Геология, петрология и перспективы рудоносности Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ

Гончарова, Людмила Валентиновна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Геология, петрология и перспективы рудоносности Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Геология, петрология и перспективы рудоносности Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ"

На правах рукописи

00461 У^о

Гончарова Людмила Валентиновна

ГЕОЛОГИЯ, ПЕТРОЛОГИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РУДОНОСНОСТИ БОЛЫИЕМАРТЫНОВСКОГО УЛЬТРАМАФИТ-МАФИТОВОГО ПЛУТОНА ВКМ

Специальность 25.00.11 - Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 4 ОКТ 2010

Воронеж 2010

004610250

Работа выполнена на кафедре минералогии и петрологии Воронежского государственного университета

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук,

профессор М.Н. Чернышева

Официальные оппоненты; доктор геолого-минералогических наук,

профессор В.М. Ненахов (ВГУ, г. Воронеж)

доктор геолого-минералогических наук, профессор Е.В. Шарков (ИГЕМ РАН, г. Москва)

Ведущая организация:

ФГУП Всероссийский научно-исследовательский геологический институт (ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург)

Защита состоится «26» октября 2010 г. в 14°° на заседании диссертационного совета Д 212.038.09 при геологическом факультете Воронежского государственного университета по адресу: 394006, Воронеж, Университетская пл., 1, ауд. 112П.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Воронежского государственного университета

Автореферат разослан «¿«2» сентября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.038.09, доктор геолого-минерапогических наук

Телефон для справок: 8(4732)-207-966; факс 8(4732)-207-966; e-mail: gordeichenko_l@mail.ru

Актуальность работы. Крупный (свыше 40 км2) Большемартыновский плутон располагается в пределах Хоперского мегаблока Воронежского кристаллического массива (ВКМ) с известными сульфидными медно-никелевыми месторождениями (Нижнемамонское, Подколодновское и др.) и многочисленными разномасштабными рудопроявлениями. В нем сосредоточены разнотипные по составу, возрасту и формационной принадлежности структурно-вещественные породные ассоциации собственно мамонского (интрузии мамонского, ширяевского, кайенского типов) и еланского никель-платиноносных комплексов, а также более позднего бобровского гранитоидного комплекса и тела неясной генетической природы (лампрофиры), что свидетельствует о его полигенности и полихронности. Установление ведущих породных ассоциаций различных комплексов и их взаимоотношений в одном массиве позволяют воссоздать картину его формирования, конкретизировать металлогеническую специализацию пород мамонского и еланского комплексов - главных продуцентов сульфидно-платиноидно-медно-никелевых руд на Хоперском мегаблоке.

Цели и задачи исследования. Главной целью работы является установление условий формирования Большемартыновского плутона в контексте взаимообусловленности процессов породо- и рудообразования. Достижение поставленной цели потребовало комплексного подхода к решению методически взаимосвязанных задач, включая: 1) выделение и детальное изучение вещественного состава впервые установленных породных ассоциаций плутона и дайковых образований с определением возраста формирования поздней габброидной фазы (каменский тип) в составе мамонского комплекса; 2) выявление закономерностей изменения состава и пространственного размещения петрографических разновидностей, слагающих исследуемый плутон; 3) на основании совокупности минералого-петрографических, петрогеохимических данных исследовать особенности эволюции магматической системы на различных этапах; 4) установление минерагенической перспективности плутона.

комплекса (включая аналитический материал предыдущих исследований (Чернышов, Бочаров, 1972; Хунг, 1976; Молотков, 1974; Чернышова, 2004)); 2) более 300 микрозондовых рентгеноспектральных анализов породообразующих и 61 рудных минералов; 3) результатов 20 оригинальных анализов определения редкоземельных элементов, элементов-примесей методами ISP-MS и ISP-AES, а также содержаний в породах элементов платиновой группы и золота; 4) результатов трех Sm/Nd изотопно-геохимических анализов и определений возраста по циркону по технологии SHRIMP II.

Лабораторно-аналитические исследования проводились в Центральной лаборатории ФГУП «ВСЕГЕИ» (г. Санкт-Петербург), где были получены следующие данные: химический состав пород - методом рентгено-флуоресцентного спектрального анализа (РФСА), концентрации элементов-примесей — методами масс-спектрометрии (ISP-MS) и атомно-эмиссионно-спектрометрическим (ISP-AES) с индуктивно связанной плазмой, а также геохронологическое определение возраста. Sm/Nd изотопно-геохимический анализ выполнен в аналитическом центре КНЦ РАН г. Апатиты. Микрозондовые исследования химического состава минералов проводились в лабораториях ВГУ (JEOL 6380 LV) и ГЕОХИ РАН (СашеЬах-100).

Полученная информация обрабатывалась на ЭВМ с применением программного пакета «Microsoft Office» и ряда специализированных программ («Маке Mine», «PetroExplorer 2.0», и др.), графика и фотоматериал обработан с помощью программ «CoreIDrawX3», «PhotoShop CS3».

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые в составе Большемартыновского плутона ВКМ установлено 4 типа разновозрастных и разнофациальных породных ассоциаций, соответствующих мамонскому, еланскому и бобровскому комплексам и их дайковым комагматам. Доказана полигенная и полихронная природа плутона, значительный временной интервал его становления, определяющие в совокупности принципиально новую петрогенетическую модель его формирования при доминирующей роли кристаллизационной дифференциации в условиях плюмового режима. Процесс эволюции рудномагматической системы, ответственной за формирование плутона, сопровождался сменой сульфидного платиноидно-медно-никелевого оруденения оксидным железо-титановым. Дана оценка потенциальной рудоносности наиболее перспективных на сульфидное платиноидно-медно-никелевое оруденение ультрамафитовой породной ассоциации мамонского и мафитовой - еланского комплексов.

Практическая значимость проведенных исследований заключается в уточнении петрогенетических особенностей формирования мамонского и еланского комплексов и позволяет внести ряд корректив в общую эволюцию не только ультрамафит-мафитового магматизма ВКМ, но и в геодинамику развития всего блока в целом. Это, в свою очередь, позволит оптимизировать прогнозные построения относительно платиноидно-сульфидно-медно-никелевого оруденения всего юго-востока ВКМ.

Апробация и публикации результатов работы. Основные положения диссертационной работы представлялись на VIII, IX Всероссийской научной

конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (г. Саратов 2007, 2008 гг.); VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (г. Москва 2007 г.); Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (г. Москва 2008 г.); Международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология» (г. Воронеж, 2008 г.); Всероссийской научной конференции «Проблемы рудогенеза докембрийских щитов» (г. Апатиты, 2008 г.); Всероссийской конференции «Минерагения докембрия» (г. Петрозаводск, 2009 г.).

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе в трех изданиях, рекомендованных перечнем ВАК. Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов по грантам РФФИ (№ 08-05-99003-р_офи), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (ГК № 02.740.11.0021 и ГКП-171).

Объем и структура работы. Диссертация включает 163 страницы, в том числе 74 рисунка, 23 таблицы и состоит из пяти глав, введения, заключения и библиографического списка литературы (162 наименования). Первое защищаемое положение обосновывается материалом 2 и 3 глав, при этом в последней содержатся данные по второму положению. Полностью два последующих положения раскрыты в четвертой и пятой главах.

Первая глава отражает геолого-структурные особенности и основные черты стратиграфии, магматизма и минерагении ВКМ, что представляется необходимым для оценки положения ведущих промышленно-значимых никель-платиноносных комплексов. Вторая глава посвящена изучению геологии и внутреннего строения Большемартыновского плутона и его положению в общей систематике никель-платинометалльных интрузий Хоперского мегаблока. Приводится описание трех различных по возрасту, составу и формационной принадлежности породных ассоциаций, количественная оценка распространенности в них лайковых пород и положение в разрезе. В третьей главе дана детальная характеристика петрографии и минералогии пород плутона. В четвертой - представлены петрогеохимические особенности породных ассоциаций и предложен авторский вариант петрогенетической модели их формирования. В заключительной, пятой главе приведены основные параметры оценки металлогенической специализации плутона.

Благодарности. Автор выражает свою искреннюю благодарность за научное руководство и всестороннюю поддержку на всех стадиях подготовки диссертации доктору геолого-минералогических наук, профессору Марине Николаевне Чернышовой. Особую благодарность автор выражает заведующему кафедрой минералогии и петрологии, члену-корреспонденту РАН, профессору Н. М. Чернышеву за ценные рекомендации и неоднократные консультации. Существенную помощь в решении научной проблемы оказали фундаментальные труды академиков РАН - Ф.П. Митрофанова, A.A. Маракушева, В.А. Коротеева, членов-корреспондентов

РАН - Д.А. Додина, К.К. Золоева, докторов геол.-минерал. наук, профессоров - B.JI. Бочарова, А.Н. Плаксенко. Автор благодарит всех сотрудников кафедры минералогии и петрологии, в особенности: кандидатов геол.-мин. наук А.Ю. Альбекова, В.В. Багдасарову, В.В. Абрамова, B.C. Кузнецова, М.В. Рыборака и О.Г. Резникову за поддержку и ценные советы. Отдельную благодарность автор выражает кандидатам геол.-мин. наук C.B. Бондаренко и Г.С. Золотаревой за помощь в оформлении графических приложений. Автор признателен сотрудникам лабораторий, в которых проводились аналитические исследования.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ (по защищаемым положениям)

Первое защищаемое положение. Ггология и внутренняя структура Большемартыновского плутона определяется многообразием слагающих его породных ассоциаций, принадлежащих к различным по возрасту, составу и формационной принадлежности мамонскому дунит-перидотит-габброноритовому, еланскому ортопироксенит-норит-диоритовому и бобровскому гранитоидному комплексам, а также их дайковых образований.

Воронежский кристаллический массив характеризуется широким развитием ультрамафит-мафитовых комплексов, сформировавшихся в различных докембрийских геодинамических обстановках и характеризующихся различной степенью рудоносности. Все известные сульфидные платиноидно-медно-никелевые месторождения и многочисленные рудопроявления генетически связаны с двумя комплексами: - мамонским дунит-перидотит-габброноритовым зон рассеянного спрединга (2100-2080 ± 10 млн. лет; Чернышов и др., 1990) и еланским ортопироксенит-норит-диоритовым (2065-2050 ± 14 млн. лет; Чернышов и др., 1991). Пространственно они целиком располагаются в пределах Хоперского мегаблока среди значительных по мощности палеопротерозойских терригенных отложений воронцовской серии. Характерной особенностью этой структуры является широкое (более 300 тел) развитие ультрамафит-мафитовых и мафитовых интрузивов мамонского комплекса, среди которых выделяются четыре структурно-вещественных типа (Молотков, 1974; Фролов, 1976; Чернышов и др., 1978): 1) ранние существенно ультрамафитовые в различной мере дифференцированные, промышленно рудоносные (мамонский тип) сосредоточенные в западной части мегаблока; 2) ультрамафит-мафитовые умеренно-магнезиальные камерно-дифференцированные с титанистой роговой обманкой (ширяевский тип) -центральная часть структуры; 3) ультрамафит-мафитовые камерно-дифференцированные (елань-вязовский тип), приуроченные к восточной части мегаблока; 4) безрудные, слабодифференцированные габброидные интрузивы завершающей фазы становления мамонского комплекса (каменский тип), развитые во всех перечисленных выше зонах мегаблока.

Один из крупнейших (40,5 км2) Большемартыновский плутон, пространственно расположенный в западном поясе Хоперской структуры, является уникальным, так как в нем совмещены породные ассоциации различных комплексов. Система субширотных, северо-западных и северовосточных разломов (рис. 1) определяет блоковое строение, причем каждый блок характеризуется различным уровнем эродированности, что отражается в составе выведенных на поверхность докембрийского фундамента слагающих его породных ассоциаций.

Внутренняя структура Большемартыновского плутона определяется наличием трех последовательно сформировавшихся групп породных ассоциаций (Гордейченко, 2007, 2008): а) мамонской - бесполевошпатовой ультрамафитовой; б) ширяевской роговообманковой ультрамафит-мафитовой; в) каменской, существенно мафитовой. Каждая из них в пределах плутона слагает автономные тела (см рис. 1). Кроме того, в массиве, подобно другим промышленно никеленосным интрузивам, установлен широкий спектр дайковых пород-комагматов мамонского, еланского, бобровского комплексов и лампрофиров. Наибольшим разнообразием породных ассоциаций характеризуются более эродированные южный и северо-восточный блоки, для которых характерны породные ассоциации, представленные ультрамафит-мафитами мамонского и ширяевского типов с многочисленными (5-7%) жильными дериватами (Чернышова, Гончарова, 2009).

Улыпрамафиты ранней фазы, относимые к мамонскому типу пород, образуют небольшие по размеру (до 0,35 км2) тела, выходящие на поверхность докембрийского фундамента в его северной, северо-восточной и юго-восточной частях. В плане они имеют субовальную форму и не превышают 5-6% площади всего плутона (см. рис. 1). Наиболее полно этот тип породной ассоциации вскрыт скважинами № 6923; 455а; 461а и представлен широким спектром минералого-петрографических разновидностей (табл. 1). Характер взаимоотношения с вмещающими породами свидетельствует об их внедрении до формирования мафитовой части плутона, что подтверждается отчетливым развитием на контакте габброидов и ультрамафитов интенсивной серпентинизации в последних, появлением своеобразных пироксен-полевошпатовых инъекций в их тела, при этом в зоне контакта мафиты обычно характеризуются более мелкозернистым сложением. В ряде скважин, выявлены ксенолиты пород мамонского типа, располагающихся среди более поздних образований. Этот факт отражает общую для мамонского комплекса последовательность формирования (от ранних к поздним) ассоциаций пород, принадлежащих к мамонскому—»ширяевскому—»каменскому типам.

Породы ширяевского типа, развитые преимущественно в восточной и южной частях и по геолого-геофизическим данным составляют не более 8% площади плутона. Более полный спектр данного типа пород вскрыт в скважинах № 7014; 452а и др. Наибольшим развитием пользуются титансодержащие роговообманковые пироксениты, габбро и горнблендиты, в меньшей степени роговообманковые перидотиты (см. табл. 1).

Рис. 1. Схематическая геологическая карта Большемартыновского плутона (по материалам Молоткова С.П.,1972г., с дополнениям автора)

1- 2 - палеопротерозойские образования (воронцовская серий): 1 - (метаморфизованные песчаниково-сланцевые отложения; 2 - черные сланцы с зоной брекчирования; 3 - 7 -плутонические породы: 3 - ультрамафиты ранней фазы (дуниты и их серпентинизированные разности, перидотиты (гарцбургиты, лерцолиты), оливиновые пироксениты, серпентиниты); 4 - ассоциация пород ширяевского типа (титанистороговообманковые перидотиты (лерцолиты), оливин-роговообманковые пироксениты, безоливиновые вебстериты, роговообманковые габбро и габбронориты, горнблендиты оливинсодержащие); 5 - ассоциация пород каменского типа (безоливиновые габбронориты, габбро, габбродиориты, диориты); 6 - предположительно (выделены по данным геофизики) габбродиориты и их лейкократовые разности мамонского комплекса, с единичными дайками иоритов еланского комплекса; 7 -бобровский комплекс (граниты, гранит-порфиры, лейкограниты); 8 - дайки: а) диорит; б) микрогаббро, в) гранит; г) лампрофир; 9 - геологические границы; 10 - разрывные нарушения: а) установленные по геофизическим данным; б) предполагаемые; 11 - номера скважин; 12 - линия разреза; 13-23 - слагающие плутон породы: 13 - дунит серпентинизированный; 14 - аподунитовый серпентинит; 15 - апоперидититовый серпентинит; 16 - перцолит; 17 - пироксенит; 18 - оливин-роговообманковый пироксенит; 19 - горнблендит; 20 - габбро роговообманковое; 21 - габбронорит; 22 - габбронорит амфиболизированный; 23- метасланцы

I |1 [X I2

«|,|«?|| 6 [ ¡РК.'ЬЬ 17

3 IЦ-PR 'тт, | 4 | vPR,'fl)ffl¿ J 5

10 ¡ ."60а |11 [у V~|13 | V V |14

15 Iх х I16 |П П~|17 |п ■■ " ' I18 I Щ I19 | I - I- |20 | Гп гТГ|21

¡1''"'<' г-н//] 22 1 ^ 23

СХЕМАТИЧЕСКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ РАЗРЕЗ БОЛЬШЕМАРТЫНОВСКОГО ПЛУТОНА ПО ЛИНИИ 1-1

Пив 7íl(lfi СКВ. 7101

В зоне контактов ультрамафитов ширяевского типа с габброидами нередко появляется различные по мощности зоны биотитизации, а так же превращение титансодержащей роговой обманки в тремолит-актинолитовые разности с выделением титаномагнетита. Следует отметить, что породы ширяевского типа отличаются высокой степенью насыщенности различными по составу жильными образованиями: диоритами и диоритовыми порфиритами, габбро, гранит-порфирами, спессартитами, а так же впервые установленным рядом даек мелкозернистых мезо- лейкократовых норитов еланского комплекса (Чернышева, Гончарова, 2009).

Важной особенностью структуры Большемартыновского массива является повсеместное развитие в его кровле габбродиоритов и диоритов, которые имеют отчетливо секущие контакты с мафитовой породной ассоииацией каменского типа, занимающей основной объем плутона (8588%) и выполняющей центральную его часть. При значительном однообразии состава габброидов (см. табл. 1), они представляют типичную породную ассоциацию с широким развитием жильных комагматов. Габбронориты содержат ксенолиты тальк-карбонатных пород, обогащенных хромшпинели-дами и сульфидами. Это свидетельствует, с одной стороны, о более позднем внедрении габброидов, по отношению к ширяевскому и мамонскому типам, а с другой - не исключает возможного присутствия зон минерализации в пределах невскрытой части разреза и высокую вероятность нахождения на большей глубине ультрамафитовой породной ассоциации. Об этом говорят так же масштабы ореолов интенсивных гравимагнитных аномалий, которые намного превосходят площади выступающих на поверхность высокомагнезиальных пород мамонского и ширяевского типов.

Таблица 1

Петрографическая характеристика породных ассоциаций Большемартыновского плутона

Типы пород Главные минералы Вторичные, рудные и акцессорные Взаимоотношение пород

Породные ассоциации мамонского типа

1. Дуниты и их серпентинизированные разности 01 (89-97), Орх (1-4), Срх (0-0,5) БиЦ Сг$р ± Мед (0,5-3), Бгр (3-10) ± ЕЛ Сонахождение с перидотитами, образуют с ними постепенные переходы; в виде ксенолитов

Перидотиты: 2. Гарцбургиты и их серпентинизированные разности 3. Лерцолиты и их серпентинизированные разности 01 (40-50), Орх (15-25), Срх (3-5) О! (40-55), Орх (10-15),Срх (1530) БиЩ^Сгер, 1^(2-3),Бгр, СЫ,Тг,Ас1(5-30)Ш1. Би^-З), Сгер, Маа(1-2), Бгр, Тг,АсК5-30) Макроскопически близки к дунитам и аподунитовым серпентинитам, образуя с ними постепенные переходы. Наиболее распространенны и образуют переходы к дунитам

4. Оливиновые вебстериты 01 (5-20), Орх (10-20), Срх (40-60)±НЫ 5и1Г(Ы,5), Crsp,Mag(l-2), 5гр,Тг,Ай(5-15 Пространственно тесно ассоциируются с лерцолитами и гарцбургитами

5. Серпентиниты (аподунитовые; апоперидотитовые) О! (3-10), Юрх, Срх (2-10) Бгр (90-100), Маё(2-5) Распространены среди других ультрамафитов, образуя с ними переходы

Породные ассоциации ширяевского типа

1. Роговообманковые лерцолиты 01 (40-55), £ Орх, Срх(10-30),НЫ Бгр, Тг, Ай (1-5) Развиты сравнительно ограничено и образуют прослои мощностью до 10

(10-30) ±Bt м среди пироксенитов

2. Безоливиновые вебстериты Орх (50-70), Срх (30-45), НЫ (2-4), Bt (3-6) ±01, PI Sulf(0,5-1), Ap, Crsp, Mag (0,8-1) Ассоциируются преимущественно с одивин-роговообманковыми пироксенитами

3. Оливин- роговообманковые вебстериты Ol (10-20), Орх (6-10), Срх (30), Hbl(23-40),Bt(0-2) Sulf(2-2,5), lim Mag (1,5), Srp, Tr,Act(3-13) На контактах перидотитов и серпентинитов с габбро, горнблендитами и с породами воронцовской серии

4.Роговообманковые габбро и габбронориты оливинсодержащие 01(0,2-6),0рх(3-8), Срх(5-12),Р1(25-57 Hbl(5-35),Bt(3-10) Mag ± Sulf (2-5), Chi, Tr, Act (0-1,5) Образуют постепенные переходы к роговообманковым пироксенитам

5. Горнблендиты оливинсодержащие Орх (3-8), Срх (5-12),Р1(25-57)НЫ (5 35),Bt(3-10),01 (3) Mag (1), i. Sulf Qtz (0,5-1) Образуют своеобразные прослои среди роговообманковых габбро мощностью от 10 до 15 м

Породные ассоциации каменского типа

1. Габбронориты PI (45-50),Орх (25-30),Срх (13-18), Bt(l-3), Qtz (0,5-1) Ilm, Mag, Timag (0,5-4), Ap (0-0,3) Широко распространены в составе габброидных пород каменского типа

2. Габбро PI(45-60),Opx(2-4), Cpx(35-50),Bt(2), Ой-ед.з.,НЫ(до 1) Mag, Timag, Ilm ± Sulf (0,5-2) Тесно ассоциируется с габброноритами, образуя постепенные переходы

3. Габбродиориты Р1(50-57),Срх(20-25),±Орх,НЫ(5-15) Bt(5-10),Qtz до 10 Mag, Timag (1-2) Ограничено распространены среди габброидных пород. Тесно ассоциируются с габбро и диоритами

4. Диориты и кварцевые диориты PI (50-75), ±Орх, Срх(2-5),НЫ(3-20). Bt(5-15),Qtz(5-15) Mag, Timag (0,5-1) Одни из наиболее поздних фаций габброидов, развиты в виде интрузивных и жильных пород

Породные ассоциации дайкоеого комплекса

1. Горнблендиты PI (2-5), НЫ (85-95),Bt(l-6);±Prx Секущие контакты с ультрамафитами мамонского и ширяевского типов

2. Мигрогаббро и микрогаббронориты PI (68-70), Орх (3-23),Срх (4-15),Bt(l l,5),Hbl до 2±Qtz Широко развиты среди пород каменского, а также ширяевского типов

3. Нориты Р1(40-50),0рх(35-45),Bt(2-5),±Kfs, 0 Mag, Timag, Sulf (0,5-1,5) Встречаются в породах ширяевского типа

4. Диориты и диоритовые порфирита: - биотит-кварцсодержа-щие и кварцевые - биотит- роговообманковые - кварцсодержащие биотит-роговообманковые - кварцевые биотит-роговообманковые PI (60-70), Bt (315), Qt2 (3-20) ± Kfs. Pl(58-65),Bt (5-10), Hbl(10-15)±Kfs. PI (40-65), Bt (312), НЫ (15-25), Qtz (2-6). PI (51-62),Bt(5-20), Hbl(17),Qtz(5-13). Дайки диоритов с вмещающими их интрузивными дифференциатами имеют отчетливо секущие взаимоотношения и встречаются во всех выделенных типах породных ассоциаций. Ультрамафиты на контакте с диоритами обычно тремолитизированы, оталькованы, хлоритизированы и карбонатизированы

5.Лейкограниты и граниты Pl(15-40),Kfs( 16-40 Qtz(25-40),Ms( 1 -5), Bt(1-7) ± Chi, Sph, Ap, Mag Секут все выделенные типы пород. Наиболее развиты в габброидах каменского типа

6. Лампрофиры: спессартиты,керсантиты Р1(15-62),НЫ (1-56),Qtz(6),Bt(2-24) Chi,Tr,Act, Cal, Ms, Ap, Жильные лампрофиры встречаются во всех породных ассоциациях

Примечание: условные сокращения минералов по (Kretz, 1983): Ol - оливин; Орх -ортопироксен; Срх - клинопироксен; Crsp - хромшпинелиды; НЫ - роговая обманка; PI -плагиоклаз; Bt - биотит; Kfs - калиевый полевой шпат; Qtz - кварц; Ms - мусковит; Srp -серпентин; Suif - сульфиды; Тг - тремолит; Act - актинолит; Chi - хлорит; Cal - кальцит; Ар -апатит; Mag - магнетит; Timag - титаномагнетит; Ilm - ильменит. Количество минералов в об. %

В пределах Большемартыновского плутона, как и в промышленных никеленосных интрузивах, установлен широкий спектр дайковых

ассоциаций, среди которых выделяются две формационно-генетические разнородные породные группы (Черны шов, Гончарова и др. 2009). Первая из них представлена: а) дайковыми телами-апофизами интрузивных эквивалентов во вмещающих породах (перимагматические дайки); б) жильными отщеплениями интеркумулусного расплава автономно кристаллизующихся рудномагматических систем (интрамагматические дайки). Ко второй группе относятся дайки более поздних комплексов, а так же гетерогенные по своей формационной природе лампрофиры (см. табл. 1). В целом, в плутоне наиболее распространены жильные отщепления, связанные с формированием породных групп мамонского, ширяевского и каменского типов. Довольно широко проявленные маломощные дайки гранитоидов связаны с интрузией бобровского комплекса, расположенной вблизи плутона (см. рис. 1). В процессе исследования впервые в массиве (скв. № 6923) были обнаружены нориты, которые, по минералого-петрографи-ческим и другим признакам принадлежат к породам еланского комплекса. Эти данные свидетельствуют о том, что становление плутона охватывает значительный временной интервал, что подтверждается с одной стороны - наличием трех породных интрузивных ассоциаций и их жильных производных мамонского комплекса, а с другой - существенно оторванных во времени жил норитов еланского, гранитов бобровского комплексов и лампрофиров.

В оценке принадлежности интрузивных и дайковых образований к определенным комплексам особая роль принадлежит парагенетическим ассоциациям и типоморфным особенностям породообразующих, рудных и акцессорных минералов. Проведенные исследования состава породообразующих минералов, их кристалломорфологические и кристаллооптические характеристики позволили установить ряд особенностей для пород плутона, отражающие комагматичность интрузивно-дайковым ассоциациям мамонского и еланского комплексов.

Оливин, являясь одним из главных породообразующих минералов в мамонском и ширяевском типах, полностью отсутствует в каменском. Специфической особенностью этого минерала (Гончарова, 2010) для ультрамафитовых пород является несколько повышенная его железистость в дунитах (Ра,8_25) и резкое смещение в область более железистых составов в перидотитах-пироксенитах (Раза.з7), что в определенной мере отличает от оливинов из полнодифференцированных ультрамафит-мафитовых тел мамонского комплекса, где эти переходы более плавные (Чернышев, 1971).

Пироксены представлены ромбическим и моноклинным минеральными видами, количественные соотношения которых определяются принадлежностью пород к определенным семействам с последовательным снижением в ряду от пироксенитов мамонского и ширяевского типов до практически полного отсутствия в жильных диоритах каменского типа. Химические составы орто- и клинопироксенов, отражают закономерное увеличение ферросилитового компонента от ранних ультрамафитовых дифференциатов к мафитам, завершающих становление плутона (рис. 2).

Плагиоклазы интрузивных пород Большемартыновского плутона,

являющиеся самыми распространенными минералами в каменском типе, идентичны по составу плагиоклазам одноименных образований мамонского комплекса (Чернышов и др., 1979): наряду с основными минералообра-зующими элементами, в исследуемых минералах присутствуют Mn, Fe, Mg. При этом сопоставление химических составов плагиоклаза жильных пород-комагматов мамонского и норитов еланского комплексов (в пределах плутона) позволили выявить ряд особенностей химизма этого минерала. К ним относятся: а) более значительные вариации содержаний An-Ab-Or компонентов в плагиоклазе жильных пород мамонского комплекса по сравнению с плагиоклазовой составляющей еланского; б) повышенные концентрации Mg, Fe, Mn - в плагиоклазе мамонского и практически полное отсутствие Mg - в том же минерале еланского комплексов.

100

En Fs

Рис. 2. Положение составов пироксеиов из пород Большемартыновского плутона на классификационной диаграмме. Примечание: минеральные виды (по Дир и др., 1965; Гинзбург, 1970): 1-6- интрузивные породы: 1 - ортопироксены из дунита; 2 - ортопироксены из оливин-роговообманкового пироксенита; 3 - клино- и ортопироксены из габбронорита; 4 -клинопироксены из лерцолита; 5 - клинопироксены из оливин-роговообманкового пироксенита; 6 - клинопироксен из горнблендита; 7-8 - жильные породы: 7 - орто- и клинопироксены из микрогаббронорита; 8-орто- и клинопироксены из норитов; 9-соеуществующие пары пироксенов.

Минералы группы амфиболов являются весьма характерными для ряда основных и ультраосновных пород и присутствуют в качестве собственно магматических, а так же в виде вторичной наложенной минеральной ассоциации. Среди образований данной группы отчетливо выделяются три минеральных вида: обыкновенная роговая обманка, титансодержащая роговая обманка и минералы группы тремолит-актинолита (рис. 3). Их количественная распространенность определяется не только составом пород, но и принадлежностью к определенным типам. Отличительной особенностью пород ширяевского типа является повсеместное присутствие в их составе титансодержащей роговой обманки, характеризующейся: 1) повышенным содержанием ТЮг (до 2,2 мае. %) и щелочей (Ка20+К20-до 3,39 мае. %) при несколько пониженной роли БЮг; 2) по соотношению Mg/(Mg+Fe2+) и (в количествах атомов рассчитанных на формульную единицу) титансодержащая роговая обманка занимает обособленное поле (см. рис. 3) и относится к магнезиогастингситу-эдениту-паргаситу.

Параметры диаграммы: (Cab>1.5;(Na+K)a<0.5)

1.00.9

го 0.5 S

в>

Тремолит 1 О Магнечиа-чьнал Ч роговая обманка Чсрмакиг

о Atct инолит л

Фсрроакчиполш Железистая ротьая обманки Фсррочсрмакит

Параметры диаграммы: (Cab>1.5;(Na+K)a-0.5)

с Элсниг Паргасит fAfeFe) >Q> Маг>незиогастингсит СAKFe)

Фсрронаргасит Гас 1 инки 1

5.5 5.5

Si in formula

8.5 5.5

formula Q | Q 2 О 3 О 4 О 5 Рнс. 3. Диаграмма ставов амфиболов пород Болыпемартыновского массива (Leak at ol., 1997): 1-3 - минералы тремолшп-актинолитового ряда: 1 - оливинсодержащий горнблендит; 2 -габбронорит амфиболизированный; 3 - жильный спессартит; 4-5 - обыкновенные и титанистые роговые обманки. 4 - горнблевдит габброидного ряда; 5 - роговообманковый лерцолит.

Химические анализы биотита из пород плутона в целом, аналогичны составам темноцветных слюд из пород мамонского и еланского комплексов (Чернышева, 2005). В минеральных парагенезисах различных по составу интрузивных и жильных пород массива, он характеризуется возрастанием железистости в ряду от интрузивных габброидов ширяевского и каменского типов до их жильных комагматов. Вместе с тем, биотит из жильных пород мамонского комплекса отличается пониженным содержанием MgO и повышенным FeO, а еланского - повышенными концентрациями MgO и соответственно пониженными FeO.

Второе защищаемое положение. Геолого-петрологическая модель формирования Большемартыновского плутона, отражающая сложный характер внутреннего строения, полигеиность и многостадийпостъ его образования, предполагает доминирование кристаллизационной дифференциации под влиянием разномасштабной коровой контаминации в условиях плюмового режима.

Моделирование условий формирования Большемартыновского плутона базируется на детальном изучении минералого-петрографических и особенно на петрохимических, геохимических данных, которые в своей совокупности дают определенную картину эволюции магматического расплава.

В системе координат БЮ2-М§0 (рис. 4) фигуративные точки составов породных ассоциаций плутона образуют три поля сгущения, частично перекрывая друг друга. Для ультрамафитов мамонского типа (1-я фаза) отмечается разрыв сгущения, соответствующих перидотитам, дунитам и оливиновым пироксенитам. Подобное поведение характерно и для МпО (см. рис. 4). По сравнению с высокомагнезиальными (М§0 до 40 мас.%) продуктами кумулусной кристаллизации ультрамафитовых пород мамонского типа (1-я фаза), для дифференциатов ширяевского типа тренд

эволюции, судя по поведению М^О, достаточно закономерно и плавно изменяется от 26-27мас.% (роговообманковый лерцолит) до 6-9 мас.% (роговообманковое габбро) при одновременном снижении БЮ2 от 56 до 44 мас.% соответственно. В породах каменского типа (3-я фаза) количество М^О резко уменьшается до 6 мас.% при вариациях 8Ю2 49-57 мас.%. Подобная дискретно-непрерывная тенденция характерна и для других петрогенных элементов (Гордейченко, 2008). Коэффициент глиноземистости закономерно увеличивается от 0,02 в ультрамафит-мафитовых породах мамонского и ширяевского до 1,00 в габброидах каменского типов. Содержания СаО показывают значительный разброс фигуративных точек для ассоциации пород первой и второй фаз (рис. 5), что позволяет говорить о недостаточно зрелом типе дифференцированное™ родоначального расплава. При формировании расплавов третьей фазы эволюция магматической системы стабилизировалась, на что указывает сгущение точек в узком диапазоне.

ею* мас.% БЮг. мас.%

♦ 1 Ь2 ИЗ Д4 О5 Об ♦7 Рис 4. Положение составов ведущих породных ассоциаций Большемартыновского плутона на диаграммах БЮг-МщО и 8Ю2-МпО. Примечание: здесь и далее - 1-3 - породы мамонского типа (1- дунит серпентинизированный; 2- перидотиты; 3- оливиновые вебстериты); 4-6 - породы ширяевского типа (4- роговообманковые лерцолиты; 5- роговообманковые пироксениты; 6-роговообманковые габбро); 7 - породы каменского типа (габбронориты, габбродиориты).

Наиболее четко тренд дифференциации проявляется в системе координат А-Б, на которой все фигуративные точки, с минимальной дисперсией укладываются практически на одну линию (рис. 5). Параметр Б отражает степень насыщенности магматической системы кремнеземом, а величина А - ее салическую составляющую. Характер распределения фигуративных точек показывает положительную корреляцию степени насыщенности расплава кремнекислотой и полевошпатовых компонентов в процессе его эволюции, которая шла в двух направлениях: по пути кристаллизационной дифференциации оливина и плагиоклаза, о чем свидетельствует Ей минимум (рис. 6).

На основании анализа петрохимических диаграмм по породным ассоциациям плутона можно сделать вывод, что образования третьей фазы (каменский тип) сформированы за счет магматической системы, представляющей собой конечный дифференциат родоначального расплава, состав которого в первом приближении отвечает усредненному составу пород ширяевского типа, т. е. плагиоклазовым лерцолитам (Гончарова, 2010).

510.0

о" >0

О 5.0

0.0

О о о

Д СР

□ 1 5

4«

дс8

СП

35,0

40,0

45,0

50.0 55.0 -40.0 -20.0 0,0 20.0 40.0

ЭЮг. мас.% 3(ЭЮ2-<МдО+РеО+Ре 2О3+Мп0+"П0 2))

Рис 5. Положение интрузивных пород Большемартыновского плутона на диаграмме $Ю2-СаО и А-в.

Анализ кривых распределения редкоземельных элементов (ЯЕЕ) (нормализованных к хондриту) в породах плутона показывают явно выраженную тенденцию к накоплению их суммы (рис. 6-а) от ранних дифференциатов (дуниты - 1,17-3,15; оливиновые пироксениты - 2,72-8,68) к поздним (роговообманковые габбро, габбронориты - 7,44-48,39). В процессе эволюции меняется характер кривой, при этом, возрастает и степень фракционирования (Се/УЪ: дуниты - 1,79; оливиновые пироксениты - 1,262,02; роговообманковые габбро - 3,26-5,76). Если для дунитов характерно субгоризонтальное расположение фигуративных точек LR.EE, что свидетельствует о слабой степени фракционирования, то для пироксенитов отмечается устойчивое закономерное возрастание хондрит-нормализоэанных содержаний от Ьа к Бш, при относительно постоянном и повышенном уровне содержаний тяжелых элементов (НЯЕЕ - от 3,01 до 4,63). Для роговообманковых габбро степень фракционирования проявляется особенно четко, что выражено заметной крутизной кривой (Гордейченко, 2008). Поведение Ей для всех дифференциатов, начиная от дунитов и пироксенитов и заканчивая габброидами, отличается хорошо проявленным минимумом (см. рис. 6-а), свидетельствующим о доминировании плагиоклаза при фракционировании расплава. Наличие минимума в дунитах отражает существенную его роль на ранних стадиях кристаллизационной дифференциации. Эта тенденция продолжалась и при формировании пироксенитов и частично габброидов. В последнем случае обращает на себя внимание кривая второго типа, где Ей минимум отсутствует (рис. 6-6). Наличие трендов распределения ЯЕЕ в габбро двух типов показывает, что на процесс кристаллизационной дифференциации, контролируемый фракционированием плагиоклаза, могли накладываться иные процессы, в том числе контаминационного характера.

Следует отметить, что части хондрит-нормализованных вариационных линий, отражающих распределение легких редких земель для пироксенитов мамонского типа, характеризуются последовательным увеличением содержаний элементов в ряду Ьа-Се-Рг-М-Бт. Подобная закономерность объясняется преобладающим фракционированием клинопироксена, кристаллизация которого приводит к уменьшению, прежде всего содержания Ьа, Се, Рг, за счет изоморфизма с Са (косвенным подтверждением этого

является появление апатита и аланита в подобных породах).

100

La Се Рг Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ♦ 1 ■ 2 □ 3

La Ce Pr Nd Sm Eu Gd Tb Dy Ho Er Tm Yb Lu ■ 1

Рис. 6 Хондрит-нормализованное (по Cl) распределение редкоземельных элементов: а) в

породах мамонского (1 - серпентинизированный дунит; 2 - оливиновый вебстерит) и ширяевского типов (3 - роговообманковое габбро); б) в породах каменского типа (1 - габбронориты, габбро).

Анализ кривых распределения REE для габброидов 3-ей фазы каменского типа (рис. 6-6) показывает отсутствие Ей минимума на большинстве из них, а на отдельных кривых отмечены слабовыраженные Ей максимумы, что свидетельствует либо о смене характера дифференциации с полевошпатового на амфиболовый, либо о коровой контаминации за счет поглощения незначительных порций высоко селективной гранитной эвтектики, возникающей за счет коровой магмагенерации. Последнее подтверждается значениями £ Nd, полученными для габброидов каменского типа (Гончарова и др, 2008), колеблющимися от-0,5 до + 0,7.

Петрогенетическую модель становления Большемартыновского массива можно описать с точки зрения эволюции расплава мантийного происхождения и последующего его взаимодействия с коровым субстратом. В качестве исходных посылок являются предварительные выводы, вытекающие из изучения петрографии, петрохимии и геохимии пород, слагающих массив: 1) исходный расплав, ответственный за образование трех типов ассоциаций (мамонского, ширяевского, каменского) соответственно отвечает составу плагиоклазового лерцолита; 2) главными процессами эволюции исходного магматического расплава, являлась кристаллизационная дифференциация оливина, плагиоклаза, и в меньшей степени клинопироксена; 3) на кристаллизационную дифференциацию накладывается процесс корово-мантийной контаминации.

Возникновение родоначального расплава обязано мощному тепловому потоку и плавлению мантийного субстрата под влиянием мантийного плюма (Чернышова и др. 2006). Возникший очаг плавления в виде диапира начал эволюционировать еще в условиях верхней мантии, вблизи границы раздела кора-мантия (рис. 7). Дифференциация очага плавления контролировалась как кристаллизацией оливина, так и плагиоклаза, при этом обогащение тяжелыми кумулатами происходило в нижних частях очага, а плагиоклазовыми компонентами - в верхних. Фракционирование пироксена

и, прежде всего клинопироксена, существенного влияния не имело для перераспределения главных петрогенных элементов. Его роль очевидно проявляется в характере распределения ЬЯЕЕ лишь в породах ширяевского типа. Условия растяжения, возникших над очаговой структурой способствовали «деформации» самого очага, при этом его донная и центральная части, обогащенные кумулусным оливином, оказалась ближе к границе раздела кора-мантия, что способствовало внедрению соответствующих порций расплавов в первую очередь. «Деформация» очага могла иметь и чисто конвективную природу, за счет чего донные порции доставлялись к участкам магмавыведения в первую очередь. Во второй этап внедрялись порции очага в меньшей степени дифференцированные и по составу ближе всего соответствовавшими исходному расплаву. В третью, заключительную фазу внедрялись расплавы высокой степени дифференциации, главным образом за счет плагиоклаза, испытавшие, кроме того, процесс коровой контаминации.

Рис. 7. Принципиальная петроге-нетичеекая модель формирования полигенного и полихроиного Большемартыновского плутона:

1-континентальная кора; 2-ранние дифференциалы плагиоклаз-лерцо-литового расплава (мамонская ассо-циация-первая фаза); 3-поздние образования мантийного расплава (ширяевская ассоциация-вторая фаза); 4-породы корово-мантийного взаимодействия слабой степени контаминации (каменская ассоциация-третья фаза); 5-очаги коровой магмагенерации и их производные (бобровский комплекс); 6-образо-вания корово-мантийного взаимодействия высокой степени контами-1 нации (еланский комплекс); 7-об-ласть корово-мантийного взаимодействия; 8-мантийный субстрат; 9-диапир; 10-направление тепло-массопереноса в мантийном супер-плюме;11-детализируемый участок

В условиях глубинного мантийного очага переходы между различными дифференциатами, по-видимому, носили постепенный характер, о чем свидетельствуют поля перекрытия их составов на всех петрохимических диаграммах. Временной разрыв внедрения, судя по фазовому характеру их взаимоотношений, вероятно, был незначителен, так как четко выраженных зон закалки на уровне становления ранних существенно ультрамафитовых фаз плутона не отмечается. За счет теплового потока, обусловленного мантийным диапиром и флюидного потока, в основании континентальной коры формировались очаги коровой магмагенерации, обеспечивающие условия последующего корово-мантийного взаимодействия, масштабы которого проявились для габброидов каменского типа в ограниченном виде.

Более широкое корово-мантийное взаимодействие обусловило формирование очагов, ответственных за образование дайковой ассоциации еланского типа (Переславцев, 1993). Очаги коровой магмагенерации продолжали эволюционировать в достаточно длительный временной отрезок, уже после завершения мантийного диапиризма, как автономные системы в условиях ретроградного метаморфизма и лишь в коллизионную стадию реализуются в виде интрузивно-дайковых тел бобровского комплекса, прорывающих породы мамонского и еланского комплексов. Нижняя граница возникновения мантийного очага по модельным данным (Том) рассчитанная на результатах исследования Бт/Ш изотопии составляет 2036-2065 млн. лет.

Таким образом, петрогенетическая модель плутона предполагает его полигенную и полихронную природу. Время эволюции механизма корово-мантийного взаимодействия в первом приближении охватывало интервал 2100-2050 млн. лет (Чернышов, 2004) от начала эволюции мантийного диапира до завершения корово-мантийного взаимодействия. В указанную возрастную «вилку» наиболее интенсивно проявилась эндогенная активность всего юго-востока ВКМ. Породные ассоциации массива свидетельствуют о проявлении своеобразного геодинамического режима, совмещающего эволюцию мантийного диапиризма и последующих коллизионных условий, наступивших на рубеже 2050-2020 млн. лет (Бондаренко, 2009).

Третье защищаемое положение. В процессе развития рудно-магматической системы, ответственной за становление Большемартыновского плутона, эволюция минерагении происходила в направлении от сульфидной медно-никелевой к оксидной железо-титановой. Наибольший рудный потенциал, а, следовательно и перспективы на обнаружение сульфидно-медно-никелевого оруденения следует связывать с глубинными участками плутона мамонского и еланского типов.

Исследование минерагенической специализации магматических комплексов плутона и оценка перспектив его рудоносности включает широкий комплекс критериев, базирующихся на принципах рудно-формационного анализа всей совокупности слагающих его породных ассоциаций и разработанной петрологической модели их формирования.

В условиях повсеместного перекрытия докембрийских образований Хоперского мегаблока мощным чехлом платформенных отложений, исключающих возможность прямых геологических наблюдений сложных пространственно-временных соотношений интрузивно-дайковых породных ассоциаций с сульфидным платиноидно-медно-никелевым оруденением, особая роль принадлежит структурным, структурно-вещественным признакам и геохимическим особенностям пород, ассоциирующим с разнотипными по составу, возрасту, формационной принадлежности и степени рудоносности интрузиями мамонского и еланского комплексов.

В соответствии с известной моделью формирования ВКМ (Чернышов, 2004) в раннем протерозое выделены три протяженные зоны рассеянного

спрединга (рис. 8): а) Западная (Лосевско-Мамонская) с широким проявлением образований мамонского типа; б) Центральная (Озерковско-Ширяевская), в пределах которой развиты интрузивно-дайковые породы ширяевского и каменского типов; в) Восточная (Елань-Эртильская) с крупными плутонами елань-вязовского типа мамонского и интрузивно-дайковыми телами еланского комплексов. Каждая из них отмечается цепочкой выстроенных вдоль осевых структур локальных гравитационных и магнитных аномалий, соответствующих интрузивно-дайковым системам различным по количественному соотношению ультраосновных и основных пород. Отдельные звенья такой системы представляют собой, по-существу, конвективные ячейки в пределах автономных структур зон рассеянного спрединга, выстроенные в ряд, в котором максимальное количество ультрамафит-мафитовых тел размещаются над восходящими потоками (Чернышова, 2006), образуя своеобразные высокопродуктивные рудномаг-матические системы. С последними связано формирование двух рудных регионов: а) Мамонско-Подколодновского с известными месторождениями (Нижнем амонское, Подколодновское и др.) и многочисленными рудопроявлениями (Артюховское, Северо-Бычковское, Мартовское, и др.); б) Астаховско-Большемартыновского с рядом разномасштабных (в том числе промышленно значимых) рудопроявлений (Астаховское, Шишовское, Песко-ватское, Икорецкое, Большемартыновское (см. рис. 8)). Эти рудные регионы, определяющие в целом высокий металлогенический потенциал на цветные и благородные металлы Хоперского мегаблока ВКМ, целиком размещаются в Западной зоне. Общность геолого-структурного положения, обусловленная глубинными процессами, выступает в качестве надежной основы оценки потенциала Астаховско-Большемартыновского рудного района.

В системе структурно-вещественных критериев оценки потенциальной перспективности плутона на сульфидное платиноидно-медно-никелевое оруденение существенную роль имеют полученные результаты по количественной распространенности в его пределах жильных пород. Высокая (значительно превосходящая безрудные массивы) степень насыщенности исследуемого плутона многообразными по составу жильными породами мамонского, а также впервые установленными дайками норитов еланского комплексов не исключают вероятность обнаружения на более глубоких горизонтах не только руд мамонского, но и еланского типов.

Структурно-вещественная индивидуальность интрузивно-дайковых пород, ассоциирующих с различными по формационной принадлежности и потенциальной рудоносности никель-платиноносным комплексам, отчетливо прослеживается в особенностях минеральных парагенезисов и составе породообразующих минералов. Подобно ультрамафитовым дифференциатам рудоносных и потенциально рудоносных на цветные и благородные металлы мамонского типа, ранняя породная ассоциация Большемартыновского плутона характеризуется ведущей ролью в минеральном парагенезисе оливина (Ра^-зб), количественным преобладанием ортопироксена (бронзит-гиперстена Рвго-гг), широким развитием клинопироксена (авгита, диопсида) и

редко встречающейся обыкновенной роговой обманки. Коричневая титансодержащая разновидность Са-амфиболов эденит-паргаситовой серии весьма характерна для интрузивных и жильных пород ширяевского типа с гнездово-вкрапленными малоникелистыми пирротиновыми рудами (Чернышова, 1999). В целом, породные ассоциации плутона по составу главных минералов, в полной мере соответствуют одноименным рудонесущим породам мамонского комплекса.

ных интрузивво-дайковых тел мамонского комплекса в структуре ВКМ (по Чернышовой, 2006, с дополнениями автора): А) - схема структурно-формационного районирования ВКМ: ! -мегаблок КМА; И - Хоперский мегаблок; Ш - Лосевская шовная зона; Б) - плотность распределения интрузивно-дайковых тел мамонского никель-платиноносного комплекса и направление осевых структур (!) зон рассеянного спрединга: I - Западная (Лосевско-Мамонская); 11 - Центральная (Озерковско-Ширяевская); III - Восточная (Елань-Эртильская), В) - схема размещения интрузивно-дайковых тел мамонского комплекса в пределах Мамонско-Подколодновского рудного района: 2 - песчаниково-сланцевые отложения ворониовской серии; 3 - вулканогенно-осадочные отложения лосевской серии; 4 - гранитоиды бобровского комплекса; 5 - ультрамафит-мафитовые тела мамонского никель-платиноносного комплекса; б - тектонические нарушения (а) и границы зон (б): I - Западная, 11 - Центральная; 7 - месторождения и рудопроявления: 1 - Ширяевское, 2 -Нижнемамокское, 3 - Артюховское, 4 - Подколодковское, 5 - Юбилейное, 6 - Северо-Бычковское, 7 - Мартовское, 8 - Коммунское, 9 - Бычковское; Г) — положение в северной части Западной зоны Астаховско-Большемартыновского рудного района с проявлениями: 1 -Шишовское, 2 - Астаховское, 3 - Песковатское, 4 - Икорецкое, 5 - Большемартыиовское.

Одной из важнейших предпосылок оценки потенциальной рудоноснос-ти является высокая степень петрохимической комплиментарности ультрама-фитовых пород исследуемого плутона с дифференциатами мамонского комплекса (Чернышова, Гончарова 2009). Определяющими признаками принадлежности интрузивных пород (дунитов, перидотитов, оливиновых пироксенитов) массива к дифференциатам ультрамафитовых интрузий мамонского типа, с которыми ассоциируют важные в промышленном отношении сульфидные платиноидно-медно-никелевые руды, являются несколько повышенная магнезиальность (КМв-31,01-35,99) при невысоких значениях обшей железистости (КРе-20,88-28,07) и низкой глиноземистости

(а1 =0,02-0,08). Сходства в характере распределений ряда индикаторных элементов и величин их отношений отчетливо прослеживаются на диаграммах ТЮ2/!^Ох 100-(№20+К20) и А1203/М§0-№20+К20), на которых ультрамафиты Большемартыновского плутона располагаются в поле распределения одноименных пород Нижнемамонского месторождения (рис. 9).

<; 2.0

ер 1,0

0.2

■0.1

О <

0,0

0,0 0,5 1.0 0,0 0,5 1.0

Ыа:0+К:0, мае. % N820+100, мае. %

Рис. 9. Положение полей составов ультрамафнтовых пород Большемартыновского плутона (I, по 15 анализам) и эталонного Нижнемамонского месторождения (II, по 30 анализам) на диаграммах гП02/М«Ох100-(>< а20+К20) и Л120з/Мй(МХа20+К20)

Подобная закономерность прослеживается и на диаграммах составов в координатах РеО/(РеО+МеО) - А1203 и А1203- М£0 (рис. 10).

ч= 0,551 6

2 0,45 §

^0,35 +

£ 0.25 О

и. 0,15 0,05

г? 5.0

§4,0 1,0 2,0 1,0

1,0

2,0

3.0 4,0 5,0 А1Ю), мае. %

15,0

25,0

35,0 45.0

N^0, мае. %

Рис. 10. Положение полей составов ультрамафнтовых пород Большемартыновского плутона (I, по 13 анализам) и эталонного Нижнемамонского месторождения (II, по 30 анализам) на диаграммах Ре()/(Ке0+\^0)-Л120з и А12СЬ-\1«0

Проявления сульфидной медно-никелевой минерализации в пределах Большемартыновского плутона пентландит-халькопирит-пирротинового состава приурочены к ультрамафитам мамонского и ширяевского типов. По стехиометрическим составам и наличию характерных элементов-примесей (Ag, Со, Тп, РЬ и др.) в главных сульфидных минералах в полной мере соответствует сульфидным медно-никелевым рудам мамонского типа. Среди второстепенных минералов вкрапленной минерализации отмечаются (Гордейченко и др., 2008): пирит, кубанит, хромшпинелиды, магнетит, и др., столь же характерные для руд мамонского типа. По мере смены породных ассоциаций, наблюдается вполне закономерная смена сульфидной минерализации на окиснорудную, приуроченную к мафитам каменского типа - конечным продуктам магматический дифференциации. Окиснорудная

минерализация рассеяно-вкрапленного типа в плутоне представлена преимущественно выделениями магнетита, титаномагнетита, ильменита.

Анализы (выполненные в лаборатории ВСЕГЕИ) бедных вкрапленных руд в породы мамонского (мас.%: 8-7,80; N5-0,65; Со-0,05; Си-0,42) и ширяевского типов (мас.%: 8-10,47; N¡-0,15; Со-0,03; Си-0,19) Большемарты-новского плутона показали определенные черты сходства составов рудообразующих элементов с опубликованными данными (Чернышов, 2004) по минерализованным одноименным породам эталонных объектов мамонского комплекса: аподунитовые серпентиниты (мас.%: 8-5,33 -10,64; N¡-0,96-0,69; Со-0,07-0,06; Си-0,26-0,50); титанистороговообманковые пироксениты (мас.%: 8-10,27; N¡-0,20; Со-0,04; Си-0,19). В целом, встреченное в отдельных скважинах плутона вкрапленное сульфидное медно-нике-левое оруденение, характеризуется невысокими содержаниями платиноидов (г/т): РМ),04-0,07; РсЗ-0,11-0,17; Р<№ = 2,33. Следует отметить, что в пространственно-временной ассоциации с бедными вкрапленными рудами в пределах Нижнемамонского и Подколодновского месторождений обычно находятся залежи густовкрапленных массивных руд (Чернышов, 1971).

Таким образом, сходство составов и количественные содержания главных рудообразующих элементов и их соотношений вкрапленных руд в породах Большемартыновского плутона и мамонского комплекса, в совокупности с другими вышеупомянутыми факторами, служит надежным доказательством его потенциальной рудоносности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Комплексные исследования и полученные результаты по геологии, петрографии, минералогии, петрогеохимии Большемартыновского плутона позволяют сделать следующие выводы:

1. Сложная внутренняя структура плутона обусловлена развитием широкого спектра групп (ультраосновные, основные, средние и кислые), семейств (пироксениты, горнблендиты, габброиды, диориты, гранодиориты, граниты, лейкограниты, лампрофиры) видов и разновидностей интрузивных и дайковых пород, отражающих их принадлежность к трем интрузивным комплексам - мамонскому дунит-перидотит-габброноритовому, еланскому ортопироксенит-норит-диоритовому и бобровскому гранитоидному, с которыми они образуют сходные петрогенетические ряды породных ассоциаций. Принадлежность выделенных ассоциаций к различным комплексам определяется их минералого-петрографическими и петрогеохимическими признаками.

2. Петрогенетическая модель становления полигенного и полихронного Большемартыновского плутона, базирующаяся на результатах минералого-петрографических и петрогеохимических исследований исходит из эволюции расплава мантийного происхождения и последующего его взаимодействия с коровым субстратом следующим образом: 1) исходный расплав, ответственный за образование трех типов ассоциаций (мамонского, ширяевского, каменского) соответственно отвечает составу плагиоклазового

лерцолита; 2) главными процессами эволюции магматического расплава, являлась кристаллизационная дифференциация оливина и плагиоклаза, и в меньшей степени пироксена; 3) на кристаллизационную дифференциацию накладывается процесс корово-мантийной контаминации. 3. Сравнительная характеристика ультрамафитовых дифференциатов исследуемого плутона по многочисленным структурно-вещественным, петрогео-химическим признакам с одноименными породами рудоносных интрузивов мамонского и норитами еланского комплексов обнаруживают аналогию их составов, что свидетельствует о потенциальной рудоносности одного из крупнейших в Хоперском мегаблоке ВКМ Большемартыновского плутона.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Особенности распределения редких земель в породах завершающей фазы Большемартыновского массива / Л.В. Гордейченко // Геологи XXI века: материалы VIII Всерос. науч. конф. студ., асп. и молодых спец. - Саратов, 2007. - С. 110-112.

2. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Особенности состава Большемартыновского массива ВКМ в связи с перспективой его оценки на платиноидно-медно-никелевые руды / Л.В. Гордейченко // Доклады VIII международной конференции «Новые идеи в науках о Земле». - Москва, 2007. - Т.5. - С. 65-67.

3. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Некоторые особенности распределения редких земель в породах Большемартыновского плутона (ВКМ) / Л.В. Гордейченко // Геологи XXI века: материалы IX Всерос. науч. конф. студ., асп. и молодых спец. - Саратов, 2008. - С. 52-53.

4. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Особенности распределения акцессорных минералов в Большемартыновском массиве (ВКМ) / Л.В. Гордейченко, О.Г. Резникова // Молодые - наукам о Земле: материалы межвуз. науч. конф. студ., асп. и молодых ученых. - Москва, 2008. - С. 155.

5. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Сравнительная петрохимическая характеристика пород Большемартыновского массива с одноименными породами мамонского типа месторождений (ВКМ) / Л.В. Гордейченко // Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология: материалы междунар. конф. - Воронеж, 2008. - С. 417-419.

6. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Петрохимические особенности ультрамафитов Большемартыновского никель-платиноносного массива в связи с оценкой его формационной принадлежности и перспектив рудоносности / Л.В. Гордейченко // Труды Всероссийской научной конференции, посвященной 90-летнему юбилею член-корреспондента РАН Г.И. Горбунова. - Апатиты, 2008. - С. 85-88.

7. Гордейченко (Гончарова) Л.В. Петрохимические черты сходства Большемартыновского массива и Нижнемамонского месторождения (ВКМ) / Л.В. Гордейченко // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геология. - 2008. - № 2. -С. 102-108.

8. Гончарова Л.В. К вопросу о возрасте мафитов и ультрамафитов Большемартыновского плутона (ВКМ) / Л.В. Гончарова, П.А. Серов // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геология. - 2009. - № 1. - С. 73-77.

9. Гончарова Л.В. Структурно-вещественные критерии прогнозирования сульфидно-медно-никелевых руд в условиях закрытого региона на примере Астаховско-Большемартыновского рудного района (ВКМ) / Л.В. Гончарова II Минерагения докембрия: материалы Всерос. конф. - Петрозаводск, 2009. - С. 59-63.

10. Гончарова Л.В. Дайки Большемартыновского многофазного плутона Воронежского кристаллического массива (типы, состав, возрастные взаимоотношения и роль в оценке потенциальной никеленосности) / М.Н. Чернышева, Л.В. Гончарова // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геология. -2009,-№2.-С. 123-133.

11. Гончарова Л.В. Структурно-вещественные и рудно-геохимические признаки потенциальной никеленосности Большемартыновского плутона Воронежского кристаллического массива (Центральная Россия) / М.Н. Чернышова, Л.В. Гончарова // Известия высших учебных заведений. Сер. геология и разведка. - 2009. - № 6. - С. 49-53.

12. Гончарова Л.В. Рудонесущие дайки ведущих типов сульфидных платиноидно-медно-никелевых рудно-магматических систем / Н.М. Чернышев, М.Н. Чернышова, Л.В. Гончарова // Литосфера. - 2009. - № 5. - С. 36-55.

13. Гончарова Л.В. Внутреннее строение Большемартыновского массива и особенности состава оливинов ультрамафитовых породных дифференциатов (ВКМ) / Л.В. Гончарова // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геология. - 2010. -№ 1. - С. 157-162.

14. Гончарова Л.В. Большемартыновский плутон: состав, строение, перспективы рудоносности / Л.В. Гончарова // XVI Международная конференция «Структура, свойства, динамика и минерагения литосферы Восточно-Европейской платформы», Воронеж: Изд-во ВорГУ. - 2010. - С. 219-223.

Работы [11,12,13] опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем ВАК РФ.

Подписано в печать 15.09.2010г. Формат 60 х 84/16. Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,4 Тираж 120 экз. Заказ №2060

Отпечатано в типографии Воронежский ЦНТИ - филиал ФГУ «РЭА» Минэнерго России 394730, г. Воронеж, пр. Революции, 30

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Гончарова, Людмила Валентиновна

Введение.

ГЛАВА 1. КРАТКИЙ ОЧЕРК ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ ВКМ: ОСНОВНЫЕ ЧЕРТЫ СТРАТИГРАФИИ,

МАГМАТИЗМА, ГЕОДИНАМИКИ И МИНЕ РАГЕ НИИ.

ГЛАВА 2. ГЕОЛОГИЯ, ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ, ПОРОДНЫЕ АССОЦИАЦИИ БОЛЬШЕМАРТЫНОВСКОГО ПЛУТОНА И ЕГО ПОЛОЖЕНИЕ В СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННОЙ СИСТЕМАТИКЕ НИКЕЛЬ-ПЛАТИНОМЕТАЛЛЬНЫХ ИНТРУЗИЙ ХОПЕРСКОГО МЕГАБЛОКА.

2.1. Структурно-вещественные типы, особенности состава и рудоносность никель-платиноносных комплексов Хоперского мегаблока.

2.1.1. Мамонский комплекс.

2.1.2. Еланский комплекс.

2.2. Геология, внутреннее строение и типы породных ассоциаций

Большемартыновского плутона.

2.2.1. Геология и внутренне строение.

2.2.2. Типы породных ассоциаций.

ГЛАВА 3. МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОРОДНЫХ АССОЦИАЦИЙ БОЛЬШЕМАРТЫНОВСКОГО ПЛУТОНА И ИХ ДАЙКОВЫХ ДЕРИВАТОВ.

3.1. Петрография.

3.2. Минералогия.

ГЛАВА 4. ПЕТРОГЕНЕТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ

БОЛЬШЕМАРТЫНОВСКОГО ПЛУТОНА.

4.1. Петрохимическая характеристика пород плутона.

4.2. Особенности распределения редкоземельных элементов в породах

Большемартыновского плутона.

4.3. Петрогенетическая модель формирования плутона.

ГЛАВА 5. МИНЕРАГЕНИЧЕСКАЯ СПЕЦИАЛИЗАЦИЯ БОЛЬШЕМАРТЫНОВСКОГО ПЛУТОНА И ОЦЕНКА

ПЕРСПЕКТИВ ЕГО РУДОНОСНОСТИ.

5.1. Рудная минерализация.

5.2. Оценка потенциальной рудоносности Болынемартыновского плутона.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геология, петрология и перспективы рудоносности Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ"

Актуальность работы. Крупный (свыше 40 км2) Болылемартыновский плутон, располагающийся в пределах Хоперского мегаблока Воронежского кристаллического массива (ВКМ) с известными сульфидными медно-никелевыми месторождениями (Нижнемамонское, Подколодновское и др.) и многочисленными разномасштабными рудопроявлениями, представляет уникальное явление. В нем сосредоточены разнотипные по составу, возрасту и формационной принадлежности структурно-вещественные породные ассоциации собственно мамонского (интрузии мамонского, ширяевского, каменского типов) и еланского никель-платиноносных комплексов, а также более позднего бобровского комплекса и тела неясной генетической природы (лампрофиры), что свидетельствует о полигенности и полихронности плутона. Установление ведущих породных ассоциаций различных комплексов и их взаимоотношений в одном массиве позволяют воссоздать картину его формирования, конкретизировать металлогеническую специализацию пород мамонского» и еланского комплексов -главных продуцентов сульфидно-платиноидно-медно-никелевых руд на Хоперском мегаблоке. I

Цели и задачи исследования. Главной целью работы является установление условий формирования Болылемартыновского плутона в контексте взаимообусловленности процессов породо- и рудообразования. Достижение поставленной цели потребовало комплексного подхода к решению методически взаимосвязанных задач, включая: 1) выделение и детальное изучение вещественного состава впервые установленных породных ассоциаций плутона и дайковых образований с определением возраста формирования поздней габброидной фазы (каменский тип) в составе мамонского комплекса; 2) выявление закономерностей изменения состава и пространственного размещения петрографических разновидностей, слагающих исследуемый плутон; 3) на основании совокупности минералого-петрографических, петрогеохимических данных исследовать особенности эволюции магматической системы на различных этапах; 4) установление минерагенической перспективности плутона.

Фактический материал, методы исследования. Работа выполнена на кафедре минералогии и петрологии геологического факультета Воронежского государственного университета. В основу работы положен обширный фактический материал по геологии, петрографии, минералогии, геохимии, а также изотопной-геохронологии, полученный автором в процессе обучения в аспирантуре в 20062009 гг., а также за период работы (2005-2010 гг.) в составе научной группы кафедры под руководством члена-корреспондента РАН, профессора Н.М. Чернышова, в процессе реализации ряда проектов РФФИ, Гранта Президента и др. Результаты исследований базировались на изучении фондовых и опубликованных материалов различных исследователей магматизма Хоперского мегаблока ВКМ, включающих описание автором более 350 прозрачных и полированных шлифов по 11 буровым скважинам, а также обработку: 1) данных свыше 250 силикатных анализов по исследуемому плутону и другим типоморфным месторождениям и рудопроявлениям мамонского комплекса (включая аналитический материал предыдущих исследований (Чернышов, Бочаров, 1972; Хунг, 1976; Молотков, 1974; Чернышова, 2004)); 2) более 300 микрозондовых рентгеноспектральных анализов породообразующих и 61 рудных минералов; 3) результатов 20 оригинальных анализов определения редкоземельных элементов, элементов-примесей методами ISP-MS и ISP-AES, а также содержаний в породах элементов платиновой группы и золота; 4) результатов трех Sm/Nd изотопно-геохимических анализов и определений возраста по циркону по технологии SHRIMP II.

Лабораторно-аналитические исследования проводились в Центральной лаборатории ФГУП «ВСЕГЕИ» (г. Санкт-Петербург), где были получены следующие данные: химический состав пород - методом рентгено-флуоресцентного спектрального анализа (РФСА), концентрации элементов-примесей - методами масс-спектрометрии (ISP-MS) и атомно-эмиссионно-спектрометрическим (ISP-AES) с индуктивно связанной плазмой, а также геохронологическое определение возраста. Sm/Nd изотопно-геохимический анализ выполнен в аналитическом центре КНЦ РАН г. Апатиты. Микрозондовые исследования химического состава минералов проводились в лабораториях ВГУ (JEOL 6380 LV) и ГЕОХИ РАН (Camebax-100).

Полученная информация обрабатывалась на ЭВМ с применением программного пакета «Microsoft Office» и ряда специализированных программ («Make Mine», «PetroExplorer 2.0», «Mincalc» и др.), графика и фотоматериал обработан с помощью программ «CorelDrawX3», «HeliconFocus», «PhotoShop CS3».

Научная новизна и практическая значимость работы. Впервые в составе Болыпемартыновского плутона ВКМ установлено 4 типа разновозрастных и разнофациальных породных ассоциаций, соответствующих мамонскому, еланскому и бобровскому комплексам и их дайковым комагматам. Доказана полигенная и полихронная природа плутона, значительный временной интервал его становления, определяющие в совокупности принципиально новую петрогенетическую модель его формирования при доминирующей роли кристаллизационной дифференциации в условиях плюмового режима. Процесс эволюции рудномагматической системы, ответственной за формирование плутона, сопровождался сменой сульфидного платиноидно-медно-никелевого оруденения оксидным железо-титановым. Дана оценка потенциальной рудоносности наиболее перспективных на сульфидное платиноидно-медно-никелевое оруденение улырамафитовой породной ассоциации, мамонского и мафитовой - еланского комплексов.

Апробация и публикации результатов работы. Основные положения диссертационной работы представлялись на VIII, IX Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (г. Саратов 2007, 2008 гг.); VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (г. Москва 2007 г.); Межвузовской научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые - наукам о Земле» (г. Москва 2008 г.); Международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология», посвященной 90-летию Воронежского государственного университета (г. Воронеж, 2008 г.);

Всероссийской научной конференции «Проблемы рудогенеза докембрийских щитов», посвященная 90-летниму юбилею члена-корреспондента РАН Г.И. Горбунова (г. Апатиты, 2008 г.); Всероссийской конференции «Минерагения докембрия» (г. Петрозаводск, 2009 г.).

По теме диссертации опубликовано 14 работ, в том числе в трех изданиях, рекомендованных перечнем ВАК. Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов по грантам РФФИ (№ 08-05-99003-рофи), ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» (ГК № 02.740.11.0021 и ГК П-171).

Объем и структура работы. Объем диссертации составляет 163 страницы, в том числе 74 рисунка, 23 таблицы. Диссертация представлена в пяти главах, введения, заключения и библиографическом списке литературы из 162 наименований.

Во введении обосновывается актульность и новизна работы, указываются цель и задачи, приводятся данные по фактическому материалу и структуре работы, формулируются, защищаемые положенич диссертации,- Первое защищаемое положение обосновывается, материалом второй и третьей глав, при этом в последней содержатся данные по второму защищаемому положению. Полностью два последующих положения раскрыты в 4 и 5 главах.

Первая глава отражает геолого-структурные особенности и основные черты стратиграфии, магматизма и минерагении ВКМ, что представляется необходимым для оценки положения ведущих промышленно-значимых никель-платиноносных комплексов. Вторая глава посвящена изучению геологии и внутреннего строения Болыпемартыновского плутона и его положению в общей систематике никель-платинометалльных интрузий Хоперского мегаблока. Приводится описание трех различных по возрасту, составу и формационной принадлежности породных ассоциаций, количественная оценка распространенности в них дайковых пород и положение в разрезе. В третьей главе дана детальная характеристика петрографии и минералогии пород плутона. В четвертой - представлены петрогеохимические особенности породных ассоциаций и предложен авторский вариант петрогенетической модели их формирования. В заключительной, пятой главе приведены основные параметры оценки металлогенической специализации плутона.

Защищаемые положения.

1. Геология и внутренняя структура Болынемартыновского плутона определяется многообразием слагающих его породных ассоциаций, принадлежащих к различным по возрасту, составу и формационной принадлежности мамонскому дунит-перидотит-габброноритовому, еланскому ортопироксенит-норит-диоритовому и бобровскому гранитоидному комплексам, а также их дайковых образований.

2. Геолого-петрологическая модель формирования Болыпемартыновского плутона, отражающая сложный характер внутреннего строения, полигенность и многостадийность его образования, предполагает доминирование кристаллизационной дифференциации под влиянием разномасштабной коровой контаминации в условиях плюмового режима.

3. В процессе развития рудно-магматической системы, ответственной за становление Болыпемартыновского плутона, эволюция минерагении происходила в направлении от сульфидной медно-никелевой к оксидной железо-титановой. Наибольший рудный потенциал, а, следовательно и перспективы на обнаружение сульфидно-медно-никелевого оруденения следует связывать с глубинными участками плутона мамонского и еланского типов.

Благодарности. Автор выражает свою искреннюю благодарность за научное руководство доктору геолого-минералогических наук, профессору Марине Николаевне Чернышовой, всесторонняя поддержка которой на всех стадиях подготовки диссертации сделали возможным выполнение настоящей работы. Особую благодарность автор выражает заведующему кафедрой минералогии и петрологии, члену-корреспонденту РАН, профессору Н. М. Чернышову за ценные советы, рекомендации и неоднократные консультации. Существенную помощь в написании работы оказали фундаментальные труды академиков РАН - Ф.П. Митрофанова, A.A. Маракушева, В.А. Коротеева, членов-корреспондентов РАН -Д.А. Додина, К.К. Золоева, докторов геол.-минерал. наук, профессоров - B.JI. Бочарова, А.Н. Плаксенко, В.М. Ненахова, Е.В. Шаркова. Автор благодарит кандидатов геол.-мин. наук А.Ю. Альбекова, В.В. Багдасарову, В.В. Абрамова, B.C. Кузнецова, М.В. Рыборака, преподавателя О.Г. Резникову и всех сотрудников ч кафедры минералогии и петрологии, за поддержку и ценные советы. Отдельную благодарность автор выражает кандидатам геол.-мин. наук C.B. Бондаренко и Г.С. Золотаревой за участие в оформлении графических приложений. Автор признателен сотрудникам лабораторий, в которых проводились аналитические исследования, составившие важную часть работы: коллективу сотрудников Центральной лаборатории ФГУП ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург): Салтыковой E.H., Цимошенко Б.А., Шишлову В.А., Кудряшову, Реутовой B.JL, Червякову Э.Г., ГЕОХИ РАН (г. Москва) Кононковой H.H., КНЦ РАН (г. Апатиты) П.А. Серову, ВГУ (г. Воронеж) С.М. Пилюгину. Особую признательность автор испытывает к своей семье за терпеливое участие и всестороннюю поддержку при подготовке диссертации. f

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Гончарова, Людмила Валентиновна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Болыиемартыновский плутон является одним из крупнейших интрузивных объектов Западной (Лосевско-Мамонской) зоны Хоперского мегаблока Воронежского кристаллического массива. Вместе с тем, он представляет исключительный интерес для установления механизмов формирования и оценки перспектив нахождения в его пределах сульфидного-платиноидно-медно-никелевого оруденения.

Полученные в процессе комплексных исследований результаты по геологии, петрографии, минералогии, петрогеохимии, а также геохронологии массива, позволяют сделать следующие выводы:

1. Сложная внутренняя структура Большемартыновского плутона обусловлена развитием широкого спектра групп (ультраосновные, основные, средние и кислые), семейств (пироксениты, горнблендиты, габброиды, диориты, гранодиориты, граниты, лейкограниты, лампрофиры) видов и разновидностей интрузивных и дайковых пород, отражающих их принадлежность к трем различным по возрасту, составу и формационной принадлежности интрузивным комплексам - мамонскому ультрамафит-мафитовому, еланскому ортопироксенит-норит-диоритовому и бобровскому гранитоидному, с которыми они образуют сходные петрогенетические ряды породных ассоциаций.

Связанные со становлением последовательно сформировавшихся во времени ультрамафитовых (мамонский тип с промышленными сульфидными платиноидно-медно-никелевыми месторождениями и рудопроявлениями), ультрамафит-мафитовых и мафитовых (ширяевский и каменский типы) интрузивами мамонского никель-платиноносного комплекса породные ассоциации Большемартыновского плутона представлены дунитами, гарцбургитами, лерцолитами, серпентинитами, роговообманковыми перидотитами, оливиновыми и безоливиновыми вебстеритами, оливин-роговообманковыми пироксенитами, высокомагнезиальными и умеренномагнезиальными горнблендитами, роговообманковыми габбро, габбро, габброноритами, микрогаббро и микрогабброноритами, диоритами (габбродиориты, диориты, диоритовые порфириты). Многофазный ортопироксенит-норит-диоритовый никель-платиноносный комплекс представлен впервые выделенными в пределах Большемартыновского плутона дайковыми образованиями норитов. Различные по степени рудоносности дифференциаты мамонского и еланского комплексов насыщены дайками-апофизами бобровского гранитоидного комплекса, представленными семействами гранитов, а так же дайками лампрофиров.

2. Широкое развитие и многообразие породных ассоциаций в Большемартыновском плутоне, принадлежащих к различным типам никель-платиноносного мамонского комплекса, отчетливо проявляются в типоморфных особенностях породообразующих минералов: ведущая роль в минеральном парагенезисе оливина (Ра18.37), количественное преобладание ортопироксена (бронзит-гиперстен - Рз22-25)> а так же сравнительно широкое развитие клинопироксена (магнезиальный авгит, диопсид, авгит), обыкновенной роговой обманки (магнезиальная роговая обманка, чермакит), бурой титансодержащей разновидности Са-амфиболов эденит-паргаситовой серии, плагиоклаза (широко развитого совместно с амфиболом и биотитом в породах каменского типа) со значительными вариациями Ап-АЬ-Ог- компонентов, относительно ограниченное развитие Г^-Бе слюд и КПШ, что отражает общую для этого комплекса последовательность (от ранних к поздним) формирования породных ассоциаций, принадлежащих к мамонскому—>• ширяевскому—>• каменскому типам. Подобным характером распределения породообразующих минералов характеризуются и дайковые комагматы выделенных ассоциаций. Жильные нориты еланского комплекса отличаются резким преобладанием ортопироксена (Т^з), плагиоклаза (андезин-лабрадор), постоянным присутствием КПШ, биотита (флогопит) и кварца.

3. На основании изучения петрографии, петрохимии и геохимии пород, слагающих плутон, разработан вариант петрогенетической модели становления полигенного и полихронного Болынемартыновского массива, отражающей эволюцию расплава мантийного происхождения и последующего его взаимодействия с коровым субстратом. Определяющими параметрами этой модели являются: 1) исходный расплав, ответственный за образование трех типов ассоциаций (мамонского, ширяевского, каменского) отвечает составу плагиоклазового лерцолита; 2) главными процессами эволюции исходного магматического расплава, являлась кристаллизационная дифференциация оливина и плагиоклаза, и в меньшей степени пироксена; 3) на кристаллизационную дифференциацию накладывается процесс корово-мантийной контаминации.

4. Сравнительная характеристика ультрамафитовых дифференциатов исследуемого плутона по многочисленным структурно-вещественным, петрогеохимическим и рудно-генетическим признакам с одноименными породами и рудами эталонных никель-платиноносных интрузивами мамонского комплекса обнаруживают аналогию, что свидетельствует о потенциальной рудоносности одного из крупнейших в Хоперском мегаблоке ВКМ Большемартыновского плутона.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Гончарова, Людмила Валентиновна, Воронеж

1. Альбеков А.Ю. Геология, петрология и минерагеническая оценка перспектив рудоносности габбродолеритовых массивов трапповой формации Воронежского кристаллического массива : автореф. дис. . канд. геол.-минер, наук / А.Ю. Альбеков. Воронеж, 2002. - 24 с.

2. Афанасьев С. Т. Строение и состав коры и верхней мантии Воронежского кристаллического массива вдоль профиля ГСЗ Купянск-Липецк / С. Т. Афанасьев, А. П. Тарков // Бюл. МОИП. Отд. геол. 1982. - Т. 7, вып. 5. — С.11— 20.

3. Багдасарова В: В. Интрузивные мафитовые породы раннего докембрия ВКМ : автореф. дис. . канд. геол.-минер. наук/В.В. Багдасарова. Киев, 1987.- 23 с.

4. Балашов Ю.А. Геохимия редкоземельных элементов / Ю.А. Балашов. М.: Наука, 1976. - 265 с.

5. Бердников М.Д. Петрология субщелочных гранитов и граносиенитов Павловского массива : автореф. . дис. канд. геол.-минер. наук / М.Д. Бердников. Новочеркаск, 1971. - 20 с.

6. Текстуры и структуры руд / А.Г. Бетехтин и др.. М., 1958.- 435 с.

7. Бетехтин А.Г. Курс минералогии: учеб. пособие / А. Г. Бетехтин. М.: КДУ, 2008. -736 с.

8. Бондаренко C.B. Геология, вещественный состав и палеогеодинамическая природа воронежской свиты и сопряженных с ней комплексов (Воронежский кристаллический массив) : автореф. канд. дис. . геол.-мин. наук / C.B. Бондаренко. Саратов, 2009. - 20 с.

9. Ю.Бочаров В.Л. Геохимия и рудоносность ультрамафит-мафитовых формаций Воронежского кристаллического массива : автореф. дис. . д-ра геол.-мин. наук / В.Л. Бочаров. Киев, 1985. - 56 с.

10. П.Бочаров В.Л. Эндогенные режимы раннего докембрия Воронежскогокристаллического массива / В.Л.Бочаров, Н.М. Чернышев // Эндогенные режимы формирования земной коры и рудообразования в раннем докембрии.-Л., 1985.-СЛ92-205.

11. Бочаров В.Л. Апатитоносные карбонатиты КМА / В.Л. Бочаров, С.М. Фролов // Воронеж: Изд-во "Петровский сквер", 1993. 121 с.

12. Буковшин В.В. Вещественный состав и условия образования сульфидных медно-никелевых руд месторождений Воронежской группы : дис. . канд. геол.-минер. наук / В.В. Буковшин. Воронеж, 1969. — 26 с.

13. Н.Булах А. Г. Руководство и таблицы для расчета формул минералов / А. Г. Булах. 2-е изд., исправл. и доп. - М. : Недра, 1967. - 142 с.

14. Возраст пород ранней фазы Ольховского габбронорит-кварцмонцонит-гранитного кольцевого плутона Воронежского кристаллического массива / Н.М. Чернышов и др. // Доклады РАН. 1998. -Т. 359, №5.-С. 680-682.

15. Геология, гидрогеология и железные руды бассейна Курской магнитной аномалии / В.Д. Полищук, Н.И. Голивкин, Ю.С. Зайцев и др:.; Под- ред. В.Д. Полищука.- М.: Изд-во Недра.- Т.1, кн.1: Докембрий. 1970. - 440с.

16. Гинзбург И.В. Уточнение систематики пироксенов в свете новых данных о их кристаллохимии. / И.В. Гинзбург // Зап. Всесоюзн. минерал, о-ва, 1975. -Вып.5. - С. 41-56.

17. Голивкин Н.И. Стратиграфия докембрия Старооскольского и Новооскольского железорудных районов КМА / Н.И. Голивкин // Геология и полезные ископаемые Курской магнитной аномалии. М.: Недра, 1967. - С. 60-75.

18. Гордейченко Л.В. Особенности распределения редких земель в породах завершающей фазы Болынемартыновского массива / Л.В. Гордейченко // Геологи XXI века: материалы VIII Всерос. науч. конф. студ., асп. и молодых спец. Саратов, 2007. - С. 110-112.

19. Гордейченко Л.В. Некоторые особенности распределения редких земель в породах Большемартыновского плутона (ВКМ) / Л.В. Гордейченко // Геологи

20. ХХЕ века: материалы IX Всерос. науч. конф. студ., аеп. и молодых спец. -Саратов, 2008. - С. 52-53.

21. Гордейченко JI.B. Особенности распределения акцессорных минералов в Болыпемартыновском массиве (ВКМ) / JI.B. Гордейченко, О.Г. Резникова // Молодые наукам о Земле: материалы межвуз. науч. конф. студ., асп. и молодых ученых. - Москва, -2008. - С. 155.

22. Гордейченко JI.B. Петрохимические черты сходства Болынемартыновского массива и Нижнемамонского месторождения (ВКМ) / JI.B. Гордейченко // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геол. 2008. - № 2. - С. 102-108.

23. Гончарова JI.B. К вопросу о возрасте мафитов и ультрамафитов Большемартыновского плутона (ВКМ) / JI.B. Гончарова, П.А. Серов // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геол. 2009. - № 1. - С. 73-77.

24. Гончарова JI.B. Внутреннее строение Большемартыновского массива и особенности состава оливинов ультрамафитовых породных дифференциатов (ВКМ) / JI.B. Гончарова // Вестн. Воронеж, гос. ун-та. Сер. геол. 2010. - № 1. -С. 157-162.

25. Гравитационная модель земной коры и верхней мантии Воронежского кристаллического массива / Л.И. Надежка и др. // Киев. 1979. - С. 161-168.

26. Дир У.А. Породообразующие минералы / У.А. Дир, P.A. Хауи, Дж. Зусман. М., 1965. - Т. 1-3. - 70, - 405, - 318 с.

27. До дин Д. А. Платинометалльные месторождения России / Д. А. Додин, Н.М. Чернышов, Б.А Яцкевич. СПб.: Наука, 2000. - 755 с.

28. Египко О.И. Некоторые минералого-петрографические и геохимические особенности докембрийских гранитоидов юго-восточной части Воронежского кристаллического массива : автореф. . дис. канд. геол.-мин. наук. / О.И. Египко. Воронеж, 1971. - 23 с.

29. Ефремова C.B. Дайки и эндогенное оруденение / C.B. Ефремова. М., 1983. -224 с.

30. Заварицкий А.Н. Изверженные горные породы / А.Н. Заварицкий. М., 1955. -479 с.35.3еленокаменные пояса фундамента Восточно-Европейской платформы (геология и петрология вулканитов) / под ред. Б. Лобач-Жученко и др. Л., 1988.-215 с.

31. Платинометалльное оруденение в геологических комплексах Урала / К.К. Золоев и др.. Екатеринбург, 2001. - 199 с.

32. Кокс К.Г. Интерпретация изверженных пород / К.Г, Кокс, Дж.Д. Белл, Р.Дж. Панкхерст. Пер. с англ. - М.: Недра, 1982. - 414 с.

33. Кора выветривания на гипербазитах и рудных телах Нижнемамонского сульфидного медно-никелевого месторождения / Н.М. Чернышов и др. // Изв. ВУЗов. Геология и разведка. 1970. - № 1. - С. 28-36.

34. Крестин Е.М. К стратиграфии нижнего протерозоя ВКМ / Е.М. Крестин. -Воронеж, 1976. 162 с.

35. Крестин Е. М. Рудопроявления цветных металлов в фундаменте Курско-Воронежского массива / Е.М. Крестин // Геология рудных месторождений. —

Информация о работе

Гончарова, Людмила Валентиновна
кандидата геолого-минералогических наук
Воронеж, 2010
ВАК 25.00.11

Диссертация

Геология, петрология и перспективы рудоносности Большемартыновского ультрамафит-мафитового плутона ВКМ - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы