ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2013, том 55, № 5, с. 357-373
УДК 553.491.8.04(47+57)
ВОСТОЧНО-СКАНДИНАВСКАЯ И НОРИЛЬСКАЯ ПЛЮМОВЫЕ БАЗИТОВЫЕ ОБШИРНЫЕ ИЗВЕРЖЕННЫЕ ПРОВИНЦИИ Pt-Pd РУД: ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ И МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКОЕ СОПОСТАВЛЕНИЕ
© 2013 г. Ф. П. Митрофанов*, Т. Б. Баянова*, А. У. Корчагин*, Н. Ю. Грошев*, К. Н. Малич**,
Д. В. Жиров*, А. Ф. Митрофанов***
*Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Геологический институт Кольского научного центра РАН (ГИКНЦ РАН) 184209, Апатиты, Мурманская область, ул. Ферсмана, 14 **Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук
620151, Екатеринбург, Почтовый пер. д.7 ***Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 119991, Москва, ГСП-1, Воробьевы горы Поступила в редакцию 17.01.2013 г.
В статье приведены геолого-геофизические и изотопно-геохимические данные по двум российским Р^Рё провинциям: палеопротерозойской Восточно-Скандинавской на Балтийском щите и поздне-палеозойской Норильской на Сибирском кратоне. Обе провинции содержат крупнейшие магмато-генные месторождения элементов платиновой группы (ЭПГ) двух типов: богатосульфидные ЭПГ-Си-N1 и малосульфидные Р^Рё. Мультидисциплинарные данные показывают, что Восточно-Скандинавская базитовая обширная изверженная провинция (ВСкБОИП) плюмовой природы является интра-кратонной, в которой магматизм не испытывал определяющего влияния субдукционных и иных кон-таминационных процессов, а Норильская провинция — перикратонная, с существенной коровой контаминацией интрузивных процессов. Соответственно, в ВСкБОИП преобладают малосульфидные Р^Рё месторождения, а в Норильской провинции (НП) очень велика роль богатосульфидных ЭПГ-Си-№ месторождений. Обсуждаются изотопные данные (И-РЬ, Бш^ё, ЯЬ-Зг), свидетельствующие о многостадийной и длительной (десятки миллионов лет) истории развития базитовых обширных изверженных провинций (ВОР^), об особенностях геохимии и металлогении плюмового магматизма с вероятными нижнемантийными источниками.
Б01: 10.7868/80016777013050067
ВВЕДЕНИЕ
В настоящей статье приведены результаты исследований по Восточно-Скандинавской и Норильской крупнейшим рудоносным провинциям в сопоставлении с опубликованными данными по сходным мировым рудоносным объектам. Платина и палладий являются важнейшими металлами постиндустриального XXI столетия новых технологий. Только за последние годы их стоимость на мировом рынке выросла в 3—4 раза и достигла соответственно 1700 и 700 долларов США за тройскую унцию.
Среди многих типов промышленных месторождений Рё и Р1 основными являются магмато-генные сульфидные ЭПГ-Си-№ и малосульфидные Р^Рё. В России первый тип хорошо известен на примере норильских и мончегорских месторождений, а второй, впервые выделенный и охарактеризованный В.В. Дистлером и С.Ф. Служе-
Адрес для переписки: Ф.П. Митрофанов. Б-шаИ: felix@geoksc. apatity.ru
никиным в качестве особого формационного и генетического типа (Служеникин и др., 1994), представлен и в норильских месторождениях, и в недавно открытой кольскими и финскими геологами Восточно-Скандинавской провинции. Различие этих двух типов состоит в том, что в сульфидном типе ЭПГ являются сопутствующими компонентами при главенствующей роли цветных металлов, а в малосульфидных рудах второго типа Рё, Р^ ЯИ являются главными металлами, а цветные — второстепенными. Этот же основной принцип разделения ЭПГ-руд на сульфидные и малосульфидные типы (группы) заложен в основу классификации месторождений в работах А. Налдретта (2003) и во многих других обобщающих работах последних лет (Додин и др., 2001; Лихачев, 2006; и др.).
В XX столетии в России основное производство (до 90%) металлов платиновой группы было связано с переработкой богатых сульфидных Си-№-руд Норильска. ЭПГ были дополнительными продуктами для металлургии, хотя уже в 2000—
2001 гг. их ценовая доля на мировом рынке составляла около 50%. В XXI в., по экономическим оценкам отечественных и американских специалистов (Додин и др., 2001), основное производство ЭПГ в России будет связано с добычей малосульфидных руд, ресурсы которых в Норильском районе оцениваются в тысячи тонн (содержание 3—9 г/т), и в Кольском регионе, запасы ЭПГ которого к 2010 г. подсчитаны в сотни тонн (содержание 2—10 г/т). По сульфидным месторождениям имеется огромное количество отечественной и зарубежной литературы. Представленное в статье исследование посвящено в основном малоосве-щенным в литературе вопросам формирования малосульфидных ЭПГ-руд.
О СВЯЗИ КРУПНЫХ МАЛОСУЛЬФИДНЫХ Pt-Pd МЕСТОРОЖДЕНИЙ С ОБШИРНЫМИ ИЗВЕРЖЕННЫМИ ПРОВИНЦИЯМИ
(ГОРЯЧИМИ ПЛЮМОВЫМИ ПОЛЯМИ)
Обширные изверженные провинции (Large Igneous Provinces (LIP's), Campbell, Griffiths, 1990), как производные глубинно мантийных плюмо-вых процессов, наиболее подробно обсуждались в мае 2006 г. в Китае на Международной конференции по континентальному вулканизму (Yi-gang Xu, 2007). Особую группу LIP's, наряду со щелочными и коматиитовыми, составляют базитовые внутриплитные континентальные провинции ("mafic LIP's" — Bleeker, Ernst, 2006), состоящие из рифтогенных мощных осадочных и вулканогенных толщ, роев даек и массивов интрузивных основных и ультраосновных пород.
В работах (Грачев, 2003; Pirajno, 2007; Богати-ков и др., 2010) приводятся геологические, геофизические и геохимические показатели связей геологических процессов LIP's с глубинно мантийными плюмами. C учетом опыта изучения древних (докембрийских) регионов, в которых многие геолого-геофизические особенности структур Земли не сохраняются, Ф.П. Митрофановым предложены следующие реликтовые индикаторы разного ранга для древних внутриконтинентальных бази-товых LIP's:
— огромный площадной ареал развития ассоциируемых пород с глубинными гравитационными аномалиями, вызванными наличием корово-мантийного (гранулит-базитового) слоя в основании коры;
— рифтогенный (анорогенный) ансамбль, дисгармоничный с вмещающими более древними структурами фундамента, с проявлением многолучевой разрывной тектоники растяжения, определяемой распределением грабенов и вулканических поясов, протяженных дайковых роев и лучевых поясов интрузивных тел;
— большая длительность, многостадийность и пульсационность тектоники и магматизма, наличие континентальных перерывов и эрозионных явлений, ранние этапы толеит-базальтового (траппового), высокомагнезиального (бонини-топодобного) и субщелочного магматизма на континентальной коре с формированием лейко-габбро-анортозитовых пород и с возможными завершающими процессами спредингового ультраосновного-основного магматизма красно-морского типа;
— интрузивные силлы, лополиты, пластовые тела, крупные дайки и рои даек; массивы часто многофазные и расслоенные, по геохимии отличные от пород спрединговых и субдукционных структур (Bleeker, Ernst, 2006), с трендами тонкой дифференциации ("расслоенности"), с ограниченным развитием средних и кислых пород, нередко с лейкогаб-бровыми и анортозитовыми окончаниями, с обилием пегматоидных базитовых разностей;
— характерная недеплетированная мантийная геохимия пород и руд с необычно повышенными содержаниями и сидерофильно-халькофильных, и крупноионных легких элементов, определяемая мантийными изотопными трассерами Nd143/Nd144, Sr 87/Sr86, Os 187/Os188, He 3/He4;
— к базитовым внутриконтинентальным LIP's приурочены крупные ортомагматические месторождения Cr, Ni, Cu, Со, ЭПГ(±Аи), Ti, V.
Восточно-Скандинавская базитовая обширная изверженная провинция палеопротерозоя с современной площадью около 1 млн км2 занимает восточную часть Балтийского (Фенноскандинав-ского) щита, фундамент которой в Кольско-Ла-пландско-Карельском кратоне представлен зрелой архейской гранулитовой и гнейсо-мигматито-вой корой с возрастом формирования древнее 2550 млн лет. Главные особенности ее строения и характеристика промышленных Pt-Pd и Cu-Ni-ЭПГ месторождений приведены в современных публикациях Ф.П. Митрофанова, Е.В. Шаркова, В.Ф. Смолькина, А.У. Корчагина, Т.Л. Грохов-ской, Т.Б. Баяновой, С.И. Турченко и др. Подчеркнем только некоторые сохранившиеся геолого-геофизические особенности этой древнейшей (па-леопротерозойской) рудоносной базитовой LIP.
По геофизическим данным, нижняя часть земной коры этой восточной части щита представлена переходным, корово-мантийным слоем (Vp = = 7.7—7.1 км/с). Глубинные ксенолиты в кандалакшских трубках взрывов, поднятые из этого слоя, имеют составы гранулитов и гранатовых анортозитов — пород с возрастом ~ 2460 млн лет, характерных для многих тел провинции (данные В.Р. Ветрина, см. Верба и др., 2005). Это показывает, что огромные массы глубинных магм проявились не только в виде вулканитов, даек и интрузий, но и размещались в основании коры меха-
низмом обширного андерплейтинга (Митрофанов, 2005). Обнаженная часть провинции со щита продолжается под платформенным чехлом в северной части Русской платформы в виде обширной па-леопротерозойской Прибалтийско-Среднерусской широкой дуги — "внутриконтинентального ороге-на" (Минц, 2011). Таким образом, увеличиваются долгосрочные рудно-промышленные перспективы провинции.
Анорогенный автономный, независимый от структуры вмещающей архейской гнейсово-миг-матитовой рамы, рисунок грабенов, дайковых роев и поясов (лучей) интрузивных тел хорошо виден на Геологической карте Фенноскандинавского щита (2005 г.). При этом изученные интрузивные массивы с месторождениями и рудопроявлениями составляют протяженные лучи (пояса) в северной части провинции: Кольский (северо-западного простирания) и Фенно-Карельский (северо-восточного простирания) с магматической концентрацией массивов в районе известного Мончегорского рудного узла (фиг. 1, см. также Вауапоуа г1 а1., 2009).
В продолжительной истории развития ВСкБОИП в течение раннего палеопротерозоя (~2530— 2200 млн лет) выделены несколько этапов, разделенных перерывами (конгломератами) в осадко-накоплении и в магматизме. Сумийский этап (2550—2400 млн лет) был главным в металлогении Р1-Рё руд, связанных с интрузивным магматизмом кремнистой высокомагнезиальной (бонини-топодобной) и анортозитовой магмы (Митрофанов, 2005;
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.