Л. Добрецова. Новосибирск: Наука, 1977. 222 с.
- Подлипский М. Ю., Кривенко А. П. Платино-хромитовое оруденение в офиолитовых гипербазитах Западного Саяна / Платина России. Новые нетрадиционные типы месторождений и рудопроявлений платиносодержащего сырья. Т. 6. М., 2005. С. 100-109.
- Пушкарев Е. В., Аникина Е. В., Гарути Дж., Заккарини Ф. Хром-платиновое оруденение нижнетагильского типа на Урале: структурно-вещественная характеристика и проблема генезиса // Литосфера. 2007. № 3. С. 28-65.
- Сидоров Е. Г., Козлов А. П., Толстых Н. Д. Гальмоэнанский базит-гипербазитовый массив и его платиноносность. Москва: Научный мир, 2012. 288 с.
- Талхаммер Т. В. Ассоциации минералов платиновой группы в массивных хромитовых рудах Кемпирсайского офиолитового комплекса (Южный Урал) как проявление мантийного метасоматоза // ЗРМО. 1996. № 1. С. 25-36.
- Чернышов А. И., Юричев А. Н. Петроструктурная эволюция ультрамафитов Калнинского хромитоносного массива в Западном Саяне // Геотектоника. 2013. № 4. С. 31-46.
- Чернышов А. И., Кичеева А. В., Подлипский М. Ю. Петроструктурные неоднородности ультрамафитов Эргакского хромитоносного массива (Западный Саян) // ЗРМО. 2016. № 5. С. 25-38.
- Чернышов А. И., Лоскутов И. Ю., Кичеева А. В., Подлипский М. Ю. Потенциальная хромитоносность ультрамафитов Эргакского массива (северо-восток Западного Саяна) // Руды и металлы. 2018. № 1. C. 47-53.
- Юричев А. Н. Калнинский ультрамафитовый массив Западного Саяна: рудная минерализация и ее генетическая природа // Известия Томского политехнич. у-та. 2015. Т. 326. № 2. С. 61-69.
Дополнительные файлы
