В течение последних 15 лет интенсивно изучаются современные кобальтсодержащие колчеданные руды, связанные с ультрамафитами Срединно-Атлантического хребта (САХ). Поскольку рудообразование происходит в настоящее время, то геодинамическая позиция и условия образования гидротермальных полей известны. Руды некоторых древних месторождений в ультрамафитах имеют сходство с современными залежами САХ [1] или для них устанавливается сходство в целом с продуктами гидротермально-осадочных процессов в океанах [2, 4, 7, 10–13, 15]. Однако в связи с большим разнообразием месторождений их формационная принадлежность и частные вопросы условий образования являются предметом дискуссий, поэтому возникла необходимость в освещении сложившейся к настоящему времени проблемы сульфидных и колчеданных месторождений, связанных с ультрамафитами.

В представленном обзоре кратко охарактеризованы гидротермальные сульфидные месторождения складчатых поясов Евразии, Северной Америки и Австралии. Общим для этих месторождений является принадлежность вмещающих ультрамафитов к фрагментам коры океанического типа, позже вовлеченных в коллизионные процессы. Руды месторождений характеризуются кобальтовой или никелевой специализацией с соответствующей рудной минералогией.

По отношению руд к ультрамафитам месторождения можно разделить на автохтонные, где образование руд непосредственно связано с ультрамафитами, и аллохтонные, для которых ультрамафиты являются «чужеродными». По характеру ультрамафитов и приуроченности к ним руд месторождения можно разделить на группы, каждая из которых обладает своими геохимическими и минералогическими особенностями (табл.).

Месторождения в альпинотипных ультрамафитах (группа I) объединяют 1) принадлежность вмещающих ультрамафитов к дунит-гарцбургитовой формации, 2) залегание руд в ультрамафитах и апосерпентинитовых метасоматитах, 3) высокие содержания Co (0.06–10 %) и Ni (0.06–1.7 %) в рудах и 4) обширная As-содержащая минерализация. Наиболее изученными являются рудные поля в зоне Главного Уральского разлома [1] и рудопроявления района Лимассол Форест на Кипре [8, 14].

Месторождения в вулканических ультрамафитах (группа II) могут быть подразделены две подгруппы: месторождения, руды которых полностью залегают в коматиитоподобных ультрамафитовых лавах (подгруппа 1, табл.), и объекты, руды которых залегают на контакте коматиитов и дацитов (подгруппа 2, табл.). Месторождения обладают разными минералого-геохимическими особенностями: подгруппа 1 характеризуется высокими содержаниями Zn (до 7.28 %) и низкими – Ni (до 0.04 %), а также редкими Co-Ni-минералами; подгруппа 2, наоборот, имеет высокие содержания Ni (до 27 %), Zn не отмечается, Ni-минералы в рудах являются второстепенными. As-содержащие минералы в рудах этих месторождений редки (подгруппа 2) либо отсутствуют (подгруппа 1).

Месторождения, приуроченные к контактам ультрамафитов и метаморфических сланцев (группа III). Руды этих объектов, помимо Co-Ni-специализации, характеризуются Cu-Zn профилем (Zn до 1 %). Co (до 1.4 %) и Ni (до 0.5 %) в рудах, главным образом, концентрируются в сульфидах, As-содержащая минерализация редка.

Месторождения с пластинами безрудных ультрамафитов (группа IV). В эту группу можно отнести колчеданные месторождения различных формационных типов, в геологическом строении которых принимают участие пластины ультрамафитов, не содержащих рудных тел. Колчеданные залежи приурочены к метаморфизованным вулканитам, превращенных в различные сланцы. По сравнению со многими колчеданными месторождениями руды этих объектов характеризуются повышенными содержаниями Co (до 0.2 %) и Ni (до 0.2 %), которые, в основном, концентрируются в сульфидах. Из As-содержащей минерализации на некоторых месторождениях отмечаются редкие арсенопирит и кобальтин.

Генезис и условия образования. Для всех рассмотренных месторождений ранее предполагался магматический либо метаморфический генезис. Исследования последних 30 лет показали, что руды этих месторождений характеризуются признаками гидротермально-осадочного или гидротермально-метасоматического образования. Это послужило основанием для исследователей отнести ряд уральских месторождений (Ишкининское, Ивановское и Дергамышское), а также месторождения Ковбой, Мейбл (США) и Дерни (Китай) к колчеданным объектам кипрского типа [2, 10, 15]. Автор считает такое решение сомнительным, поскольку месторождения кипрского типа залегают среди толеитовых базальтов вне прямой связи с ультрамафитами [13]. В частности, для южно-уральских кобальт-медноколчеданных месторождений была установлена связь с ультрамафитами и вулканитами, имеющими островодужные характеристики [1].

Геодинамические обстановки формированияместорождений в литературе освещены с различной степенью детальности. Формирование южно-уральских кобальт-медноколчеданных месторождений связывается с субдукционным этапом развития Уральского складчатого пояса, а их преобразование – с коллизионным [1]. Для канадского месторождения Истен Металс также предполагается, что рудная минерализация образовалась в два этапа [5]. Ранний этап соответствует подъему ультрамафитов к поверхности во время обдукции, поздний – последующим деформационным (коллизионным) событиям.

Возможно, ультрамафиты, вмещающие рудопроявление Певкос (Кипр), также принадлежат к островодужным разностям. Хромиты этого рудопроявления характеризуются высокой хромистостью (67–78) [14], характерной для перидотитов надсубдукционных зон. Имеющаяся информация по хромитам рудопроявления Лаксия ту Мавру [14], наоборот, показывает близость их составов к таковым из перидотитов срединно-океанических хребтов (хромистость 53–55). Судя по дунит-гарцбургитовой ассоциации перидотитов, вмещающих рудопроявление Кулак (Австралия), можно также предположить их островодужный характер, поскольку подобная ассоциация является реститовым компонентом марианит-бонинитовых магм, свойственных островодужным обстановкам образования. Некоторые исследователи протерозойского месторождения Оутокумпу (Финляндия) считают, что вмещающие его серпентиниты являются деплетированными мантийными гарцбургитами [9].

Текстурно-структурные особенности руд некоторых месторождений (Оутокумпу, Дерни, Сайксвилль и уральских объектов) говорят об их придонном образовании [1, 2, 4, 7, 11, 15]. Осадочный способ отложения руд фиксируется кластогенными рудами, которые состоят из обломков гидротермально-осадочных руд массивной и колломорфной текстур и могут сохранять признаки придонного образования даже в условиях амфиболитовой фации метаморфизма [11]. Одновременное разрушение руд и ультрамафитов на морском дне подтверждается присутствием обломочного хромита в кластогенных рудах [1, 7]. Руды практически всех месторождений содержат вкрапленные разности (некоторые – с реликтовыми хромитами), что говорит об их гидротермально-метасоматическом образовании. Более поздние по отношению к первичным придонным рудам минеральные ассоциации чаще всего характеризуются жильными текстурами.

Минералогической особенностью руд представленных месторождений является присутствие в качестве второстепенных минералов сульфидов, сульфоарсенидов и арсенидов кобальта, никеля и железа, а также хромитов. В отдельных случаях, как например, на Ишкининском месторождении, Co-Ni-Fe-сульфоарсениды и арсениды формируют отдельный тип руд [1].

Температуры образования руд оцениваются по минеральным парагенезисам и по данным флюидных включений. Так, придонные руды уральских месторождений характеризуются интервалом температур формирования в 150–350 °С [1, 13]. Сульфиды месторождения Дерни формировались при температурах 200–350 °С [15], рудопроявления Кулак – 100–350 °С [6]. Температуры образования Пышминско-Ключевского месторождения и кипрских рудопроявлений оцениваются в широком диапазоне от 100 до 500 °С [3, 14].

Отмеченное разнообразие среди месторождений, связанных с ультрамафитами, говорит о том, что при детальном исследовании этого вопроса в будущем их можно разделить на различные формационные типы по аналогии с вулканогенными колчеданными месторождениями. Однако по сравнению с колчеданными месторождениями, связанными с вулканитами, для «ультрамафитовых» объектов задача усложняется их залеганием в сложных тектонических обстановках. В качестве важного критерия образования сульфидных залежей в этой связи является присутствие в рудах хромитов, исследования которых могут также дать информацию о геодинамических условиях.Кроме того, их локализация в зонах разломов предопределяет бóльшую деформированность и подверженность метаморфическим процессам, что часто приводит к регенерации руд и появлению поздних минеральных ассоциаций, не связанных с первичным гидротермально-осадочным или гидротермально-метасоматическим происхождением.

Автор благодарен В. В. Зайкову за консультации в ходе работы, Э. Н. Баранову и Р. Херрингтону за информацию о кипрских рудопроявлениях. Работа выполнена при поддержке интеграционного проекта УрО – СО РАН и Минобрнауки (РНП.2.1.1.1840).

 

 

1.      Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги // Литосфера, 2005. № 3. С. 73–98.

2.      Контарь Е. С., Либарова Л. Е. Металлогения меди, цинка и свинца на Урале. Екатеринбург, Уралгеолком, 1997. 233 с.

3.      Мурзин В. В., Викентьев И. В. Руды Пышминско-Ключевского медно-кобальтового месторождения на Среднем Урале // Металлогения древних и современных океанов-2005. Формирование месторождений на разновозрастных океанических окраинах. Т. I. Миасс: ИМин УрО РАН, 2005. С. 172–178.

4.      Рыбаков С. И. Колчеданное рудообразование в раннем докембрии Балтийского щита. Л.: «Наука», 1987. 266 с.

5.      Auclair M., Gauthier M., Trottier J. et al. Mineralogy, geochemistry and paragenesis of the Eastern Metals serpentinite-associated Ni-Cu-Zn Deposit, Quebec Appalachians // Economic Geology, 1993. Vol. 88. № 1. P. 123–138.

6.      Ashley P. M. Petrogenesis of sulfide-bearing reaction zones in the Coolac ultramafic belt, New South Wales, Australia // Mineralium Deposita, 1973. № 8. P. 370–378.

7.      Candela P. A., Wylie A. G., Burke T. M. Genesis of the ultramafic rock-associated Fe-Cu-Co-Zn-Ni deposit of the Sykesville district, Maryland Piedmont // Economic Geology, 1989. Vol. 84. P. 663–675.

8.      Foose M. P., Economou M., Panayiotou A. Compositional and mineralogic constraints on the genesis of ophiolite hosted nickel mineralization in the Pevkos Area, Limassol Forest, Cyprus // Mineralium Deposita, 1985. Vol. 20. P. 234–240.

9.      Kontinen A., Sorjonen-Ward P., Peltonen P., Kuronen U. Some new constraints on hydrothermal alteration and deformation of the Paleoproterozoic serpentinite-hosted Outokumpu Cu-Co-Ni-Zn-Au deposits, Finland // Mineral Deposit Research: Meeting the Global Challenge (eds. J. Mao and F. P. Bierlein), Springer, 2005. Vol. 1. P. 639–642.

10. Koski R. A., Derkey R. E. Massive sulfide deposits in oceanic-crust and island-arc terranes of southwestern Oregon // Oregon Geology, 1981. Vol. 43. № 9. P. 119–125.

11. Peltola E. Origin of Precambrian copper sulfides of the Outokumpu district, Finland // Economic Geology, 1978. Vol. 73. № 4. P. 461–477.

12. Robinson D. J., Hutchinson R. W. Evidence for a volcanogenic-exhalative origin of a massive nickel sulphide deposit at Redstone, Timmins, Ontario // Precambrian Sulphide Deposits (eds. Hutchinson et al.), 1982. P. 211–254.

13.  Prokin V. A., Buslaev F. P. Massive copper-zinc sulphide deposits in the Urals // Ore geology reviews, 1999. № 14. P. 1–69.

14. Thalhammer O., Stumpfl E. F., Panayiotou A. Postmagmatic, hydrothermal origin of sulfide and arsenide mineralization at Limassol Forest, Cyprus // Mineralium Deposita, 1986. Vol. 21. P. 95–105.

15. Wang Y., Qin K., Tan Y., Hou Z. The Derni Cu-Co massive sulfide deposit, Qinghai province, China: ultramafic volcanic-hosted submarine-exhalative mineralization // Exploration and Mining Geology, 2000. Vol. 9. № 3–4. P. 253–264.