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
         » » Анализ моделей эндогенных геохимических полей сульфидной медно-никелевой формации - основа прогноза новых месторождений

Анализ моделей эндогенных геохимических полей сульфидной медно-никелевой формации - основа прогноза новых месторождений

21.10.2017

Расширение минерально-сырьевой базы медно-никелевых руд требует развития и интенсификации поисковых, разведочных и научно-исследовательских работ по оценке перспектив промышленной никеленосности конкретных площадей в пределах главных рудовмещающих зон северо-запада Сибирской платформы, Балтийского щита, Воронежского кристаллического массива, а также с целью выявления новых рудоносных районов и зон на Таймыре и в других регионах страны. Однако эффективность проводимых работ пока не высока. Это в первую очередь объясняется большой (до 3000 м и более) глубинностью поисков ведущих промышленно-никеленосных объектов — массивов норильско-талнахского типа со сплошными и богатовкрапленными рудами. На фоне вмещающих карбонатно-терригенно-вулканогенных толщ такие объекты могут быть охарактеризованы как геохимические поля среднего (10—100 раз) концентрирования Cu, Ni, Co, Cr, Hg и ряда других элементов, отличающиеся избыточной плотностью, повышенной магнитной восприимчивостью и намагниченностью, высокой проводимостью и поляризуемостью, увеличенной скоростью распространения упругих волн. Такие черты промышленно-никеленосных массивов, усугубленные метаморфно-метасоматическими ореолами и рудными залежами, дают веские основания к повсеместному применению при их поисках методов современной геохимии и геофизики. Использование этих методов в регионе усложняется не только значительной глубиной залегания возмущающих объектов, но и тем, что к основным рудовмещающим зонам — Норильско-Хараелахской и Имангдинско-Летнинской — приурочены и другие, близкие по некоторым свойствам к массивам норильско-талнахского типа интрузивные тела. Это интрузии никеленосного курейского, слабоникеленосного моронговского и потенциально-никеленосного фокинского типов. Все они содержат горизонты ультрамафитов, а некоторые из них — бедное вкрапленное и сплошное медно-никелевое оруденение, а также характеризуются зачастую повышенными средневзвешенными количествами хрома и никеля. Суметь различить при поисковых работах аномальные геохимические и геофизические поля от всех этих объектов — важная и очень сложная задача. Ее решение кроется в создании комплексных геолого-геохимических и геолого-геофизических моделей различных объектов сульфидной медно-никелевой формации норильского типа, разработке на их основе эффективных прогнозно-поисковых критериев и методов и их последующем использовании при разномасштабном металлогеническом районировании и прогнозировании. Настоящая работа и представляет собой первый опыт комплексного геолого-геохимического моделирования системы интрузив + руда —> метаморфический и метасоматический ореол —> неизмененные или относительно неизмененные вмещающие породы на базе изучения геохимических полей.




В составе сульфидной медно-никелевой формации норильского типа намечаются три приуроченные к разновозрастным магматическим комплексам субформации: кобальт-никель-медная (промышленно-никеленосная), кобальт-медно-никелевая (никеленосная) и медь-кобальт-никелевая (слабо никеленосная). В связи с ними устанавливаются эндогенные геохимические поля (в понимании Л.В. Таусона) интенсивного, среднего и низкого концентрирования широкого спектра элементов-индикаторов и спутников медно-никелевого оруденения, отличающиеся в зависимости от субформационной принадлежности своими размерами, особенностями внутреннего строения и вещественного состава, вертикальной и горизонтальной относительно интрузивных массивов и рудных залежей зональностью, типом и силой тренда, петрогенетическими особенностями. Выявление качественной и количественной информации об этих признаках (см. таблицу) приводит к созданию геолого-геохимической модели суммарного эндогенного геохимического поля конкретной рудной субформации.
Главными чертами модельного геолого-геохимического поля кобальт-никель-медной субформации являются значительная мощность, в десятки раз превышающая таковую интрузивных массивов и рудных залежей, чередование геохимических полей интенсивного (сплошные, а также про-жилково-вкрапленные и вкрапленные руды во вмещающих породах), среднего (вкрапленные руды в интрузии, подрудный и первый надрудный горизонты первичного ореола) и низкого (второй — четвертый подгоризонты надрудного первичного ореола) концентрирования, прерывистость и невыдержанность самих горизонтов, зональность вида Ni Co Ag Сu—>Mo Zn Pb—>Ba Sn Ti Cr Zr. Эти и другие аномальные зоны, про-слеживаясь вдоль контактов промышленно-никеленосных интрузий норильско-талнахского типа в карбонатно-терригенных отложениях палеозоя и вулканитах пермо-триаса и контролируясь литологическими особенностями пород и тектоническими нарушениями, образуют прерывисто-непрерывную аномальную полосу — геохимическое поле элементов-индикаторов и элементов-спутников (рис. 1).

В этой мощной (до 2500 м) полосе первичный ореол самих залежей богатых руд наиболее четко проявлен контрастными и высококонтрастными аномалиями благородных металлов и Hg, а также Cu, Ni, Co, Zn, Pb, Mo, В, F, положительными и отрицательными аномальными зонами Cr и Ti. В зоне рудоподводящего разлома ряд миграционной подвижности представляется в следующем виде: Co —> Pb —> V —> Ti Mn Zn Sr Ba —> Cu Cr Ni Zn Mo Sn Ag Hg (К, В, F, Cl). Аномальные зоны последней группы элементов прослеживаются даже на 2500—3000 м вверх по разрезу от кровли никеленосных массивов. В результате рассмотрения полученных авторами материалов в совокупности с опубликованными ранее данными по морфологии, внутреннему строению и вещественному составу промышленно-никеленосных массивов норильско-талнахского типа и их первичных ореолов намечаются следующие особенности рассматриваемой геолого-геохимической модели:
1) значительная (средняя в общем ряду никелепосных массивов) мощность и сложность строения нижнего (обогащенные оливином породы) и приподошвенного (такситовые долериты) горизонтов;
2) присутствие в одной интрузии брекчиевидных оруденелых такситов, плагиоклазсодержащих оливинитов и лерцолитов, меланотроктолитов;
3) совместное существование в прикровельном горизонте эруптивных брекчий, такситовых, пикритовых и троктолитовых долеритов с невыдержанными слоями медно-никелевых руд;
4) минимальные (среди прочих типов никеленосных интрузий) количества оливина и плагиоклаза в габбро-диоритах при наиболее высоких — клинопироксена и рудных минералов;
5) максимальные содержания в оливиновых долеритах рудных и вторичных минералов, минимальные — оливина и клинопироксена в двух разноокрашенных разновидностях — зеленой (хромсодержащий авгит) и бурой;
6) высокое количество магнезиального оливина (менее 30% фаялита) и хромшпинелидов в нижних и верхних пикритовых и троктолитовых долеритах, а также лейкогаббро (две последние группы минералов);
7) минимальное количество плагиоклаза в троктолитовых и пикритовых (также и оливина) долеритах, при наибольших — рудных и вторичных минералов и повышенное (до 1%) содержание калия;
8) при возрастании содержания сульфидов в самом массиве падает количество никеля в оливинах;
9) максимальное содержание в клинопироксенах Cu и минимальное Ni, Co и Mn, а также V (только в хромсодержащих авгитах);
10) достаточно четкое выделение в породах массивов двух ассоциаций малых элементов: Ni, Cu, Co, Hg, Cr и Mn, Ti, У, Zr;
11) высокие средневзвешенные количества в массивах Hg, Cu, S и Cr при низких Ni/Cu и Na/K отношениях; установлена прямая пропорциональная зависимость средневзвешенных содержаний ртути в интрузии от мощности сплошных руд;
12) норильско-талнахский геохимический тип оливиновых долеритов и мафит-ультрамафитов;
13) щелочно-основной, усложненный согласованным поведением магния, двух- и трехвалентного железа тренд в мафит-ультрамафитах и близкий к боуэновскому в средних и верхних горизонтах массивов;
14) значительные мощности под- и надынтрузивного (под- и надрудного) ореолов при высокой роли кремнекислотных щелочных (в первую очередь калиевого ряда) метасоматитов, магнезиальных скарнов, серпентинитов, бор- и фторсодержащих минералов;
15) присутствие в экзоконтактах безникелистых «стерильных» нирит-пирротиновых руд с существенным содержанием редких примесей;
16) наличие зональных высококонтрастных и значительных по размерам первичных, вторичных ореолов и потоков рассеяния элементов-индикаторов (Cu, Ni, Co, Pb, Zn, Ag, Au и др.) и элементов-спутников (Hg, Cr, I, К, Ti, Mn, У, В, F и др.) медно-никелевого оруденения;
17) сложное полигоризонтное строение первичных ореолов, удаленных от самих массивов и рудных залежей на 2000—2500 м по вертикали, совмещение составляющих ореолов рудных тел и рудоносного интрузива, смена участков разубоживания сложными аномальными геохимическими полями в надфланговых частях рудных тел, оригинальная связь отдельных элементов с породами специфического состава;
18) важная роль в первичных ореолах мощных комплексных аномалий ртути, причем содержание последней на два порядка превышает кларковое;
19) для гипергенных аномальных геохимических полей и потоков характерны устойчивость во времени, превышение их размеров над таковыми рудных залежей, а иногда и никеленосных массивов, значительная удаленность в разрезе (а иногда в плане) от возмущающих объектов, достаточно большой набор аномалиеобразующих элементов при средних и низких уровнях концентрирования.
На основании проведенного авторами комплексного исследования можно говорить о взаимосвязи эндогенных и гипергенных геохимических полей массивов норильско-талнахского типа всех уровней концентрирования: интенсивного — залежей богатых и экзоконтактовых руд, среднего — залежей вкрапленных руд и ореолов рудных тел, низкого и среднего — первичных, вторичных ореолов и потоков. При резком уменьшении уровней накопления главных элементов-индикаторов (Cu, Ni и Co) соотношение между ними в различных типах геохимических полей в целом выдерживается. Процесс формирования этого комплекса сложных геохимических полей трактуется нами с позиций многоступенчатой ликвации и кристаллогравитационной дифференциации в камерах интрузивных массивов при высоком температурном градиенте и борно-фторидном профиле мантийных флюидов, а также существенной роли внутрирудного в крупных рудных залежах, последующего диффузионного и инфильтрационного метасоматоза на базе флюидного массопереноса. Установленная зональность эндогенных геохимических полей (ЭГП) в принципе отвечает ряду подвижности, рассчитанному А.А. Маракушевым для водно-сероводородных растворов. По-видимому, именно сероводородный тип гидротермальных растворов обусловил высокую миграционную способность хрома и формирование ими комплексных аномалий в четвертом, максимально удаленном от ИМ надрудном подгоризонте. Достаточно закономерное распределение рудных элементов в OP (подрудный горизонт и второй надрудный подгоризонт) говорит о диффузионной природе, а весьма неравномерное и незакономерное — в остальных частях первичного ореола (ореол интрузива) свидетельствует об инфильтрационном механизме их образования. Вероятно, миграция по мантийным разломам типа Норильско-Хараелахского и Имангдинско-Летнинского мантийных флюидов и растворов, активно меняющих свой состав при прохождении через интрузивные массивы, рудные залежи и ореол рассеяния, экзоконтактовые околорудные и околоинтрузивные зоны, определяет механизм ореолообразования.
В формировании рассмотренных ЭГП намечаются следующие этапы: а) доинтрузивный и дорудный, б) начальный интрузивный и дорудный, в) главный интрузивный и рудный, г) конечный интрузивный и внутри-рудный, д) послеинтрузивный и конечный рудный. Первый этап является собственно магматическим, с ним, вероятно, связана проходящая под влиянием водородных борно-фторидных флюидов ликвация на два расплава существенно ультрамафитового и мафитового состава с отделением самостоятельной существенно сульфидной жидкости. Поступление на втором этапе расслоенной мафит-ультрамафитовой магмы, пересыщенной серой и халькофильными элементами, приводит в конечном счете к формированию массивов пикрит-габбро-диоритового (норильско-талнахского) типа. Третий тип, по-видимому, характеризуется внедрением сульфидной жидкости в придонные части интрузивной камеры и прохождением ликвационных процессов внутри последней; все это обусловливает формирование вкрапленных и сплошных пирротиновых руд, возникновение ритмической расслоенности. С четвертым этапом, по нашему мнению, связана кристаллогравитационная дифференциация в камере и внутрирудный щелочной метасоматоз с формированием сложнопостроенных зональных сульфидных залежей (пирротиновая, халькопирит-талнахитовая и кубанитовая зоны). На конечном этапе, очевидно, завершается образование метасоматических и геохимических ореолов, а также становление более поздних рудных формаций — медистых метасоматитов, полиметаллической и сурьмяно-мышьяковой. Последние связаны с медно-никелевой субформацией единством магматического очага, но оторваны от нее во времени.
ЭГП двух других медно-никелевых субформаций (кобальт-медно-никелевой и медь-кобальт-никелевой) характеризуются большей однородностью (см. рис. 1), меньшей мощностью (в 1—3 раза превышающей интрузивный массив и рудную залежь), средними и низкими уровнями концентрирования элементов-индикаторов и высокими и средними — элементов-спутников, незначительным проявлением зоны выщелачивания (некоторое понижение содержаний никеля, повышение — цинка и свинца и чередование зон привноса и выноса кобальта и меди). Зональность ЭГП имеет вид Co Cu Zn —> Cr Ti —> V Zr —> Pb Co —> Ag, Cr, Mn, Ba. Частная характеристика аномальных геохимических полей, связанных с никеленосными массивами курейского (кобальт-медно-никелевая субформация) и слабоникеленосными моронговского (медь-кобальт-никелевая субформация) типов, приведена ранее. Ведущими чертами геолого-геохимических моделей этих субформаций являются:
1) достаточно однородное строение нижнего и приподошвенного (в моронговском типе такситовые долериты практически отсутствуют) горизонтов интрузивного массива;
2) средние в общем ряду дифференцированных интрузий содержания породообразующих и рудных минералов во всех горизонтах интрузивного массива; только в троктолитовых долеритах курейского типа отмечается кварц, а такситовый горизонт характеризуется повышенным количеством оливина и пироксенов; плагиоклазы всех горизонтов массивов медь-кобальт-никелевой субформации отличаются от своих аналогов в других телах большей основностью и значительно меньшим содержанием ортоклазовой молекулы; обратная в целом картина свойственна интрузиям курейского типа;
3) более высокое по сравнению с норильско-талнахским содержание никеля в оливинах одноименных пород моронговского типа;
4) минимальные (3—7%) колебания железистости клинопироксенов для ИМ моронговского и промежуточные (10—17%) — курейского типов; для хромсодержащего авгита и оливина первого типа характерно минимальное количество хрома, хромит отсутствует;
5) нередко закономерное по всему разрезу интрузивного массива распределение сульфидной вкрапленности;
6) присутствие во вкрапленном оруденении интрузивного массива курейского типа оригинальной ассоциации: высококобальтовый пентландит + сперрилит + сурьмянистый паоловит с Sn, Sb, Bi, Te;
7) повышенное содержание кобальта для породообразующих и рудных минералов;
8) высокое (до 100 %) содержание силикатного никеля в общем количестве никеля пород и руд;
9) переход элементов из нерудной ассоциации в рудную при четком отделении в породах курейского типа фемафильной ассоциации от кремнезем-алюминиевой;
10) средние (в общем ряду никеленосных массивов) содержания хрома в породах курейского и низкие до очень низких в моронговском типе ИМ при высоких и средних Ni/Cu и Na/K отношениях;
11) моронговский и курейский геохимические типы оливиновых долеритов и обогащенных оливином пород;
12) незначительная роль в метасоматическом ореоле полевошпатовых околорудных метасоматитов и медно-никелевых руд при широком распространении известковых скарнов и наличии скаполититов и магнетитовых руд (курейский тип);
13) присутствие зональных недостаточно контрастных аномальных геохимических полей малых размеров.
Формирование ИМ и РЗ двух последних субформаций объясняется нами кристаллогравитационной дифференциацией и камерной ликвацпей при низком и среднем температурных градиентах и ведущей роли хлоридных флюидов. Миграция последних приводила к возникновению ореольных составляющих геохимического поля.
Основы оценки перспектив никеленосности рудных районов па модельных геохимических принципах. Предлагаемые модели медно-никелевых месторождений и рудопроявлений как сложно построенных эндогенных геохимических полей дополняют существующие представления о геохимии и генезисе рассматриваемых образований, а также существенно расширяют наши возможности при прогнозе и поисках новых рудных объектов. Рассмотрим для примера два района: промышленно-никеленосный и никеленосный (рис. 2).


Первый из них охватывает крупную мульдообразную структуру, пересеченную серией глубинных (в том числе и мантийных) разломов северо-восточного, субмеридионального и субширотного простирания. Рудный район сложен сульфатно-терригенно-карбонатными, галогенными, терригенными и угленосными отложениями палеозоя и вулканитами серии магматических (трапповых) и трахибазальтовых комплексов пермо-триаса общей мощностью ~10000 м. Стратифицированные образования прорваны интрузиями трахидолеритов, оливиновых и оливинсодержащих долеритов, а также массивами промышленно-никеленосного и слабо никеленосного типов, с которыми связаны месторождения кобальт-никель-медной (первый тип) и рудопроявления медь-кобальт-никелевой субформаций. Продольная геохимическая зональность территории дает основание разделить ее на пять участков, среди которых максимально насыщенными аномальными ЭГП, а следовательно, и наиболее перспективными в отношении медно-никелевого оруденения являются зоны глубинных разломов. Рассмотрение поперечной геохимической зональности вдоль зоны основного рудоподводящего разлома дает возможность выделить два рудных узла (A и Б на рис. 2, а) и серию перспективных площадей. Анализ установленных аномальных ЭГП позволяет наметить среди них промышленно-никеленосные (явные и предполагаемые), никеленосные, слабо никеленосные и неясного генезиса. Первые из них трактуются нами как отражение глубокозалегающих известных и предполагаемой (В на рис. 2, а) ветвей промышленно-никеленосного массива. По составу (ассоциациям и отношениям элементов-индикаторов и элементов-спутников медно-никелевого оруденения), контрастности, зональности аномальных ЭГП последняя полностью аналогична южным изученным ветвям массива и требует постановки детальных поисковых работ с бурением скважин глубиной до 3000 м. Никеленосные и слабо никеленосные аномальные ЭГП устанавливаются в пределах перспективных площадей на юго-востоке и севере рудного района, где предлагается выполнять, геолого-геохимические работы по методике, рассмотренной нами ранее, и бурить скважины глубиной до 1,5—2 км.
Никеленосный район (см. рис. 2, б) располагается в центральной части крупной структуры (зоны поднятий и впадин), пересеченной мантийными разломами северо-восточного простирания.
В геологическом строении района принимают участие средне- и верхнепалеозойские терригенно-карбонатные породы мощностью более’ 2000 м, прорванные пластовыми и пологосекущими телами долеритов разного состава, среди которых устанавливаются и никеленосные дифференцированные курейского типа. Исследование выявленных при геолого-геохимических работах аномальных слабого концентрирования геохимических полей элементов-индикаторов и элементов-спутников медно-никелевого оруденения позволило выделить никеленосные, аналогичные рассмотренной выше модели, а также неникеленосные интрузивные и неясного генезиса поля. Аномальные никеленосные поля представлены в основном Ni, Cu, Mn, Zn, Zr, Pb и редко Cr; высококонтрастные геохимические поля даже при наличии эродированных объектов отсутствуют. Изучение закономерностей размещения аномальных полей позволяет считать более перспективной северную часть района, где прогнозируются глубокозалегающие рудно-магматические очаги, продуцирующие все массивы курейского типа этой зоны. Именно здесь выявлены контрастные гидро-и литогеохимические аномалии, которые не связаны с известными объектами и нуждаются в дальнейшей детализации. Крайне важным представляется и тот факт, что руды одной из интрузий этого участка содержат указанную выше ассоциацию высококобальтовых минералов, возможно свидетельствующих об особой металлогенической специализации территории.