ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 462, № 6, с. 692-695
= ГЕОХИМИЯ
УДК 553.491.8:549.27(470.54:571.5)
ЖЕЛЕЗО-ПЛАТИНОВЫЕ СПЛАВЫ ХРОМИТИТОВ НИЖНЕТАГИЛЬСКОГО И КОНДЕРСКОГО КЛИНОПИРОКСЕНИТ-ДУНИТОВЫХ МАССИВОВ (РОССИЯ) © 2015 г. К. Н. Малич, И. Ю. Баданина
Представлено академиком РАН С.Л. Вотяковым 04.12.2013 г. Поступило 13.12.2013 г.
Б01: 10.7868/80869565215180188
Большинство ультрамафитовых комплексов зонального типа сосредоточено в России (на Урале, в Восточной Сибири, на Дальнем Востоке). Их характерный признак — дунитовые "ядра" с кли-нопироксенитовыми оторочками. С зональными массивами ассоциируют различные по масштабу россыпные месторождения платиноидов, в которых железо-платиновые сплавы, как правило, доминируют над другими минералами платиновой группы (МПГ). В нашем сообщении впервые сопоставлены оригинальные данные по геохимии и минералогии платиноидов хромититов на примере Нижнетагильского и Кондерского зональных массивов, с которыми связаны уникальные россыпные месторождения платиноидов, [2, 4, 6, 8] и др.
Акцессорные МПГ из хромититов извлечены при помощи технологии, имеющей метрологическое обеспечение и обладающей высокой минералогической чувствительностью [3]. Для выявления геохимического распределения платиноидов в хромититах использованы метод изотопного разбавления и масс-спектрометрия с ионизацией в индуктивно связанной плазме (ГО 1СР-М8) после разложения хромититов при высоком давлении. Химический состав платиноидной минерализации изучен с помощью рентгеноспектрального микроанализа. Подробнее методики аналитических методов приведены в [1, 12, 14] и др.
Изученные образцы хромититов с ярко выраженным подиформным характером залегания выявлены в дунитах Александровского Лога центральной части Нижнетагильского массива [8, 9] и дунитах южной части Кондерского массива (в пределах горы Осьминог [4]).
Институт геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург E-mail: dunite@yandex.ru
Хромититы Нижнетагильского массива характеризуются высокими содержаниями платиноидов (1480.7—2682 мг/т, табл. 1), где платина (1297— 2434 мг/т) доминирует над другими элементами платиновой группы (ЭПГ). Хромититы Кондер-ского массива обладают менее значимыми концентрациями платиноидов (500—541 мг/т, табл. 1). Однако характер распределения ЭПГ в хромити-тах с преобладанием Р1 над другими платиноидами сходен для обоих массивов.
Подавляющее большинство МПГ Нижнетагильского, Кондерского массивов образованы железо-платиновыми сплавами, которые превалируют над минералами 08, 1г (рис. 1). Химический состав Ре—Расплавов близок к стехиометрии Р^Бе (где Р1 — сумма ЭПГ; Бе — сумма Бе, Си, N1) и соответствует тетраферроплатине (Р1Бе) или промежуточному члену твердых растворов ряда тетраферроплатина (Р1Бе) — туламинит (Р1Ре05Си05) (табл. 2, ан. 1-4, 6, 7; рис. 1, 2). Минерал со стехиометрией Р^Бе не известен в синтетической системе Р1-Бе [15]. Однако природные Р^Бе-твердые растворы с химическим составом, близким к Р^Бе, характерны для зональных ультрамафитовых комплексов, офиолитовых массивов и дифференцированных ультрамафит-ма-фитовых интрузивов, [7, 11, 13] и др.
Выполненное ранее рентгеноструктурное исследование Р^Бе-сплавов из россыпей Гулинско-го, Кондерского, Инаглинского, Нижнетагильского массивов [13] позволило сделать вывод, что все изученные Р^Бе-минералы, за исключением одного образца тетраферроплатины, являются, согласно классификации [10], железистой Р1, характеризующейся разупорядоченной гранецен-трированной кубической структурой (¥ш3ш) и содержанием Бе 20.52-36.16 ат. %. Таким образом, в нашем исследовании Бе-Р^сплавы, близкие по составу Р^Бе (табл. 2, ан. 1, 3, 4, 7; рис. 2), соответствуют железистой Р1.
Рис. 1. Особенности внутреннего строения МПГ хромититов Нижнетагильского (а — обр. 5-2, б — обр. 13, в — обр. 45), Кондерского (г — обр. 1) массивов.
Изображения в обратно-рассеянных электронах c вещественным контрастом. 1—8 — места проведения рентгеноспек-тральных микроанализов (номера соответствуют таковым в табл. 2); Pt2Fe — железистая Pt; PtFe — тетраферроплатина; Pt(Fe,Cu) — твердый раствор ряда тетраферроплатина—туламинит; (Os,Ir) — иридистый Os; (Ir,Os) — осмистый Ir; CRT — хромит.
Рис. 2. Химические составы железо-платиновых сплавов хромититов зональных Нижнетагильского (а), Кондерского (б) массивов в координатах Р1+(1г,08,КЬ,Рф—Си+№—Ре, ат. %. Звездочки — минералы системы Р1—Ре; треугольники — минералы системы Р1;—Ре Нижнетагильского массива; квадраты — минералы системы Р1—Ре Кондерского массива.
694 МАЛИЧ, БАДАНИНА
Таблица 1. Содержания ЭПГ и Re (мг/т) в хромититах Нижнетагильского и Кондерского массивов
Образец Os Ir Ru Rh Pt Pd Сумма ЭПГ Re
NT-9 [5] 3 60 29 80 1297 11.7 1480.7 0.09
NT-9-2 3 103 30 94 2434 18.0 2682 0.13
K-17-1 8 46 56 90 333 8.5 541.5 0.04
K-17-2 20 46 83 86 256 9 500 0.16
Таблица 2. Типичные химические составы МПГ хромититов Нижнетагильского, Кондерского массивов (по данным рентгеноспектрального микроанализа)
Анализ 1 2 3 4 5 6 7 8
Образец 5-2 5-2 13 45 45 45 1 1
Рис. 1 а а б в в в г г
Мас. %
Fe 11.99 18.76 12.01 12.44 <п.о. 14.35 11.32 <п.о.
Ni 0.41 1.71 0.62 0.41 <п.о. 0.32 0.52 <п.о.
Cu 0.84 1.45 0.36 0.45 <п.о. 7.93 1.25 <п.о.
Ru <п.о. <п.о. <п.о. <п.о. 7.91 <п.о. <п.о. 4.99
Rh <п.о. <п.о. 0.73 0.96 <п.о. 0.69 1.47 0.15
Pd <п.о. <п.о. <п.о. <п.о. <п.о. <п.о. 0.43 <п.о.
Os <п.о. <п.о. <п.о. <п.о. 61.08 <п.о. 0.22 64.87
Ir 1.58 <п.о. 4.20 3.41 30.92 3.17 3.59 29.61
Pt 85.15 78.26 82.62 81.67 <п.о. 72.69 81.10 <п.о.
Сумма 99.97 100.18 100.54 99.34 99.91 99.15 99.90 99.62
Ат. %
Fe 31.59 42.57 31.45 32.64 - 32.82 29.58 -
Ni 1.03 3.69 1.54 1.02 - 0.70 1.29 -
Cu 1.95 2.89 0.82 1.03 - 15.93 2.88 -
Ru - - - - 13.97 - - 9.04
Rh - - 1.04 1.37 - 0.86 2.08 0.27
Pd - - - - - - 0.59 -
Os - - - - 57.32 - 0.17 62.47
Ir 1.21 - 3.20 2.60 28.71 2.11 2.73 28.22
Pt 64.22 50.85 61.94 61.34 0.00 47.59 60.68 -
Сумма ЭПГ 65.43 50.85 66.18 65.31 100.00 50.55 66.25 100.00
Fe + Cu + Ni 34.57 49.15 33.82 34.69 0.00 49.45 33.75 0.00
Формула минерала Pt2Fe PtFe Pt2Fe Pt2Fe (Os,Ir) Pt(Fe,Cu) Pt2Fe (Os,Ir)
Примечание. <п.о. — ниже предела обнаружения; 0.81, Ru 0.24, Rh 0.27, Pd 0.22, для иридистого Os,
для железо-платиновых сплавов пределы обнаружения, мас. %: Os 0.15, Ir мас. %: Rh 0.25, Pt 1.02, Pd 2.20, Fe 0.15, Ni 0.18, Cu 0.10.
Os—1г(-Яи)-сплавы Нижнетагильского, Кондерского массивов представлены иридистым Os, осмистым Ir (рис. 2а, в, г; табл. 2). Данный тренд составов типичен для клинопироксенит-дунито-вых массивов других провинций, [4, 11, 13] и др. Наличие включений Os—Ir сплавов в железо-платиновых минералах Нижнетагильского, Кондерского массивов и соотношения фаз равновесия Os-содержащих сплавов, основанные на бинар-
ной системе Os—Ir [15], определяют их как наиболее ранние высокотемпературные образования в ультрамафитах.
Совокупность полученных результатов позволяет сделать следующие выводы.
1) Минеральные ассоциации платиноидов изученных хромититов соответствуют геохимическому распределению ЭПГ в данных породах.
2) Подавляющее большинство МПГ хромититов Нижнетагильского, Кондерского массивов представлены преимущественно Fe—Pt-сплава-ми, среди которых доминируют высокотемпературная железистая Pt, близкая к стехиометриче-скому составу Pt2Fe. Наложенный низкотемпературный парагенезис МПГ представлен твердыми растворами ряда тетраферроплатина (PtFe)—тула-минит (PtFe05Cu05) и тетраферроплатиной.
Авторы признательны Т Мейзелу и В.В. Хил-лер за содействие при проведении аналитических исследований.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, Правительства Свердловской области (грант 13-05-96044-р-Урал) и УрО РАН (проекты 12-П-5-2015, 15-18-5-34).
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Баданина И.Ю., Малич К.Н., Мурзин В.В. и др. Тр. Ин-та геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН. Екатеринбург, 2013. В. 160. С. 188192.
2. Золоев К.К., Волченко Ю.А., Коротеев В.А. и др. Платинометальное оруденение в геологических комплексах Урала. Екатеринбург: Урал. геологосъемочная экспедиция, 2001. 199 с.
3. Кнауф В.В. // Зап. ВМО. 1996. Т. 125. В. 6. С. 109113.
4. Малич К.Н. Платиноиды клинопироксенит-дуни-товых массивов Восточной Сибири (геохимия, минералогия, генезис). СПб.: СПб. картограф. фабрика ВСЕГЕИ, 1999. 296 с.
5. Малич К.Н., Баданина И.Ю., Кнауф В.В., Мейзел Т. Тр. Ин-та геологии и геохимии им. А.Н. Заварицкого УрО РАН. Екатеринбург, 2013. В. 160. С. 255260.
6. Россыпные месторождения России и других стран СНГ (минерагения, промышленные типы, стратегия развития минерально-сырьевой базы) / Под ред. Н.П. Лаверова, Н.Г. Патык-Кара. М.: Науч. мир, 1997. 479 с.
7. Служеникин С.Ф. Малосульфидное платиновое оруденение в дифференцированных базит-гипер-базитовых интрузивах Норильского района. Авто-реф. дис. канд. геол.-минерал. наук. М.: ИГЕМ РАН, 2000. 26 с.
8. Auge T., Genna A., Legendre O., et al. // Econ. Geol. 2005. V 100. P. 707-732.
9. Barannikov A.G., Volchenko Y.A. In: Excursion Guide XI Symp. on Mineral Deposits Associated with Placers and Weathered Rocks. Moscow: Inst. Geol. of Ore Deposits, Petrogr. and Geochem., 1997. 14 p.
10. Cabri L.J., Feather C.E. // Canad. Miner. 1975. V. 13. P. 117-126.
11. Cabri L.J., Harris D.C., Weiser T.W. // Explor. and Mining Geol. 1996. V. 5. P. 73-167.
12. Malitch K.N., MelcherF., Muhlhans H. // Mineral. and Petrol. 2001. V. 73. P. 247-277.
13. Malitch K.N., Thalhammer O.A.R // Canad. Mineral. 2002. V. 40. P. 395-418.
14. Paliulionyte V., Meisel T., Ramminger P., Kettisch P. // Geostandards and Geoanalyt. Res. 2006. V. 30. P. 8796.
15. Binary Alloy Phase Diagrams. / T.B. Massalski. Ed. Materials Park (Ohio): ASM Intern., 1993. 2224 p.
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.