КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ
ИЗОТОПНЫМ СОСТАВ СВИНЦА ГАЛЕНИТА, АЛТАИТА И ИНТЕРМЕТАЛЛИДОВ ПАЛЛАДИЯ НОРИЛЬСКИХ СУЛЬФИДНЫХ РУД
© 2010 г. Э. М. Спиридонов*, В. Н. Голубев**, Ю. Д. Гриценко*
* Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова Геологический факультет 119991, Москва, ГСП-1, Воробьевы горы, МГУ, e-mail: mineral@geol.msu.ru ** Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН 119017, Москва, Старомонетный пер., 35, e-mail: golub@igem.ru Поступила в редакцию 18.11.2008 г.
Сульфидные Co—Ni—Cu руды Норильского рудного поля в течение ряда лет представляют собой объект специальных изотопно-геохимических исследований. Одно из основных направлений этих исследований — расшифровка генетических связей процессов рудообразования и магматизма на основе данных по изотопии свинца. Изучение изотопного состава свинца сульфидов в предыдущие годы [1—3] проводилось традиционным термоионизационным методом (TIMS) и почти исключительно по валовым (многокомпонентным) пробам. Настоящая работа основана на результатах исследования локальных микропроб (2—10 мкм3) конкретных Pb-содер-жащих минералов методом многоколлекторной ICP-масс-спектрометрии с нормированием по 205Tl/203Tl. Использование этого метода позволило примерно в 5 раз по сравнению с традиционным методом TIMS снизить погрешность изотопных отношений. В работе проведен сопоставительный анализ полученных свинцово-изотопных характеристик разновозрастных свинецсодержащих минералов и рудовмещающих магматических пород.
Изотопный анализ выполнялся на многоколлекторном масс-спектрометре с индуктивно-связанной плазмой MC-ICP-MS Neptune (Ther-moFinnigan, Германия) в ИГЕМ РАН по методике, описанной в [4]. Извлеченный из аншлифов препарат растворялся в концентрированной HNO3, раствор высушивался, а сухой остаток переводился в раствор 3% HNO3 с концентрацией Tl около 20 нг/г. Концентрация Pb в реактивах H2O 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 206Pb/204Pb, 207Pb/204Pb и 208Pb/204Pb на масс-дискриминацию осуществлена с помощью их нормирования по отношению 205Tl/203Tl. За счет более полного учета эффекта масс-дискриминации изотопов Pb существенно снижена по сравнению с
методом TIMS погрешность изотопных отношений. Коррекция интерференции массовой линии 204Hg+ на 204Pb+ проведена по интенсивности 202Hg+, которая регистрировалась одновременно с изотопами Pb. Вклад интенсивности 204Hg+ в общую погрешность измерения отношений 208Pb/204Pb, 206Pb/204Pb и 207Pb/204Pb - менее 0.001. Полные 2а погрешности воспроизводимости измерения отношений следующие: 208Pb/204Pb - 0.024; 207Pb/204Pb -0.022; 206Pb/204Pb - 0.022; 207Pb/206Pb - 0.004; 208Pb/206Pb - 0.010. Использование метода MC-ICP-MS позволило фиксировать вариации изотопных отношений Pb на уровне 0.02 - 0.03%.
Определения содержаний Rb и Sr в апофиллите и кальците проведены методом изотопного разбавления с использованием смешанного трассера 85Rb-84Sr; изотопные отношения измерены на масс-спектрометре Sector 54 фирмы Micromass; работа прибора контролировалась измерениями международного стандарта стронция SRM 987; изотопный состав стронция нормирован по 86Sr/88Sr = 0.1194.
Норильское рудное поле сульфидных Co-Ni-Cu руд заключает ~75% мировых запасов Pd и ~15% запасов Pt. Рудное поле включает Норильский рудный узел (на юго-западе рудного поля) и Талнах-ский рудный узел (на северо-востоке рудного поля, между ними 25-30 км) (рис. 1). Ниже для краткости они именуются Норильским и Талнахским месторождениями. Рудное поле размещено в плитном чехле древней Восточно-Сибирской платформы, в зоне краевых дислокаций. Плитный чехол образуют ангидрит-карбонатно-терригенные толщи V-C (~7 км), угленосная карбонатно-терригенная толща C-P (до 1 км), платобазальты P2-T1 (до 4 км). Пла-тобазальты сопровождаются серией интрузивов и даек долеритов и габбро-долеритов. Месторождения сопряжены с Норильскими, Талнахским и Таймырским (Хараелахским) интрузивами оливиновых габ-бро-долеритов-пикритов-троктолитов-анортози-тов-габбро-диоритов [5-9], которые пересекли
867
6*
Рис. 1. Схема геологического строение Норильского района (со снятыми М^—^ отложениями). 1 — Трапповая формация Р2—Т1, платобазальты; 2 — Тунгусская угленосная серия С2-Р2; 3 — Осадочные породы Я—С^ 4 — Рудоносные интрузивы габбро-долеритов; 5 — Разрывы. Штриховая линия — граница Восточно-Сибирской платформы.
плитный чехол вплоть до низов толщи платобазаль-тов. Рудоносные интрузивы — протяженные корытообразные тела, секущие под небольшими углами породы: рамы. Норильские внедрились в Норильскую брахисинклиналь с ЮЗ (почти от границы платформы) на СВ. Талнахский и Таймырский внедрились в Хараелахскую брахисинклиналь с СВ (почти от границы платформы) на ЮЗ [6, 10]. Магма рудоносных
интрузивов была насыщена флюидами, поэтому вокруг них развиты широкие ореолы роговиков, обильны магнезиальные скарны [11]. Магматические сульфиды слагают вкрапленность в рудоносных интрузивах, залежи, жилы и импренгнация обычно в нижнем эндоконтакте этих интрузивов и в подстилающих роговиках. Возраст образований трапповой формации определен Ar/Ar методом по плагиоклазу
платобазальтов (от высоко титанистых щелочных оливиновых до преобладающих низко титанистых толеитовых) и биотиту интрузивных пород, U-Pb методом по циркону и бадделеиту пород рудоносных интрузивов, Re/Os методом по сульфидным рудам — 251 ± 3 млн. лет [12-14].
Первичные руды слагают моноклинный и промежуточные пирротины, кубанит, троилит, халькопирит, пентландит, талнахит, моихукит, путора-нит, — продукты превращений твердых растворов Mss и Iss, кристаллизовавшихся из Fe—Cu—Ni—S расплавов [5, 7—9, 11, 13, 15—17], и магнетит. В залежах этих руд развиты гнезда и жилы графических срастаний Iss и галенитового твердого раствора Pb-Sss (рис. 2), продуктов кристаллизации Fe-Cu-Pb-S расплавов [18]. PbSss превратился в матрицу галенита с ламеллями распада алтаита PbTe. Особенности такого галенита — повышенные содержания Te, его состав
ОТВечает (Pb0.994Bi0.005Ag0.005)1.004(S0.973Se0.005Te0.018)0.996 и (Pb0.987Bi0.006Ag0.006)0.999(S0.985Se0.003Sb0.001 Te0.012)1.001
(табл. 1, обр. 1—2).
При послемагматической флюидной переработке локально произошла частичная перекристаллизация первичных руд, возникли метакри-сталлы минералов Pd, Pt, Au, Ag [7, 18—20], галенит без телец распада алтаита, алтаит, петцит. Состав пневматолитового галенита отвечает
(Pb0.997Bi0.001Ag0.001)0.999(S0.988Se0.004As0.001Te0.008)1.001 и (Pb1.000Bi0.002Ag0.001)1.003 (S0.984Se0.005Sb0.001As0.001Te0.006)0.997
(табл. 1, обр. 3—4). Состав пневматолитового алтаита отвечает (Pb0.99Au0.01MTe0.98Sb0.01Se0.01)! и (Pb0.99Ag0.01)1(Te0.98Sb0.01Se0.01)1 (табл. 2, обр. 5—6). Из пневматолитовых минералов широко распространены интерметаллиды палладия, которые иногда слагают гнезда размером до нескольких см; для изотопного анализа свинца выбраны по одному такому гнезду из руд Талнахского (рис. 3, обр. 7) и Нориль-
Рис. 2. Графические срастания 188 (превращен в халькопирит + кубанит + пентландит) (темное) и РЪ888 (превращен в галенит с тонкими ламелями алтаита) (светлое). Образец 1. Фотография в отраженных электронах.
ского месторождений (рис. 4, обр. 8). Химический состав слагающих их минералов дан в табл. 2. В тал-нахских рудах это полярит состава
(Pd1.96Au0.02Cu0.02Ni0.01Fe0.02)2.03(PЪ0.97Bi0.94Sn0.03Te0.06)1.97,
станнопалладинит состава
(Р^4.81Р0.17)4.98(Си0.95^Ъ.01^е0.04)1(^П1.66РЪ0.23В0.04^Ъ0.09)2.02
и плюмбопалладинит состава (Рй2.92Р10.01Си0.08Ре0.02)303 (РЪ1.628п0.17В]0.^Ъ0.0зТе0ША50.02)1.97. В норильских рудах это свинцовистый атокит состава
(Р^.10Р0.83А%03Си0.04^0.01)3.01(^П0.87РЪ0.12)0.99 и звя-
гинцевит состава ^2.91Аи0.03Си0.02^.01ре0.01)2.98
(РЪ1.01В1с.01)1 .02
Таблица 1. Химический состав галенита магматических сульфидных руд (№ 1—4) и кальцитовых жил Норильского рудного поля (№ 9—12) (мас. %), для которых выполнен изотопный анализ свинца
Элемент 1 2 3 4 9 10 12ц
Pb 85.19 85.34 85.35 85.53 85.45 86.89 85.45
Bi 0.47 0.50 0.10 0.14 — — —
Ag 0.24 0.28 0.03 0.03 — — —
Sb следы 0.05 следы 0.04 — — —
As следы следы 0.04 0.03 следы следы следы
Cd — — — — 0.07 0.21 0.14
Hg — — — — 0.23 следы следы
S 12.91 13.18 13.08 13.02 13.01 13.29 12.79
Se 0.15 0.11 0.13 0.15 0.37 0.55 1.05
Te 0.95 0.64 0.44 0.35 0.13 следы следы
сумма 99.91 100.10 99.17 99.29 99.29 100.94 99.43
Примечание. Электронный микрозонд Camebax, анал. И.М. Куликова.
Таблица 2. Химический состав алтаита и интерметаллидов палладия Норильского рудного поля (мас. %), для которых выполнен изотопный анализ свинца
Элемент Алтаит Алтаит Полярит Станно-палладинит Плюмбо-палладинит Атокит Звягинцевит
5 6 7 7 7 8 8
Рё следы следы 33.72 58.45 43.38 42.12 59.34
Рг следы следы 0.22 3.72 0.43 30.36 следы
Ли 0.30 0.10 0.51 0.14 следы 0.96 1.32
Ag 0.01 0.13 - - - - -
Си следы следы 0.23 6.88 0.70 0.50 0.26
N1 - - 0.12 0.10 следы 0.07 0.09
Бе - - 0.21 0.26 0.13 0.03 0.12
РЪ 61.47 62.08 32.45 5.60 47.00 4.68 40.13
Яп следы следы 0.58 22.43 2.88 19.42 0.08
В1 0.11 0.12 31.72 0.78 3.38 0.15 0.28
ЯЪ 0.28 0.33 следы 1.29 0.48 0.02 следы
Те 37.57 38.06 0.50 следы 0.13 0.02 следы
Л5 следы следы следы 0.04 0.23 0.05 0.01
Яе 0.06 0.04 следы следы следы следы следы
Я 0.10 0.10 - - - - -
сумма 99.90 100.96 100.26 99.69 98.73 99.38 101.63
Примечание. Электронный микрозонд СашеЪах, анал. И.М. Куликова. КЬ, Щ — не обнаружены.
Проявления послетраппового регионального низко-градного метаморфизма. На всей территории Восточно-Сибирской платформы установлены признаки проявления нескольких этапов регионального низ-коградного метаморфизма (НГМ). В зоне краевых дислокаций развито множество разломов разного масштаба от трансрегиональных до волосовидных зон трещиноватости. Вдоль них магматиты и руды трапповой формации и породы подтрапповых толщ в различной степени замещены средне-низкотемпературным
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.