Введение к работе
Сульфидные медно-никедезые месторождения неразрывно связаны с магматическими формациями, проявившийся как в докембрии, так и фанерозоа в эпохи наивысшей тектоно-магма-тической активности планеты, в эпохи главнейших ее структурных перестроек, растяжения континентальной земной коры, сопровождавшихся огромными по масштабам излйянляа-щ ультрама-фит-мафитовых магм на поверхность, либо эквивалентными последним по объему интрузиями того же состава.
Необходимость расширения минерально-сырьевой базы платиноидов, меди и никеля России требует совершенствования критериев прогнозирования сульфидных медно-никелезых руд и уточнения закономерностей их размещения, что связано с решением вопросов их генезиса. Несмотря на длительное изучение сульфидных Cu-Kl месторождений, в том числе в Восточной Сибири, проблема их генезиса остается предметом оживленной дискуссии.
Спорным для Cu-йі месторождений является вопрос об источниках рудного вещества, от решения которого в определенной степени зависит их научное прогнозирование. Особенно это касается норильских сульфидных кикехево-медных месторокдений, обладащих большей комплексностью в сравнении с другими сходными местороядениями. Из них извлекаются кроме никеля и меди, кобальт, платина, палладий, родий, рутений, иридий, осмий, золото, серебро, селен, теллур и :ера. Некоторые из этих элементов входят в состав рудяых месторождений совершенно другого типа, что в большой степени свидетельствует о сложности и неоднородного их источника.
Решению вопросов породо- и рудообразования, уточнению критериев прогнозирования сульфидных медно-никелевых месторождений, выявлению источников их вещества, будет способствовать предлагаемая нами петролого-геодинамическая модель образования такого типа месторождений на примере норильских.
Актуальность исследований определяется потребностью в расширении минерально-сырьевой базы меди и никеля России. Исследования направлены на решение народнохозяйственно? задачи - уточнения формационной принадлежности, критериев прогнозирования, закономерностей распределения, геодинами-
чеокого режима образования сульфидных медно-никелевых месторождений и выявления источника их взщества. Наиболее значительным объектом по своему промышленному значению являются месторождения Норильского района, что и предопределяет выявление на их примерз наиболее эффективных предпосылок и признаков прогноза для поисков им подобных месторождений.
Основные дели и задачи исследования. Основными целями являются: I) форыашюнная типизация сульфидных медно-никелевых месторождений, 2) уточнение закономерностей их размещения, 3) усовершенствование известных и выявление новых критериев и признаков их прогнозирования, 4) разработка петро-лого-геодинамичеекой модели сульфидного медно-никелевбго (с кобальтом и платиноидами) рудообразования.
Для достижения этих целей решались следующие задачи:
выяснялись связи сульфидных медно-никелевых месторождений с определенными .магматическими мафит-ульграмафятошш формациями и производилась их типизация;
уточнялось происхождение никеленосных магматических формаций;
выявлялись источники рудного вещестза сульфидных медно-никелевых месторождений;
устанавливалась приуроченность никеленосных провинций к специфическим системам структур литосферы;
уточнялись структурные, магматические, литолого-стра-тиграфические и другие прямые а косвенные критерии прогнозирования, а также петрохимические, минералогические и геохимические признаки рудоносных и рудных формаций.
Фактический материал, положенный в основу доклада собран в IS55 - 1ЭЭ2 годы в ходе изучения геологии [2, 12, 13, 14, 15, 32, 37, 50], формационной принадлежности [ 5, 12, 17, 26, 32, 35, 37, 45, 52], критериев прогнозирования [ 3, 4, 6, 7, 9, 10, II, 12, 20, 22, 29, 30], закономерностей размещения сульфидных Сц_5і месторождений Восточно-Сибирской ни-келеносной провинции [6, 7, II, 12, 18, 27, 47, 50, 51, 52], при изучении магматических и эндогенных рудных формаций [ II, 12, 13, 14, 19, 23, 25, 26, 27, 38, 45, 56], в процессе-ме-таллогенического анализа Сибирской платформы в целом [6, 9 II, 12, 27, 40, 42, 53, 57] и отдельных ее частей [I, 7, 15,
24, 43j яри составлении (соавтор и сррекдактор) металлогени-ческих карт масштаба 1:1 500 000, 1:2 500 000, 1:500 000 LI, 6, 7] : при изучении глубинного строения северо-запада Сибирской платформы [41, 46, 50, 51, 52, 55] и выявления его связи со структурами поверхности с целью выбора места и глубины заложения Норильской глубокой скважины; при изучении медно-никелевых месторождений СССР в процессе составления прогнозных карт (и объяснительных записок к ним) для этой территории на медь и никель м-ба 1:7 500 000 (соавтор и соредактор) [ 3, 4] и при разработке критериев прогнозирования сульфидных медно-никелевых месторождений, опубликованных в ряде монографий и статей с учетом анализа отечественных:и зарубежных литературных данных [б, 7, 10, 20, 21, 29, 34, 36, 39].
В докладе использованы результаты формационного анализа протерозойского и фанерозойского мафитового, щелочно-ма-фитового и ультрамафит-мафитового магматизма, развитого в ~ пределах Сибирской платформы [5, 7, II, 12, 13, 19, 25, 26, 32, 35]. Значительный объем исследований посвящен никеленос-ным (сульфидоносным) интрузивным формациям [3, 4, 7, 10, II, 12, 13, 19, 25, 38, 39, 45]. Использован литературный материал по месторождениям России, Западной Австралии, Ккной"" Африки, Северной Америки, обозначенный в работе соответствующими ссылками, а также фактический материал, полученный автором совместно с Ю.Г.Старипким, И.В.Ляхницкой, Е.П.Миро-нюком, Н.С.Маличем, В.И.Драгуновым, В.Е.Поповым, В.Н.Егоровым, Ю.Й.Дараган-Сущевым и другими.
При формационном и металлогеническом анализе математиче
ских и рудных формаций применялись петрографические, минера-
графические, петрохимические, минералогические, геохимичес
кие (в том числе изотопно-геохимические) методы исследова--
ния[10, II, 18, 23, 30, 39, 41, 48, 49, 54]. Использовались
химический и рентгеноспектральний силикатные анализы пород
и руд, рент-
геноспектральный (количественный) анализ микроэлементов, ми-крозондовые и рентгеноструктурные анализы основных породо--образующих и рудных минералов, нейтронно-активационннй анализ малых, редких и редкоземельных элементов,пробирно-хими-
ко-сцентральный и кинетический методы анализа элементов платиновой группы ОПТ), изучались расплавные включения в породообразующих минералах (их состав и гомогенизация), стабильные изотопы серы и рубидий-стронциевые характеристики пород.
Научная новизна заключается в следующем: - разработана систематика сульфидных медно-никелевых месторождений на основе соотношения локализованного в них главного (никелевого, медно-никелевого и никелево-медного)' и сопутствующего ОПТ, Со t Au , Ag и др.) рудного вещества .в связи с шестью главнейшими типами рудоносных магматических формаций (западно-австралийским, алларечекским, ле-ченгским, Мончегорским, норильским, дулутским), четыре из которых выявлены впервые [з, 4, 10, 39, 52 и др.];
- обосновываются представления о приуроченности медно-
никелевых месторождений исключительно к раздвиговым струк
турам континентальной земной коры: I) к "зеленокаменккм"
поясам ( АЕ2 ), образовавшимся на маломощной земной коре,
2) инициальным рифтам с ограниченюш латеральным растяжени
ем ( PRi ), и 3) зрелым рифтогенным системам со значитель
ными деструкцией и растяжением земной коры ( ra-i,ft,liz ).
[52];
- обосновывается гипотеза образования интрузий норильского типа в результате взаимодействия двух магм, одна из которых близка рудояэани*. перидотит-коматиитовой, другая -безрудной толеитовой, что подтверждается наличием реликтов ультрамафитов,близких по химическому составу перидотитовым коматиитам в породах интрузий, наличием в хромистом и тита--нистом клинопироксенах этих пород двух типов расплавных вклк> чений с различным соотношением фаз, раскристаллизованнос-тью и температурой гомогенизации, выявлением в них дискретных первичных изотопных отношений стронция и различного распределения и содержания ЭПТ и РЗЭ. Все это свидетельствует о неодинаковых источниках для магм, из которых кристаллизовались ультрамафиты и габброиды;
- произведена типизация интрузий толеит-долеритовой
формации Сибирской платформы с выделением слаборудоносных
интрузий троктолит-долеритовой (курейский тип) и ферро-до-
леритовой (дегенский, велингнинский типы) подформаций толе-ит-долеритовой формации, ранее относимых к норильскому типу, КОТОРЫЙ ВПерЕЫе ВЫДелеН В ВИДЄ СаМОСТОЯТеЛЬНОЙ ОЛИВИНИТ-
габбровой формации, имеющей сложный состав и генезис;
дополнены представления о специфическом глубинном строении литосферы Норильского района с участием переходного слоя на уровне кора-мантия, характерного для рифтоген-ных систем, подтверждаемого геолого-геофизическими и петрологическими данными;
обосновывается совмещение рудных элементов, связанных с отделением от разных уровней тектоносфери Земли, в комплексных сульфидных никелево-медных рудах;
подтверждается связь сульфидного медно-никелевого оруденения во вкрапленных (в интрузиях) и массивных (во вмещающих породах) рудах интрузий норильского типа единым характером распределения элементов платиновой группы[5.
при металлогеническом анализе уточнены критерии прогнозирования Cu-Jti месторождений норильского типа на основе которых впервые выделены Цредтаймырская и Дюпкунская структурно-металлогенические зоны высокой эндогенной активизации с подразделением на ряд металлогенических таксонов различного порядка [б, 7, 12 и др.] ;
разработана петролого-геодинамическая модель образования комплексных месторождений никелево-медных руд (на примере норильского района), вклвчавдая глубинное строение литосферы и представления о геохимической неоднородности различных глубин мантии [ 46, 47, 55 и др.] ;
выявлены (с установлением возраста) пикритоидная и -трахибазальтовая вулканогенные формации в пределах Игарского поднятия, свидетельствующие о ркфтогенном режиме в'раннем протерозое [56].
Защищаемые положения. I. Выделяется три вида рудных формаций для сульфидных медно-никелевых месторождений до соотношению рудного вещества в них (никелевого, медно-никелевого, никелево-медного) и шесть типов месторождений по генетической связи с главнейшими рудоносными магматическими формаадями мафит-ультрамафитового состава (западно-австралийский, аллареченский, яечейгский, мончегор-ский, нориль-
ский, дулутский).
-
Магматические формации, с которыми ассоциируют суль фидные медно-никелевые месторождения, приурочены исключительно к раздвиговым системам континентального тида.
-
Никеленосные магматические формации являются производными двух магм: рудоносной ультрачафитовой и безрудной толеитовой.
-
Рудное вещество экстрагировалось из разноглубинных геохимических резервуаров мантии и совмещалось при продвижении родоначальних магм и флюидов к поверхности, образуя сложные комплексные месторождения.
-
Изначальная близость состава магм и ассоциирующего с ними рудного вещества, а также сходство геодинамических условий образования медно-никелевых месторождений, предопределяет идентичность региональных критериев их прогнозирования. Отличия проявляются в локальных, в том числе, магматических критериях, обусловленных различной эволюцией рудоносных магм в процессе их продвижения от уровня зарождения до локализации в земной коре.
Практическая значимость. Формационное расчленение мед-но-никелевых месторождений на основе особенностей состава локализованного в них никелевого, медно-никелевого и нике-лево-медного (и сопутствующего) оруденения, их парагенети-ческой связи с рядом магматических формаций и типов рудоної ных структур к которым они приурочены, способствует их более целенаправленным поискам.
Среди изученных сульфидоносных интрузивных формаций Восточно-Сибирской провинции выделены типы интрузий различ ной степени перспективности [2, 5, 7, 10, 17 и др.]. Впервые выделен слабоникеленосный курейский интрузивный тип (или комплекс) основных пород (ранее включавшийся в "норил ский" комплекс), что способствует снижению затрат на поиски меди и никеля. Промышленно-рудоносныс интрузивы норильского типа впервые были объединены в самостоятельную оливк нит-габбровую формацию [2, 4, 5, 7, 10, II, 12, 25, 54], имеющую специфический состав пород и минералов, а также бс лее сложное происхождение, в отличие от широко развитых слаборудоносных или безрудных интрузий толеит-долеритовогс
состава.
В 1968-1983 годы автором производились исследования, связанные с разработкой критериев прогноза Cu-ягі месторождений Восточно-Сибирской никеленоснои провинщш и оценкой перспектив севера, северо-запада, запада и северо-востока Тунгусской синеклизы на Cu-ЯІ руды [7, 12, 19, 26, 32, 35, 44] в результате чего было выявлено несколько сульфидных Cu-lfi проявлений (реки Делингда, Окуневка, йайме-ча, Котуйкан, Хининда и др.), рекомендованных ПГО "Красно-ярскгеолкоглу" для окончательной оценки.
Разработанные региональные и локальные критерии прогноза Cu-Ni месторождений (структурные, магматические, лито-лого-стратиграфические и др.) используются при их поисках [10, II, 20, 21, 31, 32, 34, 39 и др.] .
Результаты исследований отражены на картах (и записках к ним) перспективной оценки территории СССР на медь [ з] и никель [4] тласштаба 1:7 500 000, одобренных коллегией Мингео СССР и используемых планирующими организациями страны.
Прогнозная оценка территории Сибирской платформы на эндогенные полезные ископаемые (в том числе на медно-никелевые руды) в целом и отдельных районов, в частности, отражена на металлогенических- картах м-ба 1:1 500 000, 1:2 500 000 и 1:500 000 (І959-Г386 гг.) и объяснительных записках к шил (соавтор и соредактор), а также з ряде монографий [ I, 6, 7, II, 12].
В 1957 году автором доклада совместно с Ю.Г.Старицким и В.И.Драгуновым [15J была выделена так называемая "Западная" зона, перспективная на сульфидное Cu-М оруденение, в пределах которой в 1961 году были открыты уникальные Тал-нахское и - позднее - Октябрьское сульфидные Cu-Ni месторождения.
В настоящее время по рекомендациям автора ПГО "Красно-ярекгеолном" проводит геолого-съёмочные и геолого-поисковые ракеты масштаба 1:50 000 и 1:200 000 во впервые выделенных Большеавамской и Дюпкунской металлогенических зонах, а такне в северной части Вологчанского и Центрально-Норильского предполагаемых рудных районах, обоснованных в работах ав-
тора [4, 6, 7, II, 12 и др.].
Внедрение результатов работ такие связано с составлением легенд при дроведении ГСР-50 и ГСЕ-200 в Игаро-Нориль-скоы регионе; в процессе разработки легенд среди протерозойских образований Игарского поднятия были выявлены магматические формации (пикробазальтовая, трахибазальтовая), позволяющие по новому рассматривать его тектоническую природу [56 J.
Разработанные автором принципы и методы металлогениче-ского анализа эндогенных рудных формаций платформ (на примере Сибирской) развивают металлогеничеокую теорию и раокры вают потенциальные перспективы платформ [7, 9, II, 12, 40].
Апробация. Основные положения диссертации опубликованы в 59 научных работах (в том числе в 4 монографиях, 5 ме-таллогенических и формационной картах и 5 объяснительных записках к ним), а также докладывались, либо были представлены и обсуждались на I сессии научного совета по теории образования и размещения рудных месторождений в Сибири и на Дальнем Востоке (Новосибирск, 1964 г.), совещании "Геоло- -гические формации" (Ленинград, 1968), Годичных сессиях Ученого Совета ВСйГЕИ (I960, 1968, 1979, 1982), совещании по Петрологии и металлогении базитов (Москва, 1968), на конференции: "Прогнозирование и методы поисков месторождений никеля, олова, алмазов в Советской Арктике" ^Ленинград, 1969] конференции "Геология и полезные ископаемые Норильского pai она" (Норильск, 1971), совещании "Основы научного прогноза месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых" (Лениі град, 1971), П и Ш Всесоюзных совещаниях шэ металлогении -траппов" (Иркутск, 1971, Красноярск, 1974); семинаре "Пути повышения эффективности прогноза минерального сырья при геї лого-съемочных работах" (Ленинград, 1973), краевых научно-производственных конференциях "Минерально-сырьевая база Кр; ноярского края и Тувинской АССР и перспективы ее расширена в X и XI пятилетках" (Красноярск, 1976, 1981), Всесоюзном симпозиуме по стабильным изотопам в геохимии (Москва, 1976 Всесоюзном симпозиуме "Петрологические основы формирования
СулЬфИДНЫХ МЄДН0-НИКеЛеВЫХ месторождений И Критерии ИХ'ПРО'
гноза" (Петрозаводск, 1978), %! Всесоюзном петрографическом
совещании "Петрология литосферы и рудоносность" (Ленинград, 1981), на XXII и ХХУШ Международных геологических конгрессах (Москва, 1984, Вашингтон, 1989), Всесоюзном симясн зиуме "Формационное расчленение, генезис и металлогения уль-трабазитов" (Хромтау, 1985), научно-практическом семинаре "Структура геологических формаций и закономерности размещения полезных ископаемых" (Лешшград, 1985), П и Ш Всесоюзных совещаниях "Генетические модели эндогенных рудных формаций'' Новосибирск, 1985, 1990), .совещании "Формационный анализ при средне- и крупномасштабных геологических исследований)? (Ленинград, 1386), Всесоюзном совещании"Геодинамические модели некоторых нефтегазоносных и рудных районов" (Минск, 1985), XX Всесоюзном тектоническом совещании (Москва, 198?), УП и УШ съездах Всесоюзного минералогического общества (Ленинград, 1987, 1992), XI Всесоюзном петрологическом симпозиуме -"Оценка перспектив рудоносности геологических формаций мине-ралого-геохимическшли методами" (Ленинград, 1988) научно-практической конференции "Актуальные направления металлоге-нических исследований" (Ленинград, 1988), конференции "Оболочки земли и их взаимодействие" (Ленинград, 1988), У Восточно-Сибирском региональном петрографическом совещании (Иркутск, 1989), Всесоюзном совещании "Магматизм рифтов, петрология, эволюция, геодинамика" ( Москва, 1989), Л Международном платиновом симпозиуме (Иерт, 1991) и др.
Структура и объем работы. Диссертация написана в форме научного доклада, объемом 51 стр., включает I таблицу и 3 рисунка. Она состоит из введения, 5 частей, заключения и списка 59 опубликованных работ автора, положенных в основу доклада.