ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАОСНОВНЫЕ И КАРБОНАТИТОВЫЕ ИНТРУЗИИ

МАЙМЕЧА-КОТУЙСКОЙ ПРОВИНЦИИ, ПОЛЯРНАЯ СИБИРЬ: МАГМАТИЧЕСКАЯ ЭВОЛЮЦИЯ И ГЕНЕЗИС Au-Pt-МИНЕРАЛИЗАЦИИ

Сазонов А.М.*, Звягина Е.А.*, Гертнер И.Ф.**, Бабахина С.И.*, Краснова Т.С.**,

Врублевский В.В.**, Колмаков Ю.В. **

*Сибирский федеральный университет, Красноярск, Россия; **Томский государственный университет, Томск, Россия

Маймеча-Котуйская изверженная провинция на севере Сибирского кратона известна как крупное проявление пермско-триасового щелочно-ультраосновного и карбонатитового магматизма в Северной Азии. В последнее время она рассматривается в качестве территории, перспективной для поисков месторождений благородных металлов. Многообразие представленных здесь петрографических ассоциаций обусловлено развитием магматических продуктов нескольких последовательных стадий интрузивного процесса (Егоров, 1991): 1) дуниты-оливиниты, верлиты, клинопироксениты и их рудные разновидности; 2) мелилитолиты, ункомпагриты, турьяиты, окаиты и кугдиты; 3) якупирангиты, мельтейгиты, ийолиты, шонкиниты и малиньиты; 4) нефелиновые и щелочные сиениты, граносиениты и нордмаркиты; 5) фоскориты, кальцитовые и доломитовые карбонатиты. Установленные вариации Nd-, Sr-, Pb-изотопного состава горных пород свидетельствуют об участии в магматической эволюции плюмового материала типа PREMA и его смешения с веществом различных коровых резервуаров (Когарко и др., 1999, 2008; Гертнер и др., 2009). Расчетные значения модельного возраста (T_NdDM ~ 0.6-2,4 млрд. лет) подтверждают гетерогенность магмогенерирующих субстратов.

Большое значение для прогнозно-поисковых работ на территории провинции имеет обоснование пространственной и генетической связи рудной минерализации с производными определенного этапа магматической дифференциации. Решение этой задачи затруднено тем, что известны пока только единичные находки благороднометальной минерализации в коренном залегании. Некоторыми исследователями доказывается связь проявлений платиноидов и золота с дунитами, клинопироксенитами и серпентинитами Гулинской интрузии (Малич и др., 1998; Когарко и др., 1994; Лазаренков и др., 1993; Додин, 2000).

Считается, что в становлении плутонов Маймеча-Котуйского региона могли принимать участие несколько родоначальных магм – меймечитовая (щелочно-коматиитовая), щелочно-базальтоидная, толеитовая и высококальциевая - мелилититовая. Соответственно, их генерация должна была происходить на разных глубинах и при варьирующих степенях плавления мантийного субстрата. Действительно, как показали эксперименты А.В. Соболева с соавторами (1991), расплав, из которого образовались меймечиты кумулятивного облика, возможно, представляет собой примитивную магму щелочно-коматиитового состава, по термодинамическим параметрам сходную с архейским аналогом, но с более высокими содержаниями титана и щелочей. Предположительно, она формировалась при частичном плавлении гранатового перидотита и отделилась от рестита на глубине 230-300 км при температуре 1800-1900^оС вследствие диапиризма в нижней мантии. Утверждается, что на ее примитивный характер указывает состав расплавных микровключений в оливине из меймечита Гулинского вулкано-плутона (в мас. %): SiO₂ 40,81; TiO₂ 2,96; Al₂O₃ 3,92; FeO 12,98; MgO 28,29; CaO 6,98; Na₂O 1,23; K₂O 1,26; P₂O₅ 0,20. По-видимому, эволюция такой магмы могла привести к образованию ультрабазитов и базитов повышенной щелочности Маймеча-Котуйской провинции.

С другой стороны, результаты минералого-геохимических и термобарогеохимических исследований, проведенных И.Т. Расс с соавторами (2000), Л.Н. Паниной и др. (2001-2009), свидетельствуют о невозможности образования высококальциевых расплавов путем кристаллизационного фракционирования меймечитовой магмы и обосновывают автономность мелилитовой магмы, которая выплавлялась в более глубоких мантийных горизонтах. По имеющимся данным (Панина, 2008; 2009), расплавные микровключения в минералах мелилитовых пород композиционно соответствуют приблизительному составу подобной щелочной магмы (в мас. %): SiO₂ 36,5; TiO₂ 12,6; Al₂O₃ 11,1; FeO 6,7; MgO 3,8; CaO 15,0; Na₂O + K₂O 9,2; P₂O₅ 1,5; CO₂ 3,6. При этом установлено, что при кристаллизации перовскита, мелилита и монтичеллита (1280-1160^оС) в гипабиссальных магматических камерах расплав испытывал неоднократное расслоение на силикатную и карбонатную жидкости. Последняя в интервале температур 1200-800-600^оС неоднократно ликвировала с образованием щелочно-сульфатного, щелочно-фосфатного, щелочно-фторидного и щелочно-хлоридного солевых растворов-расплавов. Обычно они смешиваются, сохраняя свой оригинальный состав только при быстром излиянии и закалке.

Нами получены новые аргументы в пользу возможной связи благороднометального рудообразования с полифазным щелочно-ультраосновным и карбонатитовым магматизмом Маймеча-Котуйской изверженной провинции (Сазонов и др., 2001). При исследовании агрегатов самородного золота и иридосминов из россыпей в пределах Гулинской интрузии было установлено наличие в них многочисленных включений, соответствующих минеральным парагенезисам из ультрамафитов, фоидолитов, щелочных габброидов, сиенитоидов и отсутствие характерных минералов мелилитовых и фоскорит-карбонатитовых производных, что может свидетельствовать о непосредственном участии щелочно-коматиитовой магмы в образовании золото-платиноидной минерализации. Выявлено, что иридий и осмий аккумулировались в дунитах и хромититах, платина, родий, рутений – в серпентенитах и магнетит-мелилитовых породах, а палладий - в агпаитовых нефелиновых сиенитах. Повышенные содержания Pd и Au установлены в доломитовых карбонатитах.

В пределах Крестовской щелочно-ультраосновной интрузии, расположенной в 54 км западнее Гулинского вулкано-плутона, минералы золота и платиновых металлов в ассоциации с сульфидами обнаружены в мелилитовых и монтичеллитовых породах (Сазонов и др., 2001). В геологическом строении этого массива и его окружения принимают участие: (а) вмещающий эффузивный стратифицированный комплекс, состоящий из лавовых потоков меланефелинитов и их мелилит-лейцитовых разновидностей; (б) овальное в плане плутоническое расслоенное тело с чередованием оливинитов, верлитов, пироксенитов, монтичеллитолитов и мелилитолитов; (в) более поздние дайки, представленные щелочными пикритами, трахидолеритами, щелочными микросиенитами и граносиенитами. В породах интрузии обнаружены промышленные концентрации золота и платиноидов. Изверженные породы, вмещающие благороднометальную минерализацию, состоят из оливина, пироксена, мелилита, титаномагнетита и перовскита. Их химический состав соответствует «рудному» кугдиту (мас. %): SiO₂ 26,83;TiO₂ 6,35; Al₂O₃ 1,53; Fe₂O₃ 16,26; FeO 9,68; MnO 0,32; MgO 13,10; CaO 22,10; Na₂O 0,55; K₂O 0,05. Золото и минералы платиновой группы (ферроплатина, золото, аурокуприт, иридосмин, рутениридосмин) представлены, главным образом, криптозернистыми включениями и совместно с ассоциирующими сульфидами (пирит, пирротин, пентландит, хизлевудит, халькопирит, джерфишерит, борнит, халькозин, киноварь и арсенопирит) погружены в мелкие выделения битумоидов, равномерно распределенные в породах. Наряду с визуально диагностируемыми частицами, большая часть минералов благороднометального комплекса представлена в виде металлоорганическиих соединений. Их наличие предполагается по данным анализа хлороформенных вытяжек битумоидов из мелилитовых пород (г/т): Pt 35,3; Pd 24,3; Au 132,4; Ag 176,6; Pb 14348; Cd 4,4; Co 22. В виде примеси золото установлено в самородном железе, перовските, пирите, халькозине, рутениридосмине, а платиноиды – в галените, титаномагнетите, джерфишерите, магнезиальном хроммагнетите и пирротине. В полях развития фенитов и мелилитовых пород наблюдаются положительные геохимические аномалии благородных металлов. Кроме того, единичными анализами определены повышенные содержания Pd и Au в доломитовых карбонатитах Гулинской интрузии.

Таким образом, следует считать, что массивы щелочно-ультраосновных пород и карбонатитов Маймеча-Котуйской провинции являются перспективными объектами для обнаружения локализованного благороднометального оруденения, генетически связанного с первичными (меймечитовой и высококальциевой) магмами и их дифференциатами.

Исследования поддержаны Министерством образования и науки РФ по федеральным программам «Развитие потенциала высшей школы (2009-2010 гг.)» и «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России (2009-2013 гг.)».

Список литературы

Гертнер И.Ф., Врублевский В.В., Сазонов А.М., Краснова Т.С., Колмаков Ю.В., Звягина Е.А., Тишин П.А., Войтенко Д.Н. Изотопный состав и магматические источники Крестовского вулканоплутона, Полярная Сибирь // Докл. РАН. 2009. Т. 427. № 3. С. 1-7

Додин Д.А., Чернышов Н.М., Яцкевич Б.А. Платинометальные месторождения России. Спб.: Наука, 2000. 755 с.

Егоров Л.С. Ийолит-карбонатитовый плутонизм. Л.: Недра, 1991. 260 с.

Когарко Л.Н., Уханов А.В., Никольская Н.Е. Новые данные о содержании элементов группы платины в горных породах ийолит-карбонатитовой формации (Массивы Гули и Кугда, Маймеча-Котуйская провинция, Полярная Сибирь) // Геохимия. 1994. № 11. С. 1568-1577.

Лазаренков В.Г., Малич К.Н., Лопатин Г.Г. Геохимия ультрамафитов платиноносного Гулинского массива Маймеча-Котуйской провинции // Геохимия. 1993. № 11. С. 1523-1532.

Малич К.Н., Оже Т. Состав включений в минералах осмия – индикатор условий образования Гулинского ультраосновного массива // Докл. РАН. 1998. Т. 361. № 6. С. 812-815.

Панина Л.И., Моторина И.В. Жидкостная несмесимость глубинных магм и зарождение карбонатитовых расплавов// Геохимия. 2008. № 5. С. 1-18

Панина Л.И., Усольцева Л.М. Пироксениты Крестовской щелочно-ультраосновной интрузии: состав родительских магм и их источники // Геохимия. 2009. № 2. С. 1-15.

Платиноносные щелочно-ультраосновные интрузии Полярной Сибири / Сазонов А.М., Звягина Е.А., Леонтьев С.И., Гертнер И.Ф., Краснова Т.С., Колмаков Ю.В., Панина Л.И., Чернышов А.И., Макеев С.М. Томск: Изд. ЦНТИ, 2001. 510 с.

Расс И.Т., Плечов П.Ю. Включения расплавов в оливинах оливин-мелилитовой породы, массив Гули, северо-запад Сибирской платформы // Докл. РАН, 2000. Т. 375. № 3. С. 389-392.

Расс И.Т. Мелилитовые породы щелочно-ультраосновных комплексов северо-запада Сибири: петрохимия, геохимия, генезис // Геохимия. 2000. № 10. С. 1098-1108.

Соболев А.В., Каменецкий В.С., Кононкова Н.Н. Новые данные по петрологии Сибирских Меймечитов // Геохимия. 1991. № 8. С. 1084-1095.