МПГ в друзитах Карелии

МПГ друзитового комплекса (~2.4GA)
Северной Карелии

Авторы

Вдоль границ Кольского и Карельского кратонов, в пределах Беломорской и Терско-Лоттинской подвижных зон наблюдается очень своеобразный диспергированный тип интрузивного магматизма, представленный многочисленными мелкими телами мафитов и ультрамафитов, которые объединяются в раннепалеопротерозойский друзитовый (коронитовый) комплекс. (Около 6000 массивов). Размеры этих мелких бескорневых тел, формировавшихся в процессе тектонического течения вмещающих архейских гнейсов и мигматитов, обычно не превышают нескольких сотен квадратных метров, реже - первых квадратных километров. Первичные контакты сохраняются редко и обычно наблюдаются тектонические контакты, сопровождаемые переработкой пород в условиях амфиболитовой фации и их превращением в различные амфиболиты (мощностью до первых метров). Относительно свежие породы сохраняются во внутренних частях тел, однако, вдоль границ зерен появляются метаморфогенные коронитовые (друзитовые) каймы, образованные роговой обманкой и гранатом.

По своему вещественному составу породы, слагающие эти мелкие интрузивы, очень близки к кумулатам в близких по возрасту крупных рудоносных расслоенных массивах с медно-никелевой и платиноидной минерализацией (Мончегорский, Луккулайсваара, Бураковский и др., ~2.4GA). Как и в последних, так и в массивах друзитового комплекса выделяется две главные группы пород: (1) меланократовые - перидотиты (преимущественно плагиоклазовые лерцолиты), пироксениты (бронзититы и вебстериты) и нориты, и (2) лейкократовые - габбронориты и анортозиты. Однако, если в расслоенных массивах эти группы пород входят в состав расслоенных серий, то в друзитовых массивах главные разновидности пород имеют тенденцию к образованию самостоятельных тел с соответствующими метасоматическими изменениями эндоконтактов.

В некоторых массивах друзитового комплекса ранее были отмечены повышенные содержания ЭПГ (Митрофанов и др., 1995, работы ФГУП "Минерал"). Эти сведения побудили нас выполнить специальные петролого-минералогические работы с использованием технологии "ppm-минералогия" по ряду мафит-ультрамафитовых интрузивов друзитового комплекса в Северной Карелии с целью выявления в них ЭПГ минерализации и уточнения вопроса о потенциальной рудоносности всего комплекса. Участки проведения исследований показаны на рис.1.

Рис. 1. Схема расположения участков работ и изученных друзитовых массивов
Схема расположения участков	Участок "Зеленоборский" (Госгеолкарта 1:200000, 1958г)
	Участок "Нильмозеро"
Друзитовые массивы: 1- Б.Петик, 2-Кривозерский, 3-Чернореченский, 4-Горы Панфиловой, 5-Нильмозеро

Все изученные массивы представляют собой небольшие тела площадью около 1-2 км², неправильно-округлой формы, с сорванными тектоническими контактами, залегающими среди архейских гранито-гнейсов и мигматитов тоналитового состава. Три из них (о-ва Б. Петик, Кривоозерский и Чернореченский) характеризуются совмещением более древних сильно метаморфизованных габброноритов и более свежих плагиоклазовых лерцолитов, практически не подвергшихся наложенному метаморфизму. Массив Нильмозера сложен преимущественно свежими плагиоклазовыми лерцолитами и оливиновыми габброноритами, местами метасоматизированными с развитием агрегатов пластинчатого амфибола ряда эденита; тоже самое относится и к Чернореченскому ультрамафитовому телу. Массив горы Панфилова образован сильно измененными габброноритами и габбронорит-анортозитами.
Поскольку работы были направлены на изучение собственно ЭПГ минерализации в массивах разного вещественного состава, специального геологического изучения массивов не проводилось, но определенное внимание было уделено петрографической характеристике образцов, отобранных из разных частей массивов, преимущественно по разрезу.

Кратко о методике работ
1. Изучая платиноиды в друзитовых массивах, мы оправдано ожидали, что содержания ЭПГ в породах будут весьма низкими и минералогическая чувствительность работ должна быть очень высокой: не хуже n*0.001г/т по фазовому эквиваленту концентрации элемента. Чтобы уменьшить число штуфных проб, требующих трудоемкого и дорогого минералогического анализа, был выбран следующий подход при пробоотборе: попутно со штуфным опробованием отбирался рыхлый материал из-под скальных обнажений, поскольку ожидалось, что в рыхлом материале находятся минералы платиноидов, выделившиеся при выветривании из коренных пород (рис.2). То есть, использовалось то, что естественным выветриванием уже произведена "пробоподготовка", зерна ПГМ индивидуализировны и потери зерен (т.е. информации) в этом цикле минералогической обработки проб будут сведены к минимуму. Если в результате последующей лабораторной обработки проб рыхлого материала выявлялись зерна МПГ, то обрабатывались штуфные пробы, собранные из обнажений и, таким образом получалась достаточно полное представление о ЭПГ минерализации уже в коренных породах.

Рис. 2. Примеры мест сбора рыхлых и штуфных проб (красные и желтые кружки, соответственно)
.	.

2. Для достижения требуемой минералогической чувствительности технология "ppm-минералогия" обеспечивает получение концентратов тяжелых минералов из исходных проб с очень большими коэффициентами сокращения (до n*100000 раз). Несмотря на то, что получаемые концентраты имеют массы в первые миллиграммы или даже доли миллиграмма, - число мелких зерен (n*1 - n*10µm) в концентрате достаточно велико, поэтому выявление и документация МПГ представляет собой непростую задачу. Для таких случаев в ЗАО"НАТИ" разработана специальная система, включающая как электронный, так и программный интерфейсы (рис.3).

Рис. 3. Получение минералогических данных по тяжелым концентратам .
Исходное BSE изображение	Оцифрованное BSE изображение
Окно Treatment программного интерфейса

Электронный интерфейс (микропроцессорное электронное устройство) подсоединяется к растровому электронному микроскопу, снабженному энергодисперсионным спектрометром, а также к персональному компьютеру, который и осуществляет все необходимые процедуры, связанные с управлением электронным зондом микроскопа, формированием растра и получением изображений (SE или BSE) на экране компьютера.
Программный интерфейс (программа ImSca14) обеспечивает оцифровку BSE изображений и по заданным диапазонам яркости (МПГ и золото в одной яркостной группе) производит последовательное автоматическое позиционирование электронного зонда на зернах минералов заданных яркостных диапазонов, тем самым предоставляя возможность получения всей необходимой информации о минеральном составе исследуемого образца, включая диагностику минералов по химическому составу и подсчет площадей как отдельных, так и всех зерен в тяжелых концентратах.

К началу Минералогия

Выше уже отмечалось, что внутренние части друзитовых массивов часто представлены породами, незатронутыми или слабозатронутыми более поздними посткристаллизационными термальными процессами. На рис. 4 показаны МПГ, которые характеризуют внутренние части различных друзитовых тел.
При этом важно подчеркнуть, что в парагенезис минералов платиноидов входят все шесть ЭПГ, то есть, независимо от состава пород (гарцбургиты, лерцолиты, оливиновые пироксениты и нориты) в породах присутствуют как IPGE, так и PPGE.

Рис.4. МПГ и акцессорные минералы внутренних частей друзитовых массивов


RAS - руарсит, RuAsS; PTAS - платарсит, (Pt,Ir,Os)AsS; HGW - холлингвортит, (Rh,Ir,Os)AsS; BR - брэггит, PtS; ME II - мертиит II, Pd8(Sb,As)3; GU - гуанглинит, Pd3As;SPR - сперрилит, PtAs2; GF - герсдорфит, NiAsS.

Отмечалось также, что для зон горячих эндоконтаков, в целом, типичны метасоматические изменения, формирующие гранатовые и биотитовые амфиболиты иногда с сульфидной минерализацией.
В отличие от внутренних частей друзитовых массивов, к зонам горячих эндоконтактов приурочены преимущественно палладиевые ЭПГ минералы, а тугоплавкие платиноиды отсутствуют (рис.5), причем, как МПГ, так и ассоциирующие сульфиды образуют относительно низкотемпературные парагенезисы, по сравнению с парагенезисами внутренних частей массивов. Однако, следует также отметить, что акцессорная минерализация сама по себе довольно пестрая: сульфиды меди и никеля, пирротин, герсдорфит, сфалерит, галенит, паркерит, бисмутинит, самородные висмут, золото, медь, железо, никель, но также и шеелит, и касситерит. Присутствует как бы смешение в различных сочетаниях "коровых" - "мантийных" - "горячих" - "холодных" парагенезисов.

Рис. 5. МПГ и некоторые акцессорные минералы зон горячего эндоконтакта друзитовых тел



GN - галенит, PbS; PO - пирротин, FeS; SF - сфалирит, ZnS; MI -майчнерит, PdTeBi; SbPD - стибиопалладинит, Pd5Sb2; PRK - паркерит, Ni3(Bi,Pb)2S2; CP - халькопирит, CuFeS2; Bi - самородный висмут; MGT - магнетит; KM - камасит, (Fe,Ni); KNB - кнебелит, Mn-оливин.;

Кроме минералогических данных для основных типов пород друзитовых массивов были выполнены химические анализы на платиноиды (рис.6). Хондрит-нормализованные значения платиноидов показали, что графики субгоризонтальны или имеют слабый положительный наклон, что подтверждает полученные ранее минералогические данные: несмотря на наличие признаков дифференциации мантийного субстрата, овеществленных в различном петрографическом составе пород друзитовых массивов, первичные ассоциации платиноидов не подверглись существенным преобразованиям и близки к некоторым ассоциациям ЭПГ примитивной мантии. (Подробнее см. в статьях К.Малича и др. по Кроубатскому массиву Австрии).

Рис.6. Графики нормализованных значений порода/С1 и порода/мантия
wpeA.jpg (100832 bytes)

Наличие минералов (элементов) всех шести платиноидов в друзитовых массивах весьма необычно, тем более с учетом того, что эти минералы обнаруживаются в различных петрографических типах пород. В главе "Введение" отмечалось, что, если, эти же "группы пород входят в состав расслоенных серий, то в друзитовых массивах главные разновидности пород имеют тенденцию к образованию самостоятельных тел...". Это означает, что отдельные друзитовые массивы, сложенные различными группами пород, не могут рассматриваться в качестве фрагментов некогда существовавших на глубине гигантских дифференцированных массивов: дифференциации платиноидов, сопряженной с дифференциацией мантийного субстрата не происходило.
Более того, полученные данные делают невозможными прямые сопоставления платиноидной минерализации в друзитах ни с одним их основных типов ЭПГ минерализации в мафит-ультрамафитовых массивах: хорошо известно, что в различных формационных типах мафит-ультрамафитовых массивов доминируют различные группы платиноидов: Ru-Os-Ir в хромититах офиолитовых комплексов, Pt (Pt-Os-Ir) - в зональных дунит-клинопироксенит-габбровых комплексах, существенно Pd специализация обычна для расслоенных и дифференцированных массивов.

К началу Заключение

1. Несмотря на существенные вариации петрографического состава пород друзитовых массивов, минералогические и геохимические данные по платиноидам указывают на отсутствие сколько-нибудь значительной дифференциации первичного мантийного субстрата;

2. Появление в эндоконтактах друзитовых тел (преимущественно в гранатовых и биотитовых амфиболитах) палладиевой минерализации и наличие на периферии друзитовых тел "смешанных" парагенезисов свидетельствуют о локальном перераспределении элементов в ходе внедрения раскристаллизованных глубинных масс в сиалическую кору;

3. Отсутствие магматической и объемно проявленной метасоматической дифференциации платиноидов свидетельствует о крайне низких перспективах обнаружения промышленной платиноидной минерализации в массивах друзитового комплекса.

Введение Минералогия Заключение