ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 439, № 4, с. 504-507
= ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.2; 552.11.31
ПАРАГЕНЕЗИСЫ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ В ИНТРУЗИВНЫХ ТРАППАХ ЗАПАДНОГО СЕКТОРА СИБИРСКОЙ ПЛАТФОРМЫ © 2011 г. Ю. Р. Васильев, М. П. Мазуров, В. Г. Цимбалист, А. В. Шихова
Представлено академиком Н.В. Соболевым 20.01.2011 г. Поступило 11.04.2011 г.
Для западного сектора Сибирской платформы, занимающего обширную территорию междуречья Подкаменной и Нижней Тунгусок, характерно широкое развитие пермо-триасового трап-пового магматизма, среди фаций которого явно преобладает интрузивная [1, 2]. Впервые на многообразие траппов в этом районе обратил внимание В.С. Соболев [3]. В дальнейшем здесь были выявлены высокомагнезиальные дифференцированные интрузии и проявления сульфидных мед-но-никелевых руд. Эта часть западного сектора платформы была выделена нами в самостоятельную Средне-Енисейскую провинцию магнезиальных базитов (рис. 1) [4]. По геологическому строению и ряду признаков она имеет сходство с Норильско -Хараелахской рудной провинцией, что предполагает ее перспективность в отношении платионоидов и медно-никелевого орудене-ния [5, 6].
Цель данной работы — дать обобщенную характеристику парагенезисов рудных минералов, возникающих в процессе эволюции магнезиального базитового расплава, формирующего дифференцированные трапповые интрузии в западном секторе Сибирской платформы.
Большое разнообразие позднемагматической и гидротермальной рудной минерализации в интрузивных траппах, достигающей высоких содержаний, установлено в керне многочисленных скважин, коренных обнажениях и рудных валунах. Так, в аллювии р. Подкаменная Тунгуска А.П. Бронниковым впервые найден обломок массивной сульфидной руды норильского типа [7]. Позднее здесь же обнаружены валуны (диаметром до 25 см) с прожилковым и вкрапленным сульфидным оруденением
В интрузивных траппах рассматриваемого района имеется все структурно-морфологическое
Институт геологии и минералогии им. В.С. Соболева Сибирского отделения Российской Академии наук, Новосибирск
разнообразие оксидов железа и титана, свойственное толеитовым магмам, кристаллизующимся в субвулканической фации [8]. Распределение оксидной и сульфидной минерализации в пределах интрузивных залежей зависит от размеров вертикальных сечений тел и динамики охлаждения магматических камер. Тонкораспыленная вкрапленность оксидов краевой части силлов, рассеянная в афанитовой силикатной массе, сменяется зоной скелетной кристаллизации, где пре-
в.д. 114°
км
100 0 100 200300400
I_I_I_I_I_I
Рис. 1. Схема геологического строения западного сектора Сибирской платформы. 1 — граница Сибирской платформы; 2 — граница Тунгусской синеклизы; 3—5 — поля преимущественного развития эффузивной (3), эксплозивной (4) и интрузивной (5) фаций траппового магматизма; 6 — территория Средне-Енисейской провинции магнезиальных траппов.
ПАРАГЕНЕЗИСЫ РУДНЫХ МИНЕРАЛОВ
505
Рис. 3. Строение рудного гнезда в оливиновом доле-рите. 1 — пентландит, 2 — пирротин, 3 — ульвошпи-нель, 4 — апатит, 5 — халькопирит, 6 — плагиоклаз, 7— авгит, 8 — оливин.
Рис. 2. Микротекстура рудного вкрапленника в пик-родолерите. Здесь и на рис. 3 и 4 изображения получены в режиме обратных электронов на сканирующем электронном микроскопе LEO1430VP, снабженном энергодисперсионной приставкой OXFORD в Аналитическом центре ИГМ СО РАН (оператор А.Т. Титов). 1 — ульвошпинель, 2 — халькопирит, 3 — пентландит, 4 — виоларит, 5 — оливин, 6 — авгит, 7 — полевые шпаты.
обладают ромбоэдрические дендриты ильменита и кубооктаэдрические агрегаты титаномагнетита. Дальше от контакта они сменяются каркасными и футлярными кристаллами, сочетаниями ортогональных и неправильных крестообразных реберных пучков. В участках полнокристаллической равномернозернистой структуры размер вкрапленников оксидов увеличивается, их облик становится изометричным. Участки пород, обогащенные оксидами и сульфидами, приобретают сидеронитовое строение.
В большинстве силлов мощностью в первые десятки метров наблюдается совмещение оксидов железа и сульфидов магматической стадии. В закаленных краевых частях долеритов они образуют совместную вкрапленность с явным преобладанием оксидов. С удалением от контакта наблюдается пятнисто-вкрапленное строение, укрупнение и изменение количества оксидов и сульфидов в гнездах. Обе эти группы минералов представлены продуктами распада твердых растворов систем Fe—Т1—О и Fe—N1—Си—8. Часть ранних глобулей твердых растворов сульфидов включена в оксиды, а часть прилегает к более идиоморфным зернам оксидов и силикатов. Такое строение свидетельствует о высоком содержании серы в исходном расплаве и перспективности подобных интрузий на крупные скопления сульфидных медно-никелевых руд и платиноидов [9, 10]. Именно такие текстуры характерны для рудоносных интрузивов норильского района и были обнаружены нами в гнездах и линзах в приподош-венных частях некоторых интрузивных тел.
Кроме интерстиционной вкрапленности, образующей иногда довольно крупные линзовид-ные скопления, в меланократовых дифференциа-тах интрузий встречаются также округлые и овально-уплощенные сульфидные вкрапленники различной размерности (до 1.5 см). Типичная микротекстура рудного вкрапленника приведена на рис. 2: зерна ульвошпинели, халькопирита, пентландита, псевдоморфно замещенного виола-ритом, размещаются среди полнокристаллической оливин—авгит—полевошпатовой массы. Идиоморфные зерна оливина находятся как среди рудных минералов, так и в ойкокристах авгита, т.е. он кристаллизуется раньше всех, присутствуя в обеих — оксидно-сульфидной и силикатной фракциях. К числу минералов ранней парагене-тической ассоциации относится и хлорапатит, идиоморфные зерна которого содержат включения моносульфидного твердого раствора. На рис. 3 рудное гнездо содержит пентландит, пирротин, ульвошпинель, апатит, халькопирит; оно окружено плагиоклазом, авгитом и граничит с идио-морфным зерном оливина. Тесные срастания хлорапатита с сульфидами свидетельствуют об обогащенности рудной фракции хлором, фосфором и серой — элементами, способствующими процессу ликвации первичного расплава.
В участках, затронутых автометасоматически-ми преобразованиями, рудные гнезда магматической стадии окаймляются хлоритом, серпентином, альбитом, калишпатом, нередко обрастают гидротермальным халькопиритом, пиритом. По границам и внутри зерен первичных сульфидов образуются валлериит, виоларит, миллерит и другие минералы. Очертания границ минералов становятся зазубренными, неровными. Вторичные силикаты проникают в сульфидную массу, лока-
506
ВАСИЛЬЕВ и др.
Рис. 4. Строение рудного гнезда в измененном оливи-новом долерите. 1 — халькопирит, 2 — пентландит, 3 — пирротин, 4 — ульвошпинель, 5 — оливин, 6 — серпентин.
лизуясь по границам халькопирита, пентландита, пирротина и ульвошпинели. Оливин в сульфидной массе почти не изменен, а среди силикатов он псевдоморфно замещается серпентином, магнетитом и сульфидами (рис. 4).
Все минералы в рудной ассоциации магматической стадии неоднородные, представляют собой смешанные кристаллы — продукты многостадийного распада оксидных и сульфидных твердых растворов. О близости их субсольвусной истории свидетельствуют микроструктура и строение границ. Внутренняя часть зерен ульвошпинели имеет тонкое "тканевое" ильменит-магнетитовое строение, а периферия содержит межзерновые частицы экссолюционного ильменита. Пирротин насыщен мелкими выделениями пентландита внутри зерен, а на контакте с ульвошпинелью он окружен его межзерновыми частицами. Халькопирит имеет характерную решетку ламелей куба-нита, продуктов распада промежуточного сульфидного твердого раствора, а местами — хорошо видимые в оптический микроскоп двойники превращения высокотемпературной кубической модификации в тетрагональную. Структурные соотношения рудных и породообразующих минера-
лов свидетельствуют о первичной насыщенности расплава серой и возможности сегрегации сульфидной жидкости.
В экзоконтактах интрузий с доломитами, известняками и мергелями сформировались магнезиальные и известковые скарны и скарноиды, а также магнетитовые и сульфидно-магнетитовые руды. По данным поисково-разведочных работ последних лет, рудный магнетит в магнезиальных скарнах представлен твердыми растворами системы Fe—Mg—Al—О, закономерно изменяет состав и микроструктуру в разных парагенезисах так же, как и на месторождениях ангаро-илимского типа [11, 12]. Сульфиды имеют здесь свою специфику: наряду с парагенезисом халькопирит + сфалерит + галенит часто встречаются вкрапленники твердых растворов халькопирит + борнит + халькозин, которые в зоне окисления замещаются ко-веллином.
В зонах дробления, рассекающих силлы и вмещающие породы, формируются преимущественно гидротермальные жилы выполнения. Ранний парагенезис в них представлен кварцем, хлоритом, актинолитом и гематитом. Появление гематита связано со смешением магматогенных флюидов с насыщенными кислородом растворами вмещающих толщ. В следующую стадию гематит переходит в мушкетовит, а сопутствующий ему парагенезис составляют пирит, халькопирит, блеклые руды, сфалерит, галенит, самородное серебро, аргентит (акантит), кальцит, ангидрит. Вблизи таких жил в долерите магнетитовая матрица смешанных кристаллов титаномагнетита замещалась мелкозернистым пиритом, т.е. происходило своеобразное сульфидирование породы за счет привноса серы гидротермальными растворами.
Содержания полезных компонентов, в том числе платиноидов, в оруденелых породах и рудных валунах, обнаруженных на территории провинции, изменяется в широком диапазоне. Это хорошо видно на примере рудных валунов из приустьевой части р. Подкаменная Тунгуска. В табл. 1 приведены результаты анализов валовых проб из валуна (ан. 1, 2), обломка сплошной руды (ан. 3) и бедной промышленной руды Талнахского месторождения (ан. 4). Анализы проведены в Аналити-
Таблица 1. Содержание полезных компонентов в рудном валуне (ан. 1, 2), в обломке руды (ан. 3) и в бедных рудах Талнаха (ан. 4)
Анализ Си N1 Со Сг Аи Ag Рг ра ИИ Ии
мас. % г/т
1 0.63 0.27 0.15 156 - - 0.47 5.4 0.051 -
2 0.61 0.24 0.15 148 - - 0.28 3.6
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.