Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Петролого-геохимические закономерности формирования рудоносных норит-диоритовых интрузий Воронежского кристаллического массива

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Автореферат диссертации по теме "Петролого-геохимические закономерности формирования рудоносных норит-диоритовых интрузий Воронежского кристаллического массива"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ Н.^УХ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ШЛЖШ ИНСТИТУТ ТЕОЛОГИИ РУШХ МЕСТОРОВДЕЕИЙ, ПЕТРОГРАФИИ, ШЕЕРАЛОГШ И ГЗОЮШИ (ЯГЕ!.5)

На правах рукописи

УДК 552:550.42:553.48 (470.3У4)

СЛШЯ2В Андрей Анатольевич

ПЕТРОЛОГО-ГЕОЛ'ШЧЙСКИЗ ЗАКОНОМЕРНОСТИ 4СРЛЯР0ВАНИЛ РУДОНОСНЫХ Н0РИТ-ДИ0И1Т0ВЫХ ИНТРУЗИЙ ВОРОНЕЖСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО МАССИВА

Специальность 04.00.11 - геология, поиски и разведка рудных к иерздаах месторождений; металлогения

АВТОРЕФЕРАТ даосертации на соискание ученой степени кандидата геолого-миноралогичеоких наук

Москва - 1992

РаОэга £шоднеяа в Институте геологии р.удшк месторождении, петрографии,шворалогик и геохимяи РАН.

Нзучньй руководитель - доктор геолого-мпноралогичаоках наук,

профессор В.В.Даотлер

Сфкцлальнне ошюнзнга: доктор геолого-шнералогдчеоких наук

К.В.Изрков (ШЕЛ РАН);

доктор геолого-мянвралогичеокшс вдув, профессор н.М.Черш>иов (Воронежский государственна университет).

Ведущее црвдприятде -• Центральный научно-всследоватольакпй

геэлого-разгадочдый институт (ЦЩГРИ)

Заздтса ссстоятоа " " «>■*//»-<—1952т. в ~ часов на заседании спсдиелизироваязого Совета К.002.88.02 при Институте геологдя рудакх месторождений, петрография, минералогии и гвохмдш РАН по адресу: 103017, г.Москва, Старомопогний пер., 35.

С дисовртацкой моашо ознакомиться в Библиотеке по еотеот-веннш наукам РАН но адресу: Шскза, Старомокетннй пер., 35.

Автореферат разослан " 1дз2г.

Учений секретарь специализированного Совета, кандидат гешюго-минералогдчзскдх

наук . А.Л.Галяыов

ОБДАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность ггооблеш. Воронежский кристаллический массив па Русской платформе является новой рудной провинцией, обладающей высокими перспективами открытия в ее пределах крупных иесторозде-пяй никеля и благородных металлов. Вместо с тем, значительная ле-рекрнтость докембрийского фундамента палеозойскими породами осадочного чахла платформы требует значительных затрат на проведение геолого-разведочных работ. В связи с эти,! весьма важной представляется разработка генетических моделей форларования сульфидокосных магматических комплексов, способствующая всесторонней оптимизации геолого-разведочных работ. Актуальность диссертационной работы определяется ее направленностью на обоснованно геолого-генетической модели образования рудоносных норнт-дяориговых интрузий БКМ на базе комплекса петрологических, минералогических и геохимических данных, рассматривающихся в качества основных прогнозно-поисковых критериев и признаков сульфидоносности многочисленных подобных интрузий, установленных в пределах Шй1.

К числу наиболее важных компонентов руд кедоо-никелевых месторождений относятся металлы группы платины. В мировом и отечественном производстве платиноидов медяо-никелевне месторождения являются практически единственным сырьевым источником этих металлов. Актуальность диссертационной работы связана с выявлением генетических закономерностей концентрирования платиновых металлов в процессах сульфидного магматического рудообразования в яорит-днорятошх интрузиях БКМ и определение« главных форм нахождения платиноидов в рудах, способствующие комплексному использовании рудного сырья при ого переработка.

Цель и задачи исследований. Главной целью диссертационной работы является разработка геолого-генетической модели формирования сульфидоносных норит-диоритовых массивов. Для этого в диссертационной работе были поставлены и решались следующие основные задачи: I. исследование петрологических условий формирования нико-леносных норит-диоритовых интрузий на основе детального изучения петрологических, минералогических л геохимических особешюсгей рудоносных магматических пород; 2. исследование вещественного состава оруденеияя и установление закономерностей смени минеральных па-рагенезисов сульфидов как показателей эволвдии сульфидных и оуль-фидно-силикатио-флшдных рудообразуших систем норит-диоритовых интрузий; 3. изучение рудной минерализации глубинных магматических

производных, к которая отнесены ульграосновные ксенолиты в нори-тах; сопоставление основных особенностей минерализации ксенолитов с рудами норгт-диорптовых интрузий; 4. установление закономерностей поведения платиноидов в процессах магматической дифференциации при образовании тилса медно-нпкелевых руд и определение условий концентрирования платиновых г.:еталлов на различных стадиях эволюции сульфидно-силикатных и сульфидных расплавов ; определение ведущих £.ор;л нахождения элементов группы платины в рудах, ассоциирующих с норит-диорнтовмп интрузиями.

й-чутпчоск!!!! магерирл и мэтопика исследований. Полевые исследования рудоносных нориг-диоритовах интрузий еланского комплекса ЬКМ проводились в ганекие двух сезонов (1989-1990гг.) и включали изучение геологического строения и условий локализации оруденения в пределах Еланского, Елкинского, Новопокровского и Троицкого суль-фвдоносг.";: нориг-диорктових массивов посредством детальной документации керна буровых скванин (5 тыс. пог. м).

В ходе лабораторных исследований изучено около 2000 полированных и прозрачно-полированных шлифов; с помощью микрорентгенос-пектрального анализа изучен состав 260 фаз; выполнено количественное петрогеохикичзское моделирование, для которого использованы 40 химических, 28 нейтронно-активационных, 120 рэнтгено-флторес-центных и 120 количественных эмиссионно-спектралышх анализов. Характеристика платиновой минерализации разработана на основания более 100 количественных определений Ft, га, кь, Ей и 1г. Обработка числовых данных проводилась на ЭВМ по специально разработанные программам петрологического моделирования и математической статистики.

Научная новизна работы. I. Обоснована геолого-генетическая модель формирования высокопродуктивных никеленосннх норит-диорито-вых массивов ВК!Л, раскрыта природа норит-диоритовых интрузий как продукта ассимиляции пэрвичшши сульфидоносныш коматиитошыи расплавами коровах образований. 2. Установлен механизм дифференциации н определены стадийность и термобарические условия кристаллизации норит-диоритовых интрузий. 3. Показано, что основные особенности химического и фазового состава медно-никелевого оруденения в норит-диоритовых массивах определяются петрологическими условиями их формирох^кия. 4. Проведено изучение и сопоставление рудной минерализации ультраосновных ксенолитов и оруденения норит-диоритовых интрузий; установлена аналогия в них химического и фазового состав;

оксидных и сульфидных минеральных ларагенезисов. 5. изучены закономерности концентрирования и формы нахоадеяля платинозых металлов в рудах норит-дкорктовых интрузий, поведение платиноидов связано'о общим процессом эволюции рудно-магматическон с;:сте:.:ы.

Практическая значимость ксследорпн'-Й» I. Установленное 1.:л1ю~ ралого-петрографические и летрогеохликческко особенности строения прокцшлэнно-рудоносних и рудоносных норкт-ддоритовых МЗССИЗОЗ являются одними из основных критериев потенциальной никеленоско-сти многочисленных аналогичных интрузий, развитых в пределах: юго-восточной части ВИ. 2. Установленные текстурно-етрукгурныэ я вещественные особенности руд и их связь с пвтрогеиетичесхпмл особенностями рудовмещающих пород могут Сыть использованы при технологическом картировании месторождений. 3. ¿ля Еяанского мздао-никеле-вого месторождения получены детальные данные по распределении а различных типах руд металлов группы платины и определены ведущие формы их нахоздения.

Апробация работы и публикации. Результаты исследован: !>* докладывались на научной сессии Московского отделения В^О "Прикладные) и экологические аспекты минералогии" (Звенигород, 1990), 11 Всесоюзном совещании "Генетические модели эндогенных рудных формации" (Новосибирск, 1990), семинарах компании "Фалконбрида" (Садбери, Канада, 1991), Университета Торонто (Торонто, Канада, 1991). По теме диссертации опубликовано 5 статей.

Объем и структура работы. Текст диссертации, состоящий из введения, 5 глав и заключения, излоаен на страницах маиино-шгсяого текста, включает 3<э рисунков, таблиц, список использованной литературы из -¡^^наименований, общим объемом в

СТр.

Диссертация выполнена в ИГЕ.М РАН. Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность А.А.Филимоновой, А.Д.Генкину, В.А.Коваленкеру, С.Ф.Служеиикину, Т.Л.Евстигнеевой, Т-Л.Гроховсгюй, Г.Н.Муравицкой, С.А.?Луравнцкому, Ю.Ю.Бугельскому, оказывавшим неизменную поддержку при проведении исследований. Неоценимую помощь в выполнении работы оказали автору сотрудники Воронежской ГГЭ - С.П.Молотков и В.М.Богданов, Иэшо-Вэронехской ГРП - Б.В.Киселев, В.В.Олейников, Ю.М.Копейлян, К.А.Савко. Всем этим товарищам автор приносит свою искреннюю благодарность.

Особую признательность автор выражает А.В.Пераславцову и А.Н.Плаксенко (НГУ), благотворное шляние и творческое оотрудни-

чество с которая нелзменно сопутствовали автору на всех этапах псслсдованл::. Глубочаилую благодарность автор выражает своему научному руководите.шо доктору геолого-минералогнческих наук, профессору в.в.ддстлеру за высокуи требовательность и постоянное содействие б проведения исследований.

ССЬЮ^ШЗ BAiïLIiAiL.LE ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ АРГУМЕНТАЦИЯ

Ассоциация высокопродуктивных никеленосшх яорит-даоритовыз лтасспгоз (оданекий комплекс) развита в юго-восточной части ВКМ Русcî:oîî длатфор;.м, локализуясь в пределах Елань-Тамбовской рифго-гекнои структурно-фациальнои зоны Воронцовского эпикратоняого прогиба. Какболкши вклад в развитие представлений о геологическое строешги х условиях формирования рассматриваемых интрузий внесли Н.М.Черншоа, А.П.Лихачев, О.Д.Мэлотков, В.М.Богданов, В.В.Олейников, Б.В.Киселев, А.Н.Плаксенко, В.Л.Еочаров, В.В.Золотухин к др.

В результате проведенных исследований установлено, что рай-непротерозохские (2020 ± 10 млн.лег) норят-диориговые массивы в пределах площади локализации образуют многочисленные, небольшие по размерам (0,3-15 ки^) итокообразные крутопадавдие интрузивные тела основного - среднего состава, дискордантные по отношению к в^ещавдим ыатаосадочнкм песчаниково-сланцевым образованиям воронцовской оераи. В большинстве случаев интрузии развиты автономно, но иногда наблвдается их пространственная ассоциация о более ранклмди гипорбазит-базитовыми телами мамояского комплекса. В строении рудоносных интрузий принимают участие иориты и рогово-обманковке габбро (мелано-, незо- и лейкократоше), диориты и норкт-порфириты. Главные петрографические тшш пород в пределах интрузивов характеризуются многократным неупорядоченным чередованием при отсутствия признаков стратификации. £иорити локализуются большей частью в центральных частях массивов, образуя также наряду с норит-лорфиритами многочисленные дайки, секущие нориты и габбро.

Сульфидное ыадно-никеле вое оруденение к настоящему времени установлено в пределах Еланского, Ешшского, Новодокровского и Троицкого массивов, образующих Еланъ-Еякинское рудное поле,при этом основные запасы богатых руд связаны с Еланским и, частично, Елкинским интрузивами. Еланское месторождение объединяет несколько крутопадавдпс пространственно сближенных протяженных рудных

гон, сложенных вкрапленшш!, прогкилково-вкрапленниш к сплошными рудами, прослеженных по падению до глубины ЬгОО м. £а пределами норит-диоритовых массивов оруденение не установлено.

Новые данные, полученные автором, касающиеся потролого-гео-химических закономерностей формирования пород норит-диоритовых интрузий, сульфидно-петрологических аспектов рудогенеза, минерализации ксенолитов в нормах и геохимии платиновых металлов отражены шге в защищаемых полоиенлях.

Положение I, родоначальаый расплав, дифференциация которого определила Формирование сингенетического ряда пород рудоносных норит-диоритошх интрузий BKiil. характеризуется опеи.'^л'щсклм высо--комагнезиальным кварц-^ориативним составом, обедненным Сао и Л „о. ji обогащенным нвсовмастимнми и виоококогерентнымн элег.'цнтами. Формирование магмы подобного состава связывается с аоснмил.'пией ;оделнх пород континентальной коры первичным мантий нш гкпорбази-уовнм расплавом близким по составу перлдотиурьшл коматцитям.

Состав родоначальной магмы является важнейшей характеристикой любой магматической системы. Для аргументированного сувдения об особенностях родоначального расплава, сформировавшего норит-дио ритовые интрузии, и условиях его генерации было проведено комплексное петролого-геохимическое исследование рудоносных магматических пород^спольэовааием количественных методов, результаты которого в обобщенном виде сводятся к следующему.

В норит-диоритовых интрузиях отчетливо проявляется развитие хиш1чески неравновесной ассоциации минералов - высокомагнезиального оливина (FOyr,_gg) и ортопироксена ( Е^-ЭО^ с калишпатом,кварцем и относительно кислым плагиоклазом ( ; отсутствие скрытой расслоенности и наличие характерной акцессорной ассоциации с участием высокохромисгых хрошпинелидов, свойственных кома-тиитам.

Основные породы норит-диоритовых массивов по патрохимическим характеристикам существенно отличаются не только от близких поа возрасту и геолого-структурному положению интрузий мамонского комплекса ВКМ, но и от типичных разновидностей пород основного состава. Для них характерно несоответствие между высоким содержанием sio2 (52-60 мао.^) и повышенной для такой кремнекислотности магнезиальное тыч ( ?,<go = 6-20 та Л) при низких значениях концентраций жi^O j и Ceo (? IS и 5 0 мч<;Д ооо71зетст1"энио). ()т мэлпно- к лейкокра-

чошм разновидностям основных пород происходит последовательное увеличение содержаний Б10г> А.1г0^, Иа20, ТЮ2 при относительном постоянстве сао. Лиориты продолжают эволюционный тренд базитов, что выражается в дальнейшем увеличении концентраций 3102, Д12°з• по2 и щелочей. Цагнезиальность при этом уменьшается до 4 иао.% КдО • Это значение, однако, достаточно велико для такого уровня концентрации бю2(^66 мао.%).

для всех изученных интрузий характерен фракционированный тренд распределения редкоземельных элементов; в ряду от мадано;ои-тов к диоритам наблюдается закономерное последовательное увеличение суммарных концентраций редких земель (в среднем от 58,9 г/т в меланоритах до 146,9 г/т в диоритах). Аналогичная картина наблюдается как для так и для ¿Тй^. В направлении дифференциации происходит последовательное обогащение легкими редооэеыэль-нт&1 элементами относительно тяжелых, что отчетливо иллюстрируется возрастанием отношения ( Се/гь )н от 4,55 до 9,67.

Обращают на себя внимание повышенные концентрации в породах норит-диоритовых интрузии некоторых редашх литофильных элементов С За, къ, 2г и др.), а такие хрома и никеля. В ряду дифференциации происходит последовательное обогащв!ше некогерентными ( 2г, кс, X , еъ, ва, тх, к ) и обеднение совместимыми ( Сг, п±, Со, v элементами.

Отсутствие в строении интрузивных норят-дкоритовых массивов закалочных фаций исключает возможность прямого определения состава родоначального расплава. Расчет его был основан на том, что породы изученных массивов образуют ¿диный сингенетический ряд от меланократовых норитов к диоритам и их состав изменяется закономерно в зависимости от степени фракционирования. Методом наименьших квадратов бшш найдены уравнения регрессионных зависимостей, связывающих петрогеохджчзский состав пород о их магнезиальностью (те /те )• Цриняв значение коэффициента распределения Щ -Те в система ортопироксен - расплав равным 0,30 ( Хоп^М et а1. ,1983) я предполагая, что наиболее магнезиальный ортопироксен ( на-

ходился в равновесии с родоначальным расплавом, для последнего была определена величина Ив /?а . Подставив эту величину в рассчитанные регрессионные зависимости, были получены концентрация нетрогенных и редких элементов в родоначальном расплаве {расчет произподилоя для детально охарактеризованной Еланской интрузии).

Рассчитанный состав родоначального расплава Еланского нэрят-

диоритового интрузива (рис.1,а) характеризуется рядом особенностей, которые отлипают его от типичных базитовых магм. Специфику этого расплава определяют высокие содержания sio2 и KgO (56,26 л 12,87- мае.% соответственно) при пони&енных концентрациях СаО и A120j (6,09 и 13,10 ааа»%). Показательным является такяо распределение в нем редкоземельных и малых элементов. Расплав характерна; ется высоким суммарным содержанием TR (76,65 г/т) при значительном фракционировании легких редкоземельных элементов ( Се}]/\~ьи = 5,76; Csjj/Sirijj в 2,43); высокими содержаниями крупнойонных лито-филышх элементов - калия, рубидия и бария (11840, 53 и 333 г/т соответственно) с одновременным обогащением васококогерентними компонентами ( Сг, Hi), а также отрицательными аномалия,™ концентраций КЪ, Та и Ti . Близкими петрогеохимическими особенностями (рис. 1,а) обладают родоначальные магмы ряда интрузивов (Вуивельд, Садбери), формирование которых связывается с ассимиляцией корового материала ( Naldxett et al. , 1986; Sparks , 1986), в то время как распределение микроэлементов в интрузивах, при образовании которых роль ассимиляции была, по-видимому, незначительной (Скор-гаард, Киглапейт) характеризуется (рис.1,6) слабофракцноннрован-ным профилем распределения редкоземельных элементов с незначительными уровнями накопления элементов цериевои группы ( Сем/Лц<- 3,5; Cejj/ Snijj <1,5), отсутствием аномалий lib, Та,и,сг и Hi и слабопроявленнш обогащением крупноионными лихо$:ильншж элементами.

Одним из наиболее вероятных процессов, обусловивших формирование родоначальиого для интрузий еланского комплекса расплава, является ассимиляция высокомагнезиальной мантийной магмой (близкой по составу перидотитовым коматиитам) корового материала. Как показано в работах р.Спаркса ( Spark0,I986 и др.) высокотемпературная коматиитовая магма, эволюционирующая в условиях протяженно^ магматической колонны, будет активно взаимодействовать с породами вмещапцей рамы, что неизбежно приведет к изменению ее первоначального состава, который будет наследовать петрогеохимичепкиа особенности как мантийного хоматиитового расплава (высокие содержания MgO, Cr, Hi при пошшошшх Cao и А1г03 ), так и карового асси-шлянта (повышенные концентрации sio2 и некогерентных элементов - 2r, ¥ , Rb, Ва, ТН л др.). Именно такими особенностями характеризуются породы норит-диорятовнх инчруэшЬ

Вмещапцими для всех интрузий еланского комплекса яняяытсл ме^садочине песчаникою-плящювыи образования ворснцовской серии

Рас. I. Слайдер-диаграммы распределения элементов -примесей в исходных расплавах различных интрузий1 (а,б) к геохимическая модель образования родона-чальной магмы Еланского интрузива ¡Ш (в,г). Концентрация элементов нормировали к базальтам сре-дшшо-океанических хребтов И-ткпа (Совдерс.Тарни, 1987). Редкоэлеыентнне составы родоначальных расплавов интрузий: Б-£уи-вельд, С - Садбери, Е -Елань, СК - Скергаард; Ш - бошшиты Папуа - Новой Гвинеи, К - коматадты Западной Австралии, В -породи воронцовской серии ВКГ,! и А - расплав, полученный при ассимиляции первдотитовым коматиитом пород воронцовской серии.

общей мощностью '•-10 км,-широко развитые среди интрузивных пород в виде различной степени дезинтегрированных и переработанных ксенс. литов. Это позволяет рассматривать терригешша породи в качества наиболее вероятного материала, вовлекаемого в процесс ассимиляции. Для проверки этого предположения в породах воронцовской серии также были определены концентрации малых и редкоземельных элементов (рис.1,в).

Вышеизложенные соображения позволили провести количественное моделирование образования родоначальной магмы иорит-даоритовых интрузий в результате ассимиляции пород воронцовской серии первичным ультраосновным мантийным расплавом, в качестве которого бил выбран перидотитовый коматиит. Моделирование процесса ассимиляции' проводилось двумя различными способами. Первый предполагает простое пасс-балансовый расчет микроэлементного состава при смешении пера-дотитового коматиита с породами воронцовской серии. Другой способ расчета основывался на интенсивно разрабатываемой в последнее время ( Do Paolo,1981 и др.) модели ассимиляции - фракционной кристаллизации (АФК - процесс), которая подразумевает неразрывность процесса эволюции магматических систем, поскольку пасть энергии, необходимой для ассимиляции вмещающих пород, выделяется в виде скрытой теплоты кристаллизации минералов. Результаты расчетов показали, что обе модели согласуются между собой и полученным составом родо-начального расплава Еланского интрузива, что подтвердило исходные теоретические соображения (рис.1,г).

Предлагаемая модель находится также в удовлетворительном соответствии о особенностями минерального состава пород норит-дио-ритовых интрузий. Высокая ыагнезиальносгь породообразуодих минералов наследуется от первичной коматиитовой магмы, поскольку ее контаминация кислыми коровами образованиями, об&дненнш.ш как KgO , так и Feo по отношению к ультраосновным расплавам, незначительно повлияет на величину Kg/Pe-отношония кристаллизующихся Омических минералов (Huppert, Sparks, 1985; Sparko, 1986). Поскольку коровыа породы по сравнению о ультрабазитовнми магмами содержат значительно большие количества lla2o при близких концентрациях Cao , добавка коровой компоненты приведет к существенному уменьшению вели -чины Са/На в гибридной магме и, как следствие, кристаллизации низкокальциевого плагиоклаза, характерного для норит-диориговых интрузий. Наблюдаемые вклшения кварца, калишпата и биотита в куму-луоных ортопирокоеннх иорит -диоритовых ижсси"он третей рут «vnpjyi

перитектической реакции раннего высокомагнезиального оливина о гибридны/л (контакинированным) расплавом, обогащенным SiOg и К2о . К наконец, процесс ассимиляции приводит к появлению на ликвидусе вслед за оливином оргопироксена, а не клинопироксена ( СшпрЪеИ , IS85), что определяет норитовую ассоциацию пород, которые и преобладают в составе норит-диоритовых интрузий.

Положение 2. Главным механизмом, определившим петрогеохими-ческиэ и минералогические особенности дда№ереншгроварннх серий рорэд дориг-диордтовмх khtpvsï'ÎI. являлся процесс фракционирования Эссоцпаг.ик ортолироксон-плаглоклаз в условиях магматической колол-рн и кумуляачк к перераспределения протокристаллов в гмабиссаль-Hoii магматической з:амере. Эволюция магматической системы прохо" t^ ^а в интервале тегперат.ур 1300-550°С. давлений 6-1.5 кбао и .•устойчиво низкой £угнтквности кислорода в магме.

Дифференцированный ряд пород норит-диоритовых интрузий мог образоваться в результате следующих процессов: I) различная степень частичного шгавлеяяя исходного субстрата и последовательное внедрение отличающихся по составу выплавок в магматическую камеру с последующей их консолидацией; 2) фракционная кристаллизационная дифференциация единого для всех пород родоначального расплава. В целях получения информации относительно способа образования дифференцированных серий пород норит-диоритовых интрузий было проведено количественное моделирование поведения редких и редкоземельных элементов при фракционировании родоьачальной магмы и плавлении мантийного источника. 'J '

Для оценки роли процессов частичного плавления и фракционной кристаллизации при образовании дифференцированных пород рассматриваемых интрузий было использовано несколько независимых методик, вкличакщих рассмотрение бинарных диаграмм сг - Zr » Бг/са -Ва/са и с«- Ce/ïb . Дискриминационные диаграммы данного типа основаны на различном поведении элементов в процессах фракционной кристаллизации и анатексиса ( ¿rth, 1976; uaaioe, 1985; onuasa et al., 1983). На этих диаграммах в виде векторов было показано изменение состава остаточного расплава при кристаллизации из него того или иного минерала или при различных степенях частичного плавления. Расчет векторов в первом случае производился по уравнению • фракционной кристаллизации Рэлея ( Allègre et ai.1977):

гдо Сь - содержание элемента в остаточном расплаве, Со - содержании элемента в родоначальном расплаве, в - коэффициент распределения в паре минерал-расплав. Содержания редких элементов в час тичных выплавках расчитывались по формуле равновесного плавления:

СЪ " Со ( } •

где Сь - содержание элемента в расплаве, С0 - содержание элемента в исходном субстрате, V - комбинированный коэффициент распределения, Р - степень частичного плавления.

Результата проведенных расчетов показали, что расположение фигуративных точек состав пород норит-диоритовых интрузий на диаграммах Сг-2г , Бг/Са -Ва / Са и Се - Се / То а др. не удовлетворяет модели частичного плавления мантийного субстрата и хоропо согласуется с моделью фракционной кристаллизационной дифференциации при фракционировании ортопироксена и плагиоклаза, которые в породах рассматриваемых интрузий действительно образуют типичную ассоциации фенокристаллов.

Зная состав родоначального расплава а приняв фракционную кристаллизации ортопироксен-плагиоклазовой ассоциации в качестве главного механизма, определяющего эволюцию состава пород корит-диоритовых интрузий, на основе распределения малых и редкоземельных элементов было проведено количественное геохимическое моделирование процесса дифференциации.

Содержания малых и редкоземельных элементов в лейкократовых породах - дифференциалах расчитывались по приведенному вше уравнению фракционной кристаллизации о использованием комбинированных коэффициентов распределения ( В ):

Ъ ' °орАр* + ®и,хР1 • где 1)0рх и - коэффициенты распределения в системе ортопироксен -расплав и плагиоклаз-расплав соответственно; Х0рх и *рЪ относительные пропорции фр^кдионирунщих ортопироксена и плагиоклаза. Вная средние составы фенокристаллов ортопироксена и плагиоклаза, а также средние химические составы мелано-, мезо- и лейкократовых разновидностей пород яорит-диоритовых интрузий, методом наимоныиих квадратов ( №оп1в , 1984) было рас:читано, что составы от их пород могут быть получены при фракционировании ортопироксена и плагио-клпзя в пропорции 3:1. Д»чъп, величина Г подбиралась таким

образом, чтобы достичь наилучшего соответствия между рассчитанными и реальными концентрациями элементов для каждой породы.

Количественное моделирование меланократовых разностей пород связано с определенными трудностями, поскольку они, вероятно, являются ку,мулатами, образующимися в результате накопления в расплаве (определенной стадии фракционирования У ) фенокристаллов ортопироксена и плагиоклаза в различных пропорциях (т.е. в данном случае нам неизвестны четыре параметра: Х0рх , Хрь , Р я С^ ). ывлкозернистая структура большинства пород, а также близкая маг-незиальнссть интеркумулусных минералов меланократовых их разновидностей свидетельствуют, что значительного фракционирования расплава 1п с,1ги не происходило и в первом приближении можно принять,что в магматической камера проявлялось только перераспределение ранив выделившихся фенокристаллов ортопироксена и плагиоклаза (ассоциация кумулуса) в остаточном расплаве (ассоциация интеркумулуса). Величина Г для такого остаточного расплава приближенно была оценена по среднему составу мелкозернистого клинопироксена интеркуму-луслой ассоциации ( /( ) = 0,80). Црияяв коэффициент

распределения =0,29 (Арискин и др., 1989), простым шсс-

балансоЕКм расчетом было получено, что при фракционировании из родоначальной магмы вкрапленников ортопироксена (Ел ц^) и плагиоклаза ( Ам5а), клинопироксен состава Х^ = 0,80 будет равновесен с остаточным расплавом при 45^-ной раскристаллизации родоначальной магмы (т.е. Р = 0,55). Содержания микроэлементов в феногфясталлах

(кумулусная ассоциация) расчитывались по формуле:

т>-1 ' с = БС Ри '

во'

где с - содержание компонента в минерале. Далее методом наименьших квадратов определялись такие пропорции остаточного расплава, ортопироксена и плагиоклаза, идя которых наблюдается максимальное соответствие полученных и реальных концентраций микроэлементов в породах. Результаты компьютерного моделирования суммированы в табл.1. Анализ Полуниных данных указывает на удовлетворительное соответствие реальных и расчетных данных содержаний малых и редкоземельных элементов в породах и подтверждает исходное положение о формировании дифференцированной серии пород норит-диоритовых интрузий в результате дифференциации единого родоначального расплава при фракционирования ортопироксена и плагиоклаза.

Данные о химическом составе фаз силикатных парагенезисов позволили дополнить результаты геохимического моделирования и

Таблица I

Геохимическое моделирование образования основных пород Еланского интрузива

Элементы,:дэйконорит параметры:

лейконорит

леиконорит

меланорит

меланорит

моделиро-: рания I : 2 : I : 2 : I : 2 : I : 2 : I : 2

2г 121 127 121 134 129 108 74 56 51 21

У 21 24 21 26 21 21 15 14 13 8

Бг 292 325 314 335 324 296 285 187 368 386

НЬ 75 75 82 79 . 86 63 37 32 17 15

Ба 446 467 420 494 512 397 260, 206 167 150

Т1 3100 3180 3200 3350 3500 2760 2100 Г7В0 1100 1050

V ' 180 181 190 182 160 175 160 130 190 160

Зс II 15 Г? 15 14 16 16 18 16 18

• Ьа 26,4 28,5 28,2 30,1 23,4 24,2 П.7 12,56 не опр. не опр.

Со 45,9 43,1 45,5 45,6 38,8 .36,6 21,2 19,02 10,5 12,46

на 21,4 27,4 32,0 29,0 19,6 23,4 10,5 12,33 7,86 6,66

Зш 3,42 4,26 6,18 4,51 3,22 3,63 4,02 1,92 1,18 1,03

Зи 1,20 1,13 1,03 1,19 0,969 0,972 0;712 0,563 0,742 0,584

2.06 1,79 1,31 1,37 £.45 1,58 0,83 1,15 0,50 0,84

у 0,70 0,66 0,83 0,55 0,55

т, 31,10 7,66

Орх 70,91 77,98

от, 22,98 118,20

Примечание. Содержания микроэлементов л редкоземельных элементов в породах, ные пропорции расплава, ортопяроксена

даны в г/т. I - реальные и 2 - рассчитанные содержания малых ? - доля остаточного расплава, Ь , Орх , РЬ - относитель-а плагиоклаза соответственно.

¿jcuíüib задачу восстановления терыо-баричешсих параметров петроге-нвзлса.

Дифференцированные магматические комплексы, формирование ко-' topux связывается с процессами фракционной кристаллизации, характеризуются постепенным снижением магнезиальностн фемических минералов и кальциэвости плагиоклазов в процессе эволюции расплавов (Уэйджер, Браун, 1970). В норит-диордтовых интрузиях ВКМ взаимосвязь желазистости фенокристаллов ортопироксена и содержания анор-титоього компонента в плагиоклазе с магнезиальностью вмещапдих пород (скрытая расслоенность) отсутствует, поэтому фракционная кристаллизация не является единственным механизмом, определившим образование сингенетического ряда пород рассматриваемых массивов. Об зтом se свидетельствует преимущественная распространенность оливина не в наиболее магнезиальных породах, а в сравнительно лей-кократовых их разностях. Вместе с тем, порфировидный облик норитов и наличие отчетливой зависимости между количеством вкрапленников ортопироксена и магнезиальностью пород позволяют предполагать,что образование дифференцированного ряда пород норит-диоритовых интрузий преимущественно связано с кумуляцией ранее выделившихся фено-кристаллов в магматической камере. Это подтверждается более высокими по сравнению с равновесными значениями к^2"5,0 в системе ор-топироксен-расплав и означает, что фенокристаллы ортопироксена не могли кристаллизоваться из расплава, отвечающего по составу данной вмещающей породе, и ведущим механизмом образования таких разновидностей пород является аккумулятивное накопление ортопирок-сеновых куыулатов (Roeder, Emslie, 1970).

Структурные особенности пород и,прежде всего, их порфировяд-ный облик свидетельствуют о том, что процесс кристаллизации расплава был длительным по времени и происходил в три последовательных стадии: I) протокристаллизация, 2) камерная 1фисталлизация, 3) ав-тоыетаыор^изи.

Стадия докамеряой кристаллизации (протокристаллизация) харак-геризовалась наиболее высокими терыо-барическими параметрами.Для ах определения использовался состав родоначального расплава Еланского интрузива и известные геотермоыетрические уравнения (Roeder, Еив11е, ta/U; Пер4ук, Ваганов, 1978; Кутолин, Прусевич,1986). В результате расчетов били иолучени хорошо согласующиеся между собой гешврчтурн кристаллизации ликвидусного оливина, равные 1Н81°П, i: I3J¿°G ооо?':вг..тсенно.

Использовав экспериментальные данные по кристаллизации ромбического пироксена из высокомагяеэиального кварц-нормативного расплава ( Barnos,1986),автором была получена регрессной л записи мость (с коэффициентом корреляции г =0,958) температуры кркстял лизащш оргопироксена от его магнозиальности:

Т°С - 17,87 Х°Рх - 324 , = 100 Mg/(Mg+Pa)

Применение данного геотермометра к составу наиболее магнезиального ортопироксена ( =91) определило тешературу его появления на ликвидусе 1308°С.

Ориентировочная оценка давлений на стадии докамер..ой кристал лизации была получена на основании экспериментальных данных по изучению фазовых взаимоотношений в базнтовых магмах при различных барических параметрах (Cavrthorn, Daviea, 1983; Chen, Рге<тоа11,197Я' Установленные в породах нориг-диоритовых интрузий мелкие включения ортопироксена в фенокристаллах оливина свидетельствуют соглас • но экспериментальным данным о том, что начальный этап протокрис-таллизацки проходил при Р> 6 кбар и последующем последовательном понижении давления.

Значения фугитивности кислорода на докаморной стадии кристаллизации рассчитывались по соотношению Pe^+/Fe2+ в близликви-дусных хромшцщолндах (Wiloon, 1982). Согласно расчетам, фугитив-ность кислорода оценивается средним значением порядка 10 атм, что свидетельствует о 1фисталлизации кумулусной ассоциации минералов при весьма низких значениях f02 в магме.

Для количественной оценки температур формирования интеркуму-лусной ассоциации минералов в условиях камерной эволюции системы бал использован ортопироксеаовнй геотермометр (см.выше) п различные пшроко извостные варианта двупярокоеновой термометрии по Уэлпу, Вуду-Банно и др. Согласно расчетам, температурный интервал кристаллизации интеркумулусных пироксенов составил 898-И95°С. Ликвидус-ные термометры плагиоклаз-расплав (Куголин, Црусевич, 1986; Hotton, 1989) датируют начало кристаллизации этого минерала в температурном pezrae II35-II94°C. Фугитивность кислорода на стадии интерку-мулусной кристаллизации расплава оставалась пониженной, на что показало отсутствие в клинопироксенах окисного железа, которое расчитывалось по известной методике Дж ЛЬ пике. Наличие в породах плагиоклаза лейотовидпого габитуса позволило предположит;-, что кгист-" лизация интеркумулусн'ой жидкости осуцестахялась в гпиабпогялт-нчт

условиях.

Позднеыагматическая стадия эволюции системы характеризовалась, главным образом, локальным протеканием реакции ортопироксе-на с остаточным расплавом, обогащенным флюидной фазой, и формированием фации роговообманковых габбро. Для оценки термодинамических параметров состояния системы на данном этапа использпвались зависимость состава амфиболов от температуры ( Otten , 1984) и давления С Hammerotrom, Zen, 1986). Согласно расчетам замещение пироксенов амфиболом происходило при температурах 558-609°С и давлениях 1,4-1,5 кбар. Отсутствие трехвалентного нелеза в структуре амфиболов свидетельствует о том, что i02 на данной стадии оставалась невысокой (Blundy, Holland, 1990).

Положение 3. Химический и Фазовый состав сульфидных медно-никелевнх руд норит-лиоритовых интрузий соответствует кристаллизации богатой никелем сульфидной жидкости, типичной для коматиито-внх расплавов. Состав и эволюция минеральных пашгенезисов сульфидов отвечают условиям равновесия между сооуществупцими сульфидным и силикатным расплавами и определяются параметрами кристаллизации ■ силикатной Фракции магмы.

Минеральный состав оруденения в интрузивах Елань-Блкинского рудного поля имеет определенные черты сходства с рудами других медно-никелевых месторождений, в том числе и Воронежского кристаллического массива (Нижнемамонское, Подколодновское), однако обладает целым рядом специфических особенностей, которые потребовали более детального рассмотрения. ,

К главнейшим особенностям фазового и химического состава рассматривавши руд относятся, прежде всего, повышенные концентрации (до 30-60 об.%) высоконикелевого пентландита ( Ре/Hi менее 1,0) и никельсодержащих моноклинного и,реже,гексагонального ни.цо'Ц!нов (0,17-2,49 иас.% Hi ), при весьма ограниченном распро-схранении халькопирита (3-5,реже 10-15 ой.%) и халькопирит-содер-хаадх разновидностей руд и,как следствие, - высокие концентрации, в рудах никеля и повышенное значение отношения Hi/Си (^15).Оо-1лы-лю теории сульфидного магматического рудообразования руды по-доои.ло состава не могут быть продуцированы базитовым магматизмом (lb я!'-[ ы г, Ш31; Дистлер и др.,1988). Объяснение наблюдаемого насо-и 1 ¡'Ысхы:н шпегаег из петрологических построений автора, согласно ¡:. i )[ ¡м 4--|.»!Щ'-.ь»нин ннрит-диоритовых иитрузиЙ связывается с

эволюцией первично-сульфидоносннх коматиитовнх расплавов, для которых характерна существенная обогащенность несмесимой сульфидно!! жидкости никелем (Налдрэтт, 1984). Таким образом, очевидно, что для руд норит-диоритовых интрузий характерно наследование химизма (прежде всего, повышенной никеленосносги) первично-несмеспмой суль фидной жидкости коматштовых магм, кристаллизация которой обусловливает наблюдаемые состав и фазовые взаимоотношения главных рудо-образунцих сульфидов руд в норитах.

Важнейшей особенностью норит-диоритовых интрузий и ассоциирующих с ними руд является отсутствие в их строении стратификации, а также фазовой и скрытой расслоенности силикатных и с^.ьфидных парагенезясов, являвшихся основополагающими сульфидно-петрологпе^ киш характеристиками, детально изученными для грубодиффоренцнро-ванных трапповых интрузий норильского типа и ритмично-расслоенннх плутонов (¿истлер и др., 1979, 1988).

На основании изучения петрологических аспектов формирования норит-диоритовых интрузий автором было показано, что в образовании последних значительная роль принадлежала процессам докамерно-го фракционирования; в камерных условиях наблюдалось лишь перераспределение я кумуляция ранее сформированных протокристаллов, что предопределило отсутствие фазовой и скрытой расслоенности силикатных парагенезисов. Цря отсутствии значительного эффекта фракционирования в рудоносном расплаве 1п еИ;и в магматической системе отсутствовали условия обмена компонентами между сульфидной жидкостьг и последовательно изменяпциылзя по составу силикатным расплавом. Основной объем сульфидной жидкости находился в соотношениях равновесного обмена компонентами исключительно с остаточной силикатной жидкостью, из которой осуществлялась кристаллизация интвркумулусноП ассоциация минералов при температурах 900-1200°С, что предопределило отсутствие фазовой и скрытой расслоенности сульфидных парагенезисов.

фугятявность кислорода в магмо, как показано выше, на всех стадиях эволюции магматической системы оставалась весьма низкой. Поскольку тенденции изменения летучести кислорода и серы ( гз2 ) в магме в известной степени противоположны (Дрстлер я др., 1979, 1988; Гэнкин я др., 1981), фугитивяость сера, очевидно, была постоянной и достаточно высокой во всем интервале магматических температур и давлений. Постоянство высоких значений fs? предопределило кристаллизацию внсокосериистых ник9льсодер.жяших "моносульфАднчх

твердых растворов ( ызе) и, соответственно ,высокосернистых промежуточных твердых растворов (1ББ ), продуктами субсолидусных превращений которых являются вьсокосернистые парагенезисы главных рудо- ' образующие сульфидов (моноклинный, реже гексагональный пирротины, тетрагональный халькопирит), реально наблвдаемые в рудах норит-диоритовых интрузий.

Согласно экспериментальным данным сернистость пирротина мо-мат изменяться в зависимости от температуры при постоянном ( тои!т1п,Вахтою,1964). Однако, в сульфидных рудах, ассодшфущих -с норит-диоритовыми интрузиями, в рассматриваемых парагенезисах изменение сернистости пирротина сопряжено с изменением в нем концентрации ^..келя в твердом растворе, а также с изменением желозис-1'ости сосуществующего пентландита. 8то выражается в присутствии в рудах следущих высокосернистых ассоциаций:Рот + Ср + Рп 0>8;

Рои +Роь + Ср + Рп 0 8_о,9' Реже °Р + ^ 0,9 и Д°казывает»

что составы шз .из' и,'соответственно кристаллизующихся фаз зависели, главный образом, от изменения летучести серы. В сульфидно-силикатных расплавах, имеющих соответствуюг^условиям устой-

чивости моноклинного пирротина, будет наблюдаться соотношение активностей катионов главных рудообразующих металлов аи±> Оуе, что предопределяет высокие содержания никеля в кристаллизующихся М38 , придуктама твердофазовых превращений которых являются аикельсодер-кащнй моноклинный пирротин и никелистый пентландит, преобладающие в рудах норит-диоритовых интрузий.

Таким образом, очевидно, что при определенных петрологических условиях (докамерная кристаллизация, низкая постоянная фуги-тивность кислорода в магме) в природе может реализовываться ыеха-незы формирования только высокосернистых парагенезисов главных ру-дообразующих сульфидов, составляющий лишь один из возмогших варинн- • тов эволюции рудносульфидного вещества медно-никелевых магматических систем.

Шдиз!;ни11-А. Каенолиш норит-диоритовых интрузий представляв собой реликты киолого косного материала, контаыинирующего исхожу*' магму. и ульураоонорнш породи, рассматривавшиеся как

инооуир кумулати коиетиитового расплава. Рншрбазнтовые к':гНодиш содержат суль1и.д)1уи минерализацию. состав которой отра-»:?ьг..<го"гав иьрьично-и.всм&оимой сулыйилой яидкооти .рудоносных

По петрографическому составу ксенолиты, установленные в но рит-диоритовых интрузиях, подразделяются на две крупные групп?!. В первую группу входят широко распространенные в норитах ксенолиты метапесчаников, роговиков, кристаллических сланцев и гнейсов, которые, очевидно, представляют собой породы воронцовской серии л предположительно, невскрытые эрозией образования Емещащей рига более древнего возраста. Значительная распространенность ксенолитов данной группы в виде различной степени дезинтегрированных п переработанных включений в породах норит-диоритовых интрузий позволяет рассматривать их в качестве фрагментов кислого г.орояого материала, контаминпруицего первичную магму, что согла-уется с данными проведенного петрогеохимяческого моделирования.

Вторая группа ксенолитов объединяет порода преимущественно ультраосновного состава с различной степенью метаморфических преобразований. Среди них выделяются две разновидности образований.

1) Породы с частичным сохранением первичных структурных и минералогических особенностей, соответствуйте первичным дунптам, гарц-бургитам, плагиопередотитам, верлитам, орто- и клшопироксенитам.

2) Породы о полным преобразованием первичных структур неопределенной формационной принадлежности. В их числе т^емояптиты, талькпти. породы тальк - тремолит - полевошпатового и тальк - тремолит -карбонатного состава (Бочаров и др., 1987; Плаксенко, 1990).

Среди наиболее важных особенностей состава рассматриваемых ксенолитов отмечались высокая магнезиальяость (17 ^ Ь"з 25 мае Л устойчивость отношения Сао/Д.12о3 , равного 0,9-1,3, низкие содержания т± , некогерентных элементов и высокие концентрации и Со » которые определяют близость некоторых характеристик состава ряда ксенолитов (тремолититы, актинолитигн) коматпитам и кома -тиитовым базальтам (Бочаров и др., 1987; Гнрнис я др., 1991). Широкие вариации химического состава ксенолитов, обусловленные значительным проявлением процессов метаморфизма, затрудняют классификационную систематику и определение формационной принадлежности ксенолитов по петрогеохимическим параметрам. В свяэл с этил, чрезвычайно важное значение имеет исследование типоморфизма хрои-шинелей, сохраняющихся в большинтве типов ксенолитов в виде реликтовой фазы. Как известно, хрошшинели являются наденшм критерием для определения форматдаонной принадлежности вмеиапщтт их мчг матических пород (Плаксенко, 1989).

На основе исследований состава хремгапшелей рпнтгечолскям

цнкроанализом показано, что специфика их химизма определяется: i) высокой концентрацией Сг2о3 (48,55-58,16 то.%); 2) низким содержанием ИвО (0,65-5,76 та.%)-, 3) постоянным присутствием

2иО (0,72-3,59 иас.%). Вариации состава хромшшщелидов обусловлены, главным образом, изоморфными замещениями Кв-Ре и Сг-А1.

Гомогенность, отсутствие зональности и структур распада, полная аналогия химизма хромашшелидов из различных петрографичес-1сих типов ксенолитов свидетельствуют об условиях ранней ликвидус-ной кристаллизации шшнелидов в равновесных соотношениях с остаточным расплавом. Высокая хрошстость, закономерное изменение в составе хрошпинелидов отношений Сг/(Сг + А1) и Мз(Ыз + Ре2+), а также низкие концентрации Ре2о3 свидетельствуют о кристаллизации хроышпинеладов ксенолитов при фракционировании магматической системы в условиях повышенных значений термобарических параметров и низкой фугитивности кислорода в магме (Плаксенко, 1990). Пониженная ыагнезиальность рассматриваемых хромшшнелидов' (х^ = 0,040,33) связана, по-видимому, с процессом переуравновешивания лик-видусыых хроышшшблидов с силикатным расплавом в условиях повышенной ассимиляции последним сиалического материала.

Изученные хромшшнелиды ксенолитов обнаруживает отчетливую аналогии состава со ипшнелидами коматиигових серий и акцессорными хромшпинелидаыи в норитах, которые являются продуктами■эволюции коыатиитовых ыагы. Следовательно, хрошшшелиды ксенолитов и но-ритов является, очевидно, ранними ликвидусными" фазами коматиито-вого расплава. Данные соображения, а также факт близости химизма части рассматриваемых ксенолитов коматиитам и коматиитовам базальтам свидетельствуют, по всей вероятности, о том, что гшербазито-виа ксенолиты в норитах представляют собой ранние глубинные куыу-латы частично коптаминированного коматиитового расплава, претер-иевам'сфракционирование, диф1еренциацию и автоыетаморфизы в условиях глубинных частей магматической колонны.

ВаяньЙиеИ особенностью ультраосновных ксенолитов в норитах льгпшюл наличие в них сульфидной минерализации, представленной различной но размеру вкрапленностью округлых, изоматричных и нен-равишюй Зормы агрегатов развитых в виде включений в хромшпине-лицах, а текке нсе|уюиих,ф.»зах серпентина по оливину и ортопирок-шц, либо в интерс-шшях между силикатами. Среди рудных минералов ксинояитоь установлены: николЫ:оцераащие моноклшшнй и гекоа-гон-!Л1 ни!! 1Я!р|.( 1йич, нт-сглижелэвчй н»нтля|ушг. кобальт-нентлан-

дат, тетрагональный стехиометрический халькопирит, сульфоарсешцш изоморфного ряда кобальтин-герсдорфит, сфалерит, пирит и шолариг

Сравнительный анализ сульфидной минерализации ксенолитов п сульфидных мэдно-шшеловых руд в норитах свидетельствует о чрезвычайной близости их составов, проявляющейся не только в сходстве химизма основных рудообразукщих сульфидов (пирротина и пентландл-та), но и, прежде всего, идентичности слагакщих их парагенетичес-ких ассоциаций.

К особенностям фазовых взаимоотношений собственномагматичес кой ассоциации рудных минералов ксенолитов относится преобладание пентландит-пирротиноисс минеральных парагенезисов при крайне ограниченном развитии халькопирита, а такяе высоконикелевый состав пентланддтов (32,4&-43,01 мас.% Hi ). Подобные особенности фазо-бых взаимоотношений и химизма главных рудообразуодих сульфидов характерны также ддя руд Еланского месторождения (см.выше) и кома-тшт-ассоциярованных месторождений и определяются, очевидно, высоконикелевым составом сульфидной жидкости, свойственной рудоносным коматиитовым магмам, ранними глубинными кумулатами которых и являются минерализованные ультрамафичеcraie ксенолиты в норитах.

Присутствие в изученных ксенолитах кобальт-пентландитов (26,84-37,47 иао.% Со), не характерных для парагенезисов сульфидов медно-никелевых месторождений, где содержание кобальта в пентлап-дитах редко превышает 10,5 мас.£ (Дистлер и др., 1988), и установленных среди парагенезисов глубинных (мантийных) сульфидов из ульт раосновных ксенолитов в кимберлитах (Дистлер я др., 1987), позволяет говорить и глубинной природе собственно-магматической ассоциации сульфидов гшербазитовых ксенолитов в норитах, которые пред ставляют собой, по-видимому, раскристоллизованпно фрагменты пер-вично-несмесимой сульфидной жидкости, захваченной в процессе про-токристаллизации рудоносного коматиитового расплава при образовании ксенолитов.

формирование ассоциации более поздних минералов (пирит, суль фоарсошцш Hi и Со , виоларят) отражает преобразова!шя сульфидного вещества ксенолитов в процессах автометаморфизма норит-диори-товых интрузий и связанных с ними руд в условиях гипабиссальпой магматической камеры.

Положение 5. В норит-диоритовнх интрузиях основные концентрации платиновых металлов связаны с сульфидными медно-никелевнми рудами. По гип.у концентрирования элементов группы платины орудо-

неняе в норитах является близким коматиит-ассоциированным месторождениям. Установлено преобладание палладия над платиной и -оушы палладия и платины над группой редких платиноидов. Выделено два -контрастные группы платиновых металлов - триада га, pt, Rh и Ru -, с концентрацией первых в виде твердых растворов в основных рудо- -образующих сульфидах. Одной из ведущих форм нахождения элементов группы платины в рудах являются твердые растворы в сульфоарсенидах Iii и Со , формирование которых связывается- с процессами гидротермального ".втометаморфизма.

Изучение закономерностей концентрирования элементов группы платины ( PGE ) в норит-диоритовых интрузивах BKivl (Еланском, Бакинском, Новопокровском, Троицком) показало, что в рассматриваемых образованиях основные концентрации платиновых металлов связаны с сульфидными медно-никелевими рудами. При значительных содержаниях основных рудообразуодих компонентов ( N1, Си, Со, S ) концентрации благородных металлов в сульфидных рудах норит-диоритовых массивов характеризуются достаточно низкими величинами. Как и для большинства проявлений сульфидной медно-никелевой формации особенности оруденения в интрузивах Елань-Елкинского рудного поля определяются резким преобладанием палладия (0,003-1,000 г/т) над платиной (0,003-0,380 г/т) при величине отношения Pd/pt =2,11-? 2,43, а также суммы палладия и платины над группой редких платиноидов, концентрации которых в большинстве образцов шше чувствительности анализа и в наиболее богатых пробах достигают 0,030 Eh, 0,020 Ru и 0,030 г/т 1г. Максимальные содержания PGE установлены в рудах Еланского месторождения, а в пределах последнего связаны с массивными сульфидами. Новопокровский и Троицкий интрузивы, несущие убогое вкрапленное существенно нирротиновое орудене-нае, в значительной степени обеднены благородными металлами.

Корреляционный анализ распределения цветных и благородных металлов показал, что триада Pd-rt -Rh обнаруживает устойчивую иолоаигельную корреляцию как с основными рудогешшми элементами ( Iii, Си, Со, S ), так и меаду собой. Напротив, Ru не связан корреляционной зависимостью ни с одним из вышеперечисленных элементов. Взаимосогласованное поведение Pd, pt, Rh и их тесная ассоциация с халько^илышми алиментами ц серой свидетельствуют, чго ыц.иацки концентраций данных платшошх металлов связаны с их H£jEoiuifcin:t:u в iiec-Mucuujü иуль^ндд-л: шдкости, выступающей в качест-td к.лл*кт->ра. Наибе-лее ьерояшой 'jopt.-oti нахождения этих металлов ь 1)И"У. чьччг 1СЧ их тицди* ¡ii-niuj и ь оиношшх 1>удооб|.азу»и1Их

сульфидах.

Специфика распределения рутения, отличающегося от распределения Pd , pt и Rh , связана, по-видимому, с возможностью ассоциации данного элемента в рудах с хромитом. При этом Ru может либп находиться в хромите в виде твердого раствора, либо образовывать в нем микровключения собственных минеральных фаз типа лаурита -RuS2 (Barnen et al.t 1985 и др.). Второе предположение вполне реально, поскольку в паре Ru-Cr отсутствует значимая положительная корреляция.

Детальными исследованиями установлено, что ведущей формой нахождения платиновых металлов в сульфидных рудах норит-диорито-вых интрузий БКЛ являются твердые растворы PGE в сульфоарсенидах никеля и кобальта. Сульфоарсениды являются весьма характерными минералами сульфидных руд в норитах (Буковяшн, Чернышов, 1985; Касатов и др., 1988), формирование их связывается с процессом гидротермального метаморфизма. Как известно, сульфоарсениды и Со являются основными носителями платиновых металлов на месторождениях Печенги (Дистлер и др., 1989).

В состава сульфоарсенидов N1 и Со из норит-диоритовых массивов ЕКМ установлены изоморфные примеси осмия, иридия, рутения, реле палладия и платины, общие закономерности распределения которых мекду отдельный! зернами в целом аналогичны описанным для Пе-ченгского рудного поля (Дистлер и др., 1989). Существенных колебаний абсолютных концентраций отдельных рзе и их суммы не установлено. Максимальная суммарная концентрация платиновых металлов достигает 0,15 мас./i. Установлено накопление элементов группы платины исключительно в гомогенных метакрясталлах сульфоарсенидов при существенной роли в их составе арсенопиритового минала; зональ ные выделения рассматриваемых минералов и никелин платиновых металлов не содержат.

Исследованиями последних лет было показано, что величина Pd/lr в породах и рудах огранаат степень плавления мантии при образовании магматических расплавов и изменяется от 1-20 в наиболее примитивных коматиитах до 300 в континентальных толеитах (Налдретт, 1984 и др.). Массивные руды Еланского месторождения имеют отношение Pd/lr. =25, что не характерно для рудных образований, связанных с бвзитовым магматизмом. Величина Pd/lr в рудовмещающих норитах и диоритах еланского комплекса изменяется в пределах от 16 до 60, составляя в среднем 32, что надежно отличает их от габброидов и гипербазитов мамонского комплекса,

имеющих отношение Pd / Ir =30.

Сравнение Еланского месторождения с проявлениями сульфидной . Си -Iii формации различного генетического типа с использованием известит: методик (Налдретт, 1984; Ватев et al., 1988) показало, что оруденэние в норит-диоритовых интрузиях в целом близко типичным коыатиит-ассоцинровашшм месторождениям, однако, несколько отличается от них по ряду признаков: I) более крупным наклоном профилей распределения PCE , что соответствует несколько повышенным значени.:ш отношения ïd/lr ; 2) наличием рутениевого минимума; 3) низкой суммарной концентрацией PGE .

Î,¡одаль формирования норит-диоритовых интрузий в результате процесса ассимиляция - фракционной кристаллизации сульфидоносными коматинтошми магмами пород континентальной коры удовлетворительно объясняет специфику распределения платиновых металлов в рудах рассматриваемых образований. Известно, что процесс ассимиляция, как правило, сопровождается фракционированием ликвидусных минералов, что неизбежно приводйт к изменению относительных концентраций PGE в сульфидно-силикатных расплавах. Количественное моделирование процесса ассимиляции - фракционной кристаллизации сульфидоносных коматиитов-показало, что при 30^-ной раскристаллизации паридотиго-вых коматиитов (при удалении из расплава ликвидусной ассоциации минералов коматиитов - оливина и шпинели) остаточный расплав характеризуется параметрами (N1 / Си =15; Т4/1г=30), идентичными установленным в рудах норит-диоритовых интрузий. Наличие минимума концентраций Ru объясняется удалением из расплава на ранней стадии его эволюции хромита, с которым предположительно (сы.выше) ассоциирует лаурит.

При близких концентрациях Iii и Си , руды норит-дморитовых интрузий обеднены элементами группы Т* в среднем в 5 раз по сравнению с коыатиит -ассоциированными месторождениями. Иначе говоря, для рассматриваемых руд характерны высокие отношения Mi / ige и Ci/ PGE по сравнению с сульфидоносными коматииташ. Поскольку платиновые металлы характеризуются существенно большими значениями коа^фициентов распределения в сульфидную жидкость, чем Hi и Си ( 11 ige bHi си то Раннае выделение даже небольших объемов сульфидного расплава приведет к резкому обеднению последующих порций сульфидного вещества платиноида!/и относительно Hi и Си . Количество сульфидного вещества, отделившегося до внедрения в Käi»:{ у сов; емеыиого налегания било определено по уравнению Рэлея.

Расчеты показали, что требуемое пятикратное обеднение платиновым металлами доотигаэтся при раннем отделении 0,165» сульфидного вещества. Таким образом, распределение платиновых металлов в породах и рудах едакокого комплекса ВКМ в целом не противоречит предлагаемой модели эволюции никелонооного цорит-диоритового магматизма.

Основным итогом диссертационной работы является разработка внутренне непротиворечивей, по мнению автора, генетической модели сульфидного магматического рудообразования в норит-диоритовкх интрузиях ВКМ. Она позволяет рассматривать процессы формирования рудоносных массивов в единстве развития магматической дифф рен-циации и рудоотлояения как результата эволюции первично-сульфидо-йосноЙ коматиитовой магмы в условиях динамического равновесия яесмесямых сульфидного, и силикатного расплавов.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Фракционирование редкоземельных элементов в никеленосних норят-диеритовнх интрузиях Воронекского кристаллического массива// Изв.АН СССР. Сер.геол. 1991. й 10. С.88-100. В соавторства с

А. В. Пере ела вцезым.

2. Элементы группы платины в ншсзленосных норит-диоритовых интрузиях докембрия Воронежского кристаллического массива// Геология руд.месторождений. 1991. № 6. С.57-73. Е соавторстве с А.В.Нвреславцевым, А.А.Исаичкинш, К.Н.Никольской.

3. Закономерности фракционирования малых элементов в никэле-носных норит-диоритовых интрузиях .Воронежского криоталлического массива // Геология руд.месторождений. 1991. № 4. С.32-46. В соавторстве с А.В.Переолавцевым.

4. Сульфидные минералы ультрамафических ксенолитов из нике-леносиах норитов Воронежского криоталлического массива// Зап. Всессш.минерал.о-ва. 1991. № 2. С.36-49. В соавторства с А.Н.Дла-ксонко, А.С.Касатовым, Г.Н.Муравицкой.

5. Породообразующие минералы и петрогенезис никеленосных норит-диоритовых интрузий Воронежского кристаллического массива// Изв.АН СССР. Сар.геол. 1992 (з печати). В соавторства с А-В.Пере-

славцзвым,

РОТАПРИНТ ИН ги.1 и пэчять 20.02. Заназ 51

Тар5Ж 100 э;з.