Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Эволюция минеральных парагенезисов альпинотипных ультрабазитов Урала

ВАК РФ 04.00.20, Минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации по теме "Эволюция минеральных парагенезисов альпинотипных ультрабазитов Урала"

--'5 10-3 "2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ, ВЫСШЕЙ ШКОЛЫ И ТЕХНИЧЕСКОЙ ПОЛИТИКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ С.-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ОРДЕНА ЛЕНИНА , ОРДЕНА ОКТЯБРЬСКОЙ РЕВОЛЮЦИИ И ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ им. Г.В.ПЛЕХАНОВА

на правах рукописи

МАКЕЕВ Александр Борисович

ЭВОЛЮЦИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ ПАРАГЕНЕЗИСОВ АЛЬПИНОТИПНЫХ УЛЬТРАБАЗИТОВ УРАЛА

Специальность 04.00.20 - минералогия , кристаллография

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени доктора геолого-минералогических наук в форме научного доклада

С.- Петербург - 1992 г.

Работа выполнена в Институте геологии Коми научного центра Уральского отделения Российской Академии наук

оппоненты - доктор геолого-шнералогнческих наук, академик А.А.Иарсщ/швв

доктор геолого-минералогических наук, профессор В.Г.Дазаренков

доктор геолого-минералогических наук, и.И.БоВгородова

Ведущее предприятие - Институт минералогии Уральского

отделения Российской Академии наук

Защита диссертации состоится "¿3" С&ГЛХ&Ь-У 1992 г. в " ЛР" час. 900я ыин. на заседании специализированного совета Д.063.15.04 в С.-Петербургском горном институте имени В.Г.Плеханова по адресу: 199026 г.С.-Петербург, 21 линия, дом 2, ауд.

С диссертацией в фэрьш научного доклада можно ознакомиться в библиотеке института.

Научный доклад разослан

»$3* ФШХЩ 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета доц. Иванов Ы.А.

- 3 -ВВЕДЕНИЕ

Актуальность тет. Альшшотшшыа ультрабазитовые массивы ду-нит-гарцбургитовой формации являются состашой частью габб-ро-ультрабазитовых поясов складчатых областей. В последнее время они привлекают все большее внимание исследователей как модельные объекты геологических и петрологических построений, а также промышленной хромитоносностью, асбестоносностью и никеле-носностью. В алышнотипных ультрабазитовых массивах уральского региона сосредоточена основная часть запасов хромовых руд, асбеста, никелевых руд кор выветривания.

Другой особенностью уральских алышнотипных ультрабазитов, сильно метаморфизованных и дислоцированных в других регионах, является разнообразие ступеней метаморфизма от неизмененных пород до еклогитов и слабая дислоцированность, что позволяет проследить все этапы становления и преобразования пород и минеральных парагенезисов. Все сказанное относится в первую очередь к Полярноуральскому поясу.

Увлечение мобилистскими построениями, охватившее большое число геологов, привело к тому, что научные исследования алышнотипных ультрабазитов сконцентрировались на структурных и пет-роструктурных при значительном отставании в изучении вещественного состава. Это повлекло за собой закрепление некоторых схематичных представлений о строении ультраосновных массивов. Алышнотипные ультрабазиты - это единственный объект, для которого акцессорная минерализация практически не охарактеризована или охарактеризована весьма обще и не предложено обоснованной и логически увязанной схемы эволюции минеральных парагенезисов.

Таким образом возникла проблема строения алышнотипных ультрабазитов на минеральном уровне, как проблема самостоятельная и основная.

Опытные сраднемасштабные топоминоралогические исследования алышнотипных ультрабазитовых массивов проводились с целью обобщения материалов по вещественному составу пород и минералов, выявления последовательности и термодинамических условий формирования минеральных парагенезисов и связанного с ними комплекса полезных ископаемых. При этом решались следующие основные задачи:

1. Отработка методики среднемасштабного минералогического картирования алышнотипных ультрабазитовых массивов, создание

комплекта минералогических карт: состава породообразущих и акцессорных минералов, минеральных ассоциаций и петрофизических свойств пород на примере полярноуральских массивов.

2. Составление минерального кадастра альшнотипных ультраба-зитов и изучение типоморфизма главных породообразущих и акцессорных минералов.

3. Поиск и реализация на практике новых минералогических критериев и признаков хромитоносности массивов.

4. Определение главной формы нахождения платиноидов в альшнотипных ультрабазитах.

5. Разработка геолого-минералогической модели строения, становления и преобразования алышнотипных ультрабазитовых массивов.

6. Прогноз хромитоносности, запасов огнеупорного и камнеса-моцветного сырья изучаемых объектов.

Фактический латериал, положенный в основу работы, собран автором в полевых экспедициях на полярноуральских ультрабазитовых массивах и нескольких экскурсиях на средне- и шкноуральских массивах алышнотипных ультрабазитов, концентрически зональных платиноносных и расслоенных хромитоносных. В ходе этих работ в период с 1979 по 1991 годы выполнены два научных отчета "Опытное среднемасштабное топоминерелогическое исследование хромитоносных ультрабазитовых массивов Полярного Урала" (1985) и "Геолого-минералогическая модель становления алышнотипных ультрабазитовых массивов" (1990). Составлены комплекты минералогических и прогнозных карт Войкаро-Сыньинского массива в масштабе 1:200000, Сыумкеуского массива - 1:100000, Райизского массива - 1:50000 и нескольких участков детализации в масштабе от 1:50000 до 1:10000.

В своих исследованиях и обобщениях автор использовал результаты химического силикатного анализа ультраосновных пород (более 1500 анализов), около 500 химических анализов монофракций хромшпинелидов и 300 монофракций породообразущих силикатов; широко использован микрорентгеноспектральный анализ: проанализировано примерно 500 зерен хромпшинелидов, 530 зерен породообразущих силикатов, 550 зерен сульфидов, 100 зерен самородных минералов. Основной объем силикатных анализов пород и минералов выполнен в химико-аналитической лаборатории Интитута геологии

КНЦ УрО РАН, анализ хромшпинелидов и часть анализов пород - в Центральной лаборатории ПГО Полярноуралгеология (г.Воркута). Микрорентгеноспектральные анализы выполнены на трехканальном микроанализатора MICROBEAM в аналитическом отделе совместного Советско-Канадского предприятия TOMO. На кавдом зерне делалось по три анализа, которые в случае сходства усреднялись. Зональные зерна изучались подробнее - проводилось профилирование в характеристическом излучении отдельных элементов, а также снимались изображения зональных зерен минералов в обратнорассеян-ном и характеристическом излучении.

Серпентинизация ультраосновных пород и минеральные метаморфические ассоциации изучались на световом оптическом микроскопе (более 3000 шлифов) и с помощью термического анализа (снято и дешифрировано более 1700 дериватограмм).

Изучены физические свойства минералов: состав акцессорных хромшпинелидов оценивался с помощью ИК-спектроскопии (10000 анализов), шелезистость оливина оценивалась с помощью показателя преломления ng (около 6000 измерений на приборе ППМ-1, определения Н.И.Брянчаниновой); магнитная восприимчивость пород и минералов измерена на приборе KÁPPABRIGE KLY-2 (более 5000 измерений), параметры элементарной ячейки минералов рассчитаны более,чем у 450 образцов хромшпинелидов. В малых сериях изучались дисперсия отражения, твердость, плотность, спектры люминесценции и поглощения в оптической области, проведены электронно-микроскопические исследования, ЭПР, ЯМР, ЯГР-спектроско-пия минералов, геохимия изотопов кислорода, углерода, серы и другие исследования.

Научная новизна работы состоит превде всего в том, что впервые на алышнотипных ультрабазитовых массивах проведено комплексное минералогическое картирование и составлены 8 помине-ральных и прогнозных карг целого Полярноуральского пояса ультрабазитов. Выявлена симметричная и даже в отдельных случаях концентрическая зональность в строении этих массивов. Впервые составлена схема эволюции минеральных парагенезисов алышнотипных ультрабазитов. Установлены индикаторные минералы парагенезисов и главенствующая роль типохимизма хромшпинелидов. Обнаружен разрыв смесимости в природных сериях хромшпинелидов между хромитом и магнетитом. Впервые составлен минеральный кадастр ультрабазитов Урала из 290 минеральных видов и разновидностей,

- б -

причем 42 из них установлены автором впервые на Урале. Показано широкое распространение в ультрабазитах полуторных сульфидов, среди которых возможно открытие до 10 новых минеральных видов.

Практическая и/энность работы определяется тем,что проведенные автором исследования позволили: 1) Предложить методику среднэмасштабного минералогического картирования алышнотипных ультрабазитов, которая может быть успешно применена в других регионах их распространения. 2) Установить ряд новых минералогических поисковых признаков и критериев хромитоносности. 3) Разработать критерии глубинного прогноза хромитоносности. 4) Дать близповерхностный и глубинный прогноз хромитоносности Полярного Урала. 5) Определить изоморфное вхождение платиноидов в акцессорные сульфиды как основную форму нахождения платиноидов в алышнотипных ультрабазитах, что в принципе позволяет проводить прогноз платиноносности. 6) Обнаружить аффект предпочтительного распределения элементов группы платины в разные сульфиды. 7) Провести прогноз ультрабазитов Полярного Урала на неизмененные форстеритовые дуниты - безобжиговые огнеупоры. 8) Охарактеризовать и дать прогноз камнесамоцветного сырья, связанного с ультрабазитами Полярного Урала.

Реализация результатов работы. Три научных отчета и более десятка научных рекомендаций автора направлены для практического использования в производственные территориальные геологические организации: ПГО Полярноуралгеология, Полярноуральскую ГРЭ ПТУ Главтюменьгеология, Тематическую экспедицию ПГО Архангель-скгеология, СПО Северкварцсамоцветы, Донскую ГРЭ ПГО ЗапКазгео-логия (Казахстан) - получены акты и справки о внедрении результатов исследования. Получено авторское свидетельство на "Способ поиска скрытого хромитового оруденения", методика которого внедрена в Полярноуральской ГРЭ ПГУ Главтюменьгеология. Новые данные о минералах ультрабазитов нашли отражение в многотомной справочной монографии "Минералогия Урала". Результаты исследований публиковались в виде статей, монографий, представлялись в виде докладов и их тезисов на совещаниях, семинарах, минералогических школах, конференциях, симпозиумах.

Публикации. По теме диссертации в период с 1981 по 1992 годы в различных изданиях, в том числе в журналах "Геология и геофизика", "Доклады АН СССР", в сборниках статей и тезисов докладов опубликовано свыше 50 работ, из них 2 коллективные монографии,

3 препринта, авторское свидетельство на изобретение, издана монография "Минералогия алышнотипных ультрабазитов Урала".

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 2 и 3 Всесоюзных Минералогических семинарах (Миасс, 1983, Душанбе, 1986); 1 и 2 Всесозных совещаниях "Теория минералогии" (Сыктывкар,1985,1991); на заседаниях Сыктывкарского отделения ВМО (Сыктывкар,1980- 1991); на годичных сессиях Тюменского отделения ВМО (Тюмень,1982,1985,1989.1991 ); на заседаниях Урало-Поволжской секции по физике минералов (Казань, 1984, Сыктывкар,1985, Свердловск,1987); на Всесоюзных совещаниях и конференциях (Алма-Ата,1981, Александров,1983, Казань, 1983, 1990, Звенигород,1986, Свердловск,1982,1986, Сыктывкар, 1986, 1988, 1989, Москва,1991); минералогических школах (Алушта,1984, Ленинград,1990, Москва, 1987, Сыктывкар,1983,1985, 1987,1989); Международном совещании КАМЕ'89 Будапешт,1989. Всего сделано более 40 научных сообщений.

Благодарностей. Автор выражает искреннюю признательность большому коллективу сотрудников Института геологии Коми НЦ УрО РАН: Т.Д.Кссарзвсй, Л.П.Павлову, Т.Н.Поповой, Л.А.Януловой, Г.Н.Модяновой, В.П.Давыдову, В.Н.Филиппову, З.И.Сухановой, Л.Л. Ширяевой и др., а также сотрудникам других организаций: Л.Д.Зариновой, А.И.Бернеру, Т.И.Олейниковой, С.А.Карачуну, А.Ю.Грибе-нюку, В.М.Хоменко, С.Л.Вотякову, В.Д.Бегизову, Л.Н.Вяльсову, Т.Л.Евстигнеевой, Л.П.Носику и другим за помощь в проведении аналитических исследований; Б.И.Перевозчикову, И.И.Попову, Ю.В.Жданову, С.Г.Рвачеву, Е.В.Уляшеву, А.Д.Андрееву, А.К.Жукоп-цову п др. за участие и помощь в проведении полевых экспедиций.

Автор признателен Г.С.Семеновой, Б.В.Гореву, Н.В.Петуховой за оформительскую работу.

Автор пользовался поддержкой и получал консультации у академиков РАН Н.П.Шкина, А.А.Маракушева; профессоров В.М. Винокурова, А.И.Гончаренко, А.Г.Кабина, В.А.Дедеева, Д.А.Минеева, М.В.Фишмана; д.г.-м.н.А.С.Варлакова, А.А.Ефимова, О.К.Иванова, А.М.Пыстина, В.Г.Фекличева, Д.С.Штейнберга; к.г.м.-н. Л.В.Агафонова, Г.Г.Кравченко, Т.Л.Евстигнеевой, Е.П.Царицына, И.С.Ча-щухина и других, которым искренне признателен за плодотворное обсувдение отдельных положений работы.

Особую благодарность автор выражает своему верному помощнику, соавтору многих публикаций к.г.-м.н. Н.И.Брянчаниновой.

- 8 -

ОСНОВНЫЕ ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Обобщение многолетних полевых экспедиционных, экспериментальных и теоретических исследований по минералогии, петрографии, петрологии, петрохимии и металлогении алышнотипных ультрабазитов Урала, а также анализ опубликованных литературных данных по другим регионам привели автора к следующим защищаемым положениям.

1. Эволюция минеральных парагенезисов алышнотипных ультрабазитов проходит в шесть главных этапов: "мантийный", регио-нально-метасоматический, остаточно-пневматолитовый (пегматитовый), регрессивно-метаморфический, контактово-метаморфический и гипергенный. Эволюция алышнотипных ультрабазитов в домета-морфический период протекает в закрытой системе, которая обменивается с внешней средой только энергией. Движущими факторами эволюции минеральных пврагенозисов являются изменения интенсивных параметров среды минералообразования, а именно, снижение температуры и давления, изменение флюидного режима, рН и ЕЬ среда.

Онтогенические исследования взаимоотношений минералов, пара-генетический и типоморфический анализы, а также применение гео-термобарометров дали необходимый материал для построения схемы эволюции минеральных парагенезисов алышнотипных ультрабазитов. Выделены шесть этапов становления и преобразования ультрабазитов: "мантийный", регионально-метасоматический, остаточно-пневматолитовый (пегматитовый), регрессивно-метаморфический, контактово-метаморфический и гипергенный'. Каждому этапу типоморфен определенный минеральный парагенезис, а значит, и горная порода и, соответственно, определенный термодинамический интервал условий минералообразования (рис.1).

В "мантийный" этап сформировались лерцолиты, диопсидовые гарцбургиты, анортитовые лерцолиты, гранатовые лерцолиты, брон-зититовые и анортит-бронзититовые жилы, габбро. Применение трех независимых геотермобарометров: ортопироксенового, клинопирок-сенового и оливин-хромшпинелевого (Mercier,1980; Mysen.Boet-tcher,1975; Jackson, 1969) позволило оценить Р-Т условия минералообразования первого этапа - Т=1200+100°С, Р=20+4 кбар.

~!алш

Тргшлит

клаиоиор

Лизар1ит

5русит

Магнетит

иагнезит

ктигврит

пирит

цоилит

Сц-тнтлансцт пуприинтиапЗит П1-лалиголири/гг Хизлпу^ип Ш-пемтлан$и/гг миллери/п Окслит

У? - 1 "1

гс-нилмрит

Лаурит

Р"

¡аурит , „ , Ъюртцит' Ьп Г.арнерит Си-хизлеву^ит Си-миллерит Германию Тунгстенит

(утенири^осмин О с мир ид ириеосмиц Алюминии ЫеЬ Еинкистая иедь Серебро Висмут Гематит

Урнтронит

А-керолит

N1-монтмориллонит

лимонит

вермикулит 5оо-

Услоеные обозначения:

^^ глаше и теросте-пенные минералы *анцессср*ые •--^¡кие акцессорные

Рис.1. Схема эволюции минеральных парагенезисов альпинотипных ультраб°зит.в.

- 10 -

В регионально-метасоматический ахал образовались породы ду-Еит-гарцбургитового комплекса - дуниты, гарцбургиты, вэбстери-ты; породы душт-взрлит-клинопироксенитового комплекса; хромн-тоные руды промышленного типа высокохромистого состава. Те се геотерьюбарометры позволили оценить условия второго атапа минера лообразования - Т=900+50°С, Р=12+5 кбар.

Региональный метасоматоз ведет к оливинизации ультраосновных пород, при атом главными подвижными компонентами становятся Ы£0 г Б102. Образование больших масс дунитов на этапе регионального ьштасоматоза связано с накоплением магния н выносом кремния. Оливинизация гарцбургитов н лерцолитов сопрововдается образованием комплементарных тт.тгт,тшт пород - клинопироксенитов и вебс-теритов, в них-то и выносятся избыточные компоненты: кальций, алюминий, натрий. Региональный метасоматоз способствует образованию крупных промышленных масс хромовых руд с высокохромистыы хромшшнелидом - хромитом. Доказательством атому служат неизменные метасоматнческие колонки вокруг всех рудных тел (гарц-бургит - дунит - хромит); симметричные ореолы повышенной вкрапленности хроьшшинелида по обе стороны от рудного тела; ореолы пониженной жалэзистости оливина вмещающих пород и другие признаки.

Кроме регионального метасоматоза в сходных Р-Т условиях протекают процессы контактового метасоматоза на границе габбро и ультрабазитов. Контактовый Са-Мз метасоматоз приводит к образованию пород дунит-верлит-клинопироксенитового комплекса. При отом по габбро образуются клинопироксениты, а по гарцбургитам -дуниты и верлиты.

Впервые для ультрабазитов выделяется остаточно-пневыатолито-внй (пегматитовый) этап, который по нашим данным проявляется в образовании пзгыатопдных дунитов, штубахитов с ранним антиго-рптом, вода в котором явно ювенильная. В этот ев этап по хромовым рудам и породам по трещинкам н в небольших полостях образуйся хромовые силикаты: кеммэрерит, кочубейт, аыезит, уваровит, паргасит. Сюда се следует отнести образование редкой минеральной ассоциации корундовых плагиоклазитов с рубином, олигокла-зом, флогопитом, паргаситом, фукситом, ферро алюшхронитоы и фарро хромитом. Наиболее ярко эта ассоциация проявилась в Рубиновом Логе Райизского массива - это настоящие ультраосновные пегматиты. Возраст плагиоклазитов, оцененный Е-Аг катодом по

- 11 -

флогопиту, составил 320+20 млн.лот.

Тшкхаорйнш зро»яш1Н9лздои всех отих образований является

Фэрро хромит (Р06Н32 )8<Сг1 2,5М3Роо,5)1б°32'

Наличии водных, хлор- п фторсодорзслдах минералов в оппсшзпэ-иои ШЕэральюм парагошзясо указывает на участпэ в ех образовании флшдаоа фазы. Антпгорпт, обрззущпЭ по дашши ронтгз-ноструктурного анализа спптанснчоскиэ сростки с олпвзном, находится с еегл в равновесном состоянии. Это - папболаа енсопэ-текпэрэтуряая генерация антягорита, вероятно, е.:зот температуру образовапзя но мзноэ 700°С. Содерзашз первичного шггпгорпта з пэгсштоидных дуантах пвганяется от 1 до 555. Отсццл иохпо рассчитать содержание вода во флщде по отношению к оливнну - 0.130.653 Н^О, п это, скороо всего, шанильная вода, содержащаяся в сепой ультрабазитовоЗ система.

Шгаатитообразовашга по ультрабазитам слздуэт за регионально -«зтасоматической стадией и сопровоадаэтся преобразованием пород в твердой состоянии, ш пероврнсталлизацией с участием летучих компонентов н накоплением в продуктах рэ акциз кадъпдя, калия, натрпя, алзх.сшня.

Все миЕорадн ультраосноЕннх пегматитов содержат пвсморЗпуп прпнэсь хрома, обогащеш! алплпнпои.

Очевидно, что совмещение в пространства шгкатоэдных дунитов

П рубЕЕОШ! ШШГЕОКЛаЗИТОВ еэслучсйео - ото явно о дней! процесс: шрокристаллизация дунитов, их очшцэнпэ с выносом в ослабленные зонн легких литофзлышх компонентов и образование плагшшлазптов. По-видалому, ш шла ом пример проявления прзЕилэ "полярности" З.Н.Лодочникова (1936). Нэ случайно, нз наш взгляд, совмэщеншэ на "одном пятачке" в Райизском массива крупного хро-китового кэстороздения Центральное, крупного блока пегмэтоидЕых дунитов и рубиновых шшгиоклазитов. Все эти образования - результат действия единого процесса метасоматоза, завэрлащай фазой которого я является образование пегматитов. Признаки подобных образований известны и в других алышнотипных ультрабазито-шх массивах - Сыуккеуском, Войкаро-Сыньинскои, КешпрсаЗс-ком п др.

В остаточно-ПЕЭЕнатолитовый этап формируется ранняя сульфидная ассоциация - иприт, троилпт, халькопирит, Рэ-пентланднт, их разновидности п редкие самородные минералы группы платины, алгъ цчниП и другие. Нэхякизм формирования этой минерализации - икэ-

тасоматоз с участием остаточного флшда, мобилизация, перенос и отложение в ослабленных участках компонентов самих ультрабази-тов без дополнительного привноса вещества извне. Температурным репером сульфидной минервльной ассоциации является температура распада моносульфидного твердого раствора, примерно 700-600°С.

Сквозные минералы, такие как оливин, орто- и клинопироксены, хромпшиналиды, пентландит, пирит и другие, которые встречаются в породах разных этапов, обладают характерным набором типоморф-ных признаков в кавдой минеральной ассоциации, главными из них являются состав и свойства. Так например, пентландит из разных минеральных парагенезисов представлен своими разновидностями: в остаточно-пневматолитовом - Евлезистой и медистой; в регрессивно-метаморфическом - никелистой и кобальтистой.

Этапу регрессивного метаморфизма соответствует процесс гидратации силикатов с массовой петельчатой серпентинизацией (а-лизардитизацией) и характерным набором минералов (рис.1). Температурный интервал этого процесса оценивается в 400-200°С.

Регрессивный метаморфизм или как его еще называют автометаморфизм, это - изохимический процесс, проходящий в верхней части коры, и в котором участвуют привносимые извне морская вода и углекислый газ. Никакие компоненты из ультрабазитов при этом не выносятся. Для этого процесса характерна неполнота проховде-ния всех реакций, поэтому сохраняются все минералы с неизмененным составом и минеральные ассоциации предыдущих этапов. Продуктами реакций гидратации регрессивного метаморфизма являются: антофиллит, актинолит, тальк, а-лизардит, брусит, магнезит, железо-никелевые сульфиды и некоторые другие минералы.

Контактово-мет8морфический этап минералообразования связан с вторичным прогревом ультраосновных массивов под воздействием внедряющихся соседних интрузий разного возраста и состава. Индикаторной минеральной ассоциацией атого этапа является антиго-рит-магнетитовая. Верхняя граница Р-Т условий минералообразования атого этапа устанавливается по составу энстатита из сагван-дитов с помощью ортопироксенового геотермобарометра - Т=700+ 35°С, Р=4+3 кбар.

В зависимости от степени вторичного прогрева ультрабазитов возможно образование трех минеральных ассоциаций, соответствующих трем фациям метаморфизма: шроксен-роговиковой, аьфибол-ро-говиковой, антигорит-роговиковой.

Контактовый метаморфизм проходит в окислительной обстановке и является аллохимическим процессом, сопрововдввдимся привносом и выносом вещества. Характерным признаком этого процесса является неустойчивость первичных минералов (силикатов и хромшшнелидов), которые в продуктах реакции не сохраняются. Характерные минеральные ассоциации контактового метаморфизма: I) форстерит-энстатит-магнетит; 2) оливин-тремолит-тальк-клинохлор-магнетит; 3) оливин-антигорит-магнетит и т.д., а породы - сагвандиты, оли-виниты, войкариты, брусит-антигориовые серпентиниты и т.д.

Гипергенному этапу минералообразования на альпинотипных уль-трабазитах соответствует процесс образования мощных кор выветривания, как на Кемпирсайском массиве в условиях аридного климата, и тонких, в несколько сантиметров, корочек выветривания в условиях арктического климата, как на Полярном Урале.

Кавдому этапу минералообразования соответствует продуктивная стадия формирования определенного типа полезного ископаемого: так промышленное хромитообразование связано с рэгионально-мэта-соматическим этапом; минералы группы платины образуются в оста-точно-пневматолитовый и регрессивно-метаморфический этапы; кам-несамоцветное и коллекционное спрыз: уваровнт, квммерерит, паргасит, корунд-рубин - образуются в остаточно-пневматолитовыЗ этап; никелевые коры выветривания - в гипергенный этап и т.д.

Минеральный состав первичных неизмененных ультраосновных пород - простой: он насчитывает не более двух десятков минералов. Наиболее широко распространенные - оливин, ортопироксен, клино-пироксен, плагиоклаз и хромшшшелиды. Метаморфические, метасо-матические, гидротермальные и гипергенные изменения ультрабази-тов приводят к резкому усложнению их минерального состава. Автором составлен минеральный кадастр альпинотипных, платино-носных, расслоенных и эклогитизированных ультрабазитов, который насчитывает более 290 минералов и их разновидностей.

Не все минералы и их разновидности, вошедшие в кадастр, хорошо изучены. Неравномерность и неполнота требуемых сведений и свойств минералов связаны с их редкой встречаемостью, трудностями в выделении и диагностике. Наиболее хорошо изучены породообразующие минералы, которые являются сквозными и типоморфными для всех ультраосновных массивов Урала. Хорошо изучены рудные минералы: хромшшшелиды и платиновые - из-за своей практической

ценности.

Большинство минералов ультрабазитов распределено в четыре класса: самородные (58), сульфиды (76), окислы (30), силикаты (73). Минеральный кадастр ультрабазитов постоянно увеличивается благодаря приманении точных методов диагностики: электронной микроскопии, микрозондового анализа, электронографии и рентгено -фазового анализа. В настоящее время минералы ультрабазитов составляют более четверти всех известных на Урале минералов и их разновидностей. Наибольший вклад в пополнение кадастра минералов ультрабазитов внесли В.Д.Бегизов, Ю.Д.Волченко, О.К.Иванов, М.И.Новгородова и др.

Новые для Урала минералы и разновидности, обнаруженные автором в альпинотипных ультрабазитах:

разновидности минералов

1.Иридистая изоферроплатина

2.Елатинистый висмут

3.Хромистое серебро

4.Хромистый алюминий

5.Серебристая медь

6.Никелистый троилит

7.Медистый троилит

8.Вшртцит-4Н

9.Железистый пентландит

10.Никелистый пентландит

11.Кобальтистый пентландит

12.Медистый пентландит

13.Железистый миллерит

14.Медистый миллерит

15.Железистый хизлевудит

16.Медистый хизлевудит

17.Никелистый халькопирит

18.Уваровит-гроссуляр

19.Уваровит-андрадат

известные 1.Рутениридосмин 2.0рселит

3.Гауарит

4.Паркерит б.Бейрихит

6.Купропентландит

7.Годлевскит 8.Эденит Э.Эденитовая роговая обманка

неназванные

1.Cu^S2

2. (CUgPe)^

3.(Cu,Pe)3S2

4.(Pe2Cu^ S2

5.(Nl,Fe)3S2

6.(Pe2Ni)3S2

7. (NigFe^Sg

8.(NlgCuJ^Sg

9.(Ni5?e)6S4 10.(N15Cu)6S4 11 .Nl^S

12.(NI4Pe2)6S5

13.(Fe,Ni,Cu)6S5 U.(Fe,NI,Cu)4S3

Наращивание минерального кадастра ожидается за счет неназванных и слабо изученных новых минералов среди самородных, сульфидов, арсенидов, меньше - других классов. Усилия для гоис-

ков новых минералов необходимо направить в исследования ультратяжелых фракций и сульфидных концентратов ультрабазитов и хромовых руд, а также в изучение кор выветривания и продуктов гидротермальной переработки метаморфитов по ультрабазитам.

В предложенной схеме (рис.1) отражено положение небольшой части минералов ультрабазитов (около 60), но они самые распространенные и несут главную генетическую информацию. Все другие минералы легко разместить по этапам среди индикаторных. В дальнейшем схема минеральных парагенезисов алышнотипных ультрабазитов может уточняться и дополняться.

2. Главным индикатором минеральных парагенезисов алышнотнп-вых ультрабазитов является хромшпинолвд - сквозной минерал, состав которого находится в равновесии и типоморфен каждому из них. Эволюция состава хромшпинелидов от этапа к этапу сопровождается выносом Mg,Al,Zn,NI и накоплением Fe2+,Fe3+,Mn,Tl,V, т. е. идет от первично глиноземистой через хромистую до железистой разновидности. Методом мвссбаузровской спектроскопии обнаружен широкий разрыв смесимости в природных сериях хромшпинелидов меэду хромитом и магнетитом.

Хромпшинелиды - одни из самых распространенных типоморфных минералов ультраосновных пород, встречаются в каждой из пород, поэтому их можно назвать сквозными. В дунитах, гарцбургитах, лерцолитах, верлитах, вебстеритах, пироксонитах, троктолитах и метаморфизованных породах ультраосновного ряда хромпшинелиды содержатся в количествах от 0.1 до 2 %, нередко образуя в дунитах повышенную вкрапленность до 10 %. Кроме того они являются главными минералами хромовых руд. Состав и свойства хромшпинелидов Урала изучались многими исследователями (Алимов и др., 1982, 1986; Варлаков,1978; Кузнецов, Рацбаум, 1981; Лазько, 1984,-Макеев и др. ,1985; Малахов,1979; Павлов и др.,1968,1973; Савельев,1978; Смирнова,1985; Царицын,1977 и*др.), в результате чего выявлена широкая изменчивость и типоморфизм, большая чувствительность и емкость реакции на изменения минералообразущей среды.

Размер и форма выделений хромшпинелидов весьма разнообразны. В препаратах и макроскопически наблюдаются выделения от пылевидных включений в силикатах (0.001 мм) до крупных зерен (5-25 мм) и их агрегатов. Форма и цвет зерен также весьма разнообразны. Ксеноморфные зерна, окрашенные в светлые тона от желтовато-

зеленых до бурых встречаются только в первичных лерцолитах и гарцбургитах. Изометрично-округлые просвечивающие красным цветом зерна характерны для высокоглиноземистых хромовых руд. Хорошо ограненные кристаллы хроматинелидов октаздрического габитуса обычно черные непросвечивадцие встречаются во вторичных метасоматических породах: дунитах, жильных пироксенитах, высокохромистых хромовых рудах. Корродированные зерна и скелетные кристаллы, замещаемые серпентинами и хлоритами типоморфны для метаморфитов по ультрабазитам. Метаморфизованные хромпшинелиды обычно черного цвета непросвечивакщиэ, часто содержат многофазные включения.

Зерна хромшпинелидов имеют лгб.: однородное внутреннее строение , установленное с помощью микрозондового профилирования или дисперсии отражения в аншлифах, либо зональное с первичным составом ядер и более поздней каймой ферроферрихромпшинелидов. Такие зерна чаще всего имеют хлоритовую-кеммереритовую рубашку и состоят из трех зон: ядерной части, более высокоотражапцей (ожелезненной) периферической каемки из ферро хромита, феррих-ромита, хроммагнегита и хлоритовой оболочки с пылевидными включениями магнетита.

Состав хромшпинелидов Урала изменяется в весьма широких пределах. Автором собран значительный банк собственных анализов хромпшинелидов, насчитывающий более 1000 химических и микрозон-довых анализов, большинство из которых характеризуют Полярноу-ральские ультрабазитовые массивы. Для сравнения на ограниченном материале проведено изучение состава акцессорных хромшпинелидов и хромовых руд Кемпирсайского, Сарановского, Нижнетагильского, Вересовоборского массивов, Ветренного пояса, Западного Саяна и некоторых других. Всего около 200 анализов.

Как правило, рудные хромпшинелиды представлены разностями от хромпикотита до хромита, занимают левую часть треугольника Н.В. Павлова и в каждом массиве имеют разные пределы изменчивости компонентов и некоторые индивидуальные особенности физических свойств. Типохимизм рудных хромшпинелидов Полярного Урала описан нами в монографии "Хромитоносность Полярного Урала" (Макеев и др.,1985). Для рудных хромшпинелидов установлены два тренда изоморфизма Мв,А1 —1?е2+,Сг и Мб,А1 —- Ре2+,Реэ+. Первый тренд характерен для первичных руд, второй - для метаморфизо-ванных хромовых руд. Акцессорные хромпшинелиды еще более разно-

образны по составу. На треугольнике Н.В.Павлова они занимают не только левую, как рудные, но и правую часть (рис.2). Наибольшим распространением среди акцессорных хроматинелидов Сыумкеуского, Райизского и Нижнетагильского массивов пользуются метаморфоген-ные хромпшинблиды: ферро хромит, ферриалшохромит, феррихромит, хроммагнетит и магнетит, а на Войкаро-Сынъинском и Кемпирсайс-ком массивах - первичные: шкотит, хромпикотит, алкмохромит и хромит. Это является отражением глубины метаморфических преобразований ультрабазитовых массивов. Четко прослеживается эволюция состава акцессорных хромшпинелидов (рис.2, табл.1) от пи-котита до хромита со следующим трендом:

Mg,Al,Zn,Nl —- Cr,Pe2+,Fe3+ .Mn.Tl.V.

Хромшпинелиды из пород "мантийного" этапа представлены пико-титом, хромпикотитом и низкохромистым алкмохромитом; из пород регионально-метасоматического этапа - высокохромистым алюмохро-митом и хромитом; остаточно-пневматолитового этапа - ферро алю-мохромитом и ферро хромитом; контактово-метаморфического -ферроферрихромшпинелидами.

Микрозондовый анализ одного из збрэп акцессорного зфо^пчне-лида из дунитов Райизского массива выявил его зональное строение: ядерная часть окалась представленной алюмохромитом (Mg3 5 Fe4(5)8(Cr10>8Al4>8Fe0i4)l6032> а краевая - хромитом (Mg^ Ре4 8)8(Сг.,2 qA13 5PeQ з)1б0з2- Это является прямым доказательством тренда Mg,Al —Сг,Ре2+ и первичности глиноземистых хромшпинелидов по отношению к хромитам. В других зернах нередко обнаруживается распад неустойчивых фаз феррихромита и хроммаг-нетита в ферро хромит и магнетит, который происходит по схеме: ферро хромит (Cr,Zn) ->— феррихромит, хроммагнетит (Al,Fe2+,b!g -const) —— магнетит (Fe3+,Mn,V,Tl). Становится очевидным тот факт, что ферро хромит, минерал состава (Fe6Mg2)8(Cr12Fe3Al1)1б O^g и магнетит (FegM^ )0 (Ре121 gCj-^^ ) 1в ультрабазитах могут образовываться только в процессе контактового метаморфизма при относительно низких температурах.

ЯГР-спектроскопичэские исследования природных мэтаморфизо-ванвых хромшшшэлидов Райизского массива, проведенные совместно с Л.Д.Зариновой (Макеев,Зарипова,1984), показали двухфазную природу феррихромитов и хроммагнетитов (рис.3,4) и существование обширного поля разрыва смесимости в природном ряду хромит -магнетит. Это подтверждается также методами ИК-спектроскопии,

Рис.2. Треугольная диаграмма составов акцессорных хромшпине-лидов и поля распространения разновидностей в различных массивах и комплексах пород.

Условные обозначения полей разновидностей хромшшнелидов (арабские цифры) и фигуративных точек составов хромшшнелидов азличных массивов (римские цифры): I - Кемпирсайский массив; 1(4) - Сарановский массив; 111(5) - Нижнетагильский массив; IV - Райизскии массив; V - Кочканарский массив; 1 - пикотит, хромит и алшохромит из лерцолитов и гарцОургитов гарцОургитового комплекса (Н), 2 - алшохромит из гарцбургитов и дунитов дунит-гарцбургитового комплекса (Ш), 3 - хромит из дунитов дунитово-го (I)) и дунит-гарцбургитового комплексов; 6,7,8 - поля изменения состава акцессорных хромшшнелидов из гарцбургитов дунит-гарцбургитового комплекса месторождения Центральное (Райизский массив) в процессе метаморфизма от субферриалшохро-мита через ферриалшохромит к хроммагнетиту; 9,10,11 - поля изменчивости состава акцессорных хромшшнелидов того же месторождения из дунитов дунитового комплекса (Б) от субферригромита через субалшоферрихромит к феррихромиту.

Таблица 1

Сравнительная характеристика состава акцессорных хром-шинелидов из ультрабазитов участка метороздения центральное (Райизский массив) и месторождения Алмаз-Жемчужина (Квмпирсайский массив)

Выборки Сг20э А1203 ?ег03 Т10д У205 РеО ЬДО ЫпО N10 2п0 ТеО'

I X. 56, ,04 8.60 6.73 0. ,04 0.16 18, .66 9 .29 0.23 0. .07 0. ,17 24 .71

п=16 ах 2, ,95 2.00 2.95 0. ,04 0.07 5, .64 3, .95 0.08 0. .03 0. ,10 7 .14

2 X 45. ,30 6.05 18.37 0. 06 0.28 23, .90 5, .35 0.28 0. ,18 0. ,22 40, .45

п=7 1 . ,87 0.85 2.68 0. 03 0.09 0, .61 0, .46 0.11 0. ,05 0. ,03 2 .71

3 X 36. ,75 1.99 31 .61 0. 04 0.15 23, .93 4 .73 0.24 0. ,41 0. ,12 52 .41

п=4 стх 1 . ,89 0.68 1 .77 0. 03 0.02 0, .79 0, .61 0.09 0. ,05 0. ,01 2 .37

4 X 49. ,48 12.97 7.59 0. ,07 0.24 20, .83 8, .28 0.22 0, ,08 0.24 27 .70

п=17 3. ,28 2.28 3.28 0. 07 0.08 1 , ,54 1 , .20 0.07 0. ,03 0. ,09 3 .76

5 X 43. ,50 10.98 15.46 0. 05 0.15 22, .15 7 .08 0.28 0, ,15 0. ,19 36, .08

п=11 стх 3. ,13 2.36, , 1.79 0. ,04 0.06 1 , .16 0, .89 0.10 0. ,03 0. ,06 2 .45

6 X 29. ,28 . 1 .11 39.54 0. ,06 0.23 25, .24 3 .61 0.28 0, ,53 0. .12 60 .86

11=10 5. 80 0.50 4.07 0. ,03 0.06 0.75 0, .57 0.09 0, ,08 0, ,03 4 .08

7 X 58. ,34 9.92 3.78 0. 17 0.17 15, ,87 11, .34 0.22 0. ,07 0. ,13 19 .27

п=21 стх 2. 08 0.87 1.12 С4 0. ,06 0.04 1 , ,94 1, .25 0.03 0, ,02 0. ,02 2 .31

8 X 47. 27 19.50 4.20 0. ,13 0.24 16, .25 12.02 0.21 0. ,07 0, ,19 19 .99

п=19 4. 12 5.18 1 .91 0. ,07 0.04 1 , .47 1 , .36 0.03 0. ,02 0. ,05 2 .94

9 X 31 . 92 36.25 2.39 0. ,08 0.15 12, .55 16, .23 0.13 0, ,15 0. ,18 14 .60

П=34 стх 7. 38 7.18 1 .06 0. 06 0.04 1, ,80 1 , .69 0.02 0. ,05 0. ,03 1 .66

Выборки: 1-6 - акцессорные хромпшинелиды Райизского массива (1-3 -из дунитов, 4-6 -из гарцбургитов), 1 - субфер-рихромит, 2 - субалшоферрихромит, 3 - феррихромит, 4 -субферриалшохромит, 5 - ферриалшогромит, 6 - хроммагне-тит, 7-9 - акцессорные хромпшинелиды Кемпирсайского массива (7 - хрошт из дунитов, 8 - алтаохромит и субферриалпиохро-мит из гарцбургитов дунит-гарцбургитового комплекса, 9 -хромпикотит и шкотит из лерцолитов и гарцбургитов гарцбур-гитового комплекса).

Примечание: условия микрозондового анализа - напряжение 30 кв, ток зонда 30 ма, эталоны - чистые металлы, А1„0Я, М0Э; все расчеты и поправки - по стандартной программе фирмы "Сашека".

массива: субферриалшмохромит (Ы-1652), ферри-алшохромит (М-1374), хромпикотит (М-1025).

Рис.4. ЯГР-спектры двухфазного матаморфизованного хромпшинелида, состоящий из дублетов хромита и секстетов магнетита.

магнитной восприимчивостью и в некоторых случаях микрорентге-носпвктральным анализом. Наличие же фаз феррихромита и хроммаг-нетита по данным мокрого химического анализа следует относить за счет смешения на микроскопическом уровне в разных соотношениях двух членов ряда ферро хромита и ферро магнетита.

На объемной диаграмме (рис.5) показан этот разрыв смесимости. Кроме того, штриховкой показано вероятностное распределение (а=0.01) состава природных хромшпинелидов в шестерной системе: шпинель - герцинит - магнетит - магно магнетит - магно хромит -ферро хромит. Показано, что из крайних членов в природ? встречаются только три - герцинит, шпинель, магнетит. Других - никто достоверно не наблюдал. Таким образом, впервые показана область ограниченной смесимости природных хромшпинелидов, имепдая в пределах треугольной призмы сложную кривогранную форму.

Рис.5. Объемная диаграмма природной системы хромшпинелидов, составленная на основании вероятностной модели распределения их химических составов и данных ЯГР и ИКС исследований

Другими минералами-индикаторами минеральных парагенезисов альпинотипных ультрабазигов являются оливин, • клинопироксен, плагиоклаз, пентландит и некоторые другие (Макеев,1992). Их состав и свойства также как и у хромшпинелидов изменяются в процессе эволюции ультрабазитов, а значит, они могут быть использованы в генетико-информационном анализе и в петрологических построениях.

3. Установлены три генерации сульфидов, которые имеют закономерную металлогешческута специализацию и приурочены к трем этапам преобразования ультрабазитов. Первая генерация кейз-зо-модно-шкалевых сульфидов связана с остаточно-пневматолито-вым (пегматитовым) процессом; вторая генерация железо-никелевых сульфидов образовалась в процессе автометаморфизма ультрабази-тов и их . а-лизардитизации; третья генерация медно-никедевых и редкометальных сульфидов и сульфосолей связана с контактово-метаморфическим этапом преобразования ультрабазитов. Типо-морфной особенностью всех акцессорных сульфидов является наличие в них своеобразных геохимических меток платиноидов, содержание которых в среднем составляет 0.1-0.2%.

Список сульфидов, диагностированных в ультрабазитах Урала до наших исследований, составлял порядка 40 минеральных видов (Пп-кин,Иванов,Попов,1986). Работами Ю.А.Волченко (1990) в Райизс-ком массиве установлено только восемь сульфидов. Трудности в диагностике сульфидов связаны с их крайне малыми размерами (1030 мкм, очень редко - до 1-2 мм) и очень маленьким содержанием в породах - от 0.-01 до 0.2Ж.

С помощью микрорентгеноспектрального и рентгенофазового анализов сульфидных концентратов и ультратяжелых фракций хромовых руд и ультраосновных пород удалось расширить кадастр сульфидов ультрабазитов Полярного Урала до 52 минералов и их разновидностей. А общий список сульфидов ультрабазитов Урала возрос до 76 минеральных фаз (Макеев,1992).

Рентгенофазовым анализом диагностированы в отдельных зернах следувдке сульфида: гауврит(Ып52)~, сфалерит™, вюртцкт-4Н~, пентландит, хизлевудит, миллерит, герсдорфит~, паркерит (т^В!^)", бейрихит (N15)", халькопирит, троилит, пирит, тен-нантит", лаурит, германит~. Из них восемь минералов найдены в ультрабазитах впервые (~).

Микрозондовые анализы сульфидов из нескольких десятков проб, концентратов и ультратяжелых фракций позволили увеличить этот список еще на 36 минералов и их разновидностей. Сделано более 550 полных анализов (сумма во всех случаях была не хуже 97-100.В%) на пятнадцать элементов 1'е,Со,та,Си,В1,5,8Ь,Аз,Р1;, 1г>Р(1,Ш,0з1И1,.А£. Анализы пересчитывались на кристаллохимичес-кую формулу и в виде фигуративных точек наносились на диаграмму (рис.6), на которой наглядно демонстрируется распределение сос-

tu

Рис.6. Треугольная диаграмма составов сульфидов

системы Ре - Cu - Nl(Co) - S.

Условные обозначения: фигуративные точки составов сульфидов из хромовых руд Райизского массива : I - сплошная хромитовая руда месторождения Западное, II - сплошная хрокпикотитовая руда из гарцбургитов гарцбургитового комплекса, III - кобальтистый пентландит из средневкрап-ленных хромовых руд, метаморфизованных в контактово-ме-таморфическую стадию, IV - фаза (NlpFe)_SP, V - никелистый пентландит из убоговкрапленных хромовых руд, мотамор-физованных в регрессивно-метаморфическую стадию, VI -одинаковыми значками в круговом обводе обозначены сростки нескольких сульфидов, 711 - поля составов минеральных видов и разновидностей. 1 - троилит, 2 - медистый троилит, 3 - фаза (Pe2Cu)3S2, 4 - фаза (Fe,Cu)3S2, 5 - никелистый

халькопирит, 6 - халькопирит, 7 - никелистый троилит, 8 -фаза (Pe,Nl,Cu)6S5 , 9 - фаза (Fe2NI)3S2, 10 - фаза

(Fe,Nl,Cu)4S3 , 11 - железистый пентландит, 12 - кобальтистый пентландит, 13 - никелистый пентландит, 14 - медистый пентландит, 15 - купропентландит, 16 - железистый хизлевудит и миллерит, 17 - фаза (NlgPe^Sg, 18 - хизле-

вудит и миллерит, 19 - фаза (CUgFe^Sg, 20 - фаза Cu3S2.

тава железо-медно-никелевых сульфидов. Фигуративные точки составов образуют ноля, относящиеся к одному минералу или его разновидности.

Используя признаки отнесения различных ультраосновных пород и хромовых руд к разным этапам минералообразования, удалось установить три генерации сульфидов, в которые сгруппировались все диагностированные акцессории: 1 генерация - сульфиды из неизмененных руд и пород остаточно-пневматолитового этапа, 2 генерация - из лизардитизированных руд и пород регрессивно-метаморфического этапа, 3 генерация - из метаморфизованных пород и руд контактово-метаморфического этапа.

В неизмененных породах и хромовых рудах ультрабазитов Полярного Уралв обнаружено шестнадцать минеральных фаз (1генерация): пирит,троилит, медистый троилит, никелистый троилит, пентландит, железистый пентландит, медистый пентландит, купропентлан-дит, халькопирит, никелистый халькопирит, фазы - (Ре.Ш.Си)^, (ге2Си)332, (Ре,Си)э52, (Си^е)^. (Ре^)^, (Ре.Ш-.Си)^. Нетрудно заметить, что сульфиды первой генерации имеют железо-медно-никелевую металлогеническую специализацию и характерный набор элементов-примесей: железо-медные малосульфидные фазы отличаются низким содержанием т,Со,В1,1г,Р1;, а малосульфидные фазы железо-никелевого состава - высоким содержанием Ш.,Со,В1, Pd.Ir.Ru и низким содержанием Ав и (табл.2). Изотопный состав серы (определения Л.П.Носика, Ш7ЕМ) в троилите из неизмененных пород и руд (+0.72Ж.03*Б) оказался близким к троилито-вому стандарту из метеорита Каньен Дьябло, что позволяет говорить о ювенильном источнике серы сульфидов I генерации.

Частотное распределение сульфидов 1 генерации определено путем массовых микрозондовых анализов сульфидных концентратов двух проб хромовых руд хромитового и хромпикотитового состава, в которых проанализировано, соответственно, 75 и 25 зерен сульфидов. Выявлено, что видовой состав сульфидов этих проб почти полностью совпадает, распределение также очень близко, а значит, состав хромовой руды не влияет на состав сульфидной ассоциации. Наибольшим рапространением пользуются пентландит и его разновидности (44-47Ж), далее идут троилит и его разновидности (20%), халькопирит и никелистый халькопирит (10-12Ж), пирит (24%). Остальные фазы встречаются довольно редко, составляя в общем не более 1-6%.

Таблица 2

Состав акцессорных сульфидов ультрабазитов Полярного Урала

п/п

Ре . N1

Химический состав, %

Си Со Б Аз В1 ¿8 03 1г Рй Ии Ш

0.04 0.07 52, ,37 _ 0.06 0.04 0.01 0.08 0.02 _ 0.04 0.02

0.10 — 36, ,06 0.04 0.05 0.03 0.03 0.01 0.01 0.06 0.47 0.04

6.31 - 36, ,10 0.02 - 0.01 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01

20.36 0.06 26. ,83 0.06 0.26 — — — 0.04 0.03 0.03 0.04

31.54 - 26, ,11 — - 0.03 — — — 0.08 0.08 0.03

28.64 0.21 34. 52 0.01 — 0.02 — — — 0.02 0.02 0.01

34.65 С. С ■ ~ < ! - 0.02 - 0.01 - — 0.01 0.01 0.02

0.50 ; г; - - 0.05 0.01 0.01

3.06 О.АС , К> - .. ■ л . ^. ~.' л - 0.03 0.02 0.01

1.??, Т"! п.аз О.1??. 0.02 0.04 0.01 0.04 0.05 0.02

8.56 ■ • и. й^ 0.04 - 0.02 0.03 — - 0.04 0.02

0.02 I ■ ':1 ■10 ,29 0.07 0.11 — 0.01 - — 0.04 0.02 —

0.41 1 .38 эт! 46 С.пг> 0.08 0.03 0.08 0.03 0.03 0.03 0.02 0.01

6.36 0.8- о-З. 58 0.04 0.06 0.02 - 0.08 0.04 0.05 0.03 -

16.82 0.35 М. 94 0.03 0.09 0.03 0.01 0.04 0.04 0.03 0.05 0.02

48.11 0.03 28. ,85 - - - - 0.01 0.03 0.06 0.04 0.01

1 47.45 0.01

2 63.79 О.08

3 57.32 0.21

4 50.37 1.82

5 41 .23 0.97

6 30.98 5.42

7 30.77 0.10

8 55.91 6.37

9 49.05 15.47

10 45.50 22.67

11 43.48 14.69

12 32.84 32.36

13 39.33 25.35

14 37.54 21.64

15 34.76 13.97

16 22.58 0.42

17 29, .00 32, .70 3, .77 33, .90 0. ,04 0.05 _ 0, .08 0.03 0, .02 0. ,02 0.01 _

18 27, .05 37, .92 0, .24 0, .55 33, .59 0. ,17 0.04 0.02 0, .06 0.02 0, .01 0. ,01 0.02 0.01

19 22, ,85 44, .74 0, .36 30, .99 0. ,16 0.18 - 0, .05 - 0, .03 0, ,02 - -

20 0, .67 64 .92 0, ,01 31 , .81 0. ,15 0.05 0.04 0.04 0, ,01 0.05 —

21 0. ,54 71 , .80 0, .02 0, ,03 27, .33 0. 11 0.05 0.02 0, .06 0.03 0. ,02 0. ,02 0.09 -

22 3. .97 74, .77 0, ,18 0, .08 20, .51 — — 0, .05 — — —

23 9. ,65 60, .82 0, ,55 28, ,51 0. 10 0.07 0.02 0.07 0.02 0. ,14 0.03 —

24 18. .87 41 , .95 0.77 2, .81 35, .33 0. ,21 0.01 0.08 0, .05 0.06 0, .01 0. ,01 0.01 0.01

25 0. ,33 0, .04 77, .08 0. ,01 21 , .68 _ 0.08 0, ,02 0.11 0. ,01 0.05 •

26 0. .25 0, .01 72, .23 24, .85 — 0.08 0, .01 0.02 0, .12 0. ,04 0.03 0.02

27 0. ,35 65, ,03 7, ,20 0, ,08 27, .11 0. ,05 0.07 0.02 0, ,24 0.01 0. ,14 0. .07 0.01 -

28 0. ,16 58, .95 2, ,13 0, ,15 33, .64 0. ,04 0.13 0.01 0, .15 0.08 0.08 -

Минералы: 1 - пирит, 2 - троишт, 3 - медистый троилит, 4 - (Ре^и).^, 5 - фаза (Ре.Си)^, б - никелистый халькопирит, 7 - халькопирит, 8 - никелистый троилит, 9 - фаза (Fe.Nl, Си 10 - фаза (Ре2Ш.)э52, 11 - фаза (Ре, 12 - пентландит, 13 - железистый пентландит, 14 - медистый пентландит, 15 - купропентландат, 16 - фаза (Си^е)^^ 17 - кобалътистый пентландит, 18 - никелистый пентландит, 19 - фаза (N1^6,20 - миллерит, 21 - хизлевудит, 2? - фаза 23 - гзлссжстый хизлевудит, 24 - железистый

миллерит, 25 - халькозин, 25 - фааа Си^Б,,, 27 - медистый хизлевудит, 28 -медистый миллерит.

Из проведенной методической работы следует важный вывод о том, что для корректной характеристики минерального состава сульфидных фаз в петрографических разностях алышнотипных ультрабазитов необходимо проводить в каждой пробе не менее 25 мик-розондовых анализов сульфидных выделений.

С сульфидами первой генерации ассоциируют самородные минералы группы платины - рутениридосмин, осмирид, иридосмин, иридис-тая.платина, а также самородное железо.

Минералогический анализ серпентинизированннх средне-бедновк-рапленных хромовых руд и метаморфизованных в зеленосланцевув фацив регрессивного метаморфизма пород (дунитов, гарцбургитов, лерцолитов) показал, что набор сульфидных минералов в атих образованиях резко отличен от неизмененных пород. Сквозными минералами атих двух генераций сульфидов являются, пожалуй, только пирит и пентландит, но иного состава. Пирит второй генерации представлен никелистой разновидностью (до 1.5% N1), а пентлан-дит - двумя другими своими разновидностями никелистой и кобаль-тистой. Металлогеническая особенность этих образований состоит в том, что во второй генерации присутствуют в основном сульфида никеля и железа при подчиненной роли последнего с высокой изоморфной примесью кобальта и почти полным отсутствием или крайне редкой встречаемостью медь-содержащих сульфидов. Правда, медь в этой ассоциации присутствует в самородной фазе.

Минеральный состав второй генерации следущий: сквозные минералы - хизлевудит, железистый хизлевудит, никелистый пентлан-дит, кобальтистый пентландит, миллерит, железистый миллерит; реже встречаются годлевскит (Ы1дБ8), орселит (N1213) и неназванные малосульфидные фазы - Ш^Б и (Ы^е)^. Состав сульфидов второй генерации приведен в табл.2. Железо-никелевые сульфиды второй генерации распределены в следущих количественных соотношениях: хизлевудит (27-62%), пентландит (32-66%), миллерит (6-8%), остальные минеральные фазы (2-8%).

Возникновение этой ассоциации происходило в процессе массовой а-лизардитизации ультрабазитов при температуре 400-200°С на этапе регионального автометаморфизма ультрабазитов зеленос-ланцевой фации. В процессе серпентинизации силикатов: оливина, содержащего 0.2-1.0% N10, орто- и клинопироксенов, содержащих 0,05-0,2% N10, высвобождается значительное количество никеля и кобальта, которые соединяясь с серой гидротермальных растворов,

кристаллизовались в виде малосернистых сульфидов никеля и железа. Содержание серы в этих сульфидах минимальное - от 20 до 36%. Ассоциируют сульфиды второй генерации с самородными минералами: медью, золотом, серебром, изредка встречается лаурпт и его разновидности. Дефицит серы в сульфидах и ассоциация с самородными металлами свидетельствуют о восстановительной обстановке среды минералообразования.

Сульфиды двух первых генераций имеют разную металлогеничес-кую специализацию, поэтому фигуративные точки их составов на рис.б отчетливо обособились. Сульфиды первой генерации занимают левую половину треугольника Си - Ре - N1,- а сульфиды второй генерации - правую. Это позволит в дальнейшем легко относить сульфиды к той или другой генерации на основании состава.

Акцессорные сульфиды 3 генерации. В антигоритовых серпентинитах и оливин-ангигоритовых породах в зонах тектонических нарушений с помощью рентгенофазового и микроренггеноспектрального анализов установлен набор новых для ультрабазитов Урала сульфидов таких как сфалерит, вюртцит-4Н, бейрихит, паркерит, гауа-рит, герсдорфит, теннантит, германит, виоларит, молибденит, медистый миллерит, медистый хизлевудит, моноклинный пирротин, кобальтовый пирит, а также несколько нов'.пс неназванных фаз -Си^, (Ш-дСи)^, (Ш5Си)6Б^. Характерной особенностью этой ассоциации является накопление редких элементов 77,В1,Се,Аз,Мо и др., которые уже выступают не только в качестве примесей, но и становятся минэралообразущими. Таким образом, металлогеничес-кая специализация сульфидов 3 генерации - медно-никелевая и редкометальная. С ними ассоциируют цинкистая медь и висмут.

Появление в антигоритовых серпентинитах и оливин-антигорито-вых породах сульфидов цинка и марганца (вюртцита и гауэрита) следует, на наш взгляд, связывать с процессом окисления и разложения хромшпинелидов на этапе контактового метаморфизма.

Антигоритовые серпентиниты и оливин-ентигоритовые породы образуются в зонах контактов массивов с породами рамы, в зонах меланжа, а также в зонах тектонической активизации - сбросах и надвигах. По этим тектоническим нарушениям гидротермальные растворы могли привносить вещество, не характерное для самих ультрабазитов, поэтому здесь можно ожидать любую сульфидную минерализацию.

Таким образом, установлено три генерации или минеральных па-

рагенезиса сульфидов, которые разделеш существенными временными интервалами, связанными с тремя различными процессами образования альпинотипных ультрабазитов. Первая генерация медно-же-лезо-никелевых сульфидов связана с процессом высокотемпературного метасоматического преобразования ультрабазитов в остато-чно-пневматолитовый (пегматитовый) атап. Температурит;* итттбр-вал процесса можно оценить в 700-600°С (распад твердого иОШ-сульфидного раствора). Вторая генерация »з^гзо-никелевых сульфидов и самородных металлов с с?;.: а; га с процессом д-лизардитиза-тппт пород на этапе регрессивного кета-а¿>^мЗма при температуре 400-200°С. Третья генерация медно-никелевых и редкометальных сульфидов, сульфоарсенидов, арсенидов и самородных минералов связана с процессом контактового аллометаморфизма ультрабазитов в локальных зонах, на контактах массивов и в зонах разломов при температуре 150-550°С.

Установлено отсутствие зависимости между составом хромовых руд и пород и составом сульфидов в них, что доказывает вторич-ность сульфидной минерализации по отношение- к первЦчног.; городам и рудам.

Во всех сульфидах и самородных минералах з изомор^¡усу форме содержатся платиноиды (микрозондовые определения, та'5л,2), суммарное содержание которых изменяется от 0.05 до 0.66%, сроднее -0.11%, что является их типохимической особенностью. Наблюдается предпочтительное концентрирование отдельных элементов группы платины разными сульфидами и самородными минералами. Так висмут концентрирует платину, троилит - рутений, халькопирит -легкие платиноида, пирротин - тяжелые и т.д. Расчет баланса вещества с использованием геохимических данных Ю.А.Волченко (1981,1990) и собственных микрозондовых анализов показывает, что в ультрабазитах и хромовых рудах Полярного Урала платиноиды находятся преимущественно в форме изоморфных примесей в сульфидах. В форме собственных самородных минералов они встречаются в тысячи раз реже. Платиноиды, находящиеся в сульфидах принципиально извлекаемы, так как сульфиды можно концентрировать элэкт-ромагнитным, гравитационным и флотационным способами.

Найдено 14- новых фаз малосернистых Ре-Си-Ш сульфидов, из которых 10 относятся к одному семейству полуторных сульфидов: Си^, (С^Ре)^, (Си,Ре)352, (Ре2Си)3Б2, (Ш.,Ре)332, (Ре2М1)3Б2, (Ы12Ре)332, (Ш^Ре)^, (И^Си)^, (К^Си)^ -

предположительно со структурой хизлевудита и борнита. В этих фазах определен состав микро- и макропримесей, однородность состава, форма выделений. Дальнейшие исследования структуры и свойств этих фаз для описания их в качестве новых минералов сдерживается крайне малыми размерами выделений. Очевидно, для дальнейших исследований потребуются искусственно синтезированные фазы.

4. Установлены и реализованы на практике ноше минералогические поисковые признаки и оценочные критерии хромитоносностн вльпинотипных ультрабазитов. Первый - соответствие состава акцессорного ч рудного хромшпинелидов - дает возможность прогнозировать состав, а значит, тчхчотогическуга сортность на выходя-цих на дневную поверхность рудь^х ззлежей по известному составу повсеместно распространенного е породах акцессорного хромшпине-лидв. Зторой - шлезистость и показатель преломления п^ породообразующего оливина снижаются по море приближения к хромитонос-ным зонам и телам. Это - новый признак для поисков скрытого хромового оруденения. Третий - изучение минеральной ассоциации пород, состава типоморфных минералов и пространственной распространенности комплексов ультраосновных пород дает возможность оценить масштаб хромитопроявлений.

Проведенные исследования акцессорных и рудных хромшпинелидов ультрабазитов Полярного Урала показали, что состав хромшпинелидов весьма чувствительный индикатор контактового метаморфизма и малочувствителен к регрессивному. Контактовый метаморфизм ультрабазитов аирибол-роговиковой и антигорит-роговиковой фаций приводит к преобразованию, перекристаллизации акцессорных хромшпинелидов и способствует выносу из них хрома и алюминия, окис-окислению закисного железа в окисное и, в конечном счете, к накоплению магнетитового минала. Конечным продуктом метаморфизма акцессорных хромшпинелидов являются новообразованный магнетит и хлорит-кеммерерит, который концентрирует в себе часть вынесевнх алюминия и хрома.

Анализ полученных данных позволил выявить два закона соответствия состава рудного и акцессорного хромшпинелидов ультрабазитов, вмещающих рудные тела. Для пород так называемого мантийного и регионально-метасоматического этапов неметаморфизо-ванных или только лизардитизированных установлен закон примерного соответствия составов рудного и акцессорного хромппшнели-

дов. Самым лучшим»примером этому служат хромпшинелиды Кемпир-сайского массива. В случае сильного контактового метаморфизма ультрабазитов наблюдается явное несоответствие составов рудного и акцессорного хромшпинелидов. Примером тому могут служить Центральное и Западное месторовдения высокохромистых хромитовых руд Райизского массива, где рудные тела, сложенные хромитом и субферриалшохромитом, залегают в породах с высокожелезистымр ферроферрихромдш инеладами.

Одним из аффективных методов оценки состава хромшпинелидов является ИК-спектроскопия. Положение полос Ж-спектра и г>2 зависит от состава хромшпинелида, что при массовых исследованиях позволяет проводить экспрессное определение его разновидностей (Макеев и др.,1982).

Минералогическим критерием высокой перспективности площади на высококачественные хромовые руды будет повсеместное нахождение в дунит-гарцбургитовом комплексе с высоким содержанием ду-нитов акцессорного хромшпинелида хромитового или феррихромито-вого состава (с параметром у^ Ж-спектра от 620 до 635 см"1)-По мере приближения к хромитовым телам хромистость акцессорного хромшпинелида дунитов возрастает. И наоборот, минералогическим критерием слабой перспективности площадей будут поля сплошных гарцбургитов и дунит-гарцбургитового комплекса с небольшим содержанием дунитов с высокоглиноземистым акцессорным хромшпине-лидом (с параметром V., менее 600 и более 640 см-1).

Повсеместная распространенность оливина в ультрабазитах, закономерная изменчивость его состава в комплексах ультраосновных пород, прямая функциональная связь железистости оливина с пока-затем преломления и относительная легкость определения последнего методом В.Г.Фекличева на приборе ППМ-1 позволяют использовать показатель преломления оливина в качестве эффекривного признака минералогического картирования. Опытными исследованиями на двух рудных объектах была доказана возможность и полезность таких работ. Были выбраны участок хромитового месторождения Центральное на Райизском массиве площадью 1.3 кв.км и участок рудопроявления Кэршор на восточном склоне Войкаро-Сынь-инского массива площадью 4 кв.км, где в масштабах 1:10000 и 1:25000, соответственно, осуществлялась минералогическая съемка. Эти участки приурочены к разным уровням вертикального разреза алышнотипных ультрабазитовых массивов. Участок месторож-

дения Центральное расположен в наиболее эродированной части Райизского массива и приурочен к апикальной части крупного ду-нитового блока, а участок Кэршор, находящийся в верхней части разреза Войкаро-Сынъинского массива, сложен преимущественно гарцбургитами и лерцолитами.

На месторождении-Центральное обнаружены более 100 хромитовых тел и до глубины 500 метров подсчитаны прогнозные запасы, составившие примерно 30-35 млн.тонн руды при среднем содержании окиси хрома 25%. Руды от убоговкрапленных до сплошных, хорошо обогатимы, рудный хромшпинелид представлен магнезиальным хромитом и субферриалюмохромитом. Рудопроявление Кэршор объединяет около десятка сближенных рудных тел, сложенных средневкраплен-ными и сплошными рудами, по составу отвечают магнезиальному алгаохромиту и хромпикотиту. Изучено оно слабее, прогнозные запасы оцениваются в 1-2 млн.тонн.

На обоих участках установлено закономерное снижение железис-тости и показателя преломления оливина по мере приближения к хромовым рудным телам. Следовательно, железистость оливина и показатель преломления являются универсальными поисковыми признаками, указывающими на локализацию скрытого хрс:.'.оного ору дотация независимо от его состава и положения в разрезе. Дальнодействие этого признака оценивается не менее 300-400 метров.

Для оценки масштаба оруденения и прогноза качества руд первостепенную роль играет принадлежность оруденения к определенному комплексу пород. Наиболее перспективными являются сильно эродированные блоки ультрабазитовых массивов, содержащие крупные дунитовые тела и дунит-гарцбургитовый комплекс пород с высокой душтовой составляющей. Эта часть разреза характеризуется низким содержанием пироксенов в гарцбургитах (10-12%), понижением железистости оливина в дунитах рудоносных участков и высокохромистым акцессорным хромшпинелидом.

На основт среднемасштабного минералогического картирования алышнотипных ультрабазитовых массивов Полярного Урала и изучения материалов по геологическому строению южноуральских массивов установлена объемная концентрическая зональность этих массивов, проявляющаяся на различных уровнях строения. Концентрическая зональность массивов выражается в закономерной смене от периферии к центру дунитовой составляющей и комплексов пород; содержания породообразующих силикатов и хромшпинелидов;

- 32 -

состава минералов; физических свойств минералов.

Возникновение концентрической геолого-минералогичаской зональности в алышнотипных ультрабазитовых массивах не может быть объяснено только процессом магматической дифференциации. По нашему мнению она является следствием болыпеобъемного регионального метасоматоза. В пределах концентрически зональных лин-зовидных массивов положение промышленного хромового оруденения строго определенное: оно находится как бы в подвешенном состоянии и тяготеет к апикальным частям центральных дунитовых блоков и вышележащему дунит-гарцбургитовому комплексу. Именно в процессе длительного болыпеобъемного регионального метасоматоза в пределах ультрабазитовых протообразований возникла описанная выше концентрическая геолого-минералогическая зональность. Объемную модель строения алышнотипных ультрабазитов можно представить в виде четырехслойной концентрически-зональной линзы, лежащей под некоторым наклоном в направлении выдвижения массивов по глубинному разлому, и срезанной случайным образом эрозией.

Источником рудного вещества, по нашему мнению, являются сами первичные ультрабазиты, а конкретно энстатит пэрвой генерации, который при подъеме мантийного диапира в изменяющихся Р-Т условиях становится неустойчивым и перекристаллизовывается с образованием анстатита второй генерации, диопсида и хромшпинелида. Рудное вещество выносится флюидом в ослабленные зоны, где формируется хромитовое оруденение. Проведен расчет баланса вещества, по которому из 1 куб.км первичных гарцбургитов и лерцолитов получается 1-2 млн.тонн хромитовой руды с содержанием окиси хрома 25%.

Признаками метасоматоза являются относительно низкие температуры процесса (900+50°С), наличие метасоматических колонок замещения, стремление системы к мономинеральности (дунитовые тела, сплошные хромитовые руды, однопироксеновые жилы), метак-ристаллы ( октаэдры хромпшинелидов в дунитах и вебстеритах), гигантозернистые структуры руд, пород и пироксеновых жил, симметричная зональность вкрапленности по пересечениям хромитовых тел, наблюдаемые в шлифах признаки замещения анстатита оливином, падение железистости оливина вокруг хромитовых тел и др.

Минералогическим поисковым признаком на хромовые рудные концентрации будет обнаружение аномально низких значений железис-

■.гости оливина (менее 7-8% Та) при картировании показателя преломления, а минералогическим критерием оценки качества хромовой руды - состав акцессорных хромшпинелидов вмещащих пород.

Таким образом, установлены и опробованы на Полярном Урале ноше минералогические критерии и признаки хромитоносности, позволяющие ответить на вопросы где, сколько и какого качества хромовые руды следует ожидать на поисковой площади.

Минералогическое картирование алышнотипных ультрабазитов -надежный метод их прогнозной оценки на хромитоносность, пла-тиноносность, камнесамоцветное и огнеупорное сырье. Обязательными элементами среднемасштабного минералогического картирования ультрабазитов является: дунитовая составлявшая, состав акцессорных хромшпинелидов и породообразующего оливина, магнитная восприимчивость пород, степень серпентинизации пород, ассоциации метаморфогенных минералов - которые служат основой для научного прогноза полезных ископаемых..

Хорошая обнаженность, относительно слабая серпентинизация ультрабазитов Полярного Урала и хорошая сохранность первичных минералов позволили использовать их в качестве модельных объектов для отработки методики среднемасштабного минералогического картирования. На первом этапе работ выбирались л опробовались признаки минералогического картирования, масштаб съемки, объекты исследования. Исходя из степени изученности, сложности строения ультраосновных массивов, экономической целесообразности, эффективности и производительности методов исследования, выбраны следующие картируемые признаки: дунитовая составляющая, не-лезистость оливина, определяемая по показателю преломления п^, состав акцессорных хромшпинелидов по данным ИК-спэктроскошш, степень серпентинизации пород по данным термического анализа, магнитная восприимчивость пород, ассоциации метаморфогенных минералов (по шлифам). Для каждого из этих признаков для трех ультрабазитовых массивов Полярного Урала построены соответствующие карты-схемы ■ (например, рис.7-11), на основании которых построена прогнозная карта хромитоносности (рис.12) и выделены перспективные участки для поисковых работ.

Масштаб минералогического картирования для каждого массива выбирался индивидуально, исходя из сложности его строения. Так гг . охгй массив картировался в масштабе 1:50000, Сыумкеуский лв ¿в - 1:100000, а Войкаро-Сыньинский - 1:200000. Участки де-

J

i o i г з ки

Рис.7. Схематическая геологическая карта массива Рай-Из (с использованием результатов картирования дунитовой составлявшей). Условные обозначения: 1 - породы гарц-бургитового комплекса; 2-3 - породы дунит-гарцбурги-тового комплекса, 2-е дунитовой составляющей 10-30%, 3-е дунитовой составляющей 30-70%; 4 - породы дунитового комплекса; 5 - породы дунит-вер-лит-клинопироксенитового комплекса; б - породы зоны меланжа; 7 - амфиболиты; 8 - (а) тектонические нарушения, (б,в) границы комплексов пород.

Рис.8. Схематическая карта изменчивости параметра г»1

ИК-спектров акцессорных хромпшинелидов массива Рай-Из.

Рис.9. Схема степени серпентинизации (%) улътраосновных пород массива Рай-Из.

Рис.10.Карта магнитной восприимчивости (10~б ед.СИ) ультраосновных пород массива Рай-Из.

Рис.11.Технологическая карта качества хромовых руд массива Рай-Из. Условные обозначения: 1 - месторождения, 2 -рудопроявления, 3 - знаки проявления хромовых руд. Качество хромовых руд: 3 - высокЬкачественные металлургические хромитовые руды; 4 - низкохромистые мета ллургические хромовые руда, сложенные алшохромитом и субферриалкмохромитом; 5 - низкохромистые хромовые руды химических сортов, сложенные шзкохромистым алю-мохромитом и субферриалкмохромитом; б - низкохромистые хромовые руды, сложенные хромпикотитом и субфер-рихромпикотитом; 7 - бедновкрапленные метеморфизован-ные хромовые руды огнеупорных сортов, сложенные фер-роферрихромшттине лидами.

Рис.12.Прогнозная карта хромитоносности массива Рай-Из.

Площади, перспективные на открытие: 1 - крупных месторождений высококачественных металлургических сортов хромитовых руд, 2 - средних месторождений, 3 - мелких месторовдений, 4 - мелких месторождений высокоглиноземистых хромовых руд химических сортов.

тализации опробованы в следующих масштабах: Хадатинский (массив Сыум-Кеу) - 1:25000; участок месторождения Центральное (Рай-Из) - 1:10000; участки Кэршор, Нум-Соим и Хойлинский (Войкаро-Сынь-инский) - 1:25000; 1:25000 и 1:50000, соответственно. В качестве объекта сравнения по керновым материалам нескольких скважин (100 проб) изучены ети же картируемые признаки на Кемпирсайском массиве (Южный Урал).

Выявлены следующие закономерности распределения комплексов пород, петрофизических свойств пород и состава главных тшга-морфных минералов. Длышнотилные ультрабазитовые массивы Урала сложены тремя первичными породами дунитами, гарцбургитами и лерцолитами. Лерцолиты - породы реликтовые и имеют подчиненное распространение. В краевых частях массивы окаймляются породами дунит-верлит-клинопироксенитового комплекса, который большинством исследователей рассматривается как реакционный между уль-трабазитами и габброидами. Первичные породы интенсивно метамор-физованы: по ним образуются тальк- и тремолитсодержапще породы (амфибол-роговиковая фация метаморфизма), оливин-антигоритовыв породы - войкариты (антигорит-роговиковая фация) и ос-лизардити-зироввнные породы (зелэнослвкцеввя фация регрессивного метаморфизма). Дуниты в процессе серпентинизации метаморфизуются в разной степени, что не мешает их достоверной диагностике даже в полевых условиях по характерной корочке выветривания. Диагностика пород гарцбургитовой серии сильно затруднена из-за сильной их изменонности. Поэтому главное значение для геологического картирования ультрабазитов приобретает дунитовая составляющая (Д), отражающая соотношение первичных ультраосновных пород. Под дунитовой составляющей понимается доля дунитов во всей массе ультраосновных пород. По этому признаку выделено три комплекса ультрабазитов: гарцбургитовый (Н), содержащий реликты лерцоли-тов и не более \0% дунитов; дунит-гарцбургитовый (БН), где Д от 10 до 70% и дунитовый (Б) - Д более 70%. Схема дунитовой составляющей Райизского массива приведена на рис.7.

Сравнивая геологическое строение трех массивов Полярного Урала, выявленное с помощью картирования дунитовой составляющей, можно отметить следующие общие черты. Все массивы имеют симметричное строение с зональной внутренней структурой. Центральную часть массива обычно слагают дунитовые ядра, "плавающие" в породах дунит-гарцбургитового комплекса, периферийную

часть - породы гарцбургитового комплекса. Возрастание дунитовой составлящей к центру массивов происходит постепенно, границы между комплексами пород в определенной мере условные. В северной части Сыумкеуского массива наблюдается периклинальное замыкание пород гарцбургитового комплекса. Все это позволяет говорить об объемной линзовидно-концентрической зональности алышнотшшых ультрабазитовых массивов Урала со следующей схемой вертикальной и латеральной зональности йтс - Н - Ш - В -Ш - Н - йус. Соотношение выходов комплексов пород на массивах различно, что может быть связано с различным эрозионным срезом массивов. Комплексы ультраосновных шурод кроме дунитовой составляющей различаются по ряду других признаков. В первую очередь - по минеральному составу гарцбургитов и дунитов, а также по составу породообразующих и акцессорных минералов. Имеется ряд типоморфных признаков минералов, позволяющих отличать породы разных комплексов. В ортопироксенах закономерно снижаются содержания кальция, алюминия, железа, титана, натрия и хрома от периферии массивов к центру. Железистость оливина снижается от 10-11.5% в породах гарцбургитового комплекса до 6-8% Ра в центральных дунитовых телах. Состав акцессорных хромшпинелидов по данным ИК-спектроскопии (рис.8) изменяется от хромпикотита в гарцбургитах гарцбургитового комплекса до хромита в дунитах центральных частей и до ферроферрихромшпинелидов в метаморфи-тах.

Минералогическое картирование показателя преломления оливина на всех трех ультраосновных массивах выявило принципиальную схожесть изменчивости этого признака, заключающуюся в снижении его и, соответственно, железистости оливина от периферии массивов к их центральным частям. Крома того, на каждом массиве выявлены желобообразные структуры с понижением значений показателя преломления, приуроченные к полосам выходов пород дунит-гарцбургптового комплекса. В этих структурах наблюдается целый ряд цепочек контрастных аномалий с низкими значениями показателя преломления, которые маркируют все известные крупные хро?штовые месторождения и рудопроявления. Шесте с тем, выявлено несколько таких аномалий невыясненной природы, перспективных на обнаружение крупных месторождений.

Отмечается близость структуры минералогических полей состава рудного и акцессорного хромшпинелидов на большей площади изу-

ченных массивов, что дает возможность делать прогноз качеств скрытого хромового оруденения по составу акцессорных хромшпинелидов.

Сопоставление схематических минеральных карт степени серпентинизации пород, магнитной восприимчивости и минеральных метаморфических ассоциаций позволяет выявлять участки, сложенные неизмененными породами, то есть проводить достоверный прогноз ультрабазитов на безобжиговые огнеупоры.

Таким образом, минералогическое картирование альпинотипных ультрабазитов Полярного Урала позволило отработать методику работ, выявить зональное строение и с помощью установленных минералогических признаков и критериев дать прогноз полезных ископаемых.

ВЫВОДЫ

Топоминералогические исследования альпинотипных ультрабазитов включали пять основных элементов: составление минерального кадастра ультрабазитов; изучение типоморфных особенностей породообразующих и акцессорных минералов; генетико-информационный анализ; минералогическое картирование ультрабазитовых массивов; выявление минералогических критериев и признаков, а также проведение на этой основе прогноза рудоносности.

На сегодняшний день минеральный кадастр ультрабазитов включает около 300 минералов и их разновидностей. Диагностированы и описаны более сорока новых для Урала минералов и разновидностей, типоморфные определенным стадиям развития ультрабазитов, четырнадцать из них после дополнительных исследований могут оказаться новыми минеральными видами.

Исследования состава и свойств породообразующих силикатов, хромшпинелидов, метаморфогенных минералов, акцессорной и сульфидной минерализации, онтогенический и парагенетический анализы позволили проследить изменчивость минералов во времени и пространстве и представить эволюцию минеральных парагенезисов.

Проведено минералогическое картирование альпинотипных ультрабазитов Полярного Урала, построено по восемь карт для каждого массива, в том числе и прогнозные карты.

Разработаны минералогические критерии прогнозной оценки хромитоносности, качества хромовых руд, основанные на соответствии

состава акцессорного и рудного хромппшнелидов, а также минералогические поисковые признаки хромитовых тел с использованием ПК-спектроскопии хромшпинэлидов и показателя преломления оливина. Эти признаки позволяет ответить на вопросы где искать хромиты и руду какого качества и сколько следует ожидать.

Определена степень серпентинизации ультрабазитовых массивов Полярного Урала и Кемпирсая, дана количественная оценка содержания в породах мэтаморфогенных минералов: лизардита, антигори-та, брусита, магнезита, магнетита. Проведена прогнозная оценка ультрабазитовых массивов на безобжиговые огнеупоры, запасы которых в Райизском и Пайерском массивах исчисляется несколькими млрд.тонн.

Изучен минеральный состав самородной и сульфидной акцессорной минерализации, свойственной альпинотипным ультрабазитовым массивам Урала. Впервые в них диагностированы платинистый висмут, серебристая медь, хромистое серебро, хромистый алхминий, рутениридосмин и другие. Новыми для Урала являются находки ор-селита, гауарита, вюртцита-4Н, паркерита и др. Необычен состав сульфидов в ультрабазитах, выявлены редкие и поело разновидности - никелистый халькопирит, медистый миллерит, железистый мил-лерит, медистый хизлевудит, железистый хизлевудит и др.

Установлены три генерации сульфидов, типоморфных разным стадиям формирования ультраосновных пород и хромовых руд: 1) желе-зо-медно-никелевые сульфиды, образовавшиеся в процессе высокотемпературного метасоматоза в остаточно-пневматолитовый этап; 2) железо-никелевые сульфиды, которые образовались в процессе а-лизардитизации руд и пород в регрессивно-метаморфический этап; 3) медно-никелевые и редкометальные сульфиды, арсениды и сульфоарсениды, связанные с контактово-метаморфическим этапом гидротермального преобразования ультрвбазитов.

Все самородные минералы, сульфиды и их разновидности в ультрабазитах имеют примеси элементов группы платины, своеобразные "геохимические метки", отличающие их от таких же минеральных видов их других пород и ассоциаций. В алышнотипных ультрабазитах Урала дунит-гарцбургитовой формации большая часть платиноидов находится тленно в виде изоморфных примесей в сульфидах, а значит, принципиально извлекаема. Сведения о содержании сульфидов в породах и рудах и суммы платиноидов в сульфидах дают возможность оценить платиноносность ультрабазитов.

На основании минералогического картирования алышнотипных ультрабазитовых массивов выявлена их линзовидно-концентрическая зональность, выражающаяся в закономерной смене от периферии к центру: 1) комплексов пород; 2) содержания породобразухщих минералов; 3) состава минералов; 4) физических свойств минералов. В связи с этим по-новому представляется модель становления аль-пинотипных ультрабазитов.

Главными геолого-минералогическими критериями прогноза хро-митоносности являются степень и масштабность метасоматических преобразований массивов, а также степень их эродированности. Показана возможность оценки уровня эрозионного среза по распространенности пород регионально-метасоматического этапа. Разработаны критерии глубинного прогноза хромитоносности. Опыт прогнозной оценки хромитоносности и разработанная методика могут быть перенесены на алышнотипные ультрабазитовые массивы других регионов.

ОСНОВНЫЕ РАБОТЫ ОПУБЛИКОВАННЫЕ ПО ТЕПЕ ДИССЕРТАЦИИ

Защищаемые положения наиболее полно изложены в следующих публикациях:

1. Макеев А.Б. Минералогия альпинотипных ультрабазитов Урала. С-Пб.:Наука,1992,-197с.

2. Макеев А.Б..Перевозчиков Б.В..Афанасьев А.К. Хромитонос-ность Полярного Урала.-Сыктывкар:Коми фил.АН СССР,1985,-152 с.

3. Макеев А.Б..Брянчанинова Н.И. Топоминералогические исследования хромитоносных ультрабазитовых массивов Урала // Топоминера логический анализ рудоносных регионов.- Сыктывкар,1988, -С. 37-61.

4. Макеев А.Б..Перевозчиков Б.В..Афанасьев А.К., Попов И.И., Кениг В.В. Геолого-минералогические критерии прогнозной оценки хромитоносности ультрабазитовых массивов Полярного Урала. Серия препринтов-сообщений "Научные рекомендации - народному хозяйству" Кош фил.АН СССР, 1984,вып.43,-32 с.

5. Проблемы алмазоносности ига Кош АССР / Мальков Б.А.,Гол-дин Б.А.,Гуслицер Б.И. .Запорокцева И.В.,Калинин Е.П......Макеев А. Б. и др. Серия препринтов-сообщений "Научные рекомендации - народному хозяйству". Кош НЦ УрО АН СССР, 1988, -40 с.

6. A.C. N 1405008 (СССР). Способ поиска скрытого хромитового

оруденения / Н.И.Брянчанинова, А.Б.Макеев. iui.GOIV/9/OO, 1988.

7. Макеев А.Б.,Бушуева Е.Б..Перевозчиков Б.В. ИК-спектроско-пия хромшпинелидов как метод установления топоминералогических закономерностей и прогнозной оценки хромитоносных массивов // Новые минералогические методы поисков месторождений полезных ископаемых.-Сыктывкар,1982,-С.48-69.

8. Макеев A.B..Назарова Г.С..Ширяева Л.Л.,Сычева В.А. Минералогическое картирование гипербазитовых массивов с помощью ИК-спектроско^;:;« т. рошшилплидов ч тренд-анализа // Использование минералоге-геотим^сских методов исследований при прогнозе, поисках и оценке мсстагладепий полезных ископаемых.Т.2,-Алма-Ата, 1981,-С.25-26.

9. Макеев А.Б..Пуеегов &.И. Автоматизированный пересчет химических анализов хромышшелидов // Моделирование на ЭВМ состава горных пород и месторождений. Деп.ВИНИТИ 24.10.1982, N 5824-82,-С.35-42.

10. Макеев А.Б.,Яковлев В.В..Зарипова Л.Д. Возможности мес-сбауаровской спектроскопии в решении вопросов типоморфизма, гене зпе з и технологической опенки хромитовых руд (на примере массива Рай-Из) // Геология и минерально-сырьевые ресурсы ЗападноСибирской плиты и ее складчатого обрамления. - Тюмень, 1982,-С. 43-45.

11. Макеев А.Б., Перевозчиков Б.В., Бушуева Е.Б., Попов И.И. Типоморфизм состава и физических свойств хромшпинелидов массива Рай-Из. Там же.-С.19-22.

12. Макеев А.Б. Минералогия, состав и свойства нефрита и жа-деититов Полярного Урала // Синтез и экспериментальные исследования камнесамоцветного и пьезооптического сырья.- М., 1983, О. 48-50.

13. Макеев А.Б. Минералогические критерии хромитоносности и генезис хромитовых руд массива Рай-Из // Геология и полезные ископаемые европейского Северо-Востока СССР.- Сыктывкар, 1983, - С.76-78.

14. Макеев А.Б. Топоминералогия и минералогические критерии хромитоносности Полярного Урала // Минералогическое картирование как метод исследования рудоносных территорий. - Свердловск-Миасс, 1983,-С.34-35.

15. Макеев А.Б.,Попова Т.Н. Связь состава, структуры и ИК -спектров хромшшнелида // XI Всесоюзное совещание по рентгеног-

- 44 -

рафии минерального сырья.- Казань, 1983,-С.234-235.

16. Звршовв Л.Д.,Исаев С.И..Макеев A.B.,Яковлев В.В. Параметры решетки и мессбауэровские спектры Tl-замещенных хромшпи-нелидов. Там же.-С.239-240.

17. Макеев A.B..Агафонов Л.В..Гончаренко А.И. Связь химического состава и физических свойств хромппшнелидов алышнотипных гипербазитов // Геология и геофизика,1984, N2,-0.132-137.

18. Макеев A.B..Зарипова Л.Д. Особенности ЯГР-спектров природных Ii-содержащих ферроферрихромпшинелидов // Докл.АН СССР, 1984.Т.275, N4,-0.975-978.

19. Макеев А.В.,Котов А.А.,Бегизов В.Д., Вяльсов Л.Н., Караченцев С.Г. Состав и свойства платиноидов системы Pt-Ru-Os-Ir из аллювиальных отложений Урала // Минералогическая кристаллография и свойства минералов.-Сыктывкар,1984,-С.95-103.

20. Макеев A.B. Состав рудного хромшпинелида Полярного Урала // IX Коми рэсцуб. молод, конф.-Сыктывкар,1985,-С.57.

21. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Основные термодинамические этапы минералообразования на ультрабазитах Полярного Урала. Там же.-С.60.

22. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Физические методы исследования минералов в практике минералогического картирования ультрабазитовых массивов // Физические методы исследования в прикладной и генетической минералогии. ИГОМ АН УССР,-Киев, 1985,-С. 26-29.

23. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Минералогическое картирование алышнотипных ультрабазитов как метод их прогнозной оценки // Теоретические и прикладные исследования в минералогии. Всес.совещ. Теория и методы минералогии. Т.2,- Сыктывкар, 1985, -С.100-101.

24. Изотов В.Г.,Хромов И.Ю..Вылегжанин К.Н..Макеев А.Б. Исследование оливинов ультрабазитовых комплексов Полярного Урала методом ЯГР-спектроскопии. Там же.-С.15-16.

25. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И..Вахрушева Н.В. Минералогическое картирование хромитоносных рудных полей месторождений Центральное и Кэршор на ультрабазитовых массивах Полярного Урала // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления.-Тюмень,1985,-С;123-125.

26. Макеев А.Б..Брянчанинова Н.И..Модянова Г.Н. Особенности серпентинизации ультраосновных пород массива Рай-Из // Минералы

- 45 -

и минералообразование.-Сыктывкар,1985,-С.80-86.

27. Макеев А.Б..Суханов Н.В. Изотопный состав кислорода и углерода ультрабазитов массива Рай-Из. Там же.-С.60-64.

28. Брянчанинова Н.И..Макеев А.Б. Геолого-минералогическая зональность алышнотипных ультрабазитов // Минеральные кларки и природа их устойчивости.-Душанбе, 1986,-С. 107-108.

29. Скрипниченко В.А..Макеев А.Б. Хромпшинелиды Ветренного пояса // Геология и полезные ископаемые Архангельской области.-Москва,1986,-С.104-120.

30. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Геолого-минералогическая зональность и модель становления алышнотипных ультрабазитов.// Минералогенезис и рост кристаллов.-Сыктывкар,1987,-С.5-13.

31. Макеев А.Б..Брянчанинова Н.И. Зональность и перспективы хромитоносности рудных полей ультрабазитовых массивов Полярного Урала // Магматизм и рудные полезные ископаемые Европейского Северо-Востока СССР.-Сыктывкар,1987.-С.29-35.

32. Гончаренко А.И.,Макеев А.Б..Брянчанинова Н.И. Исследование пластически деформированных оливинов методом ИК-спектроско-пии // Физические методы анализа минералов и горных пород.-Сыктывкар ,1987,-С.78-84.

33. Скрипниченко В.А.,Макеев А.Б.,Попков А.Д. Минералогия ультрабазитов Ветренного пояса // Минералогия рудоносных территорий европейской части Северо-Востока СССР.-Сыктывкар,1987,-С. 29-37.

34. Макеев А.Б. Металлогения алышнотипных ультр базитов // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Европейского С шеро-Вос-тока СССР. Тез.докл.Всес.конф. Т. 1 .-Сыктывкар,1988,-С.64-65.

35. Макеев A.B. Критерии глубинного прогноза хромитоносности // Проблемы экономики минерального сырья Тимано-Печерского ТПК. -Сыктывкар,1989.-С.32-42.

36. Makeyev A.B. Application of the Mossbauer Effect for re-seach the phase transition In system plcotlte-chromlte-magnetl-te // ICAME'89, Budapest. 1989.

37. Макеев А.Б. Магнитная восприимчивость пород и минералов как критерий их состава и генезиса // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления. "Минеральная память".-Тшень, 1989,-С. 180-182.

38. Брянчанинова Н.И.,Макеев А.Б. Породообразущие минералы ультрабазитов как источник генетической информации. Там же.-С.

39. Макеев А.Б..Брянчанинова Н.И. Прогнозная оценка ультрабазитов Полярного Урала на огнеупорное сырье // Всес.конф.Физико-химические основы переработки бедного природного сырья и отходов промышленности при получении жаростойких материалов. Т. 2. -Сыктывкар,1989.-С.100.

40. Макеев A.B..Лшэрова Т.А. Магнитная восприимчивость пород и минералов и ее значение для картирования ультрабазитов Полярного Урала // Минералогия Тимано-Североуральского региона.-Сыктывкар , 1989,-С.97-106.

41. Брянчанинова Н.И..Макеев А.Б. Серпентинизация ультрабазитов Войкаро-Сыньинского массива. Там же.-С.85-96.

42. Макеев А.Б. Типоморфизм физических свойств хромшпинели-дов и их использование в минералогическом картировании // Физика минералов и их аналогов.-Л.:Наука,1990,-С.53-62.

43. Брянчанинова Н.И..Макеев A.B. Показатели преломления оливина и серпентинизация пород, как элементы минералогического картировавия ультрабазитов. Там же.-С.46-53.

44. Макеев A.B. Применение аффекта Мессбауара к изучении фазовых отношений в системе пикотит-хромит-магнетит // Всес.конф. Прикладная мессбауаровская спектроскопия.-Казань, 1990,-0.162.

45. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Ультраосновные пегматиты Полярного Урала // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Западно-Сибирской плиты и ее складчатого обрамления.- Тшень.1991,-С.65-67.

46. Макеев A.B..Олейникова Т.И..Брянчанинова Н.И. Полуторные сульфиды - Me^Sg в ультрабазитах Полярного Урала. Там же.-С.79-80.

47. Макеев A.B..Брянчанинова Н.И. Эволшция минеральных пара-генезисов алышнотипных ультрабазитов //Теория минералогии.Т.2. -Сыктывкар,1991,-С.49-50.

48. Макеев A.B. Сульфидная минерализация алышнотипных ультрабазитов Полярного Урала. Там же.-С.98-99.

49. Макеев А.Б.,Бегизов В.Д. Рутениридосмин / Минералогия Урала. Элементы. Карбиды. Сульфиды. Свердловск: УрО АН СССР, 1991,-С.41-45.

50. Макеев А.Б.,Бегизов В.Д. Рутеносмирид. Там же,-С.45-46.