Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минералого-геохимические особенности рудоносных метасоматитов и перспективы выявления комплексного благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в Беломорском подвижном поясе

ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Минералого-геохимические особенности рудоносных метасоматитов и перспективы выявления комплексного благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в Беломорском подвижном поясе"

На правах рукописи

ШЕВЧЕНКО Сергей Семёнович

МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

РУДОНОСНЫХ МЕТАСОМАТИТОВ И ПЕРСПЕКТИВЫ ВЫЯВЛЕНИЯ КОМПЛЕКСНОГО БЛАГОРОДНОМЕТАЛЛЬНО-МЕДНО-НИКЕЛЕВОГО ОРУДЕНЕНИЯ В БЕЛОМОРСКОМ ПОДВИЖНОМ

ПОЯСЕ

Специальность 25.00.09- Геохимия, геохимические

методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации иа соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2011

1 6 июн 2011

4850017

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский геологический институт имени А.П.Карпинского».

Научные руководители:

доктор геолого-минералогических наук

Ахмедов Анвер Митхатович

доктор геолого-минералогических наук

Соколов Сергей Валерьевич

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук,

член-корреспондент РАН

Чернышов Николай Михайлович

кандидат геолого-минералогических наук

Филиппов Николай Борисович

Ведущее предприятие - ФГУП «Институт минералогии, геохимии и кристаллохимии редких элементов» (Москва).

Защита диссертации состоится 24 июня 2011 г. в 16 ч на заседании диссертационного совета Д 212.224.04 при Санкт-Петербургском государственном горном университете по адресу: 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2, ауд. 4312.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного горного университета.

Автореферат разослан 23 мая 2011 г.

диссертационного совета канд. геол.-минерал. наук, доцент

УЧЕНЫЙ СЕКРЕТАРЬ

Ю.Л.ГУЛЬБИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Современное состояние минерально-сырьевого комплекса диктует необходимость выявления новых, нетрадиционных типов месторождений полезных ископаемых. Особое внимание привлекают руды благородных и цветных металлов, связанные с зонами метасоматических изменений. В пределах Балтийского щита месторождения такого типа известны в основном в его северной части, образуя зону субширотного простирания, в которой метасоматические процессы проявились особенно интенсивно. Среди них можно выделить месторождения Северной Швеции, Норвегии и Финляндии, где концентрирование металлов до рудного уровня связано с низко-среднетемпературными метасоматическими процессами (5th Fennoscandian exploration and mining, FEM, 2005).

В пределах российской части Балтийского щита метасоматические процессы интенсивно проявились в Чупино-Лоухском сегменте Беломорского подвижного пояса (БПП), где многие годы велась промышленная добыча нерудного сырья. Изучению структуры и вещественного состава беломорид посвящены работы Н.Г. Судовикова, B.JI. Дука, Е.П. Чуйкиной, К.А. Шуркина, JI.JI. Гродницкого, М.Е. Салье, В.В. Гордиенко, A.M. Ручьева, B.C. Степанова А.И. Слабунова, О.И. Володичева, Ю.В. Миллера, В.А. Глебовицкого и многих других исследователей.

Полученные в последнее время новые данные о высоких содержаниях золота, платиноидов и цветных металлов в амфиболитах хетоламбинского подкомплекса требуют проведения детальных минералого-геохимических исследований на эталонных участках для разработки критериев прогнозирования месторождений, в том числе и новых для региона типов.

Цель работы: выявление минералого-геохимических особенностей метасоматитов и связанных с ними колчеданных руд в пределах Чупино-Лоухского сегмента БПП, разработка геохимических критериев прогноза благороднометалльных месторождений и рекомендаций по их реализации.

Основные задачи исследования: 1) определение возраста и этапов формирования благороднометалльно-медно-никелевой минерализации в метасоматитах во всей последовательности процессов становления БПП; 2) изучение минералого-геохимических особенностей рудоносных метасоматитов; 3) выявление индикаторных геохимических показателей концентрирования благороднометалльно-медно-никелевой

минерализации в метасоматитах БПП; 4) локализация продуктивных аномальных геохимических зон по результатам геохимических работ методом анализа сверхтонкой фракции (МАСФ) на детальном участке Климовский (в пределах Климовского рудного узла) и на Лоухской площади в целом; 5) выделение перспективных площадей на выявление благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в пределах БПП.

Фактический материал и методы исследования. Изучение благороднометалльных метасоматитов и колчеданных руд обеспечено большими объемами геохимических, геофизических и буровых работ, выполненных ВСЕГЕИ в Чупино-Лоухском районе 2003-2008 гг. под руководством и при участии автора. В коренных обнажениях, карьерах и по керну скважин отобраны и изучены 435 бороздовых, 3606 штуфных проб с изготовлением прозрачных и полированных шлифов, а также 1323 литохимические пробы. На детальных участках отобрано 4305 проб из рыхлых отложений по вторичным сорбционно-солевым ореолам. Все пробы проанализированы атомно-абсорбционным, масс-

спектрометрическим с индуктивно связанной плазмой, рентгеноспектральным методами с определением содержаний золота, платиноидов и сопутствующих металлов. По метасоматитам и колчеданным рудам были выполнены пробирный и микрозондовый анализы и ряд определений возраста U-Pb методом по цирконам (SHRIMP) и Re-Os методом по сульфидам (TIMS). Изотопный состав серы определялся на приборе Delta Plus. Автор участвовал в полевых и камеральных работах, а также в разработке нового метода геохимических поисков, соавтор изобретения (патент РФ №2330259 С2 от 07.08.2006).

Научная новизна.

1. В Чупино-Лоухском сегменте БПП уточнен возраст основных рудовмещающих комплексов пород, в том числе установлены возраст и генезис сульфидно-медно-никелевого (с платиноидами) оруденения и обоснован более молодой возраст благороднометалльной (золотой) минерализации.

2. Выделены перспективные типы рудоносных метасоматитов, несущих благороднометалльную и медно-никелевую минерализацию, определены закономерности её локализации.

3. Выявлены геохимические особенности рудоносных метасоматитов, установлены минеральные формы нахождения благородных металлов в метасоматитах и колчеданных рудах.

Защищаемые положения:

1. В пределах Климовско-Хетоламбинской и Кивгубско-Великоостровской структурных зон БПП впервые выявлено комплексное благороднометалльно-медно-никелевое оруденение нового для региона типа в метасоматитах по амфиболитам хетоламбинского подкомплекса (2860-2810 млн лет). Возраст сульфидно-медно-никелевого (с платиноидами) оруденения соответствует сумийскому этапу (2430-2410 млн лет), благороднометалльного (золотого) оруденения (1860-1800 млн лет) отвечает свекофеннскому этапу тектоно-магматической активизации.

2. Рудоносные метасоматиты представлены двумя типами: пропилитами и хлорит-амфибол-гранатовыми метасоматитами. С первыми связана массивная и вкрапленная сульфидная благороднометалльно (Рс1, Аи, Р1, Ag)-мeднo-никeлeвaя минерализация; вторые являются золотоносными.

3. Геохимическими критериями выделения рудоносных метасоматитов являются индикаторные геохимические показатели вида Р1хР<1хСг, МхСохСи и Комплексная вкрапленная сульфидная минерализация характеризуется высокими значениями всех трех геохимических показателей, массивные сульфидные руды - экстремально высокими значениями второго, потенциально золоторудные образования- экстремально высокими значениями третьего показателя.

Практическая значимость работы.

Оценены фланги Климовского рудопроявления, выделены перспективные участки в пределах Климовского рудного узла и потенциально рудоносные площади в БПП. Оценен ресурсный потенциал благороднометалльных метасоматитов Климовского рудного узла и показана технологическая извлекаемость из них золота и платиноидов. В пределах зон развития метасоматитов БПП оценены прогнозные ресурсы благородных и цветных металлов.

Достоверность результатов исследования определяется использованием аналитических данных, полученных по сертифицированным методикам в аккредитованных Центральной лаборатории и Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ, статистической представительностью выборок геохимических данных, корректным применением методов математической обработки информации, непротиворечивостью полученных автором результатов и геологической информации по участкам исследований, подтверждением прогнозных выводов результатами буровых и горных работ.

Публикации и апробация работы.

По теме диссертации опубликовано 17 научных работ, в том числе три в журналах, входящих в перечень ВАК, и один патент на изобретение. Основные положения работы и результаты исследований докладывались на конференциях, совещаниях и симпозиумах в России и за рубежом: Международная конференция «Геология, геохимия и экология Северо-Запада России» (Санкт-Петербург, 2005), конференция «Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего Востока: рудообразующие системы месторождений комплексных и нетрадиционных типов руд» (Иркутск, 2005), 1-я Российская конференция по проблемам геологии и геодинамики архея (С.-Петербург, 2005), 12th Quadrennial IAGOD symposium «Complex gold-platinum ores in metasomatites of Late Archean greenstone belts, the Karelian-Kola région» (Moscow, 2006), Всероссийская конференция «Геодинамика, магматизм, седиментогенез и минерагения Северо-Запада России» (Петрозаводск, 2007), 17th Annual V.M. Goldschmidt Conférence,

(Cologne, Germani, 2007), Всероссийская конференция, посвященная 80-летию Кольского НЦ РАН (Апатиты, 2010).

Объем л структура работы. Диссертация состоит из введения, шести глав и заключения. Содержит 100 страниц текста, 73 рисунка, 32 таблицы. В списке литературы 69 наименований.

Во введении обоснована актуальность работы, сформулированы цели и задачи исследований, приведены сведения о методах и фактическом материале для их решения, дана оценка научной новизны и практической значимости результатов работы. В первой главе приведены краткие сведения по истории геологического изучения Чупино-Лоухского сегмента БПП, рассмотрены особенности геологического строения и тектонический контроль размещения зон метасоматических изменений. Во второй и третьей главах рассмотрены этапы эволюции и приведена петрографо-минералогическая и геохимическая характеристика метасоматитов и рудоносных образований Климовско-Хетоламбинской и Кивгубско-Великоостровской структурных зон. Четвертая и пятая главы посвящены прогнозно-геохимической оценке рудопроявлений Климовское, Малиновая Варакка, Хетоламбинское, а также Лоухской площади в целом. В шестой главе приведены основные параметры оценки перспектив выявления благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в метасоматитах БПП. В заключении подводится итог исследований и сделаны выводы о выявлении нового для региона типа благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в

метасоматитах хетоламбинского подкомплекса БПП.

Благодарности. Автор выражает искреннюю благодарность своим научным руководителям: доктору геолого-минералогических

наук |Анверу Митхатовичу Ахмедову), доктору геолого-

минералогических наук Сергею Валерьевичу Соколову за ценные советы и всестороннюю поддержку на всех стадиях подготовки диссертации. Проведению работы способствовало тесное сотрудничество с коллегами, сотрудниками ВСЕГЕИ: проф., д. г.-м.н. Р.Л. Бродской, д. г.-м.н. М.И. Розиновым, ст. н. с. В.А. Крупеником, кандидатами С.А. Сергеевым, К.И. Лоховым, вед. инж.

В.Д. Ляхницкой. Отдельная благодарность М.Ю. Беловой, К.Ю. Свешниковой, кандидатам г.-м.н. Ю.В. Макаровой и О.А.Савичевой за помощь в оформлении рисунков и приложений. Автор признателен сотрудникам лабораторий, в которых проводились аналитические исследования.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. В пределах Климовско-Хетоламбинской и Кивгубско-Великоостровской структурных зон БПП впервые выявлено комплексное благороднометалльно-медно-никелевое оруденение нового для региона типа в метасоматитах по амфиболитам хетоламбинского подкомплекса (2860-2810 млн лет). Возраст сульфидно-медно-никелевого (с платиноидами) оруденения соответствует сумийскому этапу (2430-2410 млн лет), благороднометалльного (золотого) оруденения (1860-1800 млн лет) отвечает свекофеннскому этапу тектоно-магматической активизации.

Большую часть Чупино-Лоухского сегмента БПП занимают плутонические и метаморфические образования, представленные комплексами пород, сформированными в диапазоне от архея до раннего протерозоя и разделяющимися на два подкомплекса -ранний хетоламбинский ортоамфиболитовый и поздний котозерский мигматит-плагиогранитный. Наибольший интерес для выявления комплексного благороднометалльно-медно-никелевого оруденения представляет хетоламбинский ортоамфиболитовый подкомплекс (покров), в строении которого преимущественное участие принимают толеитовые базальты и метагабброиды (амфиболиты).

Особую роль в складчато-разрывной структуре хетоламбинского подкомплекса играют пологопадающие разломы -надвиги, оперяющие главный структурообразующий разлом северозападного простирания, формирующие проницаемые зоны и контролирующие размещение рудоносных метасоматитов.

Важнейшей особенностью является наличие полей керамических пегматитов и пространственно сопряженных с ними зон сульфидоносных благороднометалльно-медно-никелевых метасоматитов. Наиболее благоприятные участки для образования

пегматитовмещающих полостей - места пересечения крутопадающих северо-западных и пологих субширотных северовосточных зон. Зоны метасоматических изменений, обрамляющие кусты пегматитовых жил, контролируются указанными двумя системами разрывных нарушений. С рудоконтролирующими зонами северо-западного простирания обычно ассоциируют протяженные и более мощные зоны метасоматических изменений, тогда как с пологими рудоподводящими структурами связаны более продуктивные в металлогеническом отношении зоны метасоматитов, несущих благороднометалльную минерализацию.

По результатам локального и-РЬ метода по цирконам и изохронного Яе-Оэ метода установлена возрастная эволюция Чупино-Лоухского сегмента БПП (табл. 1). Впервые наиболее достоверно зафиксирован ранний этап - 2860-2810 млн лет, в котором проявился позднеархейский (лопийский) базитовый магматизм. С ним отождествляется возникновение толщи амфиболитов (метабазитов) хетоламбинского подкомплекса. Далее следовал этап позднеархейского метаморфизма и ультраметаморфизма метабазитов. На заключительной стадии этапа проявились ранние метасоматические процессы, возможно, связанные с развитием надвиговых структур и проявлением котозерского гранитоидного магматизма, завершающего этот этап.

По пяти валовым пробам сульфидов из массивных колчеданных руд, отобранных из керна скважин и карьера Климовского рудника, на основе изучения Яе-Оэ изотопной системы установлен сумийский этап образования колчеданных руд, связанных с амфиболитами и метасоматитами хетоламбинской толщи (2430-2410 млн лет). Этот же возраст имеют многочисленные бескорневые массивы норитов, габброноритов, реже плагиолерцолитов и анортозитов с коронитовыми структурами, широко известные в геологической литературе под названием «друзитовый комплекс», а также интрузии Куземского лерцолит-гарцбургитового комплекса. Массивы комплексов относятся к лерцолит-габброноритовой формации и считаются глубинным аналогом расслоенных интрузий перидотит-пироксенит-габброноритовой формации. В этих же пробах определен изотопный

состав серы (5348), который указывает на её глубинный (мантийный) источник. Результаты исследования Яе-Оз изотопной системы сульфидов и изотопного состава серы из массивных колчеданных руд дают основание предполагать, что они сформировались в раннепротерозойское (сумийское) время и имели медь-никель-кобальтовую, платино-палладиевую специализацию.

В последующей, раннепротерозойской истории развития БПП определены еще два этапа (фазы) проявления магматизма, перекристаллизации и метасоматических преобразований: калевийско-людиковийский и собственно свекофеннский. В калевийско-людиковийский этап проявился гранитоидный магматизм и под влиянием складкообразования и диастрофических процессов развился высокотемпературный метаморфизм (Т>600°С), сопровождавшийся перекристаллизацией и биотитизацией амфиболитов хетоламбинской толщи. Температура метаморфизма определена по температуре закрытия и-РЬ системы титанита.

В свекофеннский этап пологие надвиговые перемещения тектонических пластин (покровов) сопровождались освобождением и переносом значительных по объему масс флюидов. Развитие этого процесса выразилось в проявлении гранитного магматизма, сформировавшего поля гранитных пегматитов, и образовании низкотемпературных рудоносных метасоматитов, содержащих благороднометалльные фазы (с висмутом, теллуром, молибденом и мышьяком).

Наиболее продуктивным рудообразующим этапом в формировании благороднометалльных (золотосодержащих) метасоматитов, пространственно совмещенных с более ранними колчеданными рудами, является свекофеннский (1860-1800 млн лет). При его завершении развивался молодой гранитоидный магматизм с образованием многочисленных полей гранитных пегматитов (1799±9 млн лет). Этап сопровождался региональным распространением низко-среднетемпературного метасоматоза с проявлением хлоритизации, турмалинизации и скаполитизации. Эти изменения, охватывающие породы разного состава и возраста, широко представлены в зарубежной части Балтийского щита и

^СЛОиС^с2_ У

Таблица 1

Геохронологическая последовательность эволюции Чупино-Лоухского сегмента Беломорского подвижного пояса __по данным локального Ц-РЬ и изохронного Ис-Ов методов__

Эон Этап Типы пород Возраст, млн лет Определяющее событие

ПРОТЕРОЗОЙ РАННИЙ Свекофеннский Пропилиты в пространственной ассоциации с телами керамических пегматитов 1799±9 Завершение формирования пегматитов и образование низкотемпературных метасоматитов

Амфибол-скаполитовые, эпидот-хлоритовые метасоматиты 1800±26 1865±26 Начало формирования гранитных пегматитов, развитие пологих надвиговых движений и связанного с ними метасоматоза

Калевийский (Людиковийский) Гранат-амфиболовые метасоматиты, биотитизированные амфиболиты 1949±26 1992+10 Гранитоидный магматизм, складкообразование и диастрофизм, высокотемпературный метаморфизм, перекристаллизация и биотитизация амфиболитов

АРХЕЙ ПОЗДНИЙ Сумийский Массивные сульфидные руды в пропилитах 2417±17 Внедрение интрузий лерцолит-габброноритовой формации «друзитового» и Куземского комплексов, образование сульфидных медно-никелевых руд

Позднелопийский Гранат-кварцевые метасоматиты по амфиболитам 2681+7 Метаморфизм и ультраметаморфизм, мигматизация метабазитов и высокотемпературный метасоматоз

Среднелопийский Мигматизированные амфиболиты хетоламбинского подкомплекса 2755+7

Среднелопийский Амфиболиты хетоламбинского подкомплекса 2810±19 2857±16 Проявления базитового магматизма, формирование толщи амфиболитов (метабазитов) хетоламбинского подкомплекса

РАННИЙ Саамский Гранито-гнейсы ? Завершение формирования гранитной коры

Таблица 2

Геохимическая специализация метасоматитов

Метасоматиты Кол-во проб Ранжированный ряд элементов (по КК) ± £/ -,/« Ср. значения индикаторных геохимических показателей (по КК) Геохи мичес кая специ ализа ция Типичная минераль ная ассоциац ия Тип оруденения

Р1Рс1Сг №СоСи АиА§

Пропилиты, хлоритизированные амфиболиты с вкрапленной сульфидной минерализацией Пропилиты, хлоритизированные амфиболиты с массивной сульфидной минерализацией Хлорит-амфибол-гранатовые метасоматиты 20 Аи Сг Ей Си N1 Дё Е1 34±/5 25±3,2 21 ±4,6 10 ±3,6 10±/,5 6 ±1,8 2,9 ±0,6 Со РЬ Мо МпО V ТЮ7 2,Ш,3 1,2 ±0,1 1 ±0,1 0,8 ±0,2 0,7±0,1 0,7 ±0,1 0,2 ±0,03 1522 261 212 РсНЧС иМСг АиА§ Платином еталльно-хромит-пирротин халькопи ритовая Комплексные вкрапленные сульфидные руды с платиноидами и золотом

30 Аи № А£ Си И Со РЬ 33±16 16 ±2,3 11 ±2,9 Ю±2,3 9 ±0,9 6 ±1,1 2,2 ±0,4 Сг Ъп Мо МпО% Р1 V ТЮ, 2 ±0,3 \±0,1 1 ±0,1 0,9 ±0,1 0,8 ±0,1 0,6 ±0,/ 0,3 ±0,1 15 953 351 Си№ АиА§ Пирротин халькпир итовая Массивные медно-никелевые руды

22 Аи Си А£ Р(1 МпО РЬ Сг 171±5Р 7 ±4,7 5,4±2,9 3,3±/,7 2,2 ±0,7 2,1 ±0,4 1,8 ±0,2 № Р1 Со Мо Ъп V ТЮ,% 1,1±0,2 1±0 0,9 ±0,1 0,9 ±0,2 0,9 ±0,1 0,8 ±0,1 0,7 ±0,1 6 7,3 923 АиА§ Си Золото-халькопи ритовая Золотое

Кварц-биотит- амфибол-микроклиновые метасоматиты (фельдшпатолиты) 7 Р| Аи РЬ Мо Аа, Си 7м 16 ±7,2 12 ±5,5 2,5 ±0,3 1,8±/,7 1,5±0,3 1,4 ±0,4 1,3 ±0,2 Р(1 МпО V ТЮ? Со Сг № 1,2 ±0,2 \±0,1 1 ±0,1 0,9±0,1 0,8±0,04 0,8±0,1 0,6±0,/ 15 0,7 18 Р1Аи - -

Кварц-карбонатные метасоматиты, кварциты 9 Аи А& РЬ Мо МпО Р1 Рс1 4,7±5 3±2 1,8±0,3 1,4 ±0,2 1,3 ±0,1 1 ±0 1±0 ТЮ2 Си Со Ъл N1 V Сг О,7±0,1 0,7 ±0,2 О,7±0,1 О,6±0,/ О,6±0,7 О,5±0,/ 0,4±0,7 0,4 0,3 14 АиА§ - -

Хлорит-скаполитовые метасоматиты 14 Аи РЬ Сг Рс1 МпО Мо Р1 3,2±/ 1,Ш,8 1,3±0,2 1,1 ±0,1 1,1 ±0,1 1,\±0,1 1±0 N1 ^ Со Ъъ V Си ТЮ2 О,7±0,1 0,5 ±0,1 0,5 ±0,03 0,5±0,05 0,4±0,1 0,3 ±0,1 0,2 ±0,03 1,4 0,1 1,6 Аи - -

прослеживаются в субширотном направлении в виде широкой протяженной зоны от районов развития золотоносных фальбандов в Швеции на западе до Чупино-Лоухского сегмента Беломорского подвижного пояса на востоке. На всем протяжении этой крупной региональной зоны развития метасоматических процессов ведущая роль принадлежит хлоритизации, турмалинизации и скаполитизации.

Учитывая наложенный характер процессов скаполитизации, турмалинизации и хлоритизации, можно предположить, что главные рудообразующие процессы проявились в раннепротерозойскую эпоху сумийской и свекофеннской активизации одновременно с аналогичными по характеру процессами, типичными для золоторудных районов западной части Балтийского щита. Из этого следует, что в пределах восточной окраины Балтийского щита возможно выявление перспективных благороднометалльных объектов, аналогичных месторождениям свекофенид Швеции, Норвегии и Финляндии. Главные аргументы в пользу этого: а) широкое развитие метасоматических зон турмалинизации, скаполитизации и хлоритизации по амфиболитам, вмещающим пегматитовые тела; б) проявление позднего гранитоидного магматизма; в) присутствие в районе мощных колчеданных горизонтов (фальбандов) с полиметалльной специализацией.

По данным бурения, на детальных участках массивные и вкрапленные сульфидные руды слагают единые рудоносные тела с аномальными содержаниями цветных и благородных металлов. Тела метасоматитов и горизонты сульфидных руд в совокупности образуют комплексные месторождения цветных и благородных металлов большеобъемного типа. Это новый для территории России тип рудной метасоматической формации, которая, как показали исследования, широко проявилась на Балтийском щите в ходе полистадийного развития процессов метаморфизма и метасоматизма. Выделенные типы оруденения в пределах Лоухской площади могут быть сопоставлены с близкими по ряду признаков комплексными благороднометалльно-медно-никелевыми рудами большеобъемного месторождения Кейвитса и медно-никелевыми рудами месторождения Нинимяки.

2. Рудоносные метасоматиты представлены двумя типами: пропилитами и хлорит-амфибол-гранатовыми метасоматитами. С первыми связана массивная и вкрапленная сульфидная благороднометалльно (Р(1, Аи, Р^ А«)-медно-никелевая минерализация; вторые являются золотоносными.

В пределах изучаемых структурных зон БПП выделено пять главных типов метасоматитов: 1) пропилиты и пропилитизированные амфиболиты; 2) хлорит-амфибол-гранатовые метасоматиты; 3) кварц-биотит-амфибол-микроклиновые метасоматиты; 4) кварц-карбонатные метасоматиты; 5) хлорит-скаполитовые метасоматиты (табл. 2).

Основной рудоносный комплекс пород представлен хлоритовыми и эпидот-хлоритовыми пропилитами. Пропилиты являются полихронными образованиями и вмещают разновозрастную рудную минерализацию. Они локализуются в узлах пересечения разновозрастных разломов. По данным бурения, горизонты пропилитов имеют мощность от 1 до 20 м. Для пород характерно постоянное присутствие богатой сульфидной вкрапленности, представленной преимущественно пирротином (65 об.%), халькопиритом (20%), пиритом (10%) и пентландитом (5%).

Главной особенностью горизонтов пропилитов является наличие в них минералов золота и металлов платиновой группы. Наиболее обогащены благороднометалльно-медно-никелевой минерализацией внешние «хлоритовые» зоны метасоматических горизонтов. В гравиконцентратах из вкрапленных сульфидных руд установлены теллуриды, висмуто-теллуриды, арсениды и сульфо-арсениды платиноидов: сперрилит (Р1Аз2) в срастании с холлингвортитом (Ю^Б), меренскит (РсЦЧТег), майчнерит (РёВГГе) и соболевскит (РЩВ^Те)). Встречается родий- и палладийсодержащий кобальтин-герсдорфит. Широко представлен самородный висмут и его соединения - пильзенит (ВЦТез), а также сульфид серебра гессит (Ag2S). Эти минералы наблюдаются в виде включений размером от 1-3 до 20 мкм в пирите, образуют каймы вокруг халькопирита и пирита и срастания с пентландитом, а также присутствуют в силикатах. В аншлифах встречены электрум (Аи 7580%) в виде включений в идиоморфных кристаллах пирита ранней

генерации, мертьеит (Р(1п(8Ь,А8)4), фрудит (РсИ^г), теллуропалладинит (Рё9Те4), майчнерит (PdBiTe) и меренскит (РёРЛег). Майчнерит развивается по трещинкам в пирите, меренскит образует срастания с мелкими кристаллами халькопирита. Среди минералов платиноидов преобладают висмуто-теллуриды, что свидетельствует о невысоких температурах образования указанной минерализации.

К осевым зонам пропилитов приурочены линзовидные горизонты массивных сульфидных руд, которые по минеральному составу близки к вкрапленной сульфидной минерализации и сложены пирротином (70 об.%), пентландитом (15%), халькопиритом (10%) и пиритом (5%). На раннем этапе выделялся высокотемпературный гексагональный пирротин (первой генерации). На следующих этапах происходил фазовый переход гексагональной модификации пирротина в низкотемпературную моноклинную со структурами распада пирротина первой генерации на субиндивиды пентландита и халькопирита. Пирротин второй и третьей генерации также содержит зерна и сростки халькопирита и пентландита, размещенные вблизи границ зерен пирротина. На заключительном этапе отмечается выделение практически чистого перекристаллизованного пирротина, свободного от № и Си, с выделением индивидов халькопирита в межзерновое пространство пирротина четвертой генерации.

Хлорит-амфибол-гранатовые метасоматиты распространены в средней части хетоламбинского подкомплекса, образуют выдержанный горизонт, состоящий из сближенных слоев мощностью от 10 см до 1-2 м. Это крупнозернистые (местами гигантозернистые) пятнистые породы, где гранат альмандин-спессартинового ряда образует крупные кристаллы (от 1 см и более) в амфибол-хлоритовом цементе. Амфибол присутствует в виде крупных лейст (0,5-0,8 см), интенсивно замещенных мелкозернистым хлоритом. Кроме того, хлорит образует оторочки (до 1-2 мм) вокруг зерен граната. К ним приурочена вкрапленная сульфидная минерализация (пирит, халькопирит). Эти метасоматиты широко проявлены в пегматитовых полях. К ним приурочены кварцево-жильные зоны с содержаниями золота до 48,6 г/т.

Минералогические исследования (Шевченко и др., 2009) показали присутствие в них сульфидов, арсенидов, сульфоарсенидов палладия, платины, золота (электрума) и самородного висмута.

К метасоматитам, выявленным в .пределах пегматитовых полей, приурочены самые поздние проявления сульфидной минерализации. Это секущие (часто крутопадающие) жилы существенно пирротинового состава, приуроченные к более поздним разрывным зонам северо-восточного простирания и связанным с ними зонам трещиноватости и брекчирования пород. В карьере пегматитовой жилы №140 Климовского рудника обнаружены зоны мощностью до 0,5 м брекчированного кварца с прожилками крупнолистоватого биотита и массивной колчеданной минерализацией (пирротин 50 об.%, пентландит 30%, халькопирит 15% и пирит 5%) с повышенным содержанием меди (до 0,3%) и никеля (до 0,15%). Мощность рудных зон от первых сантиметров до метра. На их выклинивании проявлена прожилковая Bi-Ag-Au минерализация с повышенными содержаниями Аи (от 2,5 до 48,6 г/т), Ag (до 100 г/т), В1 (до 2%). Обнаружен самородный висмут, его минеральные фазы с серой и теллуром, а также срастания с электрумом, гесситом и галенитом.

3. Геохимическими критериями выделения рудоносных метасоматитов являются индикаторные геохимические показатели вида ПхРйхСг, №хСохСи и АихА^. Комплексная вкрапленная сульфидная минерализация характеризуется высокими значениями всех трех геохимических показателей, массивные сульфидные руды- экстремально высокими значениями второго, потенциально золоторудные образования -экстремально высокими значениями третьего показателя.

Геохимическая специализация амфиболитов выражается отчетливо повышенными уровнями содержаний относительно кларков (КК=1,3-3,8) в основном фемафильных элементов (Т1, V, Со, Мп, Си). Значительно менее контрастно выглядит спектр накопления элементов в гнейсах. Эти породы заметно обогащены только титаном (КК=1,8) и в незначительной степени (КК=1,1-1,4) теми же, что и амфиболиты, фемафильными элементами (V, Со,

Мп, Ъл, Си). При изучении геохимической специализации и расчете коэффициентов концентрации (КК) средние, содержания элементов нормировались на фоновые содержания в амфиболитах хетоламбинского комплекса. Проанализирована специализация пяти выявленных в регионе главных типов метасоматитов (табл. 2). По геохимической специализации пропилиты и

пропилитизированные амфиболиты подразделяются на две группы - с вкрапленными и массивными рудами. Для первой группы характерны повышенные содержания Аи (до 0,2 г/т), Сг (до 0,8%), Рс1 (до 1,4 г/т), Си (до 0,1%), N1 (до 0,3%), в меньшей степени Ag (до 0,8 г/т), Р1 (до 0,18 г/т) и Со (0,025%), что отражает благороднометалльно-медно-никелевую геохимическую

специализацию этих пород. В пределах Лоухской площади именно в этом типе метасоматитов установлена вкрапленная медно-никелевая с платиноидами минерализация, представленная халькопиритом, пирротином, пиритом, пентландитом и другими сульфидами в сочетании с минералами золота и металлов платиновой группы. В целом минерализация в этих метасоматитах имеет комплексный характер и в сравнении с другими типами метасоматически измененных пород содержит в относительно повышенных концентрациях палладий, хром и в меньшей степени платину. Такой химический состав пород отражается в экстремально высоких значениях индикаторного геохимического показателя вида РЬсРёхСг и в высоких значениях показателей вида>НхСохСи, AuxAg.

Для второй группы пропилитов характерны повышенные содержания Си, Со, в меньшей степени Аи, Ag, Рс1. Концентрации элементов благороднометалльной ассоциации достигают для Аи 0,32 г/т (КК=33), Рс1 0,27 г/т (КК=9), значительно накапливается Ag 1 г/т (КК=11). С этими породами как в контурах Кпимовского рудного узла, так и за его пределами связаны массивные медно-никелевые руды (фальбанды) пирротин-халькопиритового состава (со сфалеритом, спериллитом, мончеитом, меренскитом и самородным золотом). Эти породы, в отличие от метасоматитов первой группы, характеризуются низкими содержаниями платиноидов и хрома, максимально высокими-цветных металлов и относительно высокими - золота и серебра.

Такой состав метасоматитов отражается в экстремально высоких значениях индикаторного геохимического показателя вида МхСохСи, в высоких значениях показателя вида AuxAg и низких значениях Р1хРс1хСг.

Хлорит-амфибол-гранатовые метасоматиты характеризуются аномально повышенными содержаниями Аи, Си и Ag. Концентрации элементов достигают 0,54 г/т Аи (КК=171), 0,8% Си (КК=7), 1 г/т Аё (КК=5,4) и 0,3 г/т Рс1 (КК=3,3). Эти метасоматиты широко проявлены в пегматитовых полях. Выборка проб анализировалась на ряд характерных спутников благороднометалльного оруденения - Ав, ВК Геохимическая специализация этих метасоматитов отражается в экстремально высоких значениях индикаторного показателя вида АихА§ и низких значениях показателей Р1хРс1хСг, NixCoxCu.

Ранжированный ряд высокотемпературных кварц-биотит-амфибол-микроклиновых метасоматитов отличается низкими коэффициентами концентрации и более бедным спектром накопления элементов. Максимальные содержания имеют платина 1,17 г/т (КК=16), золото 0,06 г/т (КК=12), свинец 12 г/т (КК=2,5).

Кварц-карбонатные метасоматиты, кварциты, а также хлорит-скаполитовые метасоматиты характеризуются низкими коэффициентами концентрации рудных элементов, за исключением Аи и РЬ. Геохимические спектры этих образований показывают близфоновые концентрации Р1 и Р<1. Можно сделать вывод о низкой перспективности таких образований на выявление оруденения цветных и благородных металлов.

Реализация научных положений и их практическая значимость.

По результатам геохимических поисков методом анализа сверхтонкой фракции (МАСФ) масштаба 1 : 50 000 выделен участок Климовский. В пределах участка, по результатам геохимических работ масштаба 1 : 25 000-1 : 10 000, оконтурены контрастные вторичные ореолы, образующие четыре аномальные геохимические зоны, по составу соответствующие прогнозируемым видам сульфидного медно-никелевого и благороднометалльного

оруденения. Оценка степени их перспективности была осуществлена с использованием индикаторных показателей Р1хРс1хСг, МхСохСи и АихА§. В результате выделены три аномальные геохимические зоны (АГХЗ) субмеридионального направления (1, 2, 4), характеризующиеся интенсивным накоплением N1, Си, Со, Сг и сопровождающиеся аномальными концентрациями Р<1 и Р1. Вторичные ореолы Аи и элементов-спутников золоторудной минерализации (Ag, В1, Аб, БЬ) локализованы преимущественно в пределах субмеридиональной зоны 1 и субширотной зоны 3.

АГХЗ-1 соответствует рудоносной зоне ранга рудного месторождения, на юго-восточном фланге которой расположено Климовское рудопроявление. Наиболее перспективной на выявление платинометалльного, золотого и медно-никелевого оруденения является северная часть зоны, не вскрытая бурением. АГХЗ-2, 3 и 4 являются перспективными на обнаружение сульфидно-благороднометалльной минерализации с Рс1, Р^ Аи, N1, Со, Си, золоторудной минерализации золото-кварц-сульфидного типа и сульфидно-платинометалльного оруденения с ведущими элементами N1, Си, Рс1, Р1 соответственно. На участках за пределами Климовского рудопроявления, по данным опробования керна скважин, оценены прогнозные ресурсы Рё и Р1 по категориям Р]+ Р2, которые сосредоточены в большеобъемных, но бедных по содержаниям рудах, и соответствуют среднему-мелкому месторождению. В целом по итогам поисковых работ, выполненных на рудопроявлении Климовское, наибольшие перспективы выявления промышленного комплексного оруденения в метасоматитах имеет Климовское рудопроявление и ближайший северо-восточный фланг одноименной рудоносной зоны (АГХЗ-1). Для Климовской рудоносной зоны прогнозные ресурсы категорий Р|+2 и Рз цветных и благородных металлов соответствуют среднему месторождению (табл. 3).

На Лоухской площади были проведены геохимические поиски по вторичным сорбционно-солевым ореолам методом анализа сверхтонкой фракции (МАСФ) масштаба 1 : 50 ООО по сети 500 х 500 м. Оценка прогнозных ресурсов Лоухской площади на медь, никель, золото и платиноиды осуществлялась по категориям

Р1+Р2, по данным опробования керна буровых скважин, и по категории Р3, по результатам ревизионно-оценочных и геохимических (МАСФ) работ на детальных участках Климовский, Малиновая Варакка, Хетоламбинский (табл. 4).

Основные перспективы Лоухской площади в первую очередь связаны с участками развития метасоматитов пропилитового типа, где прогнозируется выявление комплексных благороднометалльно-медно-никелевых рудных объектов, а также с мафит-ультрамафитовыми интрузиями «друзитового комплекса», где возможно обнаружение медно-никелевого с платиноидами оруденения. По геохимическим данным и результатам буровых работ, прогнозные ресурсы Лоухской площади в целом оцениваются как соответствующие крупному месторождению по благородным металлам и среднему - по никелю и меди. Эти ресурсы могут быть реализованы в запасы на трех выделенных по результатам геохимических поисков масштаба 1 : 50 ООО детальных участках-Климовский, Малиновая Варакка и Хетоламбинский, где они рассредоточены в мелких и средних по масштабам объектах.

Перспективы северо-западной части Беломорского подвижного пояса на выявление благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в меггасоматитах оценивались с использованием проб многоцелевого геохимического картирования масштаба 1 : 1 ООО ООО с применением (МАСФ) (Временные методические указания..., 2005; Геохимический способ поисков месторождений полезных ископаемых. Патент РФ №2330259 от 27.07.2008); прецизионных методов определения содержаний сорбционно-солевых форм в рыхлых отложениях методами ICP OES, ICP MS; разработанных геохимических критериев прогноза благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в метасоматитах. В результате применения такого подхода составлена принципиально новая прогнозно-геохимическая карта масштаба 1 : 1 000 000 (рисунок) разработана схема структурно-геохимического районирования территории, выделено 12 аномальных геохимических узлов, дифференцированных по рудно-формационной принадлежности предполагаемых коренных рудных

Таблица 3

Расчет прогнозных ресурсов благородных и цветных металлов _Климовской рудоносной зоны_

Участок Категория прогнозных ресурсов Ресу рсы

т тыс. т

Р<МЧ Аи N1 Си

Южный фланг Климовской рудоносной зоны - участок буровых работ Климовский Р.+2 6,3 -

Рэ - 5,1

Северный фланг Климовской рудоносной зоны (АГХЗ-1) Рз 4,7 1,3 32 93

Климовская рудоносная зона в целом Р|+2 6,3 - - -

Рз 4,7 6,4 32 93

Таблица 4

Прогнозные ресурсы I [оухской площади

Рудопроявление, участок Категория прогнозных ресурсов Прогнозные ресурсы

т тыс. т

р^ра Аи Си N1

Климовское рудопроявление Р1+2 6,3 -

Рз 4,7 6,4 93 32

Малиновая Варакка Рз 10,4 7,6 43 33

Хетоламбинский Рз 12,9 55 46 16

В целом по Лоухской площади Р1+2 6,3 - - -

Рз 28,0 69,0 182 81

СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ЛИСТОВ

Р-36 х «-37 1

к / п/ а; \ \{ о 0-36 \ 0-37 1 1----*

Месторождения к |

Подгруппа, §

вид полезного а ¡а и 5 ^

ископаемого !> | § о

о, & и 1 С. С |

МЕТАЛЛИЧЕС! СИЕ ИСКОПАЕМЫ Б

Черные металлы

Железо «г, • Ре

Хром £)о 6» ОС- • О

Титан ОТ,

Ванадий ©V

Цветные металлы

Медь ©Си • Си

Свинец О рь • Ро

Цинк ©21 • 2п

Никель 6» ©Н • №

Молибден 6» 9№ • Мо

Вольфрам • V/

Редкие металлы,

редкоземельные и

радиоактивные элементы

Бериллий ©в» • Вс

Литий 6- Ои

Ниобий О"»

Тантал • Т»

Цирконий ©2,

Редкие земли (без ¿>тн ©тя

подразделения)

Церий © Со

Цезий О Се

Уран Си

Благородные металлы

Золото О Аи • Аи

Серебро • Ад

Платина и платиноиды (ЭПГ) ОР! • И

Комплексные месторождения

Железо, алюминий, титан

Железо, титан, (ванадий)

Титан, железо Ф№

Титан, железо, фосфор фт.ЛцР

Никель, медь

Алюминий, стронций

Алюминий, стронций, (Й) А1.& Т1

титан

Алюминий, стронций, Al.Si.TR $А1,8\ТН

редкие земли

Литий, ниобий, тантал, Li.Nb.Ta.Be

бериллий

Ниобий, тантал, редкие

земли, титан

Медь, цинк ОСиЛ>

Свинец, цинк О РЬ2

Бериллий, тантал ©Вв.т

Литий, цезий (!)ЦС5

Тантал, литий © Та.и

Тантал, ниобий О Т.ль

Ниобий, цирконий • мод

НЕМЕТАЛЛИЧЕСКИЕ ИСКОПАЕМЫЕ

Химическое сырье А

Пирит, пирротин (серный колчедан) к А •р» • РУ

Барит А

Минеральные удобрения Апатит А б> А А А • ср

Керамическое сырье Пегматит керамический а 5

Горнотехническое сырье

Мусковит ь ❖

Графит ©

Драгоценные камни

Алмазы • <<

Минерагенический потенциал: а - высокий, б - средний и низкий

Прогнозно-геохимическая карта Беломорского подвижного пояса

источников и по масштабу ожидаемой рудной благороднометалльной и медно-никелевой минерализации.

Вывод. С использованием метода анализа сверхтонкой фракции и разработанных геохимических критериев оценены ближние и дальние фланги рудопроявления Климовское, выделены потенциально рудные поля на Лоухской площади, а в пределах Беломорского подвижного пояса - рудные узлы, перспективные на выявление нового для региона типа благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в метасоматитах.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Шевченко С.С. Золотоносность колчеданных руд и метасоматитов Парандовской площади (Центральная Карелия) /

A.M. Ахмедов, С.С. Шевченко, М.Ю. Белова, С.Н. Юдин // Регион, геология и металлогения. 2008. № 34. - С. 103-] 16.

2. Шевченко С.С. Благороднометалльные метасоматиты позднего архея Чупино-Лоухского фрагмента Беломорской подвижной зоны (Северная Карелия) / С.С. Шевченко, A.M. Ахмедов,

B.А. Крупеник, К.Ю. Свешникова II Регион, геология и металлогения. 2009. №37.-С. 106-120.

3. Шевченко С.С. Внедрение новых технологий регионального изучения недр на базе современных аналитических и методических достижений в области изотопных исследований / С.С. Шевченко, К.И. Лохов, С.А. Сергеев И Регион, геология и металлогения. 2004. №20.-С. 57-61.

4. Шевченко С.С. Новые типы проявлений комплексной благороднометалльной минерализации в зеленокаменных поясах позднего архея Карело-Кольского региона / A.M. Ахмедов, С.С. Шевченко, О.Н. Симонов, А.И. Стехин, О.И. Олешкевич, В.К. Крупеник, JI.B. Вороняева II Геология и геодинамика архея, 2005. —

C. 34-37.

5. Шевченко С.С. Геохимический способ поисков месторождений полезных ископаемых / О.В. Петров, С.С. Шевченко, C.B. Соколов, А.Г. Марченко и др.II Патент № 2330259 от 27.07.2008.

6. Шевченко С.С. Новые промышленные типы комплексных руд благородных и цветных металлов в докембрийской восточной части Балтийского щита / О.В. Петров, С.С. Шевченко, A.M. Ахмедов II Геодинамика, магматизм, седиментогенез и минерагения Северо-Запада России. - Петрозаводск, 2007. - С. 292-296.

7. Шевченко С.С. Развитие новых технологий геохимических поисков твердых полезных ископаемых на закрытых и полузакрытых территориях / C.B. Соколов, А.Г. Марченко, С.С. Шевченко, Ю.В. Макарова, Е.О. Петров, В. О. Халенев /I Изв. ВСЕГЕИ. Т. 4. 2005. - С. 139-145.

8. Шевченко С.С. Задачи повышения эффективности геохимических работ поисковой геохимии / C.B. Соколов, С.С. Шевченко II Прикладная геохимия. Вып. 8 (в двух томах). Проблемы поисковой геохимии. Т. 2. Опыт геохимических поисков. - М.: ИМГРЭ, 2008.-С. 3-15.

9. Шевченко С.С. Оценка перспектив Карело-Кольского региона на эндогенное благороднометалльное оруденение по геохимическим данным. Золото Кольского полуострова и сопредельных регионов / C.B. Соколов, С.С. Шевченко, Г.М. Беляев, Ю.В. Макарова, М.Ю. Ладыгина, Ю.Ю. Юрченко, А.Г. Марченко, Ю.А. Арестов, O.A. Савичева II Ред. Ю.Л. Войтеховский. - Апатиты, 2010.-С 113-115.

10. Шевченко С.С. Возраст благороднометалльной минерализации в породах Чупинского сегмента Беломорского подвижного пояса (Карелия) / В.О. Халенев, С.С. Шевченко, Б.Ю. Астафьев, O.A. Воинова, В.А. Крупеник, К.PI. Лохов II Изотопное датирование процессов рудообразования, магматизма,

осадконакопления и метаморфизма (тез. докладов). Т. 2.- М.: ИГЕМ, 2006.-С. 374-378.

РИЦ СПГГУ. 19.05.2011. 3.283 Т. 100 экз. 199106 Санкт-Петербург, 21-я линия, д.2

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Шевченко, Сергей Семёнович

ВВЕДЕНИЕ.

Глава 1 Основные черты геологического строения Чупино

Лоухского сегмента Беломорского подвижного пояса.

1.1. Краткие сведения по истории геологического изучения.

1.2. Особенности геологического строения. И

1.3. Тектонический контроль размещения зон метасоматических изменений.

Глава 2 Метасоматиты Климовско-Хетоламбинской зоны. ^

2.1. Этапы образования благороднометалльных метасоматитов и колчеданных руд.

2.2. Особенности строения и состава горизонтов рудоносных метасоматитов.

2.3. Петрографо-минералогическая характеристика метасоматитов.

2.4. Рудная.минерализация, в метасоматитах.

2.5. Геохимическая характеристика метасоматитов и рудоносных образований.

2.5.1. Геохимическая специализация метаморфических пород и метасоматитов.

2.5.2 Геохимическая характеристика рудоносных образований.

Глава 3 Метасоматиты Кивгубско-Великоостровской зоны.

3.1. Особенности строения и состава горизонтов рудоносных метасоматитов.

3.2. Минеральный состав и геохимические особенности рудоносных метасоматитов.

Глава 4 Прогнозно-геохимическая оценка рудопроявления

Климовское.

Глава 5 Прогнозно-геохимическая оценка Лоухской площади.

Глава 6 Перспективы выявления благороднометалльно-медноникелевого оруденения в метасоматитах Беломорского подвижного пояса.

6.1. Методика исследований.

6.2. Структурно-геохимическое районирование.

6.3. Рудные формации прогнозируемого по геохимическим данным оруденения.

6.4. Краткая характеристика продуктивных аномальных геохимических узлов.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералого-геохимические особенности рудоносных метасоматитов и перспективы выявления комплексного благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в Беломорском подвижном поясе"

Современное состояние минерально-сырьевого комплекса диктует необходимость выявления новых нетрадиционных типов полезных ископаемых, к которым применимы новые технологии добычи, обогащения и концентрирования рудного вещества. Среди них особое место занимают руды благородных и цветных металлов, связанные с зонами метасоматических изменений пород. В последние годы за рубежом к промышленной эксплуатации принят ряд месторождений с болыиеобъемными запасами руд, в которых рудоносные метасоматиты отличаются сравнительно низкими содержаниями полезных компонентов' (5th Fennoscandian exploration and mining, FEM, 2005). В пределах Балтийского щита месторождения такого типа развиты довольно широко и располагаются в основном в его северной части, образуя своеобразную зону субширотного простирания, в которой метасоматические процессы проявились особенно интенсивно (рис. 1). Среди них можно выделить месторождения Северной Швеции, Норвегии и Финляндии, где концентрирование металлов до рудного уровня связано с низко-среднетемпературными метасоматическими процессами (5th Fennoscandian exploration and mining, FEM, 2005). При этом зоны метасоматической переработки охватывают структуры как архея, так и раннего протерозоя. Среди них особое место принадлежит позднеархейскому Беломорскому подвижному поясу (БПП), который включает площади развития слюдоносных и керамических пегматитов (Кемско-Поньгомскую, Лоухскую, Ёнскую). Кусты пегматитовых жил обрамляются зонами метасоматитов, которые в отдельных случаях доминируют в пределах этих площадей и прослеживаются по простиранию на значительные расстояния (Гродницкий, 1982). Наиболее интенсивно метасоматические процессы проявились на Чупино-Лоухской пегматитоносной площади, которая традиционно являлась местом промышленной эксплуатации нерудного сырья: мусковита, полевого шпата и кварца.

Рис

Схема размещения скаполит-турмалинсодержащих пород в северной части Балтийского щита <Г \ 4-Jl по Я. Р^ьск е/ а1, 1997 с дополнениями) Х/ю

Геологические комплексы: 1 - щелочные интрузии; 2 - каледониды; 3 - свекофенниды; 4 - свекокарелиды; 5 - гранулитовый комплекс; 6 - лопсиды (поздний архей); 7 -Беломорский подвижный пояс; 8 - гнейсы саамско-лопийского основания; 9 - зона проявления метасоматических изменений: а - скаполитизация, б - турмалинизация; 10 - Чупино-Лоухская площадь. Цифрами обозначены месторождения и проявления золота и комплексных благороднометалльных руд: 1 - Бибьёвагге, 2 -Коппарасен, 3 - Сьянгели, 4 - Суурикосико, 5 - Кейвитса, 6 - Кевис, Телтая, 7 - Хуорнаисенвуома, 8 - Сааттопора, Пахтавуома, 9 - Кукасъярви, 10- Кискамавара, ¡1 -Вискапия, Пахтохавара, Пиккуярви, Лиетексавон, 12 - Мертайнен, 13 - Киирунавара, Генри, 14 - Грувбергет, Саркивара, Аунасъярви, Ялкеткирккио, Пахтавара, Фьялмиран, 15 - Грувбергет, Левеаниеми, Киллери, 16 - Курккионавара, 17 - Стора Сахавара, 18-Аитик, Наутанен, Лиикавара, Остра, Фридхе.м, 19 - Малмбергет, 20 - Миси, Яааёрви, Карвасвара, 21 - Аллебуода, 22 - Люсселет, 23 - Ватмирбергет, 24 - Насберг, 25 - Болиден, Бъёркдал, 26 - Майское, 27 - Панаярвинское, 28 -Климовское, 29 - Кивгубское

ГГГ 3 ш \ ч N N 9

•а + б

Соответственно, горнорудные предприятия, размещенные в пределах Чупино-Лоухского горно-промышленного района, были ориентированы только на эти виды полезных ископаемых. Однако в пространственной ассоциации с пегматитовыми полями отмечались многочисленные проявления сульфидных колчеданных руд, в которых присутствовали точки с аномальными содержаниями золота {Крупеник и др., 2000; Ручьев, 1998, 2000, 2004; Ахмедов, Шевченко и др., 2008). Изучение сульфидоносных зон, развитых в Чупино-Лоухском и в смежном с ним Кивгубско-Пежостровском районе показало, что среди измененных сульфидсодержащих амфиболитов хетоламбинского подкомплекса точки минерализации и рудопроявления с высокими содержаниями золота и платиноидов пользуются широким распространением (.Ахмедов, Шевченко, Симонов и др., 2005). Выявление метасоматитов, которые несут благороднометалльную минерализацию и могут стать новым нетрадиционным типом руд, открывает перспективы для обнаружения комплексных месторождений благородных и цветных металлов.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых", Шевченко, Сергей Семёнович

Выводы.

С использованием метода анализа сверхтонкой фракции и разработанных геохимических критериев оценены ближние и дальние фланги рудопроявления Климовское, выделены потенциально рудные поля на Лоухской площади, а в пределах Беломорского подвижного пояса — рудные узлы, перспективные на выявление нового для региона типа благороднометалльно-медно-никелевого оруденения в метасоматитах.

200

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Изложенные в диссертации материалы, позволяют сформулировать следующие защищаемые положения и выводы:

1. В пределах Климовско-Хетоламбинской и Кивгубско-Великоостровской структурных зон БПП впервые выявлено комплексное благороднометалльно-медно-никелевое оруденение нового для региона типа в метасоматитах по амфиболитам хетоламбинского подкомплекса (2860—2810 млн лет). Возраст сульфидно-медно-никелевого (с платиноидами) оруденения соответствует сумийскому этапу (2430—2410 млн лет), благороднометалльного (золотого) оруденения (1860—1800 млн лет) отвечает свекофеннскому этапу тектоно-магматической активизации.

2. Рудоносные метасоматиты представлены двумя типами: пропилитами и хлорит-амфибол-гранатовыми метасоматитами: С первыми связана массивная и вкрапленная сульфидная благороднометалльно (Рс1, Аи, Р^ медно-никелевая минерализация; вторые являются золотоносными.

3. Геохимическими критериями выделения рудоносных метасоматитов являются индикаторные геохимические показатели вида PtxPdxCr, Ы1хСохСи и АихА§. Комплексная вкрапленная сульфидная, минерализация характеризуется высокими значениями всех трех геохимических показателей, массивные сульфидные руды — экстремально высокими значениями второго, потенциально золоторудные образования - экстремально высокими значениями третьего показателя.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Шевченко, Сергей Семёнович, Санкт-Петербург

1. Ахмедов A.M., Воинова O.A., Калабашкин С.Н. и др. Компьютерная карта золотоносности докембрия Карельского региона масштаба 1:1 ООО ООО: анализ перспектив // Региональная геология и металлогения. 2001. № 13—14.

2. Ахмедов A.M., Шевченко С.С., Симонов О.Н. и др. Новые типы проявлений благороднометальной минерализации в зеленокаменных поясах позднего архея Карело-Кольского региона// Геология и геодинамика архея. 2005, с. 34—38

3. Ахмедов А.М., Шевченко С.С., Белова М.Ю., Юдин С.Н. Золотоносность колчеданных руд и метасоматитов Парандовской площади (Центральная 1СаРелия) //Региональная геология и металлогения; 2008, № 34; с. 103—116.

4. Бибикова Е.В., Слабунов А. И, Богданова C.B. и др. Ранний магматизм Беломорскогоподвижного пояса, Балтийский щит: латеральная зональность и изотопный возраст // Петрология, 1999, т. 7, № 2, с. 115-140.

5. Бибикова Е.В., Слабунов А.К, Кирнозова Т.Н. и др. U- Pb-возраст цирконов из пород

6. Керетьской гранит-зеленокаменной системы в зоне сочленения КарелЕ»скои и; Беломорской структур Балтийского щита // Докл. РАН, 1995, т. 343, № 4, с- 517— 521.

7. Бушмин С.А., Астафьев Б.Ю., Кулешевич JI.B. Метасоматиты зеленокШ**еННЫХ поясов Карелской гранит-зеленокаменной области. В кн.: МетасоматЯческие процессы в докембрийских толщах. Л.:Наука, 1991. С. 145—178.

8. Володичев О.В. Беломорский комплекс Карелии (геология и петрология). Л.: Наука,1990,248 с.

9. Геологическая съемка метаморфических и метасоматических комплексов. — СПб.изд-во ВСЕГЕИ, 1996.

10. Геология рудных районов Мурманской обл. Апатиты: КНЦ РАН. 2002. 359 с

11. Геохимический способ поисков месторождений полезных ископаемых / О.В. Петров, С.С. Шевченко, C.B. Соколов, А.Г. Марченко и др. Патент №2330^59 от2707.2008.

12. Глебовицкий В.А., Буишин С.Н. Постмигматитовый метасоматоз — Л: Наука^ 1983, 216 с.

13. Глебовицкий В.А., Саморукова JI.M., Седова КС., Федосеенко A.M. Геохимия цирконов анатектической и диатектической стадий формирования мигматитов Северо-Западного Приладожья // Доклады АН. 2008. Т. 420 № 6. С. 813-817.

14. Гордиенко &В., Богданов Ю.Б., Бойцова Г.Н. и др. Слюдоносные пегматиты Северной Карелии. JL, Наука, 1976, 367 с.

15. Государственная геологическая карта Российской Федерации м-ба 1:1 ООО ООО (новая серия). Лист Q-(35)-37. Ред. Ю.Б.Богданов. СПб: ВСЕГЕИ, 2000.

16. Гроднщкий JI.JI. Гранитные пегматиты Балтийского щита. Л., Наука, .1982, 296 с.

17. Гродницкий JI.JT. Закономерности размещения свекофеннских диафторитов в Беломорском подвижном поясе. // Геология и полезные ископаемые Карелии. Петрозаводск. 1998. Вып.Л. С. 88-95.

18. Гродницкий JI.JI., Полин А.К Пегматиты северной Карелии и их ореолы (классификация, петрографические и геохимические особенности, условия формирования). Петрозаводск. 1975:201 с.

19. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. — М.: Недра, 1983.191 с.

20. Левицкий В.И. Петрология, и геохимия метасоматоза при формированииконтинентальной коры. Новосибирск, «ГЕО», 2005, 340 с.1

21. Марченко А.Г., Соколов C.B. Метод анализа сверхтонкой фракции. (МАСФ) — новый эффективный геохимический метод поисков месторождений // «Минералогия во всем пространстве сего слова». — СПб: изд. СПбГУ, 2004. С.32— 33.

22. Металлогения Карелии. Ред. С.И. Рыбаков, А.И. Голубев. Петрозаводск, изд-во КарНЦ РАН, 1999. 340 с.

23. Метасоматические процессы в докембрийских толщах. С-Пб, Наука, 1991,260 с.

24. Метасоматиты докембрия и их рудоносность. М., Наука, 1989, 272 с.

25. Миллер Ю.В. Тектоника области сочленения Беломорского подвижного пояса и карельского кратона// Геотектоника, 2002, № 4, с. 14-28.

26. Миллер Ю.В. Беломорский подвижный пояс Балтийского щита. // Региональная геология и металлогения. № 27, 2006, с. 5-14.

27. Миллер Ю.В., Глебовицкий В.А., Мыскова Т.А. и др. Новые данные о составе, структурной позиции и геохронологической значимости Чупинского покрова Беломорского подвижного пояса// Докл. РАН, 1999, т.366, № 3, с. 379—380.

28. Мыскова Т.А., Глебовицкий В.А., Миллер Ю.В. и др. Супракрустальные толщи Беломорского подвижного пояса: первичный состав, возраст, происхождение. // Стратиграфия и геологическая корреляция, 2003, Т. 11, № 6.

29. Овчинников Л.Н., Григорян C.B. Закономерности состава и строения первичных геохимических ореолов сульфидных месторождений// Науч. основы геохимич. методов поисков глубокозалегающих месторождений. Иркутск: 1970. (СибГЕОХИ).

30. Основы металлогении метаморфических поясов докембрия. Отв. ред. К.О. Кратц. Л., «Наука», 1984.

31. Ранний докембрий Балтийского щита. Ред. В.А. Глебовицкий. СПб: Наука, 2005. 711 с.

32. Расслоенные интрузии Мончегорского рудного района: петрология, оруденение, изотопия, глубинное строение. Ред. Ф.П. Митрофанов, В.Ф. Смолькин. Апатиты, изд-во КНЦ РАН, 2004,177 с.

33. Ручьев A.M. О некоторых особенностях парагнейсов чупинской свиты (Беломорский комплекс). // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 1. 1998.

34. Ручьев A.M. О протолите северокарельских гнейсов чупинской свиты беломорского комплекса. // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 2. Петрозаводск, КНЦ РАН, 2000. С. 12-25.

35. Ручьев A.M. Благородные металлы в гнейсах чупинской свиты (Беломорский комплекс, Северная Карелия). // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 1, 2004.

36. Рыбаков C.K Метаморфизм осадочно-вулканогенных формаций раннего докембрия Карелии. Петразоводск, 1980. 136 с.

37. Салье М.Е., Батузов С.С., Душейко C.K и др. Геология и пегматитоносность беломорид. JL, Недра, 1985. 251 с.

38. Соколов C.B. Структуры аномальных геохимических полей и прогноз оруденения. -Санкт-Петербург: 1998. 154 с.

39. Соколов С.В.„ А.Г. Марченко, С.С. Шевченко, Ю.В. Макарова, Е.О. Петров, В.О. Холенее Развитие новых технологий геохимических поисков твердых полезных ископаемых на закрытых и полузакрытых территориях // Изв. ВСЕГЕИ. Т. 4. 2005. С. 139-145.

40. Соколов C.B., Шевченко С.С. Задачи повышения эффективности геохимических работ поисковой геохимии // Сб. «Прикладная геохимия», вып. 8 (в 2-х томах). Проблемы поисковой геохимии. Т.2. Опыт геохимических поисков. М.: ИМГРЭ, 2008. С. 3-15.

41. Соловов А.П., Матвеев A.A. Геохимические методы поисков рудных месторождений. М.: Изд-во МГУ, 1985.

42. Сочеванов H.H., Горелова Е.К. Расчеты и методы изображения геохимической зональности^ по центрам тяжести продуктивных элементов // Методы обработки цифровой информации при геохимич. поисках. М.: 1975. (ИМГРЭ).

43. Степанов B.C. Основной магматизм докембрия Западного Беломорья. Л., Наука, 1981,216 с.

44. Степанов B.C., Слабунов А.И. Амфиболиты и ранние базит-ультрабазиты докембрия Северной Карелии. Л., Наука, 1989. 175 с.

45. Шевченко С.С., А.М.Ахмедов, В. А. Крупеник, КЮ. Свешникова Благороднометальные метасоматиты позднего архея Чупино-Лоухского фрагмента Беломорской подвижной зоны (Северная Карелия). // Региональная геология и металлогения, № 37,2009, с. 106-120.

46. Frietsch R., Tuisku P., Martinson О. et al. Early proterozoic Cu-Au and Na-Cl metasomatism in northern Fennoscandia // Ore Geology reviews, v. 12, n 1, 1997, pp. 1— 34.56. 5th Fennoscandian exploration and mining, FEM, 2005, p. 403.

47. Ахмедов A.M., Травин Л.В., Калабаигкин С.Н. и др. Оценка перспективзолотоносности зеленокаменных поясов архея России (окончательный отчет).

48. Росгеолфонд. Фонды ВСЕГЕИ. 1998.290 с.

49. Богданов Ю.Б. и др. Государственная геологическая карта масштаба 1:1 000 000.

50. Лист Q-46 (Кировск). Изд. ВСЕГЕИ, СПб, 1999.

51. Государственная геологическая карта Российской Федерации м-ба 1:1 000 000новая серия). Лист Q-(35)-37. Ред. Ю.Б. Богданов. СПб: ВСЕГЕИ, 2000.

52. Молчанов А.В. и др. Металлогения урана восточной части Балтийского щита.1. Фонды ВСЕГЕИ, 1999.

53. Иванов Н.М., Корсакова М.А. и др. Отчет по составлению и подготовке к изданию комплектов Государственной геологической карты Российской Федерации м-ба 1:200 000 листов (З-Зб-ХУ, ХУ1 и 0-36-ХХ1, XXII. ГГП "Севзапгеология". ТГФ СЗРГЦ, 2001.

54. Коровкин В.А. и др. Объяснительная записка к карте прогнозных ресурсов Северо-Запада РСФСР м-ба 1:500 000, Л., ТГФ СЗРГЦ, 1999.

55. Коровкин В.А., Турылева Л.В., Руденко Д.Г., Журавлев В.А., Ключникова Г.Н. Недра Северо-Запада Российской Федерации. СПб. 2003. 520 с. (МПР России, ГГП «Севзапгеология»).

56. Левин Г.М., Суханов В.А. Отчет о результатах Карельской проверочной партии в 1972г. 1973.

57. Мурадымов Г.Ш. и др. Отчет по теме: «Анализ перспектив территории Карелии на медно-никелевые руды и выделение объектов для постановки поисковых работ» ТГФ СЗРГЦ, 1999.

58. Чуйкина ЕЛ., Арутюнов Г.М. и др. Отчет Центрально-Чупинской поисково-съемочных и поисковых работах, проведенных в 1963-70гг. в Чупино-Лоухском слюдоносном районе (Лоухский район Карельской АССР) ТГФ СЗРГЦ. 1971.