ГЕОЛОГИЯ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ, 2008, том 50, № 4, с. 283-310
УДК 553.0
МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В РАССЛОЕННОМ ИНТРУЗИВЕ ЛУККУЛАЙСВААРА, ФОРМИРОВАНИЕ МАЛОСУЛЬФИДНОЙ ПЛАТИНОМЕТАЛЬНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ (РОССИЯ)
© 2008 г. С. В. Семенов*, В. А. Глебовицкий*, А. Б. Кольцов**, В. С. Семенов*,
С. И. Корнеев**, В. М. Саватенков**
*Институт геологии и геохронологии докембрия РАН
199034, Санкт-Петербург, наб. Макарова, 2 **Санкт-Петербургский государственный университет 199034, Санкт-Петербург, Университетская наб., 7/9 Поступила в редакцию 16.11.2007 г.
Изучены рудоконтролирующая структура "Надежда" и слагающие ее породы в расслоенном интрузиве Луккулайсваара (Олангская группа интрузий). Деформации растяжения, возникающие на границах неоднородных по составу пород с разными коэффициентами сжимаемости на этапе остывания, контролировали интенсивность вторичных процессов, высокую концентрацию рассеянной сульфидной и платинометальной минерализации, локализованную по периметру тела микрозернистых габб-ро-норитов в зоне экзоконтактов с вмещающими породами. Эти зоны явились своеобразными геохимическими барьерами. Магмы дополнительных внедрений могли быть одним из источников флюида, воздействующего на породы. Кристаллизация Fe-Ni-Cu-сульфидов и минералов платиновой группы (МПГ) протекала в интервале T = 800-350°С. Региональный метаморфизм не превышал условия фации зеленых сланцев. Результаты моделирования метасоматических процессов свидетельствуют, что декомпрессия играет ведущую роль в формировании главных вторичных минеральных ассоциаций: Czo-An10-Chl-Tr(Act) и Qtz-An70-Amhp-Bt1. Уменьшение давления при изотермических условиях приводило к увеличению растворимости металлов в хлоридных растворах и их миграции в зоны разуплотнения. Модель охлаждения, ведущая сначала к обогащению пород калием, а затем к полному его выщелачиванию, реализуется значительно реже. Это выражается в появлении Qtz-Ms-Chl-Act-Czo-пара-генезиса, а, в конечном счете, - Qtz-Chl-жил. Изменение P и T на стадии остывания интрузива приводило к изменению направленности метасоматических процессов и к формированию различных наложенных ассоциаций минералов (процесс телескопирования): а) Amph(±Act)-Bt ± Chl1 ± Qtz - ранняя, б) Qtz-Czo-Chl2-Ab-Ms - более поздняя. Модельные минеральные ассоциации: 1) Qtz-Pl-Amph-Bt, Qtz-Pl-Chl-Bt(Ms) и 2) Tr(Act)-Chl-An10-Czo, Qtz-An10-Chl-Ms(Bt), Qtz-Czo-Chl-An10-Ms, обладают наибольшим сходством с природными. Ассоциации: An40-50-Amph-Bt; Qtz-An40-50-Amph-Bt; Qtz-An10-20-Chl-Bt(Ms); An30-40-Chl-Tr(Act)-Bt; An30-Chl-Tr(Act); An-An30-Tr(Act)-Bt в то же время могут оказаться промежуточными и отражать направленность метасоматических процессов.
ВВЕДЕНИЕ
В 1953 г. E.H. Елисеев (1953) указал на возможность гидротермального происхождения сульфидной и ЭПГ-минерализации "пласта 330" (г. Сопча, Мончегорский интрузив). Исследователи J-M Рифа в расслоенном интрузиве Стиллуо-тер (Boudreau, McCallum, 1992) связали его формирование с переотложением "магматических" сульфидов, в результате чего формировались ассоциации рудных минералов с гидросиликатами, содержащими хлор, а также высококонцентрирован-
Адрес для переписки: В. А. Глебовицкий. E-mail: VG@VG1404.spb.edu
1 Сокращения названий минералов приняты по Kretz (Kretz, 1983).
ные солевые включения (Ballhaus, Stampfl, 1986). К такому же выводу пришли исследователи интрузии Пеникат и интрузивного комплекса Портимо в Финляндии (Iljina, 1994; Halkoaho, 1994). Они отметили, что формирование платинометальной минерализации не определялось только смешением магм. При формировании руд ЭПГ в интрузиях большую роль играли процессы растворения сульфидов магматической стадии и последующего их переотложения в зонах рифов - геохимических барьерах (автометасоматическая стадия). В задачу настоящего исследования входило изучение геохимических и физико-химических характеристик гидротермально переработанных пород в расслоенном интрузиве Луккулайсваара, с формированием которых связана ЭПГ-минерализация. Вторич-
ные силикатные минералы и рудные минералы формируют единую ассоциацию. Физико-химические условия устойчивости типичных наложенных минеральных парагенезисов отражают условия формирования рудных минеральных ассоциаций (Glebovitsky вг а1., 2001). Данная работа является продолжением исследований, результаты которых были опубликованы ранее (Рудашев-ский и др., 1991; Семенов и др., 1997; Кольцов, Семенов, 2000; Glebovitsky вг а1, 2001).
ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ИНТРУЗИВА
В Панаярви-Ципрингской рифтогенной структуре, расположенной в пределах архейского кра-тона (Северная Карелия), закартирована цепь расслоенных интрузий, объединенных в Оланг-скую группу (2.35-2.45 млрд. лет; Amelin et al., 1995; Amelin, Semenov, 1996; Семенов и др., 1997). Среди них расположен Луккулайсваарский массив (2442 ± 1 млн. лет, U-Pb-метод, циркон), послуживший объектом настоящих исследований. Этот интрузив прорывает граниты с возрастом 2702 ± 84 млн. лет (U-Pb-метод) и перекрыт ба-зальными конгломератами и вулканитами с возрастом 2432 ± 22 млн. лет (U-Pb-метод).
Строение расслоенного интрузива (фиг. 1) рассмотрено в работах (Семенов и др., 1994; Клюнин и др. 1994; Семенов и др., 1997; Barkov et al, 1999; Glebovitsky et al., 2001 и др.). В массиве (фиг. 1а) выделены нижняя и верхняя краевые зоны и породы расслоенной серии. Расслоенная серия подразделяется на: 1) зону ультраосновных пород (чередование оливиновых и оливин-ортопироксе-новых кумулатов); 2) зону норитов-I (преимущественно кумулятивные мезократовые нориты); 3) зону габбро-норитов-I; 4) зону норитов-II (лей-кократовые кумулятивные нориты-анортозиты); 5) зону габбро-норитов-II (кумулятивные габбро-нориты с прослоями норитов). В зонах габбро-но-ритов-I и норитов-II получила широкое развитие серия структур (фиг. 16, в, г), сходных со структурами типа "pothole", впервые описанными в рифе Меренского массива Бушвельд (Campbell et al., 1983; Kruger, Marsh, 1985). Породы с богатой сульфидной и платинометальной минерализацией приурочены к структурам этого типа. Так, в пределах участка "Надежда" (фиг. 1в) закартировано тело микрозернистых пород, мощностью до 100 м. Оно сложено габбро-норитами с пойкилитовыми кристаллами (ойкокристаллами) ромбического пироксена и пижонитовыми габбро-норитами в центральной части. В осевой части тела микрозернистых пород присутствуют жилы рудных габбро-норитов и пироксенитов мощностью до 5 см. В экзоконтакте тела по его периметру во
вмещающих породах наблюдалась сульфидная и платинометальная минерализация. Содержание сульфидов в жилах достигает 30 об. %, в породах зоны экзоконтакта - 5 об. %. Залегают микрозернистые породы на слоистой толще, представленной габбро-норитами, анортозитами и лейкокра-товыми норитами.
АССОЦИАЦИИ ВТОРИЧНЫХ МИНЕРАЛОВ, СУЛЬФИДНАЯ И ПЛАТИНОМЕТАЛЬНАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ
Среди наложенных минеральных ассоциаций выделяются три группы: 1) ассоциации, сформированные в процессе внедрения новых порций магм в "закристаллизованную" часть магматической камеры; 2) ассоциации минералов рудных пироксенитов и габбро-норитов из тел микрогаб-броидов; 3) типовые ассоциации минералов, обычные для всех пород интрузива. Первые две группы ассоциаций выделяются условиями своего формирования.
Ассоциации минералов зон экзоконтактов с телами микрозернистых пород
Эти ассоциации можно подразделить на две подгруппы: 1) бластокатаклазиты с инвертированным пижонитом; 2) бластокатаклазиты с гранатом.
1. Породы расслоенной серии с инвертированным пижонитом обнаружены только в бластока-таклазированных породах зоны контакта с телом микрозернистых пород. Пижонит здесь формирует каймы вокруг зерен ромбического пироксена в разнозернистых габбро-норитах. Его кристаллизация связывается с процессом формирования силлоподобных тел микрогабброидов, который привел к частичной перекристаллизации вмещающих пород. Условия перекристаллизации примерно отвечали магматическим температурам и высоким давлениям.
2. Наложенные ассоциации с гранатом в породах расслоенной серии обнаружены только в связи с силлоподобными телами микрогабброидов.
1. (Tlc + Ant + Act) + Gr + Hbl + Pl + [Czo-Ep + + Alb + Chl].
2. (Tlc + Ant + Act) + Hbl + [Grt ± St ± Al2SiO5 + + Pl ± Ms ± Sulf] + Czo-Ep + Alb + Chl
(скобками выделены ассоциации минералов, отражающие разные условия кристаллизации).
Гранат (табл. 1) кристаллизуется в трещинах зерен плагиоклаза, выполненных роговой обман-
Фиг. 1. Фрагмент геологической карты расслоенной интрузии Луккулайсваара и детальные участки исследований. а - интрузия Луккулайсваара: 1 - зона габбро-норитов-II, 2 - зона норитов-II, 3 - зона габбро-норитов-I, 4 - зона но-ритов-I, 5 - микрозернистые породы: габбро-нориты (а), нориты (б), 6 - гранито-гнейсы и мигматиты фундамента (2.6-2.7 млрд. лет), 7 - геологические границы, 8 - тонкоритмичная расслоенность (а) и граница структур типа "pothole" (б), 9 - разломы, 10 - профили опробывания; 11 - участки (в - "Надежда", г - "Чиж").
б-г: 1 - средне-крупнозернистые габбро-нориты, 2 - крупнозернистые габбро-нориты, 3 - среднезернистые нориты, 4 - оливинсодержащие габбро-нориты, 5 - оливинсодержащие меланократовые нориты, 6 - крупнозернистые нориты, 7 - микрозернистые породы под четвертичными отложениями, 8 - микрозернистые нориты, 9 - микрозернистые габбро-нориты, 10 - геофизические аномалии, 11 - анортозиты, 12 - кварцсодержащие габбро-пегматиты, 13 - Fe-Ni-Cu-сульфидная и платинометальная минерализация, 14 - тонкоритмичная расслоенность, 15 - геологические границы, 16 - геофизические границы, 17 - разломы, 18 - места отбора образцов.
кой, и более поздними - клиноцоизитом и хлоритом или на контактах зерен ромбического пироксена и плагиоклаза (фиг. 2а, б, в, 36). Для него обычны сростки с сульфидами. Гранат часто имеет идеальную огранку. Нередко более крупные
зерна этого минерала образованы сростками более мелких зерен. Ставролит (табл. 1) обнаружен во вмещающих телах микрозернистых пород лейкократовых норитов (участок "Чиж", образец Ьи 303). В образце Ьи 303 ставролит образует
Таблица 1. Химический состав минералов (об
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.