Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимия, минералогия и генезис медно-никелевого оруденения в альпинотипных гипербазитах острова Карагинского (Восточная Камчатка)

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Геохимия, минералогия и генезис медно-никелевого оруденения в альпинотипных гипербазитах острова Карагинского (Восточная Камчатка)"

11 9 I

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЕ! УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи УД{ 550.42:553.43'48(571.66)

НАЗИМОВА Юлия Владимироона

ГЕОХИМИЯ, МИНЕРАЛОГИЯ И ГЕНЕЗИС МВДО-НИКЕЛЕВОГО ОРУДЕНШИЯ В АЛШШОТйПШХ ГШЕРБАЗИГАХ ОСТРОВА КАР АГИНСКОГО (ВОСТОЧНАЯ КАМЧАТКА).

Специальность 04.00.02 - Геохимия

АВТОРЕАБРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Санкт-Петербург

1992

Работа выполнена на кафедре геохимии геологического факультета Санкт-Петербургского государственного университета.

кандидат геолого-шшаралогических наук, доцент ГАВР1ШКО Владимир Васильевич

доктор геолого-шшералогических наук ВДАНОВ Валерий Васильевич (ВС2ГЕИ г.Санкт-Петербург)

кандидат геолого-минералогических наук БУДДАКОВ Игорь Васильевич (Санкт-Петербургский университет)

Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии РАН (ШИ г.Москва)

Защита состоится »<3 « 1992 г. в /<5" час.

8 вУЯ» у*? на заседании специализированного совета К 063.57.44 по приоуадению ученой степени кандидата геолого-минералогичооких наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199064, г.Санкт-Петербург. Университетская наб. ,7/5. геологический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского университета.

Автореферат разослан " с?У " 1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук

Научный руководитель:

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

Виноградова Лшмала Григорьевна

ВВЕДЕНИЕ

' Актуальность. Сущность процессов сульфидного медно-пиколевого рудообразования - важная и сложная проблема, призлекащая к себе внимание геологов самого различного профиля. От ее реиения во многом зависит разработка поисковых критериев руд и состояние сырьевой бази страны. Актуальна эта проблема а для Восточно-Камчатского роги-она, являющегося перспективным, но слабо изученным в отношения мед-но-никелевой рудоиосности. К настоящему времени в его пределах известен ряд участков с наличием комплексного оруденения. Последнее является новой разновидностью медно-никелевой минерализации, поскольку приурочено к альпинотипним гппербазитач, входящим в состав мезо--каннозойского о^по.етозого комплекса, проявленного у нас в страло только в пределах Курило-Камчатского региона. В то ко время хакие--л!:бо минералого-геохимические исследования рудопроявлений отсутствуют. Изучение последних до сих пор было ограничено рамками средне-масштабных геолого-съемочных и поисково-раззодочных работ. Настоя-пая работа, посвященная изучению рудопроявлениИ о.Карагинского, является первым минералого-геохимичесюи исследованием кедно-никеле-вого оруденения Восточной Кататки.

Цель паботы состояла в получении мкнераяого-гоохнг.теской характеристики оруденения о.Карагинского и выяснении основных факторов формирования сульфидной медно-никелевой минерализации.

Задачи исследования: I. Выявление особенностей рудоносных гипер-базитов путей сопоставления их с ''езрудными массивами по геологическому положению, петрогеохимическому состазу, характеру проявления наложенных постг/лгматических процессов. 2. Установление типоморфних особенностей рудных и породообразующих минералов, сфоджровачных на различных стадиях гздротермально-метасоматического процесса. 3. Изучение распределения никеля и кобальта в минералах и породах на отдельных участках рудоносных массивов, в различной степени затронутых посткагматичоскпми процессами. 4. Определенно содержаний и изотопного состава серы и углерода в породах л рудах. 5. Разработка поисковых критериев оруденения на основе выявленных факторов его локализации.

Научная новизна.

1. Впервые дана минерачого-геохимическая характеристика новой разновидности модно-никелевого оруденения, приуроченного к алышно-типним гигорбазитам мезо-кайнозойского офиолитозого комплекса.

2. Обоснован гидротерыально-ыетасоматический генезис оруденения.

3. Установлены особенности состава и спектроскопические характеристики минералов малоизученных рудопро.лшений Восточной Камчатки.

4. Выявлен« изотопно-геохимические характеристики оери и углерода в руд он о ск их массивах и вмещающих их толщах.

Практическая значимость. Поисковые критерии медно-никелевого оруденения в алышнотипных гипербазитах, установленные на основе анализа факторов его формирования, могут быть рекомендованы при геолого-поисковых работах в пределах Восточной Камчатки. Полученные ми-нзралого-геохшические характеристики оруденения необходимы для оценки комплексности и практической ценности руд.

Зашщаемые долокекия.

X. Сульфидоносние и безрудные ультраосновные породы о.Карагин-сково являются типичными алымнотипными гипербазитами дунит-гарцбур-гитового формационного типа и сходны по петрографии, первичному гот-•рохкмическому составу и геохимической специализации. Различия пород определяются характером и степенью проявления наложенных постмагма-тическкх процессов.

2. Сульфидное ыедно-никелевое оруденение, представленное халькопиритом. пиритом, кубанитом с подчиненными сфалеритом, бравоитом, виолдритом. магнетитом является эпигенетическим по отношению к вмещающим гипербазитам и гкдротермально-метасоматическим по механизму .образования,

3. Формированию сульфидного оруденения предшествовала стадия региональной лизардитизации гипербазитов. Последующая антигоритиза-ция пород происходила в условиях изменения обстановки минералообра-зования с окислительной на восстановительную, вызванного поступлением глубинных серосодержащих флюидов. Выделяется два типа оруденения, различающиеся по составу и условиям образования рудных минералов. Начальная стадия рудогенеза характеризуется формированием прожилков о-вкрапленной преимущественно медной минерализации. Образование массивных сульфидных руд. обогащенных никелем и кобальтом, произошло на более поздней стадии и сопровоадалось процессами антигори-тизацяи и родингнтизации пород.

4. Источником никеля и частично кобальта массивных руд явились вмещающие их гипербазиты. Перераспределение элементов происходило последовательно из оливина в серпентины и магнетит и далее в сульфидные руды.

5. Процессы рудогенеза пли при активном участии серы и углерода, заимствованных из вмещающих рудопроявления осадочных пород. Наличие окружающих гкпорбазиты высокоуглеродистых толщ является необходимым фактором локализации сульфидного оруденения.

-Э-

Фактический иатеоиад. В основу диссертации полокены материалы, собранные автором за полевые сезоны 1983.1989,1991 гг. Образцы аргиллитов любезно предоставлены Н.ПДамовнм (ГШ РАН). Лабораторные исследования проводились в 1983-1984, 1989-1992 гг. на кафедре геохимии Санкт-Петербургского университета. Часть аналитических работ выполнена в ЦД "Севзапгеология" (г.Санкт-Петербург), лабораториях КНЦ РАН (г.Апатиты). ПЗОХИ РАН и ИГЕМ РАН (г.Москва).

Автором проведено геолого-миноралогическое картирование рудоносных и безрудных гипербазитових массивов в северо-восточной части острова. Дополнены схемы геологического строения рудопроявлепий.

Изучение пород проводилось с использованием методов: полного химического анализа (70 проб), полуколичественного спектрального (235 анализов), количественного спектрального (более 1000 элементо-определеннй) анализов, термического анализа (16 проб). Проведено изучение изотопного состава и содержаний серы (15 проб) а углерода (33 пробы) в породах и рудах. Изучено 240 шлиров и аншлифов. Вцде-лено и исследовано около 100 мономинеральных фракций . При диагностике и изучении минералов применялись: оптические и имерезонные исследования, рентгеновский анализ (35 проб), метода кессбаузровской 40 анализов) и инфракрасной (60 анализов) спектроскопии, мшрозон-довые исследования (в том числе 70 количественных анализов), спектральный полу количественный (35 анализов) и количественна (более 500 элементо-определений)анализы.

Проведены статистическая обработка полученных данных с помощью ЭВМ, расчеты баланса вещества в Минералах п породах.

Апробация. Результаты исследований по теме диссертации докладывались: на Всесоюзном совещании 'Теохимия л критерии рудоносности ба-зитов и гипорбазитов складчатых областей" (Иркутск.1990), на выездной сессии в:.Ю IАпатиты, 1990), на Всссошном совещапии "Тектоника и мгае-рагения Северо-Востока СССР в света современных геотектонических концепций" (Магадан,1990), на 16 Всесоюзном семинаре "Геохимия магматических пород" (i.IocKBa,I99I), на 2 Всесоюзном совещании "Рудообразова-ние и его связь с магматизмом" (Якутск.1991), на 8 Всероссийском совещании ВМО (Санкт-Петербург,1992).

Публикации. Материалы диссертации опубликозаяы в 3 статьях и 5 тезисах, докладов, 2 статьи находятся в печати.

Объем работы. Диссертация, объемом 2Í8 стр., состоит из введения, семи глав, заключения и списка литература. В первых двух глазах приводится литературный обзор по теме исследования, в главах 3-6 описываются результаты исследований, глава 7 посвящена анализу получен-

них данных. Кавдая глава завершается краткими вывода;.'«. В заключении изложен« основные выводы по результатам исследования.

Работа содержит 109 стр.машшописного текста, проиллюстрирована 82 рисунками и фотографиями. 30 таблицами. Список литературы включает 234 наименования.

Автор вырааает глубокуэ благодарность научному руководителю В.В.Гавриленко за всеотороннюэ помощь и постоянное внимание к работе.

Большую помощь в проведении полевых работ и обсувдении. их результатов оказали Е.Г.Сидоров (13 ДВНЦ РАН), А.Д.Казимиров (ЛАЕТЕ г.Москва), Н.ПДамов и Г.Н.Новиков (ГШ РАН). Автор благодарит сотрудников кафедры геохимии СПбУ Л.Г.Виноградову, И.В.Власову. B.C. Волкова, М.С.Долгушину, Л.И.Заикину. М.Л.Зорину. Е.Г.Панову, В.В.Семенову. С.М.Сухаряевского, Л.А.Тимохину, А.С.Шарова, студентку "Г.Зайцеву за помощь и участие в аналитических работах, сотрудника кафедры кристаллографии А.А.Книзеля за помочь в математической обработке данных.

Существенное влияние на становление работы оказали консультации о В.0.Барабансвым. Г.Н.Гончаровым, Н.Д.Сорокиным, С.И.Кодаеевым (СПбГУ), Б.А.Марковским, Ю.Е.Вишневской, Л.РДолбанцевым (ВСЕГЕИ), В.Г.Лазаренковым (СПбГИ). Т.Л.Евстигнеевой (ИГШ РАН). С.Д.Минеевым .(ГЕОХИ РАН). И.Р.Кравченко-Бережным (И2САН). Н.Л.Балабониным. А.К. Яковлевой (ГИКНЦРАН). Д.А.Орсоевым (ЕГИ СО РАН), А.Ф.Литвиновым (ПГО "Камчатгеология"). Всем им автор приносит искреннюю благодарность. Особую признательность автор выраи!ает А.А.Предовскому (ГИ КНЦ РАН) за постоянную поддержу, внимание и весьма ценные советы. Автор благодарит А.О.Дудкина. Т.С.Зайцеву. С.С.Киселева за дружескую поддержку и помощь при оформлении работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

1. Обзор проблемы сульфидного медно-никелевого рудо-

образования в гишрбазитах

Приводится обзор литературы по геохимии никеля, кобальта, меди . в гишрбазитах на магматической и постмагматической стадиях.

Рассмотрены и проанализированы различные генетические концепции формирования сульфидного медно-никелевого оруденения в гишрбазитах.

2. Гипербазиты острова Карагинского в современных схемах

геологического, отроения района

Прослежена эволюция взглядов на геологию о.Карагинского,начиная о 60х г, и по настоящее время. Исходя из современных данных, гипербазиты о.Карагинского рассматриваются в составе мезо-кайнозойского офиолитового комплекса, расположенного в зоне Восточно-Камчатского

глубинного разлома на границе океан-континент, разделяющей разнородные тектоносферные блоки. Активность данной золи прослеаивается с позднемелового и по настоящее время, при этом установлена ее метал-логеническая специализация на медь. Имеются основания рассматривать гипербазитовые массивы района в качестве перспективных на никель и кобальт, Излагается история изучения гипербазитоз острова.

Выходы ультраосновных пород в пространственном отнопении группируются в три линейно-вытянутые в северо-восточном направлении прерывистые полосы (зоны). Сульфидное недно-никелевое оруденение приурочено к гипзрбазитач восточной зоны, в пределах которой помимо многочисленных участков с рассеянной вкрапленной 'минерализацией выделяется два рудопроявления - "Маркеловское" и "Монолитное". Первые (и единственные) описания рудопроявлений приводятся в отчетах ИГО "Камчах-геология" Мельникова и др., 1973,1974).

3. Состав и строение рудоносных массивов гигорбазотов Геологическое строение.

Несудае окуденонте гипербазитовые тела локализованы в пределах тектонической зоны протяженностью 12 км и залегают в палеогеновой сшылт-алевролитовой толде, представленной главным образом аргиллитами и алевролитами с подчиненным развитием спил итов, песчаников, кремнистых граувакковых турбидитов. Возраст гипербазитоз условно принимается за позднемеловой. Рудоносные массивы представляют собой вытянутые (до I км) тела шириной до 100-150 м, прорванные в некоторых местах габброидами. Выделяется предположительно два типа даек, различающихся по составу, морфологии и.возмоено, возрасту. С одним из типов намечается пространственная связь оруденения. Приводятся детальные описания каждого из рудопроявлений: данные геолого-гоофизи-ческого картирования, схемы строения рудоносных участков, описания распределения в них сульфидной минерализации и содержания рудных элементов.

Петрография пород.

Вмещающие оруденение породы представлены серпентинизированными гарцбургитами и относятся к гипербазитач дунит-гарцбургитового фор-мационного типа. Дифференциации в строении рудоносных массивов не выявлено. Вместе о тем, порода различаются по характеру и степени проявления наложенных гвдротермально-метасоматических процессов.Первично-магматические минералы представлены энстатитом, частично замещенным баститом и хромитом; оливин в рудоносных гипербазитах нацело замещен серпентином. Выделяется неоколько генераций серпентинов: I) петельчатая (лизардит), развитая в наименее измененных участках

- б -

руд о проявлений; 2) игольчатая и пластинчатая (антигорит), приуроченная к наиболее метаморфизованным участкам массивов; 3) волокшс-тая (хризотил), развив аггцаяся в виде маломощных проуллков. Все серпентины сопровождаются веделешими тонкодасперсного магнетита, количество которого возрастает в наиболее измененных участках рудопро-явлошШ. В околорудных и рудоносных участках массивов отмечаются карбонат, хлорит, амфибол (тремолит-акгинолитового рада), гранат. В работе приводятся оптические константы минералов. описания их морфологии, последовательности выделения и пространственной приуроченностг Безрудные гарцбуртитовые массивы обнаруживают более низкую степень серпенткнизацик. В слагаэдих их породах иногда сохраняются реликты оливина (форстерита). Петрогеохимцческий состав гнтаобазитов.

Средний химический состав вмещающих оруденение гипербазитов (в вес.52) и содержание в них элементов-примесей (в г/т) являются типичными для альпинотипянх гкшрбазктоз Восточной Камчатки: Si02-40,50; Ti02-0.01; А120^-1.38;Гег03-9.62:МпО-0.24;№0-33,66: СаО -0,40; Ма2О-0,12; К20 -0.02;P2Os -0.01; НаО-0.45; п.п.п.-12.52; Cr-4265,7; Ni -2047.4; Со-126.2; Sc-23,9; V -58.6; Cu-<80; РЬ-<4,0; Sn-<2,4; Mo -1.6; Ga,Ge-<0,8.

Безрудкые гипврбазнты западных зон несколько отличаются по составу от массивов восточной зоны; значимыми является различия в содержаниях M<j, Fe. AI , Sc.V. Однако рудоносные и безрудные гиперба-зиты восточной зоны по этим показателям йе различаются. Характер рас-поло кенкя проб на диаграмме значений факторов подтверждает предполо-еонеэ об общности исходного состава пород трех зон.

В пределах к/допроявлений околорудные гипербазиты в среднем обогапны относительно вмещающих Fe.Ca.fJa, Kit, Со. Вместе с тем, здесь отчетливо наблюдается чередование зон с повышенными и пониженными содержаниями элементов, причем, по мерю приближения к рудоносным, участкам пород амплитуда колебаний их концентрации возрастает. Подобная неравномерность распределения элементов, как показывают исследования на других объектах (Наумов,1991), оказывается типичной для потенциально рудоносных участков. Геохимичоскио различия вмещающих. околорудных и оруденелых гипербазитов отчетливо проявляются на диаграммах значений факторов и связываются нами с особенностями проявления гцдротермально-метасоматических процессов,

4. Постмагматические процессы изменения гипербазитов Установлено широкое проявление гдцротермально-метаооматических процессов в пределах рудопроявлений, основными из которых являются

процессы серпентинизации и родингитизааии. Расчеты прлвноса-выноса компонентов на стандартный геометрический объем с учетом удельного веса и пористости пород показали, что в процессе серпентинизации (антигоритизации) происходило накопление Гс, М|,Со с выносом , А1 , Мд, Са, Мп, Ма. Процессы родингитизации сопровождались привно-сом Са. Ге, Ыа. Мп, и выносом Мс).

Серпентинизашст кшерЗазитоп Серпентины безрудных массивов предстазлены лизардитом. На рентгенограммах он вццеляотся по рефлексам с ¿=0.455; 0,250 ; 0,215;0Д79; 0,154-0,150 нм, на тер.юграчмах - по эндотермическим эффектам 100-160 °С и 680-690°С и экзотермическому 780°С. 1Г.мэет он и характерные ЯГР- (Рег+:№ =1.15 ым/с.аЕ:а=2.82 мм/с; Ре3+: № =0,27-0,40мм/о. лЕц =0,48-0,57 мм/с) и ¡К-спектрц поглощения,

В рудоносных массивах лзгаардит отмечается в наименее измененных, удаленных от оруденения, участках. Здесь он находится в ассоциации о магнетитом и хризотилом (экзотермический эффект при Т=800-8Ю°С. <] =0,245; 0.2099 пы).

В околорудных гкпербазитах и породах с вкрапленной сульфидной минерализацией наряду с лизардитом появляется антигорит, возрастает количество магнетита.

Рудовмещаящие гипербазиты слояены нацело антигоритизированными серпентинитами. На рентгенограммах антигорит выделяется по рефлексам с 6 =0,252-0,253; 0,242; 0,215-0,213 (дуплет); 0,155 нм и характеризуется отсутствием рефлекта 0.455 нм; на термограг.:мах - по эндотермическому эффект. 700-750°С и экзотермическому 795-800°С. Характерные параметры ЯГРС - Ре2+: № = ,.,135 км/с.дЕа=2.69 мм/с; Ге3*":^Кс = =0,38 мм/о;лБа=0,64 т/с. В ИК-сгоктрэх появляются дополнительные т (по сравнению с лизардитом) полоса поглощения в области 585и800 см" .

Использование мессбауэровской спектроскошш позволило установить что образование ллзардитов п антпгоритов происходило в различно!! окислительно-восстановительной обстановке. Процесс лизардптизащш, предшествующий рудообразованию, развивался на фоне относительно высокого окислительного потенциала кислорода (Ре2+=51,2-60,1'$). Нормирование антнгорятов, ассоциирующих с сульфидными руда-иг, происходило в восстановительной обстановке (Ге2* =82,7-89,0$), обусловленной, по всей вероятности, привносом серы.

Изучено распределение ннделя и кобальта в минерала^. (оливине, пироксене, серпентине, магнетита, сульфидах) и породах из различных участков рудопроявленпй и из безрудных массивов гипербазитов.

В безрудных массивах; никель концентрируется преимущественно в оливине (.0,33-0,45?!). при разложения последнего он практически пол-' ностыо перераспределяется в лизардпт, где его содержания возрастают 'от' 0,14£ до 0,322. Кобальт относительно равномерно распределен меяц^

всеми минералами, его среднее содержание в них составляет 0.01$.

В пределах рудоносных массивов никель и кобальт сосредоточены в серпентинах и магнетите. Установлено закономерное перераспределение данных элементов ш мере приближения минералов к рудоносной зоне .Для антигоритов максимальные концентрации никеля (0,33$) и кобальта (0,019$) отмечаются в зоно контакта гипербазитов с прорывающими их дайками габброидов, т.е. в участках, не связанных с оруденением.Око-лорудныо антагориты характеризуются величинами соответственно 0,17-0,10$ ц 0,015-0,007$. Минимальные значения элементов отмечаются в рудовмещаюцих антигоратах, причем содерпашие никеля в аптигорятах, контактирующих с прохилково-вкрадленными рудами, в целом вшс(0,07$), чем у находящихся в контакте с монолитными рудами (0,016$).

Содернания никеля и кобальта в магнетитах увеличиваются от вмещающих пород (О,К М| ,0,025$Со) к околорудным t0.3I-0.4S5 М> , 0.02--0,С6$Со). Далее к участкам оруденония набладается постепенное понижение концентраций элементов от 0,13? N1 и 0.02$Со до 0,05? N1 и 0,009$ Со.

В сульфидных рудах наблздаэтея обратная зависимость: возрастание концентраций никеля и кобальта происходит от вкрапленных (0,1$ , 0,01/1 Со) к прокилковым (0,2-0,4$ М| . 0,10-0,14$ Со ) и далее к монолитным рудам (0,5-0,7$ М| , 0,4-0,8$Со).

Проведен расчет баланса никеля и кобальта по минералам из различных участков пород. Концентрации никеля (2457,5 г/т) и кобальта (132,5 г/т), рассчитанные для бозрудных массизов, условно приняты за исходные, относительно которых проводилось сравнение привноса-выпоса элементов. Вмещающие гипербазиты рудоносных массивов характеризуются минимальными значениями никеля (1290 г/т) и кобальта (112 г/т).Далее поведение элементов различается. Околорудные гипербазиты, а также породы с вкрапленным и прокилковым оруденением характеризуются примерно одинаковыми концентрациями никеля (1513 г/т). Различие их заключается лишь перераспределении никеля между сосуществующими минералами: серпентином, магнетито:.;. сульфидами. В участках с монолитными рудами набладается полное истощение пород никелем (160 г/т) и возрастание его концентраций до 4820 г/т в сульфидных рудах. Для кобальта характерно постепенное увеличение концентраций от околорудных погод (216 г/т) к рудоносным (до 4410 г/т), связанное, очевидно, с появлением сульфидной минерализации.

Проведены расчеты баланса никеля и кобальта по породам с учетом той доли, которую занимает каждый из выделенных участков в пределах рудопроявлений. Содержания никеля в целом по рудопроявлениям составили, по данным расчетов, в ореднем 1459 г/т, что почти в два раза меньше его содержания в безрудных массивах. Среднее содержание кобальта составило 3136 г/т. что более чем в два раза превышает его значения в безрудных гипербазитах.

Делается вывод, что источником никеля и частично кобальта суль—

фидных руд явились вмещающие их гппорбазити. Перераспределение элементов происход;ио последовательно по схеме: оливин—»-л:!зард::т + магнетит—ьантигоркт + магнет;:т—►сульфидные руды. Предполагается частичный привнос кобальта га внешнего источника.

Родинг:ттизапия гипербазктов

Одной из характерных особенностей сульТддных монолитных руд является их ассоциация с родпнгитами, развивающимися непосредственно по апогарцбургитовым серпентинитам. Родингиты - светлые серо-золсныо пятнистые породы, состоящие из граната, эпидота. дпопсида, тромол:гг-актинолита. Выделяется две генерации граната - гроссуллр л андгадпт. Первый представляет собой тошсозернистыМ агрегат. На тормогрэммах выделяется по эндотермическому э<№екту Ю80°С, на рентгенограммах - по интенсивному пику с ¿ =0,297 нм, имеет специфичные 1-К-споктры поглощения. Авдрадкт образует характерные кристаллы размером 0,03-0,15 мм в форме ромбододекаэдра, выделяющиеся среди халькопирита. Ник роз оптовым анализом выявлена зональность кристаллов: краевые зоны несколько обогащены гллезом и обеднены алюминием относительно центральных.

Обсуздается проблема источника кальция. Показано, что формирование настоящих родингитов происходило за счет кальция, висвободга-шегося из гипербазитов и даек габброидов под воздействием наложенных рудоносных флюидов.

Ассоциация сульфидных руд с родингитами встречается на многих медно-никелсвих местороздениях. Наличие зон родингитизащга в гарцбур-гитовых массивах Восточной Камчатки мокет являться одним из поисковых признаков на сульфидное оруденише.

5. Минералогия л геохимия сульфидных руд

Сульфидные руды представлены халькопиритом, пиритом, кубапитом, сфалеритом, магнетитом, бравоитом, виоларитом, макинавнтом, элоктру-мом. Во вмещающих оруденение гипербазктах присутствует хромит. Минералы зоны гипергенеза представлены ковеллином, гидроокисламн у^лоза, борнитом, малахитом. Пр;азедены подробные описания морфологии, состава, пространствешюй приуроченности минералов. Показано, что все оии являются эпигенетическими по отношению к вмещающим их гипэрбазитам.

Халькопирит является основным по распространенности минералом, выполняющим вкрапленники, гнезда, прожилки в породе. В монолитных рудах часто образует структуры распада твердого раствора о кубанитом. Содержание халькопирита в последних снижается участками до 5% от сульфидной массы.

Микрозондовыми исследованиями выявлено, что от края гнезда халькопирита к центру степень отклонения от стехиометрии последовательно возрастает:ZMe/S изменяется от 1,0-1,05 до 0,90. Cu/Fe - от 1.0 до 0,£ Халькопириты монолитных руд характеризуются постоянным отклоненном о. отехиометричности состава, ¿Me/S у них составляет 0,91-0,92; Cu/Fe. =

= 0,83-0,94; в них отмечается наличие изоморфной примеси Мп. предполагается, что особенность состава халькопиритов массивных руд обусловлена воздействием гидротермально-метасоматических процессов, протекавшие в обстановке повышенной активности серы.

Кубанит встречается в составе прокилковых и массивных руд; в последних его содержания достигают 80$ сульфидной массы. Кубанит-1 образует пластинчатые и клиновидные выделения в халькопирите, являющиеся, вероятно, результатом распада твердого раствора. Состав данной генерации выделяется дефицитом металлов относительно серы. Кубанит-2 проявлен в вядо изометричных зерен размером до I мм, развивающихся по халькопириту ила кубаниту-1,и характеризуется стехиометричностью состава.

Пирит встречается во всех типах руд, в массивных является одним из глазных минералов. В составе пиритов прожилково-вкрапленных руд наличш оле.мзитов-прамесей не обнаружено, в пиритах из монолитных руд отмечаются примеси никеля и кобальта (табл.). Повышенные концентрации кобальта в пирите соответствуют температуре их образования ие менее ЗС0°С (Безмен и др..1978).

Таблица. Сравнительная характеристика типов оруденения

Характерные признаки Прожилково-вкраплен-ные руда Массивные руды

Главные минералы Второстепенные Акцессорные" халькопирит пирит.кубанит.магнетит бравоит, сфалерит, виоларит халькопирит, пирит, кубанит ,сфалерит,магнетит бравоит. виоларит макинавит, электрум

Состав халькопирита стехиометричный; изоморфных примссей не обнаружено х' нестехиометричный: гме/в < 1, _ примесь Мп

Состав пирита изомор1ных примесей не обнаружено У-> = 1д7-2.4£ „ = 15,2-13,8«

Содержание Со в бравопте и виоларите 5.1 - 5.8?; 14,2 - 14,9/3

Целезистость сфалерита 2 - г% 5-6$

Содержание N1 и Со в рудах И1= 0,1 - ом Со= 0.01-0.1455 «1= 0,5-0,7!; Со — 0,4-0.852

/йотопный состав серы в рудах ^о

Сопровождающие процессы антигоритизация антигоритизация, хлорити-зация, родингитизация

- на уровне чувс.зительности микроанализатора - 0,1£.

Выделено несколько генераций магнетита, связанных с разлог^нисм силикатов (см.гл.4) ш изменением ранзе выделившихся сульфидов (главным образом пирита).

Сфалерит в виде редких изометричных зерен размером до 0,1 мм и мшсровключеняй отмечается в халькопиритах всех типов орудепения. Широко распространен в составе некоторых массивных руд. гдо образует характерные структуры срастания с халькопиритом. Последний в виде эмульсиевцдных выделении пронизывает зерна сфалерита. Приводится обзор проблемы интерпретации подобных структур. Наиболее вероятным мэ-ханизмоы образования подобных срастании представляется процесс со-кристаллизации или замещения.

Содер;:ания железа в сфалеритах монолитных руд составляет, по данным микрозондового анализа, 5-7$. что соответствует температуре образования минерала порядка 350-400°С (Генкин и др. ,1990).

Бравоит и внолатогг являптся основными минералами-концентраторами никеля и кобальта. Содержание их в рудах возрастает от 1-2% з гнездовых (во вкрапленных рудах эти минералы отсутствуют) до 20$ в массивных; в последних преобладающим развитием пользуется виоларит. В аншлигах бравоит и виоларит практически не отличимы друг от друга. Они образует изометричные зерна размером до 0,5 ал или агрегаты блочного строения, развиваясь по халькопириту, кубанлту, пириту. Проведена диагностика минералов с помощью рентгеновских (дебаограммы, даф— рактограммы) методов анализа.

Микрозокдовыыи анализами установлено различие минералов, проявленных в различных типах руд, по содержанию кобальта Стабл.). Концентрации никеля во всех минералах колеблются з пределах 13.0-13,8;$. Согласно литературным данным (Бориланская л др..1981), повышенные содор-канкя кобальта характерны для виоларитов, образовавшихся при относи- ' тельно высоких температурах - до 4в1°С.

Обосновано выделение двух основных типов оруденения - прожшеово-вкрапленного (езда яэ относятся и гнездовые руды) и монолитного (массивные руды), различающихся по времени, условиям образования. минеральному и химическому составу (табл. ).

Один из разделов' главы посвящен сравнительному анализу известных рудопроявлений и местороздеиий сульфидных руд. приуроченных, как и карат кнекие, к гипербазитам дунит-гарцбургитовой формации. Отличие рудо-проявлений о.Карагинского состоит в более молодом возрасте (мезокаГшо-зойском). вмещающих гипербазитов и,специфике минерального состава руд., что позволяет рассматривать последние в качестве новой разновидности мвдно-никэлевой минерализации.

6. Геохимия серы и углерода в породах и рудах

С целью решения проблем источника сера на рудопроявлониях о,1Са-рагинского использовался сопряженный анализ концентраций и изотопного состава серы и углерода в породах д рудах. Данные исследования прово-

- 12 -

дилась совместно с С.Д.Минеевым (ШШ1РАН).

Гипербазиты безрудных массивов характеризуются минимальными относительно рудоносных значениями углерода (Сой;ц =0,038-0,086$.Сорг>= 0,003-0,013$) и серы (0,009-0.042$) и значительным обогащением их тяжелым изотопом ( б^Б =+11,6$.-(-11,8$.). Предполагается, что источником серы данных пород явилась морская вода, вовлеченная в процесс со рпз нтиниз ации.

В рудоносных гипорбазктах концентрации углерода и серы на 1-2 порядка выше (0^=0,15-0.35$. С =0,015-0,085$. 5^=0,1-0.3$) при относительно низки величинах о-"5 (.+0,1- +7.3$«) .Сульфидные руды прокилкового типа из гипербазитов и аргиллитов близки между собой по изотопному составу (б^б =+6,7- +9,5$») и сходны со значениям::.полученными для гипербазитов, содержащих рассеянную сульфидную вкрапленность ( Б^Б =+5,6$.). Делается заключение об общем для них источнике сери.

Выявлено четкое различие вмещающих осадочных пород по содержанию в них серы и органического углерода. Содержания последнего в вулкано-генно-осадочных толщах, вмещающих безрудные гипербазиты, составляет 0,042-0,23$,- серы - 0,35$. Арггллити, вмещающие рудоносные массив«, характеризуются максимальными значениями С0ЕГ ^=0,58-0,61$ и низкими содержаниями сери 0,02-0,03$. Изотопный состав углерода во всех пробах гипербазитов и аргиллитов практически одинаков и составляет в среднем -26 - -27$. .

Обсуждается возмогшость участия различных источников серп (ман-ти;шого, морской воды, вмещающих пород, гидротермальных растворов) в процессе форглирования рудопроявлений. Полученные для прожилково-вкрап-ленных руд значения (+5,6$ - +6,7$ ) аналогичны изотопному сос-

таву сульфидных руд рифтовых зон океана (руды типа "куроко" Япония, гидротермальные системы Кипра. Красного моря и др.). Разработанная для последних модель обогащения циркулирующие гидротермальных флюидов серой, заимствованной из базальтов и (или) осадочных пород (0/?то£о е.±. а1. ,1983; ¿Итагопа .1987 и др.). может'быть применима и к кара-гинсклм рудопроявлениям, поскольку вполне соответствует имеющимся геохимическим и геологическим данным.

Отдельно рассматривается вопрос об источнике серы монолитных руд. характеризующихся преобладанием изотопно легкой серы ( Б^й =-2$о), Делается вывод об их формировании на более поздней стадии рудогенеза, сопровоздающейся дополнительным привносом сера из вмещающих осадочных толщ.

Результаты анализа изотопного состава и содержаний углерода в

ультраосновных и осадочных породах свидетельствуют о важной рол:: п:.ю— щающих пород при формировании оруденения. Высокоуглзродкстые толщи, вмещающие рудоносные массивы, слупили, судя по всему, геохимическ:.;.! барьером для поступающих по зоне разлома серосодержащих флюидов. Прямая корреляция содержаний серы и углерода в гипербазитах указывает на широкое участие углерода и непосредственно в процессе отложения сульфидных руд. Источником углерода, содержащегося в гипербазитах, явились вмещающие их осадочные то ли, на что однозначно указывает сходство изотопного состава углерода в этих породах.

7. Основа-ю факторы формирования и поисковые критерии оруденения

Для выявления основных факторов оруденения на основе материалов, предстазленных в гл.2-6, проведен сопоставительный анализ рудоносных и безрудных массивов по их геологическому положению, характеристике вмещающих их толщ, первичному пегрогеохимическоау составу, характеру и степени проявления наложенных гвдротермально-метасоматических процессов, специфике минерального и химического состава породообразующих и рудных минералов.

Геологическое положение гипа?базитов.

В геотектоническом отношении все гипербазиты острова находятся в благоприятных для возникновения оруденения условиях, поскольку расположены в пределах металлогенически активной зоны глубинного разлома.

Одно из существенных различий рудоносных и безрудаых массивов заключается в характере вмещающих их пород. Сульфидоносные гипербазиты расположены в спилит-алевролитовой толце палеогена, выделяющейся относительно других осадочных толщ высокими содержаниями оргачичеоко-го углерода.

Петоогеохимические особенности гипеобазитов.

Все ультраосновные породы острова принадлежат к алыпшотиыим гяшрбазитам дунит-гарцбургитового фодаациоппого типа. Для них свойственно высокое содержание никеля и кобальта, изначально рассеянных среди силикатных минералов. Выявленные отличия в составе гипербазитов трех зон (гл.З) не могут рассматриваться как определяющие. поскольку рудоносные и безрудныэ массивы восточной зоны по исходному составу но различаются. Таким образом, магматичеокий фактор рудоносности хоть и является необходимым в смысле наличия исходно никеленосных пород, но явно недостаточным для формирования оруденения.

Гидротармально-мотасоматичеокиэ процессы изменения гигорбалитов и Формирование оруденения.

Основными гидротермально-метасоматическими процессами, проявлен-

ними в пределах гппербазитовых массивов острова, являются процессы сорпонтинизацпи, родингитизации и лиственитизации.

Процесс серпантинкзации охватывает в той или иной степени все .массивы гкпербазитов. Основным процессом изменения безрудных массивов является лизардитизация. характеризующая площадную, "региональную" стадию метаморфизма пород. В рудоносных гипсрбазитах наряду с лизар-дитизациеи. отмечающейся в наименее измененных участках массивов, широко проявлены процессы антигоритизации. указыва-едие на имевший место локальный, более высокотемпературный характер метасоматоза. Отмечается тесная приуроченность антигоритов к сруденелым участкам рудопрояв-лени;;, причем, интенсивность антигоритизации возрастает прямо пропорционально масштабам оруденения.

Установлена смена обстановки минералообразования с окислительной на стадии лизардитизации на восстановительную на стадии антигоритизации. обусловленная поступлением глубинных серосодержащих флюидов. Таким образом, наличие антигоритов, образующихся параллельно с сульфидными рудами и под их воздействием, может являться одним из поисковых признаков оруденения.

О налокенном характере оруденения свидетельствуют и результаты изотопных исследований серы, а такзе особенности распространения и минерального состава сульфидных руд. Последний во многом сходен с составом сульфидов из гидротермальных образований рифтових зон океана и характеризуется преимущественно медной минерализацией, отсутствием "типично магматических" пентландита и пирротина, наличием характерных для многих стратиформных месторовдений структур срастания халькопирита со сфалеритом. Наличие никель-кобальтовой минерализации (бравоит, виоларит) в составе карагиноких руд обусловлено, на наш взгляд, вмещающими оруденение гипербазитами, обеспечившими рудный процесс никель..! и отчасти кобальтом. Данный вывод подтверждается результатами проведенных исследований по распределению элементов в минералах и породах (гл.4), а также фактом отсутствия или существенного обеднения сульфидных руд, расположенных во вмещающих рудопроявления аргиллитах, никелем и кобальтом.

Выделяется две-основные стадии сульфидообразования. Начальная, наложенная на лизардитизированные гипербазиты, характеризуется появлением прожилково-вкрапленной, преимущественно медной минерализации и сопровождается локальной околорудной антигоритизацией пород. Формирование сплошных монолитных руд происходило на более поздней и более высокотемпературной стадии (что подтверждается особенностями состава минералов монолитных руд - табл, ) и сопровождалось прс ;ессами ин- -

- 15 -

тенетной антигоритизации и родкнгитизации.

Характерным для монолитных руд является и их ассоциация с родга-гитами, развивающимися по апогарцбургитовым серпентинитам и образующимися в условиях повышенных темпзратуры и давления. Наличие зон ро-дингитизации является одним га ярких поисковых признаков орудепения.

Процесс лиственитизацин, проявленный в пределах всех трех гигор-базитовых поясов и выевший место после этапов сульхвдообразования. существенного влияния на процесс рудогенеза не оказал, в связи с чем, наличие лиственитоз не мотет являться поисковым критерием орудененпя.

На основе вьгаеизлояенного предлагается следующие поисковые критерии орудененпя;

1. Наличие исходно шжеленосных гипербазитов дунст-гарцбургэто-вого формацимшого типа (магматически!; фактор).

2. Размещение гипербазитов в металлогенически активной зоне глу-бкнного разлома северо-восточного простирания (тектонический фактор) л среди высокоуглеродистых осадочных толщ палеогена (литологкческяй фактор).

3. Отчетливые признаки проникновения по зоне разлома рудогенных флшдов, обогащающих гипэрбазиты медь», цинком, серой и некоторыми другими компонентами и вызывающих интенсивные метасоматичзскко преобразования (антигоритизацаю, родингитизацип), приводящие к увеличения дисперсий содержаний химических элементов в гипербазитах (гэдротер-мально-метасоматический фактор).

Анализ фондовых материалов по гипербазитовнм массивам Восточной Камчатки показывает, что выделенные критерии могут быть рекомендованы для разбраковки перспективных участкоз региона.

ЗАКЖНЕНИЗ О ГЕШЗЗРПЗ ОЕУДйШШ

Сульфидные медно-никалевые ру.ды являются эпигенетическими по отношению к вмещающим их гипербазитам и гидротермально-г.мтасоматичесгат-ми по механизму образования. Они сформированы в процесса активного преобразования гипербазитов под воздействием рудоносных соросодаргл-щих флюидов, циркулировавших в пределах зоны глубинного разлома. Высок оуглеродистые осадочные толща, вмещающие гипорбазиты, способствовали проявлению (или усиленшо) процессов восстановления серы и ее осаядениэ с последующим образованием сульфидных руд. При этом, на ранних стадиях сульфуризацил происходило отложение прокилкозо-вкраплэн-ной. преимущественно медной, минерализации. На более поздней и более высокотемпературной стадии активность рудогенных процессов усилилась, что вызвало дополнительное поступление одни, перераспределение и

концентрации других рудных компонентов и привело к формированию массивных руд. обогащенных никелем и кобальтом.

PAE0XU, ОПУБЛИКОВАННЫЕ ГО ТШЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Назимова Ю.В. Геохимия гидротермальной медно-никелевой минерализации в альпинотипных гииербазитах о.Карагинского (Восточная Камчатка) // Геохимия рудных 'элементов в базитах и гипербазитах. Критерии прогноза. Иркутск, 1990. С.140-143.

2. Назимова Ю.В. Эколюция серпентинов в процессе гвдротермально-мотасоматического изменения гипербазитов (на примере медно-никелевых рудопроявлений о.Караг;шского) // Тез.докл.сессии BÎ.Ï0. Апатиты. 1990. С.48-49.

3. Афанасьева Л.Б.. Ворогу шин II.Т., Казимиров А.Д., Назимова Ю.В.. Полунин Г.В., Чамов H.H. Некоторые черты строения острова Кара-гинский: структурно-формационныа зоны и происхождение слагающих их комплексов // Тектоника и минерагсния Северо-Востока СССР в свете современных тектонических концепций. Тез.докл. Магадан, 1990. C.8-II.

4.'Назкмова Ю.В. Петрогеохимические особенности сульфздоносних гипербазитов о.Кахшишского (Восточная Камчатка) // Геохимия магматических пород. Тез.докл.16 Всес.семинара. Москва. 1991. С,192.

5. Назимова Ю.В. Медно-нккелевое орудецение в альпинотипных гипербазитах о.Карагинского (Камчатка) // Докл.АН СССР. 1991. Т.317. JÍ3. С,717-719.

6. Назимова Ю.В.. Зайцева Т.С. Геохимия никеля и кобальта в процессе серпентинизации гипербазитов (на примере медно-никелевых рудопроявлений о.Карагинского. Камчатка) // Современные проблемы минералогии и сопредельных наук. Тез.докл. к 8 съезду ШО. Санкт-Петербург. 1992, C.I6I-I62.

7. Сорокин Н.Д., Назимова Ю.В. Вариации состава халькопирита по данным микрорентгеноспектральных исследований // Современные проблемы минералогии и сопредельных наук. Тез.докл.к 8 съезду ВМО. Санкт-Петербург, 1992. С.269-270.

8. Kravchenko-Bcrezhnoy Х.Й., Nazi,-nova Xu.V. The cretaccou3 ophiollto of Kara¡5ins!:y Island (the western Bering sea) // Ofioliti. -J991 • V.16. N2. P.79-110.