Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




15.09.2020


15.09.2020


15.09.2020


04.09.2020


03.09.2020


03.09.2020


21.08.2020


05.08.2020


05.08.2020


05.08.2020





Яндекс.Метрика
         » » Генетические модели сульфидно-никеленосных формаций в связи с другими эндогенными формациями

Генетические модели сульфидно-никеленосных формаций в связи с другими эндогенными формациями

21.10.2017

Сульфидно-никеленосные формации и связанные с ними медноникелевые месторождения принадлежат мафит-ультрамафитовому ряду магматических формаций, подразделяющемуся на три магматические серии: бессульфbдную и слабосульфидную мафическую (MgO < 8 мас.%), образующую месторождения железа и титана; сульфидоносную мезомафическую (MgO 8—33 мас.%), формирующую медно-никелевые месторождения; бессульфпдную ультрамафическую (MgO > 33 мас.%), концентрирующую силикатный никель, хром, платину, осмий, иридий (рис. 1).
Показанные на рис. 1 сульфидно-никеленосные формации генетически связаны между собой и с другими рудоносными формациями известных эндогенных месторождений как продукты единого исходного вещества мантии, состоящего из окисно-силикатной (~ 98%), металлической (~ 1%) и сульфидной (~ 1%) фракций и соответствующего пиролит-хондритовому составу. В зависимости от режима плавления этого исходного вещества могут зарождаться различные магматические продукты. При полном его плавлении образующиеся магмы будут по составу приближаться к магмам кимберлитов. Постадийное (фракционное) плавление в последовательности от легкоплавких к тугоплавким фракциям обеспечивает образование мафических, мезомафических и ультрамафических серий магматических продуктов и связанных с ними рудоносных формаций и месторождений.
Выносимые в пределы земной коры мантийные магматические продукты обладают энергетическим и рудным потенциалом для образования вторичных корово-экстракционных рудоносных формаций и месторождений благородных, цветных и черных, металлов (см. рис. 1). При этом основным носителем и источником рудного вещества и преобразующей тепловой энергией являются мафические продукты, составляющие около 90% поступающего в земную кору мантийного магматического материала и несущие рудные компоненты в основном в рассеянном виде.


Как показывают геофизические данные, области проявления мафит-ультрамафитового магматизма и связанных с ним рудоносных формаций различаются по строению разреза коры и верхней мантии.
В районах проявления никеленосного мафит-мезомафического магматизма фиксируются прогнутые границы разреза коры и поверхности Мохоровичича (рис. 2), указывающие на то, что никеленосные структуры всех возрастов (от архея до мезозоя) представляют собой компенсационные прогибы, возникающие в результате выноса из мантии магм и компенсации освободившегося там пространства. При этом устанавливается взаимосвязь мощности магматических толщ (количества вынесенных мафических продуктов) и степени рудоносности прогибов. При мощности магматических образований менее 2 км сульфидно-никеленосные формации и медно-никелевые месторождения отсутствуют (траппы Индии, Южной Америки, южной половины Тунгусского бассейна), тогда как структуры с мощностью магматических толщ 2—10 км являются рудоносными (мульдообразные прогибы Норильского района, Печенгский прогиб и др.). Причем каждой из выделенных сульфидно-никеленосных формаций свойственны свои вполне определенные мощности (п объемы) вынесенного преимущественно мафического вещества: габбро-троктолитовой 2—3 км, габбро-долеритовой 3—4 км, габбро-норит-ппроксенит-перндотитовой 4—5 км, габбро-пироксенит-перидотитовой 5—7 км, пироксенит-перидотитовой и перидотит-дунитовой 7 —12 км.

В зонах проявления бессульфидных дунит-ппроксенитовой и дунит-перндотитовой формаций, являющихся продуктами декомпрессионного магматизма, отмечаются невыдержанные уровни границы Moxo и ступенчато-блоковое строение разреза коры (см. рис. 2, г). Возникнов структур связывается с растяжением коры под воздействием диапирового подъема астенолитного слоя.
Массивы центрального типа щелочно-ультраосновной формации прослеживаются непрерывно до глубин мантии и, по существу, представляют собой мантийные штоки, выходящие на дневную поверхность (рис. 3). Для областей кимберлитового магматизма характерен полный разрез континентальной коры при незначительном воздымании границ Moxoровичича.
Устанавливается зональность в размещении рассматриваемых рудоносных магматических формаций. Например, в пределах Сибирской платформы кимберлитовый магматизм приурочен к центральной наиболее стабилизированной части. Далее по направлению к краевым частям платформы следует зона распространения щелочно-ультраосновных массивов, за ней область проявления сульфидоносного магматизма, формирующего медно-никелевые месторождения, и затем площади распространения продуктов бессульфидного мафического магматизма (рис. 4).

В каждой из перечисленных структурно-тектонических обстановок должны существовать особые условия магмообразования, которые представляются в виде следующих моделей.
Зарождение магм сульфидно-никеленосных, щелочно-ультраосновной и кимберлитовой формаций, свойственных зонам активизации платформ, связывается с термическим механизмом магмообразования, обусловленным плавлением мантийного вещества на глубинах 100 км и более путем его разогрева (повышения температуры) вследствие накопления тепловой энергии под экранирующей континентальной литосферой.
Как показано на рис. 3, магмы сульфидно-никеленосных формаций в основном зарождаются в интервале между линиями солидуса и ликвидуса сульфидов мантии. Причем появление каждой из этих разновидностей магм предваряется зарождением и выносом в земную кору относительно легкоплавкого преимущественно мафического расплава, образующегося за счет соответствующей мафической части исходного вещества, нередко с захватом той или иной доли сульфидоносной мезомафической фракции, в результате чего образуются различные по составу сульфидно-никеленосные формации (см. рис. 1, 3).
Габбро-троктолитовая формация представляет наиболее низкотемпературную маломагнезиальную медистую часть мезомафической фракции исходного вещества (Ni : Сu = 1 : (4—10)) (см. рис. 3, В). Ее проявление характерно для структур, в которых мощность предваряющих магматических толщ мафического состава составляет 2—3 км.
Габбро-долеритовая формация — продукт умеренно-магнезиальной группы магм (MgO 10—15 маc.%), несущий практически всю сульфидную составляющую мантийного вещества (Ni : Cu = 1 : (1,2—2,5)) (см. рис. 3, Г). Она характерна для структур, мощность мафических вулканогенных образований в которых составляет 3—4 км.
Габбро-норит-пироксенит-перидотитовая формация — производная магнезиальной группы магм (MgO 15—20 мас.%), несущей обедненную (на ~ 2/3) медью сульфидную часть исходного вещества за счет выноса ее (меди) более ранними легкоплавкими продуктами (Ni : Cu = (1—2) : 1) (см. рис. 3, Д). Мощность предваряющих мафических продуктов, представленных эффузивными толщами и верхними горизонтами крупных стратифицированных интрузивных массивов, составляет 4—5 км.
Габбро-пироксенит-перидотитовая формация является продуктом повышенно-магнезиальной группы (Mg 20—25 мас.%) с умеренно бедными (1/10 часть от исходного содержания) сульфидами (Ni : Cu = (2—5) : 1) (см. рис. 3, Е). В структурах ее проявления мощность мафических вулканитов равняется 5—7 км.
Пироксенит-перидотитовая формация — производная высокомагнезиальной группы магм (MgO 25—28 мас.%) с бедными медью (~ 1/20 часть исходного состава) сульфидами (Ni : Cu = (5—25) : 1) (см. рис. 3, Ж). Она свойственна структурам, в которых мощность вулканитов составляет 7—10 км.
Перидотит-дунитовая формация — продукт ультрамагнезиальной магматической группы (MgO 28—33 мас.%) с весьма бедными медью (—1/60 часть исходного вещества) сульфидами (Ni : Cu = (25—75) : 1) (см. рис. 3, 3). В структурах ее проявления мощность вулканогенных толщ составляет 10—12 км.
Известная диорит-норитовая формация садберского типа является производной гибридной первично мафической группы магм (MgO 4—6 мас.%), несущих регенерированные сульфиды ранее сформированных медно-никелевых руд (Ni : Cu = (2—10) : 1) (см. рис. 1).
В зонах проявления щелочно-ультраосновного магматизма к земной поверхности поступает в основном сложный (малодифференцированный) реститовый материал, подобный материалу дунит-пироксенитовой формации эвгеосинклинальных зон. В отличие от последнего он сильнее разогрет (из-за экранирующего действия континентальной литосферы) и вследствие этого его проникновение в земную кору осуществляется путем проплавления коровых толщ (см. рис. 3, И), а не за счет растяжения земной коры под действием диапира, как это имеет место при сравнительно маломощной коре и рифтогенном магматизме. В результате вокруг и во фронтальной части высокотемпературного мантийного штока образуются различные по составу корово-расплавные породы, обогащенные щелочами, карбонатами и другими компонентами корового материала. В зависимости от уровня эрозионного среза наблюдаемые интрузии центрального типа могут иметь различный состав. При неглубоком срезе они в основном представлены щелочными, карбонатными и апатитоносными ассоциациями. С увеличением глубины среза обнажается ультраосновной мантийный материал, несущий хромшпинелиды и металлы платиновой группы.
Кимберлитовый магматизм связывается с большим накоплением тепловой энергии под мощной литосферой, что приводит к практически полному плавлению первичного (недифференцированного) мантийного вещества (см. рис. 3, К), приращению объема до 8% и к возникновению критических давлений, обеспечивающих вместе с высокой температурой магмы «прострел» коровых толщ с образованием алмазоносных кимберлитов.
Намечаемая зональность и взаимосвязь в распределении сульфидно-никеленосных, щелочно-ультраосновной и кимберлитовой формаций, находящихся в пределах Сибирской платформы, объясняются рассмотренными выше различными величинами накопления тепловой энергии в горизонте магмообразования и соответствующей разной степенью плавления исходного вещества. Допускается возможность увязки этих видов магматизма с единой системой конвектирующей мантии (рис. 5).

Краевые части континентальной плиты и зоны их сочленения (сопряжения) с другой плитой наиболее проницаемы для теплового потока внутренних частей Земли. Появление зоны повышенной проницаемости и опускания земной коры обусловит направленную к ним миграцию тепловой энергии с прилегающих боковых частей горизонтов мантии сначала посредством теплопроводности мантийного вещества, а затем миграции материала мантии (вследствие его разогрева до расплавного состояния) от центральных высокотемпературных частей экранирующей плиты. Приближающееся к краю плиты разогретое мантийное вещество подвергается дальнейшему плавлению вследствие его декомпрессии (некоторого понижения давления среды). В результате этого увеличивается количество рас-плавной фракции, которая после появления глубинных разломов, вызванных напряженной тектонической обстановкой, поднимается в верхние части земной коры и к ее поверхности (см. рис. 5, А), тогда как тугоплавкий тяжелый рестит погружается в более глубокие горизонты мантии (уч. Б). При этом в наиболее периферических частях конвекционной ячейки выплавлялись и поступали преимущественно мафические продукты, а в удаленных от них участках имелись условия для зарождения не только мафических, но и сульфидоносных и мезомафических магм, формирующих медно-никелевые месторождения. Однонаправленное конвекционное движение вещества мантии делает сравнительно пассивной противоположную часть (уч. В) плиты. В тыловой области восходящего потока создаются условия наибольшего плавления мантийного вещества, которое приводит, как уже говорилось выше, к «простреливанию» вышележащей толщи и образованию кимберлитовых трубок. В примыкающей к ней части восходящего потока мантийное вещество доводилось до таких температур и давлений, которые способны были активизировать вышележащий реститовый материал и проплавлять земную кору с образованием мантийных диапиров в виде щелочно-ультраосновных массивов (уч. Г).

По мере действия конвективная ячейка сокращалась в направлении от «холодных» периферических частей к горячей зоне в результате последовательной «отработки» мантийного материала — разделения его на поднимающуюся в земную кору расплавленную фракцию и опускающийся тяжелый рестит. В итоге должна была иметь место соответствующая миграция проявляющегося в земной коре магматизма, что наблюдается в реальности: на западе (на периферии) магматизм начался в конце перми — начале триаса, а на востоке (в районах горячей зоны) — в среднем триасе. На завершающей стадии проявления магматизма, после образования в конце триаса мощной (~ 4 км) толщи траппов, экранирующей доступ магматических масс в верхние части земной коры и к ее поверхности, разогретое мантийное вещество астенолитного слоя под нагрузкой тяжелой литосферы и под давлением накапливающегося расплава горизонта магмообразования мигрировало (выдавливалось) в краевые части платформы. При этом создалась своеобразная мантийная волна, которая отчленила краевой блок платформы и транспортировала его па значительное расстояние с образованием Таймырского полуострова и Енисейско-Хатангского прогиба (см. рис. 4). Признаки проявления этого процесса сохранились в особенностях строения разреза юрских и меловых отложений Енисейско-Хатангского прогиба и в подъеме мантийного слоя (границы Мохоровичича) под ним.
Таким образом, вероятность непосредственного соприкосновения Таймырского полуострова с Сибирской платформой повышает его перспективы на медно-никелевые руды, особенно юго-западной части Таймыpa, непосредственно примыкающей к Норильскому району.
В зонах альпинотипного (рифтогенного) магматизма мобилизация мантийного вещества и его поступление в земную кору в основном связаны с декомпрессией реститового слоя мантии, потерявшего в более ранние периоды легкоплавкую составляющую, в том числе сульфидную фракцию (рис. 6). При этом исходный реститовый материал может быть представлен сравнительно сложным малодифференцированным веществом, потерявшим только мафическую часть, с полным набором свойственных ему рудных компонентов (уч. А) либо наиболее тугоплавкой ультрамафической фракцией, потерявшей значительную часть платины и обогащенной осмием, иридием и хромом (уч. Б).
За счет менее дифференцированного вещества образуются ультра-основные тела и связанные с ними рудные концентрации дунит-пироксенитовой формации нижнетагильского типа, а за счет ультрамафической фракции — альпинотипные ультрабазиты дунит-перидотитовой формации, с которыми связаны хромитовые месторождения и осмий-иридиевая ассоциация металлов платиновой группы.
Таким образом, намечаются генетические и пространственные взаимосвязи рудоносных формаций, выяснение которых позволит прогнозировать и выявлять месторождения одной формации через проявления другой, что особенно важно в настоящее время, когда возможности обнаружения близповерхностных месторождений практически исчерпаны.