ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2015, том 57, № 5, с. 445-476
УДК 553.4+552.16+549.0(454)
ГЕНЕТИЧЕСКАЯ МИНЕРАЛОГИЯ Р^ Р^ Аи, ИЬ В НОРИЛЬСКИХ СУЛЬФИДНЫХ РУДАХ
© 2015 г. Э. М. Спиридонов*, |Э. А. Кулагов**, А. А. Серова*, И. М. Куликова***, Н. Н. Коротаева*, Е. В. Середа****, И. Н. Тушенцова****, С. Н. Беляков**, Н. Н. Жуков*
*Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119991, Москва, ГСП-81, Воробьевы горы **Норильский ГМК им. А.П. Завенягина 663310, Норильск, пл. Гвардейская, д. 2 ***Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов 121357, Москва, ул. Вересаева, д. 15 ****Норильскгеология 663300, Норильск, ООО "Норильскгеология", промзона, д. 1 Поступила в редакцию 26.01.2014 г.
Недеформированные рудоносные интрузивы Норильского рудного поля (НРП) пересекли смятые в брахисинклинали вулканиты трапповой формации Р2—Т1. Из-за неравномерной нагрузки на кровлю интрузивов большая часть сульфидных расплавов оказалась выжата в головную часть рудоносных интрузивов, причем более легкоплавкие №—Ре—Си-сульфидные расплавы выжаты почти целиком. По мнению авторов, в норильских месторождениях проявлен не один, а два этапа минерализации: синтрапповый магматогенный и эпигенетичный посттрапповый метаморфогенно-гид-ротермальный. Все минералы элементов группы платины (МПГ) и минералы золота в норильских рудах — метасоматические образования, заместившие сульфидные твердые растворы и структуры их распада. Все типы МПГ и минералов золота развиты в рудах от пирротиновых до халькопиритовых, талнахитовых, моихукитовых, богатых галенитом; эндоконтактовых и экзоконтактовых; изменчивы лишь их количественные соотношения. Ареалы развития МПГ и минералов Аи—А шире контуров тел сульфидов и совпадают с ореолами флюидного воздействия около тел сульфидов. Размер пневматолитовых МПГ и минералов Au—Ag коррелирует с масштабом тел сульфидов. Их количества максимальны в жилах поздних легкоплавких руд — эвтектических срастаний сульфидных твердых растворов РЬБбб и и в их экзоконтактах. Содержания Рё и Р1 в эвтектических сульфидных рудах НРП наиболее высокие в мире. При формировании минералов благородных металлов флюидами были привнесены Рё, Р^ Аи, Аз, БЬ, Бп, В1, часть Те; а Ре, N1, Си, РЬ, Ag, КЬ, часть Те и Рё были заимствованы из замещенных сульфидных минералов. Пневматолитовые МПГ ранней стадии — интерметаллиды Рё и Р^ обогащенные Аи, твердые растворы Рё—Р1—Ре—N1—Си—Бп— РЬ(Аб) и (Рё,Р1,Аи)(Бп,БЬ,В1,Те,Аз). Пневматолитовые МПГ и минералы Аи средней стадии — продукты твердофазных превращений и перекристаллизации ранних МПГ и новообразованные: БЬ-паоло-вит, инсизваит—геверсит—масловит, нигглиит, тетраферроплатина, рустенбургит-атокит—звягин-цевит, мончеит, маякит, плюмбопалладинит, полярит в ассоциации с алтаитом. Поздние образования средней стадии — станнопалладинит, татьянаит—таймырит, Ag—Pd—Pt-тетрааурикуприд и куп-роаурид. МПГ и минералы Au—Ag поздней стадии: соболевскит—садбериит—котульскит, масловит— майчнерит, бедный БЬ паоловит, гессит, кабриит, минералы Au—Ag с пробностью 870—003, фрудит, без БЬ-инсизваит, без В1-геверсит, без БЬ-нигглиит. Электрум и кюстелит в агрегатах МПГ не зональные. Кристаллы минералов Au—Ag, наросшие на агрегаты МПГ, плавно зональные; их зональность прямая (края кристаллов обогащены Ag), обратная, осцилляционная, сложная. Несмотря на благоприятные условия отжига, в минералах Au—Ag норильских руд структуры распада отсутствуют. Самый поздний из пневматолитовых МПГ — сперрилит слагает метакристаллы до 14 см. Сперрилит, заместивший богатые БЬ минералы, содержит до 11 мас. % БЬ. Пневматолитовые минералы благородных металлов возникли при воздействии флюидов, выделившихся при кристаллизации сульфидных расплавов, в резко восстановительной обстановке, при крайне низкой /$2 и снижающейся Т от «450 до «350°С. В участках рудных тел, захваченных низкоградным метаморфизмом, развита метаморфогенно-гидротермальная минерализация Ag (серебро, Н^-серебро, сульфиды и селениды, твердые растворы халькопирит—ленаит, аргентопентландит), Рё (высоцкит, палладоарсенид, вин-сентит, Ag-паоловит (не содержит БЬ), малышевит, палладий), Р1 (хараелахит, куперит, платина).
БО1: 10.7868/80016777015050068
446
Ск^адОЧОВ и др.
ВВЕДЕНИЕ
Элементы группы платины (ЭПГ) охотно растворяются в металлических и близких к ним по свойствам сульфидных расплавах. По этой причине история ЭПГ в гипербазит-базитовых магматических системах малосульфидных и богатых сульфидами принципиально различна. Богатые сульфидами магматические системы мантийного происхождения (например, норильские) на порядки богаче ЭПГ, чем богатые сульфидами магматические системы корового происхождения (например, Садбери). ЭПГ при повышенных температурах — типичные халькофилы, имеют очень большое сродство с 8, Аз, Те, 8Ъ, Б1, 8п. Стандартный тренд благородных металлов в высокотемпературных эндогенных процессах: Яи (+8) ^ Оз (+8) ^ 1г (+8) ^ ЯИ (+8) ^ Р + Аи + + А§ (±8, Аз) ^ Рё + Аи + А§ (+8, Аз, 8Ъ, Б1, Те, 8п, РЪ) ^ Аи + Рё + А§ (±8, Аз, 8Ъ, Б1, Те, 8п, РЪ).
Одними из замечательных образований траппо-вой формации Восточно-Сибирской платформы являются месторождения Норильского рудного поля, которые содержат большую часть мировых запасов Рё и заметную часть запасов Р1. Их изучали В.К. Котульский, М.Н. Годлевский, Н.С. Зонтов, В.А. Маслов, В.В. Золотухин, Э.А. Кулагов, В.К. Степанов, Д.М. Туровцев, А.Д. Генкин, В.В. Рябов, В.А. Люлько, Ю.Н. Амосов, О.Н. Симонов,
A.Д. Налдретт, А.А. Филимонова, С.Ф. Служени-кин, ТЛ. Евстигнеева, В.В. Дистлер, ГА. Митенков,
B.М. Изоитко, Н.А. Криволуцкая, А.В.Тарасов, А.М. Карпенков, В.А. Коваленкер, авторы и другие геологи.
Несмотря на то что изучению ЯИ—А§—Аи—Р1— Рё-минерализации НРП посвящены многочисленные исследования (Звягинцев, 1940; Искюль, 1940; Масленицкий и др., 1947; Михеев и др., 1961; Генкин, Звягинцев, 1962; Генкин и др., 1966, 1974, 1981, 1985; Генкин, 1968; Журавлев и др., 1968; Кулагов, 1968; Евстигнеева и др., 1975; Бегизов, Служеникин, 1976; Бегизов, 1977; Кулагов и др., 1978; Коваленкер и др., 19791; Евстигнеева, 1980; Бегизов и др., 1981; ЕузИ§пееуа, Genkin, 1983; Евстигнеева, Генкин, 1990; Евстигнеева и др., 1990; Служеникин и др., 1994; Изоитко, 1997; Митенков и др., 1997; Дистлер и др., 1999; Багкоу гг а1, 2000а, Ъ; Спиридонов и др., 2003-2013; МаЫгеИ, 2004; 8ршёопоу, 2004; Ууша2а1оуа гга1, 2009; Спиридонов, 2010; Клуо1и1зкауа гг а1, 2011; 8ршёопоу гг а1, 2014; 81шкеткт, МокИоу, 2015; и др.), мы только начинаем понимать весьма непростую историю формирования минералов благородных металлов норильских руд. Большинство геологов считали и считают МПГ продуктами магматиче-ской-позднемагматической кристаллизации. Однако уже А.Д. Генкин, а затем и Т. Л. Евстигнеева
A^œ для переписки: Э.Ы. Спиридонов. E-mail: ernstspiri-don@gmail.com
установили, что часть выделений МПГ — типичные метакристаллы, т.е. продукты твердофазных замещений. Наши наблюдения показали, что вся масса МПГ норильских руд является метасомати-ческими образованиями, которые замещали не только высокотемпературные сульфидные твердые растворы, но и продукты их отжига и распада. А.Д. Генкин и О.Е. Звягинцев установили, что некоторые МПГ (высоцкит) ассоциируют с гидротермальными минералами (актинолит) и, вероятно, возникли за счет вещества замещенных сульфидов (палладия из пентландита). В дальнейшем Т. Л. Евстигнеева выявила парагенезисы некоторых МПГ с образованиями "серпентинового этапа". Считалось, что это гидротермалиты, производные трапповой формации. По мнению авторов данной работы, в норильских месторождениях проявлен не один, а два этапа минерализации: 1) синтрапповый магматогенный до пневматоли-тового и 2) эпигенетичный посттрапповый мета-морфогенно-гидротермальный.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Изучены многие сотни собранных нами образцов сплошных, вкрапленных ("капельники" и др.), "мандельштейновых", импреньяционных руд, вплоть до мало- и убогосульфидных из подземных выработок всех действующих шахт и карьеров НРП, ряда поисковых и разведочных скважин, в интервале глубин от поверхности (рудник им. Морозова) до —1600 м; многие десятки образцов из коллекций ГРО рудников Октябрьский, Таймырский, Комсомольский, Маяк, Заполярный. Целенаправленный поиск минералов благородных металлов осуществлен путем массовой распиловки крупных штуфов руд. Достаточно детально изучены горные породы, вмещающие сульфидные и малосульфидные рудные залежи, продукты низкоградного метаморфизма тех и других. Сравнительный материал по метабазитам трапповой формации получен для Норильского региона на удалении до 200 км от НРП.
Изотопный анализ Pb в галените, алтаите, ин-терметаллидах палладия для 8 образцов сульфидных руд и для 6 образцов галенита карбонатных жил выполнил В.Н. Голубев в ИГЕМ РАН по методике, описанной в работе И.В. Чернышева, А.В. Чугаева и К.Н. Шатагина "МС-1СР-масс-спектрометрия и перспективы изучения малых вариаций изотопного состава свинца" (Чернышев и др., 2004). Работа основана на результатах исследования микропроб 2—10 мкм3 конкретных минералов Pb. Изотопный анализ выполнен на многоколлекторном спектрометре с индуктивно-связанной плазмой MC-ICP-MS Neptune Thermo Finnigan (Германия). Извлеченный из аншлифов препарат растворялся в концентрированной HNO3, раствор высушивался, сухой остаток пере-
водился в раствор 3% HNOз с концентрацией Т1 около 20 нг/г. Концентрация РЬ в реактивах Н20 и HNO3 не превышала 10 пг/мл. Калибровка усилителей проводилась в начале каждой измерительной сессии. Все анализы выполнены в статическом режиме. Изотопный анализ включал в себя регистрацию 30 масс-спектров. Коррекция измеряемых изотопных отношений 206РЬ/204РЬ, 207РЬ/204РЬ и 208РЬ/204РЬ на масс-дискриминацию осуществлена с помощью их нормирования по отношению 205Т1/203Т1. Коррекция интерференции массовой линии 204Щ+ на 204РЬ+ проведена по интенсивности 202Щ+, которая регистрировалась одновременно с изотопами РЬ. Вклад интенсивности 204Щ+ в общую погрешность измерения отношений 208РЬ/204РЬ, 206РЬ/204РЬ и 207РЬ/204РЬ — менее 0.001. Полные 2ст-погрешности измерени
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.