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
         » » Формации сульфидных медно-никелевых месторождений

Формации сульфидных медно-никелевых месторождений

21.10.2017

«Нет таких руд, месторождения которых на первый взгляд просты и однотипны, но по существу труднопонимаемы и многообразны». Это высказывание, относящееся к хромитовым рудам, вполне применимо к большинству месторождений, ассоциирующих с гипербазит-базитовым магматизмом, и в том числе к месторождениям сульфидных медно-никелевых руд. Несомненным подтверждением цитируемого тезиса служит существование столь разнообразных генетических концепций, которые обсуждаются в литературе, посвященной практически любому медно-никелевому месторождению.
Если исключить из рассмотрения частности отдельных концепций, то принципиальные различия взглядов сводятся к доказательству магматического или внемагматического источника рудных компонентов, в том числе серы, для каждого из месторождений. Вместе с тем в исследовании медно-никелевых месторождений, по нашему мнению, существует определенный пробел, заключающийся в недостаточности сравнительного анализа региональных геолого-петрологических обстановок их формирования. В конечном счете это означает недостаточность использования принципов рудно-формационного анализа, без которых построение наиболее реалистических моделей сульфидного магматического рудообразования вряд ли возможно.
В связи с этим целесообразно обратить внимание на известное понятие рудной формации, определяемой как общность минерального и элементного состава месторождений и тектономагматических условий их проявления. С точки зрения первой части этого понятия — общность минерального и элементного состава — большинство месторождений имеют много общих черт. Однако, возвращаясь к понятию рудной формации, определяющему общность тектономагматических условий их проявления, в составе генетического типа сульфидных медно-никелевых месторождений следует выделять две формации, устойчиво повторяющиеся в различные металлогенические эпохи.
К первой из них отнесены месторождения, связанные с ритмично-расслоенными массивами норит-ортопироксенит-гарцбургитовой петрографической формации (см. таблицу). Массивы формируются в условиях мезо-абиссальной и абиссальной глубинности и приурочены к региональным транскоровым разломам консолидированных блоков континентальной земной коры. Они дискордантны по отношению к складчатым структурам регионов и не сопровождаются вулканогенными производными магматизма. Примерами ритмично-расслоенных массивов, с которыми связаны платиновые и медно-никелевые руды, являются на древних щитах — Мончегорский, Бушвельд, Стиллуотер и др., в пределах консолидированных подвижных поясов — Чайский, Ийоко-Довыренский, Чинейский, Максут, Мамоновский и др. Месторождения представляют собой преимущественно горизонты вкрапленной сульфидной минерализации, согласные со стратификацией массивов. Петрологические закономерности формирования ритмично-расслоенных массивов рассмотрены в весьма обширной литературе. Важнейшая особенность месторождений заключается в формировании оруденения на стадии камерной дифференциации сульфидно-силикатных магматических расплавов.

В ритмично-расслоенных плутонах не обнаружены пока массивные (богатые) медно-никелевые руды. Вместе с тем они чрезвычайно интересны в связи с развитием протяженных (десятки километров), но маломощных (десятки сантиметров — первые метры) платиноносных горизонтов типа рифа Меренского в плутоне Бушвельд и J-M рифа — в комплексе Стиллуотер.
Ко второй формации отнесены месторождения, связанные с вулканоинтрузивными рудно-магматическими ассоциациями. Эта формация выделяется нами впервые. С ней связаны наиболее крупные промышленно важные рудные районы в зеленокаменных поясах архейских кратонов (месторождения пояса Уилуна-Норсмен Западной Австралии, пояса Родезийского кратона Зимбабве, пояса Томпсон в Канаде), протерозойского пояса Печенга — Имандра — Варзуга Балтийского щита (месторождения Печенгского рудного района), Приенисейского мегаблока севера Сибирской платформы (раннемезозойские месторождения Норильского рудного района) и др. Важнейшей отличительной чертой рассматриваемой группы месторождений является развитие массивных медно-никелевых руд.
Рудоносные вулканоинтрузивные ассоциации развиты в пределах континентальной земной коры и приурочены к региональным приразломным прогибам этапов прото- или тектономагматической активизации кратонов и древних платформ. Образование структур, вмещающих рудоносные вулканоинтрузивные ассоциации, связывается некоторыми исследователями с процессами внутриконтинентального рифтогенеза. Эти представления находят подтверждение на примере пояса Печенга — Имандра — Барзуга. Детальный анализ геотектонической позиции и условий формирования Норильского рудного района позволяет сделать вывод о его приуроченности к южной фланговой ветви Енисей-Хатангско-го рифтогенного прогиба и образовании вулканоинтрузивной никеленосной ассоциации в связи с определенной фазой позднепалеозойского — раннемезозойского рифтогенеза. Формирование вулканоинтрузивной ассоциации гипербазит-базитов предшествует фазе рассредоточенного рифтогенеза, обозначенного максимальным раскрытием стволовых раздвиговых зон и массовым трапповым магматизмом.
Важнейшей чертой никеленосной ассоциации является постоянное сообщество специфического типа высокомагнезиальных вулканитов, сульфидоносных интрузивов габбро-клинопироксен-верлитовой петрографической формации и массивных сульфидных руд. Все эти образования формируются, как отмечено выше, в единых структурно-тектонических условиях и представляют собой продукты глубинной дифференциации сульфидно-силикатных магм.
Основой для выделения рассматриваемых рудных районов в единую группу являются современные материалы, касающиеся истории их тектонического развития и эволюции магматизма. Зеленокаменные пояса формируются на гранито-гнейсовом основании, а не представляют собой, как предполагалось ранее, фрагменты океанической коры, сохранившиеся в блоках кристаллического фундамента. Пояс Печенга — Имандра — Варзуга и рифтогенная структура Норильского района также образуются в пределах континентальной земной коры.
В составе вулканитов ведущее место занимают базальтоидные производные толеитового ряда, но развит характерный комплекс высокомагнезиальных лав, которые хотя и ассоциируют с толеитами, но не являются их кумулятивными производными. Степень развития высокомагнезиальных вулканитов наибольшая в архейских зеленокаменных поясах и закономерно снижается в протерозойском поясе Печенга — Имандра — Варзуга и еще более значительно — в составе мезозойских вулканитов Норильского рудного района, что согласуется с общими закономерностями эволюции магматизма в истории Земли. В Норильском районе установлено петрогенетическое родство высокомагнезиальных вулканитов и расслоенных никеленосных интрузивов, основанное на изучении внутреннего строения и вещественного состава магматитов обеих фаций, их геологической позиции и возрастной сопряженности. В качестве исходного состава для гипербазит-базитовых вулканитов, расслоенных интрузивов и сульфидных руд, а также для всего многообразия продуктов магматизма Норильского района принят родоначальный пикрит, состав которого соответствует среднему составу дифференцированных сульфидоносных интрузивов.
По петрохимическим признакам высокомагнезиальные лавы соответствуют формации коматиитов, впервые выделенной в архейских зеленокаменных поясах или близки коматиитам, что показано для Печенгского и Норильского рудных районов. Для покровов высокомагнезиальных вулканитов характерны расслоенное строение, развитие парагенетической ассоциации существенно магнезиальный оливин + хромшпипель и высокая металлоносность. Так, в Норильском рудном районе запасы никеля в высокомагнезиальных вулканитах превышают ресурсы собственно сульфидных месторождений. Концентрация никеля в оливине достигает 0,4 мас.%, установлено развитие энстатитовых стекол с содержанием до 1,5 мас.% никеля, а среднее содержание металла в покрове близко 0,1 мас.%. Сульфидоносные интрузивы рудных районов рассматриваются либо как образования подводящих каналов коматиитовых покровов (Западная Австралия), либо как гипабиссальные комагматы вулканитов (Печенгский и Норильский рудные районы).
Сульфидоносные интрузивы Норильского района представлены лентовидными груборасслоенными телами. Ритмичная расслоенность не характерна. Размещение интрузивов контролируется ареалами распространения высокомагнезиальных лав, и внедрение интрузивов происходит при том же структурном плане региона, при котором формируются вулканиты. Итрузивам свойственна многоярусная локализация в пределах вертикальных разрезов рудных районов. Массивы различных литолого-стратиграфических уровней локализации отличаются петрографическим составом и степенью рудоносности. В Печенгском рудном районе такими массивами являются габбро-верлитовые интрузивы собственно Печенгского рудного поля и габбро-норит-лерцолитовые интрузивы в архейских гнейсах, подстилающих вулканогенно-осадочную толщу (Восточно-Печенгский рудный узел). В Норильском рудном районе массивы представлены дифференцированными лейкократовыми, полнодифференцированными и дифференцированными меланократовыми интрузивами, отличающимися средним химическим составом, количественным соотношением базитовых и гипер-базитовых горизонтов, степенью рудоносности.
Богатые сульфидами медно-никелевые руды — составная часть рудоносных вулканоинтрузивных ассоциаций. Предположение В.К. Катульского об интрузивной природе массивных сульфидов неоднократно обсуждалось в литературе и до сих пор служит предметом дискуссии. Широко распространено мнение о массивных рудах как продуктах камерной ликвации магм и гравитационной сегрегации отликвировавшей жидкости на дне магматической камеры. Наши же представления о богатых сульфидами медно-никелевых рудах как интрузивных телах, отвечающих субфазе магматического процесса, базируются на следующих данных. Для Норильского рудного района главными из них являются следующие.
1. Формирование массивных руд отделено от внедрения полнодифференцированных сульфидоносных интрузивов временем, необходимым для остывания массивов до такого состояния, при котором интрузивное тело реагирует на тектонические деформации как твердый массив. В результате образуются полости, которые выполняются существенно сульфидной жидкостью.
2. Формирование тел массивных сульфидных руд сопровождается собственным ореолом метаморфических преобразований, которые накладываются на контактово-метаморфические породы, образованные при внедрении интрузива; главные типы контактовых преобразований, связанных с сульфидными рудами, — перекристаллизация и переплавление роговиков и метасоматитов.
3. Тела массивных сульфидных руд локализуются не только в нижнем экзоконтакте интрузивов, но в благоприятных тектонических условиях залегают в породах кровли массивов или пересекают интрузивы.
4. Ореол вкрапленного оруденения, сопровождающего массивные руды, накладывается на интрузивные породы.
5. Отсутствует соответствие зональности массивных руд с сингенетическим сульфидным оруденением интрузивов.
В Печенгском рудном районе богатая сульфидами магматическая субфаза представлена клинопироксенит-верлитовыми лентовидными телами, содержащими рудного вещества до 50 об. % и более. С подобными телами ассоциируют брекчиевидные и массивные руды, в формировании которых значительная роль принадлежит процессам переотложения магматических сульфидов, сопряженным с прогрессивным метаморфизмом зеленосланцевой фации, сопровождающим формирование Печенгской моноклинали.
Для месторождений зеленокаменных поясов обосновано позднее, по отношению к покровам сульфидоносных коматиитов, внедрение массивных сульфидных руд. Размещение тел массивных руд контролируется синвулканическими тектоническими нарушениями, образующими блоковую структуру подошвы покровов.
Таким образом, охарактеризованные группы месторождений, связанных с ритмично-расслоенными плутонами и вулканоинтрузивными ассоциациями, при общности их элементного и минерального состава обнаруживают весьма существенные различия тектономагматических условий проявления. Это позволяет обосновать в соответствии с принципами формационного анализа отнесение каждой из показанных групп к самостоятельным рудным формациям единого генетического типа сульфидных медно-никелевых месторождений.
Фазовые соотношения сульфидов и силикатов, распределение сульфидов и их парагенезисов в сульфидоносных массивах свидетельствуют о том, что в коровых условиях на всех стадиях дифференциации магм существуют равновесные соотношения между несмесимыми сульфидными и силикатными жидкостями сульфидно-силикатных магм. Фактический материал по этому вопросу детально рассмотрен ранее. Здесь достаточно подчеркнуть, что равновесие между двумя несмешивающимися жидкостями — сульфидной и силикатной — является главным фактором размещения и зональности оруденения в эндогенных рудных полях и месторождениях. Вместе с тем результаты изучения сульфидных парагенезисов в конкретных месторождениях позволяют считать, что состав руд и фазовые соотношения сульфидов определяются исходным составом сульфидиой жидкости, выплавляемой совместно с силикатным расплавом в зонах мантийного магмообразования.
Распределение никеля и общая никелистость в парагенезисе пирротин + пентландит не могут быть постоянными. Основные же вариации с максимальной концентрацией никеля свойственны более магнезиальным расплавам. В связи с последним выводом весьма интересно оценить парагенезис пирротин + пентландит в мантийных ксенолитах кимберлитов. При этом обращает на себя внимание следующая четкая закономерность. Наиболее богаты никелем парагенезисы, свойственные гипербазитовым глубинным ксенолитам, в то время как эклогитовые нодули существенно беднее никелем. Это выражается как в объеме никеля в моносульфидных твердых растворах, так и в общем количестве пентландита в минеральных агрегатах.
Устанавливается достаточно высокая корреляция в обогащенности никелем более основных по составу ксенолитов кимберлитов и руд, связанных с более магнезиальными магмами, и, напротив, обедненных никелем эклогитовых ксенолитов и руд, связанных с менее магнезиальными магмами. Подобные зависимости свидетельствуют, во-первых, о том, что источником несмесимых сульфидных расплавов являются породы верхней мантии, и, во-вторых, о том что источником различных по составу магм являются разные уровни плавления мантии.