УДК 542.2
ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАТИНО-МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ В ПРОЦЕСССЕ РАЗВИТИЯ ТРАППОВОГО МАГМАТИЗМА В НОРИЛЬСКОМ РАЙОНЕ
© 2011 г. Н. А. Криволуцкая
Институт геохимии и аналитической химии им. В.И.Вернадского РАН 119991, Москва, ул. Косыгина,19 Поступила в редакцию 07.05. 2010 г.
Статья посвящена одной из актуальных проблем образования уникальных Pt-Cu-Ni-месторожде-ний — определению времени внедрения рудоносных расплавов в процессе эволюции траппового магматизма в Норильском районе. Существующие современные модели формирования оруденения рассматривают становление рудоносных интрузивов либо в условиях закрытой (как продукт самостоятельного магматического импульса), либо в условиях открытой магматической системы, где интрузивы представляют собой части подводящих каналов для лав на поверхность. В обоих случаях важную роль для генетических построений играют состав исходной магмы, содержания в ней летучих компонентов, роль ассимиляции вмещающих пород в образовании руд и др. Взаимоотношения лав и интрузивов рассмотрены в статье на примере Южно-Масловского интрузива, который прорывает породы надеждинской свиты. Никаких геологических свидетельств связи лав с интрузивами не установлено. По геохимическим особенностям пород туфо-лавовой толщи (содержаниям Ti, отношениям Gd/Yb, La/Sm в породах и другим параметрам), полученным для разреза вулканитов на северном берегу оз. Лама, и Масловских интрузивных пород, продемонстрированы их существенные отличия. Сделан вывод об образовании норильский месторождений в результате внедрения самостоятельной порции магмы в посленижненадеждинское время. Состав расплава, определенный с помощью изучения магматических включений в оливинах, соответствовал толеитовому базальту повышенной магне-зиальности (до 7—8 мас. % MgO), с содержанием Н2О до 1 мас. %, Cl до 0.3 мас. % и был недосыщен серой. Флюидный режим траппового магматизма не имел аномальных черт — флюид имел водно-углекислый состав. Расплавы, сформировавшие рудоносные и безрудные массивы, были близки по концентрациям летучих компонентов. Распределение главных и редких элементов в породах в области контакта интрузива с породами нижней части надеждинской свиты, характеризующейся высокими по сравнению с габброидами отношениями (La/Sm)n (2.8—,..2.3 и 1.3...1.6) свидетельствует о том, что процесс контаминации исходным расплавом имел место либо в узкой (1 м) приконтактовой зоне, либо отсутствовал. Впервые полученные данные по составам изотопов стронция ((87Sr/86Sr)251 = = 0.7089) и свинца (206Pb/204Pb) = 20.877—24.528 в ангидритах подтверждают вывод о том, что ассимиляционные процессы не играли существенной роли в формировании пород и руд in situ. Исходя из составов пород рудоносных интрузивов, их изотопных характеристик, составов расплавных включений в оливинах, предполагается, что главным источником рудоносных магм служили породы нижней коры.
ВВЕДЕНИЕ
Магматические месторождения в ультрабазит-базитовых комплексах являются главными поставщиками металлов платиновой группы и никеля на мировой рынок. Существует два главных типа, как правило, разобщенные в природных объектах: существенно платиновые в крупных расслоенных плутонах (Бушвельд, Великая Дайка, Стиллуотер) и сульфидные медно-никелевые в разномасштабных массивах (Садбери, Войсис Бэй, Джинчуань). Исключение составляют месторождения Норильского района, в которых совмещены оба типа руд в пределах единого интрузивного тела — малосульфидный платиноносный и сульфидный медно-ни-
Адрес для переписки: Н.А. Криволуцкая. Е-mail: na-kriv@mail.ru
келевый, также обогащенный элементами платиновой группы.
Открытие в 60-ые годы Талнахского и Октябрьского месторождений в Восточной Сибири (Егоров, Суханова, 1963; Ваулин, Суханова, 1970) вывело Россию на первое место в мире по добыче никеля (в 2008 г. доля извлеченного из них никеля составила 17% от общей мировой годовой добычи, остальные страны дали не более 10% каждая) и на второе место — по добыче платиновых металлов (30% от общемирового производства ЭПГ; Бежанова, Кы-зина, 2009). Обнаружение уникальных руд не только изменило расстановку сил на мировом сырьевом рынке, но и принципиально сказалось на развитии теории магматического рудообразования. Впервые были открыты руды не в гигантских протерозойских ультрабазит-базитовых плутонах, а в подошве
маломощных (в среднем 0.2 км) силлообразных тел раннетриасового возраста. Находка Талнахских месторождений с гигантскими залежами массивных сульфидов (до 4 х 2 х до 0.05 км), поставила перед исследователями новые трудноразрешимые вопросы генезиса магматических руд. Такие месторождения представляют собой гигантские геохимические аномалии в земной коре (так, концентрации платиновых металлов в норильских рудах возрастают на 6—7 порядков по сравнению с их кларковыми значениями), механизмы формирования которых до сих пор вызывают дискуссии. Поскольку все рудоносные массивы расположены в пределах крупнейшей в мире Сибирской континентальной траппо-вой провинции, возник вопрос: не являются ли уникальные Р-Си-М-месторожждения закономерным итогом развития любых крупных магматических систем? Таким образом, перспектива обнаружения подобных объектов в других провинциях мира (Деканской, Парана, долеритах Кару и др.) во многом зависит от решения ряда проблем норильской геологии.
Вопросы формирования ультрабазит-базитовых массивов и связанных с ними руд в Норильском районе решались многими исследователями (Годлевский, 1959; Золотухин и др., 1986; Гриненко, 1984; Лихачев, 19961,2, 2006; МаЫгей, 1992, 2009), некоторые из них требуют дальнейшего рассмотрения. В настоящей статье на базе нового фактического материала, позволяющего по-новому взглянуть на образование уникальных норильских руд, анализируются ключевые проблемы их генезиса.
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ
НОРИЛЬСКОГО РАЙОНА И ПРОБЛЕМЫ
ГЕНЕЗИСА Р1-Си-№-МЕСТО РОЖДЕНИЙ
Норильский рудный район расположен на севере Сибирской платформы и детально охарактеризован в ряде работ (Дюжиков и др., 1988; Рябов и др., 2001). На западе и севере он ограничивается Енисейским и Енисейско-Хатангским прогибами, а на востоке — Тунгусской синеклизой (фиг 1). В тектоническом отношении он образует самостоятельный блок с повышенной мощностью континентальной коры, состоящей из кристаллического фундамента и осадочно-вулканогенного платформенного чехла. В пределах района выделяются основные структуры (фиг. 1): Хантайско-Рыбнинский и Дудинский валы, сложенные осадочными отложениями нижнего и среднего палеозоя, а также Тунгусская синеклиза и Норильско-Хараелахский прогиб (состоящий из Норильской, Хараелахской и Иконской мульд), на современной денудационной поверхности которых обнажаются терригенно-осадочные породы тунгусской серии (С2—Р1) и многочисленные потоки базальтов (Р2—Т1) (Дюжиков и др., 1988).
Вулканогенная толща подразделяется на 11 свит (снизу вверх), среди которых выделяются: высокотитанистые (ТЮ2 > 2—3 мас. %, субщелочные и
пикритовые базальты) — ивакинская, сывермин-ская, гудчихинская — и низкотитанистые (ТЮ2 < < 1 мас. %, толеитовые базальты) — хаканчанская, туклонская, надеждинская, моронговская, мокула-евская, хараелахская, кумгинская и самоедская (Геологическая карта ..., 1994). Ультрабазит-базито-вые интрузивы представляют собой преимущественно пологозалегающие тела, субсогласные с залеганием терригенно-осадочных и вулканических вмещающих пород. Они объединены в несколько комплексов. К норильскому рудоносному комплексу отнесены дифференцированные (со средневзвешенным содержанием М§О = 10—12 мас. %) и минерализованные в разной степени массивы. Три хонолитоподобных тела (до 12 км протяженностью, шириной до 2—4 км и мощностью от 20— 50 до 350 м) — Норильск 1, Талнахский и Хараелах-ский — содержат уникальные по запасам руды. В их внутреннем строении снизу вверх выделяются габ-бро-долериты: контактовые, такситовые, пикрито-вые, оливиновые и оливинсодержащие, безоливи-новые, верхние такситовые, верхние пикритовые (спорадически), верхние контактовые, а также лей-когаббро и габбо-диориты. Вкрапленные и про-жилково-вкрапленные руды приурочены к области контакта массивов с вмещающими породами (Годлевский, 1959; Лихачев, 19961, 2, 2006; ЫкЪасИеу, 1994; Генкин и др., 1981; Дистлер и др., 1988 и т.д.).
Экстраординарной особенностью месторождений Норильского района является несоответствие мощности интрузивов и связанных с ними руд, составляющих до 15 об. % (Лихачев, 19961). 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. Специфической чертой норильских месторождений является и наличие мощных метаморфических и метасоматических ореолов вокруг интрузивов, превышающих мощность самих интрузивных пород.
Создание реалистичной модели образования норильских месторождений требует интерпретации указанных выше особенностей их геологического строения. Предлагаются различные гипотезы формирования, подразумевающие магматическую, метасоматичесую, трансмагматическую их природу. Магматические концепции существенно отличаются между собой по отношению к роли той магматической системы, в продуктах которой локализованы руды. Часть исследователей придает ей решающее значение, предполагая внедрение самостоятельной порции исходного пикритового расплава, обогащенного летучими и рудными компонентами (Годлевский, 1959; Золотухин и др., 1986; Лихачев, 2006; Генкин и др., 1981; Дюжиков и др., 1988; Дистлер и др., 1988, Зотов, 1989; Рябов и др., 2000). Другие авторы полагают, что состав магм
0 20 км
1_I_I
70° с.ш.
С
V
II
Q
Q
IV
III
03
£ ■х о
Б
Q ^
4
6
7
Фиг. 1. Геологическая карта Норильского района (по Струнин и др., 1994; с изменениями).
1—7 — стратифицированные отложения: 1 — четвертичные (0), 2—7 — туфо-лавовые породы трапповой формации нижнего триаса, свиты: 2 — кумгинская- самоедская, 3 — хараелахская, 4 — мокулаевская, 5 — моронговская, 6 — хаканчанская-на-деждинская, 7 — ивакинс
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.