УДК 552.311+551.2
Петрогеохимические особенности основных и ультраосновных пород Сугомакского и Уфалейского массивов. Е.А. Бажин Д.Е. Савельев//Металлогения древних и современных океанов – 2008. Рудоносные комплексы и рудные фармации Миасс: ИМин УрО РАН, 2008

В работе рассмотрены геохимические особенности различных пород Сугомакского и Уфалейского гипербазитовых массивов. Уфалейский гипербазитовый массив менее тектонизирован, в его составе часто встречаются первичные гипербазиты. Сугомакский массив разбит на серию пластин сложеных серпентинитами и наболее тектонизирован. Ультрабазиты Уфалейского и Сугомакского массивов сложены в значительной степени деплетированными мантийными реститами гарцбургитового состава, для них характерны низкие содержания CaO, Al2O3, TiO2 и обеднение лёгкими и средними редкоземельными элементами по отношению к тяжелым. Среди габброидов, ассоциирующих с рассматриваемыми гипербазитами встречаются как типичные офиолитовые низко-титанистые разновидности, обеднённые лёгкими редкоземельными элементами, так и породы, характеризующееся повышенными концентрациями лантаноидов.

Библ 3.

Е.А. Бажин Д.Е. Савельев
Институт геологии УНЦ РАН
Петрогеохимические особенности основных и ультраосновных пород Сугомакского и Уфалейского массивов
(научный руководитель В.И. Сначёв)

Уфалейский комплекс протягивается с юга на север более чем на 70 км и относится большей частью к тагильской зоне. В его состав входит несколько крупных массивов (с юга на север): Карабашский, Сугомакский, Уфалейский и ряд более мелких безымянных тел. Гипербазиты приурочены к Серовско-Маукскому разлому.
Сугомакский массив в плане представляет собой линзовидное тело, вытянутое с севера на юг. В разрезе форма массива близка к пластине с восточным падением и увеличивающейся на восток мощностью от 800 до 1000 м, контакты массива тектонические. В строении массива приблизительно в равной степени развиты антигоритовые серпентиниты, в различной степени серпентинизированные дуниты, тальк-карбонатные, карбонат-тальковые и карбонат-тремолитовые породы. Значительно менее распространены мелкие жилообразные тела родингитов и родингитоподобных пород, дайки габбро, в юго-западной части встречаются пироксениты. На массиве известно несколько мелких рудопроявлений хромитовых руд, отработанных ещё при разведке [Реестр …, 2000].
Ультрабазиты Сугомакского массива характеризуются стандартным для офиолитовых комплексов составом: высокими содержаниями MgO (38,0-42,8%), Ni (1420-3180 г/т) и Cr (до 2000 г/т) и низкими – TiO2 (<0,1%), Na2O (0,n%), К2О (0,0n%), СаО (0,2-0,56%). Обращает на себя внимание значительное снижение концентрации хрома в двух пробах до 420 и 25,5 г/т. Для кобальта (54-144 г/т), глинозема (0,5-1,8%) и суммарного железа (5,5-10,0%) характерны умеренные значения.
Во всех пробах ультрабазитов отмечается несколько пониженное содержание РЗЭ по отношению к хондритовому уровню. Наиболее устойчивы хондрит-нормированные значения для “тяжелой ветви” кривой (Sm – Lu), наблюдается отчетливый их рост от самария к лютецию. В левой части графика (La-Sm) проявлено два типа распределения РЗЭN: с преобладанием либо легких либо средних редкоземельных элементов.
Оба типа распределения встречаются в офиолитовых гипербазитах. Повышение концентрации легких РЗЭ по сравнению со средними обычно объясняется либо неоднократным плавлением мантийного субстрата в различных р-Т условиях верхней мантии, либо метасоматической проработкой ультрабазитов флюидами [Магматические …, 1988]. В рассматриваемом случае W-образный тип распределения проявлен в наиболее интенсивно серпентинизированных породах и, возможно, связан с вторичным обогащением пород легкими РЗЭ в коровых условиях.
Ультрабазиты Сугомакского массива являются умеренно-деплетированными. Породы скорее всего представляют собой рестит от выплавления базальтового расплава в условиях океанической верхней мантии и потенциально хромитоносносны. Но из-за того, что массив испытал тектоническую переработку в коровых условиях, нахождение крупных скоплений хромита в его пределах маловероятно.
В восточной части Сугомакского массива в ассоциации с гипербазитами встречены два контрастных типа интрузивных пород – нормальные габброиды и монцониты (монцогаббро). Образцы габбро очень похожи по петрогеохимическим характеристикам, в них отмечены низкие (“офиолитовые”) содержания TiO2 (0,51-0,8%), преобладание натрия над калием, для пород характерны близкие содержания суммарного железа, магния и кальция.
Содержание хрома (145-210 г/т) в габброидах несколько повышено по сравнению со средним для габбро и указывает на их “офиолитовую” природу. В рассматриваемых породах зафиксированы умеренные содержания никеля (39-79 г/т), кобальта (25-39 г/т) и редкоземельных элементов. В обеих пробах отмечена отрицательная европиевая аномалия, содержание остальных лантаноидов превышает хондритовый в 10 раз, отношение LaN/LuN коррелирует с изменением в породах концентрации глинозема и кремнезема. Рассмотренные габброиды скорее всего являются дифференциатами базальтового расплава, выплавившегося при деплетировании верхней мантии в обстановке палеоспрединга.
В монцогаббро и монцонитах, по сравнению с рассмотренными габбро, повышено содержание SiO2 до (59%), щелочей с преобладанием калия, резко понижена концентрация СаО и TiO2. Породы обогащены легкими РЗЭ по сравнению с тяжелыми, в них резко снижены содержания сидерофильных элементов-примесей – никеля (18 г/т), хрома (25 г/т) и кобальта (менее 10 г/т). Таким образом, основные породы двух рассмотренных типов, пространственно ассоциирующиеся с ультрабазитами Сугомакского массива, не являются комагматичными и образовались на более поздних этапах развития данной территории, возможно в условиях островной дуги.
Уфалейский массив в структурном отношении расположен в южном замыкании Тагильской мегазоны и тяготеет к восточному её борту, вплотную прилегая к ильменогорско-вишнёвогорскому мигматито-гнейсово-сланцевому комплексу. Массив представляет собой тектоническую пластину мощностью от 200 до 600 м, в некоторых местах распадаясь на ряд более мелких. Массив в целом имеет восточное падение, в южной части угол падения изменяется от 30º до 70º. В строении массива доминируют апогарцбургитовые серпентиниты, реже встречаются серпентиниты, образовавшиеся по дунитам. В южной его части породы интенсивно серпентинизированы в антигоритовой фации. Менее измененные породы слагают его северную часть, в окрестностях г.Верхний Уфалей. С корами выветривания по гипербазитам связаны месторождения силикатного никеля, разрабатывающиеся в настоящее время. В железистых охрах из кор выветривания установлено содержание палладия до 2 г/т и платины до 0,44 г/т а в серпентинитовых метасоматитах составляющих основную массу никелевой руды палладия около 0,5 г/т [Додин и др., 2000]. С породами массива связаны небольшие месторождения хромитов, на данный момент в основном отработанные.
Гипербазиты Уфалейского массива по основным петрохимическим параметрам сопоставимы с типичными офиолитами: на диаграммах A-S и Ol-En-Di они практически полностью попадают в поле гарцбургитов с низким содержанием диопсида (менее 3%). Для них характерны низкие содержания TiO2 (0,02-0,08%), Al2O3 (0,5-1,5%), СаО (0,2-0,8%, редко до 2,28%). Вместе с тем, в породах повышены концентрации MgO (в среднем около 40%), хрома (в среднем 1800 г/т), никеля (в среднем 2000 г/т).
Распределение редкоземельных элементов в ультрабазитах дунит-гарцбургитовой ассоциации Уфалейского массива довольно выдержанное и характеризуется незначительным преобладанием тяжелых РЗЭN над легкими при минимальных хондрит-нормированных значениях для средних лантаноидов (Nd, Sm, Gd). При этом содержания тяжелых РЗЭ в породах примерно соответствуют хондритовому уровню. Почти во всех проанализированных образцах отмечается положительная европиевая аномалия различной интенсивности. Форма кривых распределения РЗЭ таким образом приближаются к W-образному типу, часто встречающемуся в гипербазитах офиолитовой ассоциации.
В пироксенитах резко возрастает содержание СаО (до 28,0%), снижается концентрация хрома и никеля. В основных породах восточной части массива зафиксированы низкие содержания TiO2 (0,33-0,72%) и резкое преобладание натрия над калием, что характерно для габброидов офиолитовых ассоциаций.
Распределение РЗЭ в породах габброидного комплекса Уфалейского массива отличается от такового в дунит-гарцбургитовой ассоциации. Во-первых, следует отметить постепенное возрастание хондрит-нормированных значений легких РЗЭ от пироксенитов к габбро, а в габброидах оно растет прямо пропорционально с ростом содержаний TiO2 и P2O5. При этом хондрит-нормированные значения для тяжелых РЗЭ находятся примерно на одном уровне. Во-вторых, поведение РЗЭN отличается от типа N-MORB, наиболее распространенного в габбро офиолитовых комплексов. В-третьих, для пироксенитов характерно накопление средних РЗЭ по сравнению с легкими и тяжелыми, минимальные содержания европия; в габбро, напротив, происходит накопление европия и легких редких земель.
Проведённый нами анализ геолого-петрографических и петрогеохимических особенностей Уфалейского и Сугомакского массивов позволили сделать ряд предварительных выводов:
1. Уфалейский гипербазитовый массив менее тектонизирован, в его составе часто встречаются первичные гипербазиты. Сугомакский массив разбит на серию пластин сложеных серпентинитами и наиболее тектонизирован.
2. Ультрабазиты Уфалейского и Сугомакского массивов сложены в значительной степени деплетированными мантийными реститами гарцбургитового состава, для них характерны низкие содержания CaO, Al2O3, TiO2 и обеднение лёгкими и средними редкоземельными элементами по отношению к тяжелым.
3. Среди габброидов, ассоциирующих с рассматриваемыми гипербазитами встречаются как типичные офиолитовые низко-титанистые разновидности, обеднённые лёгкими редкоземельными элементами, так и породы, характеризующееся повышенными концентрациями лантаноидов.

Литература

Додин Д.А. Чернышов Н.М. Яцкевич Б.А. //Платинометальные месторождения России СПб.: Наука 2000, 754 с.
Реестр хромитовых месторождений в альпинотипных гипербазитах Урала. //Под. ред. Б.В. Перевозчикова Пермь, 2000. 474 с.
Магматические горные породы. Т.5. Ультраосновные породы //под ред. Е.В. Шаркова. М.: Наука, 1988, 508 с.