ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2009, том 51, № 2, с. 182-200
УДК 553.491.8
ПЛАТИНОНОСНОСТЬ УЛЬТРАМАФИТОВ И ХРОМОВЫХ РУД АЛЬПИНОТИПНЫХ МАССИВОВ ГЛАВНОГО ОФИОЛИТОВОГО
ПОЯСА УРАЛА
© 2009 г. Ю. А. Волченко, В. А. Коротеев, И. И. Неустроева
Институт геологии и геохимии УрО РАН 620151, Екатеринбург, Почтовый пер., 7 Поступила в редакцию 15.12.2008 г.
На основе представительной коллекции ультрамафитов и хромовых руд, а также серии технологических проб по крупнейшим месторождениям Полярного Урала (Центральное, Западное массива Рай-Из) и Южного Урала (Алмаз-Жемчужина, Поисковое Кемпирсайского массива) исследовано распределение и формы нахождения платиновых металлов (ЭПГ) в различных основных типах разрезов мафит-уль-трамафитовых массивов Главного офиолитового пояса Урала. Проанализировано около 700 проб ультрамафитов и хромовых руд на все ЭПГ спектрально-химическим и спектро-фотометрическим методами, а также выполнено 400 анализов минералов пород, руд и концентратов методами РСМА, 100 анализов минералов ЭПГ в хромовых рудах и концентратах. Выделены два основных предельных типа распределения ЭПГ в хромитоносных разрезах: субхондритовый (близхондритовый) и анхондритовый (нехондритовый). Установлено, что платинометальная минерализация присутствует в связи с хромовыми рудами всех частей разрезов мафит-ультрамафиговых массивов Главного офиолитового пояса Урала. Выявленные в его пределах месторождения и рудопроявления ЭПГ относятся к четырем типам пла-тинометального оруденения (кракинскому, кемпирсайскому, нуралинско-верхнейвинскому, шандашин-скому), которые принципиально различаются по геологическим условиям нахождения, геохимической специализации, типам распределения ЭПГ, парагенезисам минералов, масштабам оруденения и россы-пеобразующей способности руд. В цементе хромовых руд Кемпирсайского массива (месторождение Алмаз-Жемчужина) и Войкаро-Сыньинского массива (месторождение Кер-Шор) впервые выявлены флю-идосодержащие минералы паргасит-эденитового ряда. Содержание платиновых металлов в хромовых рудах различных типов изменяются от 0.1-0.2 до 1-2 г/т и более. В крупнейших месторождениях юго-восточного рудного поля Кемпирсая, по данным технологического опробования, среднее суммарное содержание ЭПГ составляет 0.5-0.7 г/т. В связи с нахождением значительной части ЭПГ в рудах в виде собственных минералов размером 10-100 мкм, а также доказанную возможность коллектирования их в никелевые сплавы, представляется возможным рассматривать хромит-платиновые руды Кемпирсая как комплексное сырье, содержащее повышенные, а иногда и высокие количества Os, Ьг, Ru. Руды нуралин-ско-верхнейвинского типа, обладающие весьма скромными параметрами оруденения, тем не менее являются основным коренным источником известных крупных осмиево-иридиевых россыпей Миасского и Невьянского районов на Южном и Среднем Урале соответственно.
ВВЕДЕНИЕ
Благодаря трудам выдающихся исследователей -Н.К. Высоцкого, Л. Дюпарка, А.Н. Заварицкого, А.Г. Бетехтина, А.А. Иванова и многих других, Урал остается эталонным полигоном мирового значения месторождений платиновых металлов в ма-фит-ультрамафитовых комплексах подвижных поясов. Кроме давно известных типов коренных месторождений платины в дунитах (уральский, нижнетагильский тип), иридия и осмия в дунит-гарцбургитах (перидотитовый, верхнейвинский тип), палладия в меденосных габбро (габбровый, волковский тип), для Урала характерны разнообразные ЭПГ-содержащие руды хрома, железа, меди, никеля и других металлов, в которых за последние
Адрес для переписки: Ю.А. Волченко. E-mail: Volchen-ko@igg.uran.ru
десятилетия нами выявлены новые типы платино-метальной минерализации (Волченко и др., 1975, 1998; Волченко, 1986). Положение платиновых металлов в периодической системе химических элементов определяет специфику их поведения в процессах магматизма и рудообразования (Мара-кушев и др., 1998).
Собственно гипербазитовые магмы и порождали рудоносные расплавы хромититовых дунитов с подчиненными им флюидными хромититовыми магмами. Они внесли основной вклад в рудоносность офи-олитовых формаций. Внедренный из мантийных глубин рудоносный дунит-хромититовый комплекс получил экстенсивное развитие на юге Кемпирсайского массива, возникло крупное месторождение хромита осмиридовой геохимической специализации. Вариации содержания платиновых металлов в хромититах этого типа следующие, мг/т: Os = 290,
1г = 265, Ии = 200, К = 60, Р<3 = 55, Иь = 18. Они отражают общую специфику хромитоносных расплавов в качестве эффективных концентраторов платиновых металлов, так как вмещающие дуниты практически не содержат платиновых металлов (в сумме около 20 мг/т). Однако геохимическая специализация хромититов офиолитовых формаций проявилась в основном только в части тугоплавких ЭПГ (08, 1г, Ии), доминирующих в этом типе руд над легкоплавкими ЭПГ (ИЬ, Р< Р), и не достигла металло-генического значения. Поэтому офиолитовая формация относилась к хромитоносной, бесперспективной на платиновое оруденение, что на примере Урала отмечено еще в работах А.Н. Заварицкого и А.Г. Бетехтина, противопоставлявших ее платино-носной формации зональных и стратиформных интрузивов. Это объясняется восстановительным режимом и высокими Р,Г-параметрами, господствовавшими в первичных магматических очагах офиолитовых формаций. Основной вывод, который следует из выполненной работы, состоит в том, что платиноносность базит-гипербазитовых интрузивов самого различного типа непосредственно не контролируется процессами их дифференциации.
Металлогенически различаются четыре параге-нетических типа месторождений, разделяющихся на осмиридовый (1), платиновый (2), палладиево-пла-тиновый (3) и палладиевый (4). Индикаторную геохимическую роль играет распределение между ними родия, который концентрируется в процессах петро-генезиса и рудообразования, являясь показателем их эволюции и проявляя в этом отношении сходство с палладием (Маракушев и др., 2004). Соответственно офиолитовая формация получила название хромитоносной в отличие от платиноносной формации зональных и стратиформных интрузивов, в которых хромититы металлогенически специализированы на Р и Р< Однако А.А. Маракушевым было прослежено совмещение этих двух формаций в офиолитовых поясах в хромитовых рудах их полосчатых комплексов, в которых были выявлены переходные тренды.
Проведенный анализ геологических и геодинамических обстановок нахождения всех месторождений и проявлений платиновых металлов на Урале позволил нам составить прогнозно-металлогениче-скую карту масштаба 1 : 500000 на рудную и россыпную платину и ЭПГ (Золоев и др., 2001). На основе этой карты нами выделены семь протяженных общеуральских платиноворудных поясов, характеризующих основные этапы развития Урала и определяющих металлогенический облик и основные черты внутреннего строения уральской платиноме-тальной провинции. Наиболее крупный и протяженный Главный офиолитовый пояс Урала (фиг. 1), прослеженный на расстоянии более 2000 км от Му-годжар - на юге до побережья Ледовитого океана -на севере. Он находится на границе Центрально-Уральской и Тагило-Магнитогорской структурно-формационных мегазон и включает многочислен-
ные кулисообразно расположенные цепочки ма-фит-ультрамафитовых массивов, фиксирующих зону Главного Уральского глубинного разлома и оперяющих его структурных элементов. Размеры массивов пояса изменяются от первых десятков до первых сотен и даже тысяч км2 (массивы Войкаро-Сыньинский, Кемпирсайский и др.). В целом для Главного офиолитового пояса Урала характерно мегаблоковое строение в комбинации с чешуйчатыми покровами, развитыми на гетерогенном основании. Структурные элементы пояса имеют разнообразные направления, среди которых преобладают субмеридиональные, широтные и северозападные (фиг. 1). Ультраосновные мантийные ре-ститы составляют основную часть офиолитового разреза пояса: преобладают гарцбургиты с низкими содержаниями СаО и А1203 и акцессорными хром-шпинелидами. Дуниты составляют до 25% площади массивов; лерцолиты образуют лишь мелкие тела среди гарцбургитов. Показано (Савельева, 1987 и др.), что зоны хрупких деформаций в реститовых перидотитах, маркируемые телами дунитов и пи-роксенитов, синхронны субсолюдусным пластическим деформациям. Хромитовая минерализация и их разнообразные рудные тела присутствуют в гарцбургитах и дунитах на различных структурных уровнях. Хромовые руды обычно приурочены к ду-нитам (предельным реститам), формирующимся как в ходе частичного плавления ультрамафитов при отделении базитовых расплавов, так и при просачивании расплавов сквозь реститогенные гарцбургиты. Зоны хрупких высокотемпературных деформаций рассматриваются (Савельева, 1987) как пути миграции расплавов и флюидов, просачивающихся сквозь реститы. Геологические и изотопные данные, полученные по цирконам различных массивов, показывают, что офиолитовые комплексы Урала формировались длительное время. Активное взаимодействие горячих реститогенных гарцбургитов с мигрирующими расплавами было неоднократно, что могло обусловить образование разновозрастных ассоциаций пород "дунит + хромит". Из этого следует: существует большая вероятность присутствия изотопных маркеров событий разного времени в мантийных реститовых комплексах офиолитового пояса. И-РЬ-датирование цирконов на ионном микрозонде "8НК1МР-П" показало, что изотопный возраст зерен составляет 585.3 ± 6 млн. лет (Савельева и др., 2006).
Собранные за последние десятилетия и исследованные различными методами обширные коллекции по мафит-ультрамафитовым массивам крупнейшего офиолитового пояса Южного, Среднего, Северного и отчасти Полярного Урала позволили рассмотреть проблемы его платиноносности в ми-нералого-геохимическом и рудно-формационном аспектах. Прежде всего отметим, что до середины 60-х годов ХХ в. породы и хромовые руды Главного офиолитового пояса Урала считались неплатино-
Фиг. 1. Схема размещения мафит-ультрамафитовых альпинотипных массивов в Главном офиолитовом поясе Урала (Малахов, 1966; Перевозчиков, 2000 и др.): А - перикратонная часть Восточно-Европейской платформы, Б - Восточно-Уральская мегазона.
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.