Блог

Волченко Ю.А., Коротеев В.А. и др.
Палладиеносный пояс Урала

Палладиеносный пояс Урала

Ю. А. Волченко, В. А. Коротеев, К. С. Иванов, И. И. Неустроева, Л. К. Воронина

Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия; Yastrebov@igg.uran.ru

 

Как известно, Урал рассматривается в качестве эталонного полигона при характеристике месторождений платиновых металлов в основных типах мафит-ультрамафитовых комплексов и решении общих фундаментальных проблем платиноносности внутриплитных и межплитных подвижных систем. Собранные в последние десятилетия и исследованные различными методами обширные коллекции пород и руд по мафит-ультрамафитовым комплексам Среднего, Северного и, отчасти, Приполярного и Полярного Урала позволили рассмотреть проблему их платиноносности в минералого-геохимическом и рудно-формационном аспектах. Становится все более очевидным, что геодинамические обстановки формирования и преобразования структурно-вещественных комплексов Урала являются определяющими для распределения платиновых металлов, отражая главный тренд их фракционирования в процессе полного цикла развития земной коры [2, 3]. В 20-х годах XX века в отечественную геологическую литературу вошел термин “габбро-перидотитовая формация Урала”. Впоследствии большинство исследователей пришли к выводу о ее неоднородности и существовании в ее объеме по крайней мере двух формаций (структурно-вещественных ассоциаций): дунит-гарцбургитовой (альпинотипной) и дунит-пироксенит-габбровой (платиноносной). Это открытие явилось важным шагом вперед, имеющим фундаментальное петрологическое и прогностическое значение. Последующие исследования, проведенные в конце XX века, показали структурную и вещественную гетерогенность комплексов Платиноносного пояса, возможность и необходимость выделения в их составе собственно платиноносной и собственно палладиеносной структурно-вещественных ассоциаций. В составе комплексов Платиноносного пояса, наряду с метаморфизованными дунит–клинопироксенит-тылаитовыми сериями, которые можно рассматривать как фрагменты древнего переходного слоя, подстилающего эвгеосинклинальный разрез, могут быть выделены ферроклинопироксенит-габброноритовые серии, формирование которых происходило значительно позднее, в переходной период, и сопряжено с подъемом и внедрением огромных масс габбро, интрудировавших на стадии становления платиноносных комплексов. Благодаря отчетливо выраженной и часто концентрической зональности дунит-клинопироксенит-тылаитовых серий, габбро-гипербазитовые комплексы платиноносного типа в мировой литературе получили известность как “зональные” или “концентрически-зональные”. Предполагается, что формирование и становление зональных комплексов собственно Платиноносного пояса происходило в надсубдукционных обстановках в режиме ранних и зрелых островных дуг. Гетерогенный по своей природе собственно Платиноносный пояс Урала слагается продуктами кристаллизации разноглубинных выплавок, генерировавшихся в непосредсвенной связи с зоной палеозойской субдукции, и находится в окружении вулканогенных и вулканогенно-осадочных комплексов обстановок островных дуг [8]. Несмотря на принципиальное различие в развиваемых генетических моделях, большинство исследователей склонны рассматривать это гигантское геологическое тело Пояса как единую рудно-геохимическую систему, ответственную за формирование всего широкого спектра рудных формаций: от хромитовых, хромтитаномагнетитовых и ферроплатиновых до безхромистых титаномагнетитовых, платино-палладиевых и золото-палладиевых медно-кобальтово-сульфидных. Для дунит-верлит-клинопироксенит-тылаитовой ассоциации, формирующей комплексы собственно Платиноносного пояса, установлена сквозная однотипная геохимическая специализация на платину, хром, никель. Для дунитов зональных комплексов типична специализация на платину и легкоплавкие платиноиды, составляющие до 70–75 % и более от суммы всех элементов платиновой группы (ЭПГ) в дунитах. Среднее содержание ЭПГ в дунитах без разделения на типы составляет менее 100 мг/т, при резко выраженной ведущей роли платины. Хромит-платиновые руды зональных комплексов также специализированы на платину и легкоплавкие платиноиды, содержание которых в ходе рудообразующего процесса увеличивается с 90 до 99 % суммы ЭПГ, количество тугоплавких при этом соответственно падает с 10 до 1 %. Для пород и руд зональных комплексов типичны весьма низкие содержания палладия, что определяет типохимизм пород и руд при характерной величине отношения платины к палладию от 2–3 до 60, обычно выше 5. Нами выделены и обоснованы три минералого-геохимических подтипа, характеризующие различные последовательные стадии процесса хромит-платинового рудообразования в зональных комплексах: хромитовый подтип, дунитовый подтип, пегматитовый подтип.

Выделение собственно Палладиеносного пояса с зональными ультрамафит-мафитовыми (оливинит-ферроклинопироксенит-горнблендит-метагаббровыми) массивами, специализированными в первую очередь на палладий, золото, серебро, медь, кобальт, фосфор и другие компоненты обосновано нами в ряде работ [4–6]. Типовые объекты Палладиеносного пояса – массивы Качканарский, Павдинский, Волковский, Кумбинский, Чистопский, частично Кытлымский и др., вмещающие десятки проявлений и небольших месторождений малосульфидных и сульфидных золото-палладиевых с медью и кобальтом, а также комплексных медно-титаномагнетитовых руд (рис. 1). Установлена вещественная (минералого-геохимическая) и структурная дискретность рудоносных комплексов Палладиеносного пояса по отношению к дунит-клинопироксенит-тылаитовой структурно-вещественной ассоциации, формирующей массивы собственно Платиноносного пояса. Откартированные нами в огромных карьерах Качканарского массива структурные несогласия полосчатости в бледно-зеленых оливиновых клинопироксенитах и темно-зеленых ферроклинопироксенитах, отчетливая ступенчатость разрезов на ферромагнитных планах подчеркиваются наличием на их контактах реакционных фронтальных зон, сложенных оливиновыми магнетитовыми клинопироксенитами и насыщенных пятно-блокообразными телами магнетитовых оливинитов и магнетитовых верлитов, жилами сплошной титаномагнетитовой руды (рис. 2). На основе представительной коллекции образцов и проб, собранных по 30 различным золото-палладиевым проявлениям и месторождениям собственно Палладиеносного пояса, охарактеризованы особенности распределения и формы нахождения в них благородных металлов. Установлено, что платиновые металлы (в первую очередь палладий) и золото присутствуют в проявлениях Палладиеносного пояса в количестве от сотен мг/т до десятков г/т, при этом среднее содержание палладия составляет более 900 мг/т, платины около 120 мг/т, золота около 400 мг/т, суммарное среднее содержание благородных металлов составляет около 1.5 г/т. Отношение палладия к платине изменяется в широких пределах от 1–10 до 20, в среднем около 6 и более, то есть является обратным по сравнению с таковым для Платиноносного пояса. Собственные минералы благородных металлов впервые выявлены нами во всех частях разреза Палладиеносного пояса, но наиболее частая встречаемость их установлена во фронтальных и тыловых зонах разреза: в оливинитах, горнблендитах, амфиболовом и амфибол-пироксеновом габбро. Минералы ЭПГ, Ag и Au в виде мелких и тонких включений (25 × 50 – 5 × 5 мкм) развиты в парагенезисе с халькопиритом, борнитом, халькозином, кобальтовым пентландитом, роговой обманкой и магнетитом. Среди собственных минералов благородных металлов, выявленных в проявлениях Палладиеносного пояса, резко преобладают теллуриды палладия (меренскииты, кейтконниты, котульскиты) с характерными примесями висмута, ртути, меди (рис. 3). Реже встречаются сульфиды, ртутные арсениды и арсенотеллуриды палладия: высоцкиты, атенеиты, винцентиты. Серебрянные минералы (петцит, гессит) встречены в борните в сростках с котульскитом. Для сульфидов цветных металлов, парагенных с минералами благородных металлов, очень характерны ощутимые примесные количества золота, серебра, палладия (0.1–0.2–0.4 мас. %). Формирование благороднометального оруденения в проявлениях Палладиеносного пояса Урала происходило как элемент развития рудообразующей системы островодужных габбро. Аналогичная медно-сульфидная золото-палладиевая минерализация с котульскитом, темагамитом, описанная в магнетитовых ферроклинопироксенитах и амфиболовом габбро одного из комплексов аляскинского пояса [9], рассматривается как низкотемпературное гидротермальное образование. Выявленная в сложно построенных платиноносных комплексах зональность иного рода, характеризующая реакционно-метасоматические ореолы габбровых интрузий, контролируется положением метагабброноритовых тел в платиноносных комплексах и накладывается на любые части “концентрически-зонального” разреза. В обобщенном виде эта зональность представляет собой следующий ряд закономерно сменяющих друг друга пород: лабрадоровое двупироксеновое габбро и продукты его метаморфизма в условиях амфиболитовой фации (тыловая зона) – горнблендиты и амфиболизированные клинопироксениты с плагиоклазом или без него – магнетитовые клинопироксениты – оливиновые магнетитовые клинопироксениты, магнетитовые верлиты и магнетитовые оливиниты (фронтальная зона). Таким образом, мафит-ультрамафитовые комплексы Платиноносного пояса являются не просто зональными, а сложно построенными полигенными полизональными образованиями. Попытки придать реально существующей в них концентрической зональности (зональности первого типа) универсальный характер сопровождались, с одной стороны, стремлением отыскать постепенные взаимные переходы между всеми присутствующими здесь типами горных пород, с другой – развитием представлений о нахождении в этих комплексах генетически единого ряда взаимосвязанных рудных формаций. Такой подход нивелировал выявленную дискретность геологических разрезов ультрамафит-мафитовых комплексов платиноносного пояса, отводя габбровым (метагабброноритовым) членам этих комплексов роль пассивных матриц. Однако довольно скоро выяснилось, что металлогеническая специализация двух рассматриваемых ассоциаций горных пород, формирующих комплексы Платиноносного пояса, принципиально различна и тесно связана с геодинамическим режимом их формирования. Если для дунит-пироксенит-тылаитовых серий характерно магноферрихромитовое, хроммагнетитовое и самородное ферроплатиновое оруденение, то в ферроклинопироксенит-метагабброноритовых сериях присутствует титаномагнетитовое, медносульфидно-титаномагнетитовое, сульфидно- и теллуридн-палладиевое, платино-палладиевое и золото-палладиевое оруденение. В первом случае выявленные типы оруденения характеризуют ряд рудных формаций, возникающих на ранних стадиях собственно геосинклинального процесса, а во втором мы имеем дело с рудными формациями, образующимися на поздних стадиях этого процесса, а также описанными в качестве типичных для габбровых комплексов платформ. Очевидно, что пространственное положение этих двух рядов рудных формаций в ультрамафит-мафитовых комплексах и определяет в целом региональную металлогеническую зональность собственно Платиноносного и собственно Палладиеносного поясов Урала. В заключение отметим, что ранее нами отмечалась перспективность проявлений Чистопского, Хорасюрского и Вольинского массивов на золото-палладиевое оруденение баронского типа [7]. 

 

Литература

  1. Аникина Е. В., Русин И. А., Филиппов В. Н. и др.Золотопалладиевое оруденение в габбро Тагило-Баранчинского массива (Средний Урал): минералы и минеральные парагенезисы // Геология, генезис и вопросы освоения комплексных месторождений благородных металлов. М.: ИГЕМ, 2002. С. 104–108.
  2. Волченко Ю. А.,Золоев К. К., Коротеев В. А., Мардиросьян А. Н., Неустроева И. И. Новые и перспективные типы платинометального оруденения Урала // Геология и металлогения Урала. Кн. 1. Екатеринбург: Изд. ОАО УГСЭ, 1998. С. 238–255.
  3. Волченко Ю. А., Коротеев В. А., Золоев К. К., Мардиросьян А. Н.Платиноидное оруденение основных геодинамических режимов развития уральского складчатого пояса // Тез. докл. Росс. совещ. ”Геология и генезис месторождений платиновых металлов”. М.: ИГЕМ РАН, 1992. С. 13.
  4. Волченко Ю. А.,Коротеев В. А. и др. Дискретные парагенетические ассоциации элементов и минералов благородных металлов в мафит-ультрамафитовых комплексах Платиноносного пояса Урала: петро- и рудогенетические следствия // Тез. докл. науч. конфер. “Чтения А. Н. Заварицкого”. Екатеринбург: Ин-т геол. и геохим. УрО РАН, 1998. С. 34–36.
  5. Волченко Ю. А., Коротеев В. А.Платинометальное оруденение палеоостроводужных комплексов Урала: платиноносные и палладиеносные пояса // Тез. докл. III Урал. металлоген. совещ. Екатеринбург: Ин-т геол. и геохим. УрО РАН, 2000. С. 94–98.
  6. Волченко Ю. А., Фоминых В. Г., Нечеухин В. М.Титаномагнетитовые системы // Главные рудные геолого-геохимические системы Урала. М.: Наука, 1990. С. 79–96.
  7. Золоев К. К., Раппопорт М. С., Сурганов А. В., Волченко Ю. А. и др.Рудный потенциал Ханты-                 Мансийского автономного округа. Стратегия и тактика геолого-разведочного и горно-рудного производства. Екатеринбург – Ханты-Мансийск: ДПР по Уральскому региону, 2001. 176 с.
  8. Иванов К. С., Шмелев В. Н.Платиноносный пояс Урала – магматический след раннепалеозойской зоны субдукции // Докл. РАН, 1996. Т. 347. № 5. С. 649–652.
  9. Watkinson D. H., Melling D. R.Hydrothermal origin of platinum-group mineralization in low-temperature cooper sulfide-rich assemblages, Salt Chuck untrusion, Alaska // Econ. Geol. 1992. V. 87. № 1. P. 175–184.

 

 

Подписи к рис. Волченко

 

Рис. 1. Палладиеносный пояс Урала.

Положение массивов Палладиеносного пояса (с Ю на С): 1– Ревдинский, 2 – Тагильский, 3 – Волковский, 4 – Качканарский, 5 – Павдинский, 6 – Кытлымский, 7 – Кумба, 8 – Денежкин Камень, 9 – Помурский, 10 – Чистопский. Проявления (1, 3) и месторождения (2, 4): 1, 2 – медносульфидные; 3, 4 – титаномагнетитовые с редковкрапленной медносульфидной минерализацией. Схема составлена Ю. А. Волченко, К. К. Золоевым, В. А. Коротеевым (1998 г.) на основе прогнозно-металлогенической карты платиноносных формаций Северного и Среднего Урала.

 

Рис. 2. Обобщенный стандартный разрез контакта оливиновый клинопироксенит – магнетитовый ферроклинопироксенит.

1 – изменение железистости оливинов, 2 – изменение железистости клинопироксенов, 3 – изменение количества титаномагнетита.

 

Рис. 3. Диаграмма составов теллуридов и арсенидов палладия и платины в различных рудопроявлениях Палладиеносного пояса Урала.

Минералы: 1 – кейтконнит Pd3Te; 2 – атенеит (Pd, Hg)As–арсенопалладинит Pd3As; 3 – меренскиит PdTe2; 4 – котульскит PdTe. Рудопроявления (цифры на диаграмме): 1-24 – Баронское, 25-31 – Лаврово-Николаевское, 32-52 и 64-71 – Клюевское (1-52 и 64-71 – Волковский массив); 53-56 – Южная анаомалия, 57-58 – Западное, 59-61 – Главное (53-61 – Гусевогорский массив); 62 – Поддоменное (Павдинский массив; 63 – Серебрянское (Кытлымский массив); 64-71 – дополнительные данные [1].