Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Золотухинский комплекс КМА

ВАК РФ 25.00.04, Петрология, вулканология

Автореферат диссертации по теме "Золотухинский комплекс КМА"

На правах рукописи

БОЙКО Павел Сергеевич

ЗОЛОТУХИНСКИЙ КОМПЛЕКС КМА (ГЕОЛОГИЯ, СОСТАВ, УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ РУДОНОСНОСТИ)

Специальность - 25.00.04 - Петрология, вулканология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 г ДЕК 2013

Санкт-Петербург 2013

005543745

Работа выполнена на кафедре минералогии, петрографии и геохимии Воронежского государственного университета

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, профессор Чернышов Н.М.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор Бочаров B.JI.

доктор геолого-минералогических наук, Ремизов Д.Н.

Ведущая организация:

Институт геологии Карельского научного центра РАН (г. Петрозаводск)

Защита состоится 26 декабря 2013 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 216.001.01 при Всероссийском научно-исселедовательском геологическом институте им. А.П. Карпинского по адресу: 394006, Санкт-Петербург, Средний пр., 74

С диссертацией можно ознакомиться во Всероссийской геологической библиотеке ФГУП «ВСЕГЕИ» (г. Санкт-Петербург, Средний пр., д. 74). Автореферат разослан 19 ноября 2013 года.

Отзывы в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по адресу: 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., 74., ВСЕГЕИ, диссертационный совет Д 216.001.01, ученому секретарю Р. Л. Бродской и на e-mail: Rimma_Brodskaya@vsegei.ru

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор геолого-минералогических наук P.JI. Бродская

Телефон для справок: 8(473)220-87-79; факс 8(473)220-79-66 e-mail: boyko@geol.vsu.ru

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В строении Курского блока (структурно-фациальной зоны КМА) Воронежского кристаллического массива (ВКМ) выделяется несколько ультрамафит-мафитовых комплексов: бесединский перидотит-пироксенит-габбронорит-анортозитовый, сергиевский (железногорский) дунит-перидотитовый, дубравинский щелочно-карбонатит-ультрамафитовый, золотухинский дунит-перидотит-габброноритовый и смородинский троктолит-габбродолеритовый -каждый из которых характеризует определённый этап в эволюции всего региона (Чернышов, 2004; Чернышов, Ненахов, 2011). Среди этих комплексов особый интерес представляют интрузии, относящиеся к двухфазному дунит-перидотит-габброноритовый золотухинскому комплексу. Они приурочены к палеопротерозойским зонам ремобилизации коры и по традиционным представлениям (Ненахов 2011, Холин 2001, Чернышов 2004) рассматриваются как продукты континентального рифтогенеза того времени, но практически не упоминаются в существующих моделях эволюции ВКМ (Буш и др., 2000; Божко и др., 2002; Щипанский и др., 2007). Вероятно, это связано с тем, что несмотря на значительную степень изученности зон палеопротерозойского континентального рифтогенеза, широкий временной интервал становления породных ассоциаций рифтогенных структур, существенный вклад процессов корово-мантийного взаимодействия, и, как следствие, значительные вариации вещественного состава слагающих их комплексов приводят, зачастую, к неоднозначности интерпретации тектонических условий их формирования. Исследование петрогенетических особенностей комплекса с установлением его возрастных характеристик и геодинамической обстановки его формирования способно в значительной мере дополнить комплексную картину и снять ряд дискуссионных вопросов о характере происходивших в палеопротерозое рифтогенных событий.

Цели и задачи исследования. Главной целью работы является установление условий формирования породных ассоциаций золотухинского комплекса в контексте взаимообусловленности процессов магматизма, геолого-геодинамических условий и рудогенеза на палепротерозойском этапе эволюции ВКМ. Достижение поставленной цели потребовало комплексного подхода к решению методически взаимосвязанных задач, включающих: 1) исследование совокупности геологических, минералого-петрографических и петрогеохимических данных; 2) обоснование возраста магматизма; 3) определение геодинамических условий формирования интрузий комплекса; 4) установление особенностей эволюции магматической системы; в том числе с учетом процессов палеоротерозойского рифтогенеза северо-воточной части Сарматии; 5) уточнение минерагенической специализации золотухинского комплекса.

Фактический материал и методика исследований. Работа выполнена на кафедре минералогии, петрографии и геохимии геологического факультета Воронежского государственного университета. Исследования проводились диссертантом во время обучения в аспирантуре геологического факультета в 20082011 гг., а также за период работы (2008-2013 гг.) в составе научной группы кафедры под руководством члена-корреспондента РАН, профессора Н.М. Чернышева, в процессе реализации ряда проектов РФФИ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», Гранта Президента и др., в которых

3

автор был исполнителем, и одного проекта РФФИ под непосредственным руководством автора. В основу диссертационной работы положен фактический материал по геологии, петрографии, минералогии, петрогеохимии и минерагении пород золотухинского комплекса КМА, полученный лично автором в ходе полевых и лабораторно-аналитических работ, а также фондовые (Чернышов и др., 1968, 1973; Ратников и др., 1972; Егоров и др. 1971; Лосицкий и др. 1999; Ликарчук и др. 1978) и опубликованные материалы (Чернышов и др., 1981; Альбеков, 2002; Чернышов и др., 1983; и др.). Результаты исследований базируются на: 1) детальном описании керна скважин с составлением колонок, геологических разрезов и отбором образцов пород и руд; 2) изучении методами оптической и растровой электронной микроскопии более 300 прозрачных и полированных шлифов по 15 буровым скважинам; 3) выполненных при участии автора 180 микрорентгеноспектральных анализов породообразующих и 80 анализов рудных минералов; обработки результатов более 100 анализов петрогенных окислов (заимствованы из опубликованных данных (Чернышов и др., 1972) и для последующей обработки пересчитаны на безводный остаток), а также более 30 оригинальных анализов петрогенных окислов и некоторых редких элементов, выполненных методом рентгено-флуоресцентной спектроскопии; 3) результатов 23 оригинальных анализов определения элементов-примесей методом ICP-MS; 4) результатов выполненных впервые для изучаемого комплекса трех Sm/Nd и двух Rb-Sr изотопно-геохимических анализов и двух U-Pb-изотопных определений возраста (по циркону и бадделеиту) по технологии ID-TIMS.

Определение химического состава изучаемых пород - методом РФА (XRF) проводилось в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН, г. Москва, аналитик к.х.н. А.И. Якушев); содержания малых и редких элементов исследовались методом ICP MS в Аналитическом сертификационном испытательном центре Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов (ИПТМ РАН, г. Черноголовка). Микрорентгеноспектральные анализы химического состава породообразующих силикатов выполнены в Центре коллективного пользования научным оборудованием ВГУ на растровом электронном микроскопе Jeol 6380 LV с энергодисперсионным анализатором INCA 250 (аналитик к.г.-м.н. Н.С. Базиков), а рудных минералов - на микрозондовом анализаторе Camebax-100, аналитик H.H. Кононкова (ГЕОХИ РАН, г. Москва). Sm/Nd изотопно-геохимический анализ, а также определение U-Pb возраста по циркону выполнены в Институте геологии и геохронологии докембрия (ИГГД РАН, Санкт-Петербург, аналитики к.г.-м.н. В.М. Саватенков и Е.Б. Сальникова). Определение U-Pb возраста по бадделеиту производилось в лаборатории геологического факультета Университета г. Лунд, Швеция, аналитик доктор Ульф Сёдерлунд.

Научная новизна и практическая значимость работы. На основе детального изучения петрографического и минералогического состава породных ассоциаций золотухинского комплекса впервые в его составе выделены горизонты оливинсодержащих габброноритов, анортозитов, а также дайки мелкозернистых интрамагматических габброноритов. Анализ химических составов породообразующих минералов позволил установить наличие вертикальной и

латеральной зональности в породах Смородинского плутона и дополнить существующие колонки скважин и разрезы.

Исследование минералогических, петрогеохимических и изотопных данных позволило впервые обосновать существенное влияние процессов корово-мантийного взаимодействия в становлении массивов золотухинского комплекса.

На основании двух полученных в разных лабораториях определений по циркону и бадделеиту впервые установлено время формирования второй габброноритовой фазы интрузий золотухинского комплекса, составляющее 20662068 млн. лет.

Выявленные в пределах Смородинского плутона первичный ореол рассеяния сульфидов, а также точки минерализации как син- и эпигенетического медно-никелевого типов, так и окисных руд ильменита и титаномагнетита показали, что породные ассоциации золотухинского комплекса являются не только потенциально никеленосными, но и перспективными в отношении оксидных руд титана и железа.

Практическая значимость проведенных исследований заключается в уточнении петрогенетических особенностей формирования пород золотухинского комплекса и позволяет внести ряд корректив в модель общей эволюции не только гипербазит-базитового магматизма КМА, но и в геодинамическую интерпретацию палепротерозойского рифтогенеза всего региона. Это, в свою очередь, позволит оптимизировать прогнозные построения, касающиеся минерагенических перспектив различных блоков ВКМ.

Публикации и апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно представлялись на Научных сессиях геологического факультета Воронежского государственного университета с 2008 по 2013 гг., на Научных сессиях Воронежского отделения Российского минералогического общества (2011 и 2012 гг), а также на конференции «Минерагения докембрия» (Петрозаводск, 2009 г.), на XXI молодежной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца «Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии» (Санкт-Петербург, 2010), на V Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2010 г.), на XVII научной молодежной школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2011 г.), на XI Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2011 г.), на Научно-практической конференции ЦНИГРИ «Научно-методические основы прогноза, поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых - состояние и перспективы» памяти А.И. Кривцова (г. Москва, 2011), на V Российской конференции по изотопной геохронологии «Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов» в ИГЕМ РАН (Москва, 2012) и Всероссийской конференции «Современные проблемы магматизма и метаморфизма» (Санкт-Петербург, 2012). По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе пять из них в изданиях, рекомендованных перечнем Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ.

Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов по грантам РФФИ (№ 08-05-00158-а, №08-05-99003-р_офи, 12-05-31297-мол_а), Гранту Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ (№ НШ-2211.2008.5), ФЦП

"Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (ГК № 02.740.11.0021), ОНЗ РАН.

Объем и cTpyicrypa работы. Диссертационная работа общим объемом 156 страниц состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 198 наименований. Текст сопровождается 23 таблицами и 51 рисунком.

Во введении обосновывается актуальность и новизна работы, указываются цель и задачи, приводятся данные по фактическому материалу и структуре работы, формулируются защищаемые положения диссертации. Первое защищаемое положение обосновывается материалом первых трех глав, второе раскрыто в главах 4 и 5, третье - в главе 6. Первая глава представляет собой краткий реферативный очерк геологии, геодинамики и минерагении ВКМ, где особое внимание уделено современным моделям его длительной и многостадийной эволюции. Вторая глава посвящена геологическому строению структурно-фациальной зоны (блока) КМА и особенностям расположенных в ее пределах ультрамафит-мафитовых комплексов с подробной характеристикой геологии петротипических для золотухинского комплекса группы массивов Золотухинского участка и Смородинского плутона. Здесь же на основе изотопных данных обоснован возраст кристаллизации габброноритов второй фазы золотухинского комплекса. В третьей главе приведено детальное описание минералогии и петрографии основных типов пород. В четвертой главе интерпретируются петрогеохимические особенности породных ассоциаций. В пятой главе предложен авторский вариант петрогенетической модели их формирования, подтверждающий выводы четвертой главы. В шестой главе описаны типы рудной минерализации Смородинского плутона и определены перспективы рудоносности золотухинского комплекса в целом.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю - заведующему кафедрой минералогии, петрографии и геохимии Воронежского государственного университета член-корреспонденту РАН, профессору Николаю Михайловичу Чернышову за научное руководство, ценные советы и рекомендации на всех стадиях подготовки диссертации. Отдельную признательность автор выражает кандидату геолого-минералогических наук, доценту Александру Юрьевичу Альбекову за постоянную поддержку, советы и неоценимую помощь при проведении аналитических исследований.

Автор благодарен за советы и полезные консультации члену-корреспонденту РАН A.B. Самсонову, докторам геолого-минералогических наук, профессорам В.М. Ненахову, М.Н. Чернышовой, B.J1. Бочарову, А.Д. Савко, В.И. Сиротину, К.А. Савко, доктору геолого-минералогических наук A.A. Носовой. Автор благодарит всех своих коллег: сотрудников кафедры минералогии, петрографии и геохимии, в особенности: кандидатов геолого-минералогических наук В.В. Багдасарову, М.В. Рыборака, А.Н. Кузнецова, B.C. Кузнецова, В.В. Абрамова и О.Г. Резникову, аспирантов Е.М. Соловьеву и М.М. Понамареву за поддержку и ценные советы, а также сотрудников кафедры полезных ископаемых и недропользования: кандидатов геолого-минералогических наук В.М. Холина и Ю.Н. Стрика за предоставленные материалы, Н.С. Базикова за помощь в проведении локальных рентгеноспектральных анализов.

Также автор признателен сотрудникам лабораторий, в которых проводились аналитические исследования: к.х.н. В.К. Карандашеву (ИПТМ РАН, Черноголовка),

кандидатам г.-м.н. В.М. Саватенкову и Е.Б. Сальниковой (ИГГД РАН, Санкт-Петербург), PhD Ульфу Сёдерлунду (Лунд, Швеция), к.х.н. А.И. Якушеву (ИГЕМ РАН, Москва), H.H. Кононковой (ГЕОХИ РАН, Москва).

Особую признательность автор испытывает к своей семье за понимание, ожидание и всестороннюю поддержку при подготовке диссертации.

Первое защищаемое положение. Геологическое строение и внутренняя структура массивов золотухинского комплекса определяется сочетанием слагающих его гипербазитовой и базитовой породных ассоциаций, образовавшихся в ходе многоактного внедрения магмы на рубеже около 20662069 млн. лет.

Золотухинский комплекс КМА представлен образованиями дунит-перидотит-габброноритовой формации (Чернышев и др. 1981; Чернышов 2004) и имеет двухфазное строение (первая дунит-перидотит-пироксенитовая и вторая габброидная фазы). В общей структуре ВКМ образования комплекса локализуются в центральной части Курского мегаблока (Егоров и др., 1971; Чернышов и др., 1973) и приурочеы к зонам палеопротерозойского рифтогенеза: главным образом Орловско-Тимской (Воронецко-Алексеевкской, Тим-Ястребовской и Волотовской структурах) и, в меньшей степени, в Белгородско-Михайловской. Для массивов золотухинского комплекса вмещающими породами являются разнообразные вулканогенно-осадочные и метаморфические образования, включающие гнейсы, мигматиты и амфиболиты мезоархейского обоянского комплекса и вулканогенно-терригенные породы Михайловской серии неоархея (Полищук и др., 1966, 1970; Чернышов и др., 1981; Бочаров и др., 1993). В общем случае интрузии пород комплекса располагаются группами или цепочками вдоль разломов и представляют собой штокообразные полого- и крутопадающие, имеющие в плане овально-вытянутую, округлую и реже неправильную форму тела размером от 0,5 до 30 км2. Породные ассоциации комплекса слагают как самостоятельные гипербазитовые, так и пространственно совмещенные с габброидами интрузивы. Примером и петротипом первых может служить группа существенно гипербазитовых интрузивов Золотухинского участка, в свою очередь для вторых в этой роли выступает полихронный и полигенный базит-гипербазитовый Смородинский плутон (рис. 1).

Группа масивов Золотухинского участка расположена около с. Золотухино Курской области. Это несколько существенно гипербазитовых массивов, в которых присутствуют секущие тела габброноритов золотухинского и габбродолеритов смородинского комплекса). Смородинский плутон расположен близ с. Смородино Поныровского района Курской области примерно в 15 км северо-западнее золотухинской группы интрузий. В структурном отношении он локализован в зоне пересечения нескольких разломов в пределах замыкания небольшой синклинальной складки (рис. 1). Плутон представляет собой сочетание нескольких геологических тел: 1) сравнительно небольшие пластообразные интрузии гипербазитов (I фазы золотухинского комплекса): 2) прорывающего их крупного штока габброноритов (И фазы золотухинского комплекса: 3) более позднее и секущее все вышеназванные тела крупное силлоподобное тело габбродолеритов смородинского комплекса (более подробно эти образования освещены в серии работ (Альбеков, 1999, 2002)).

минералогическом отношении (табл.1) ультрамафитовая ассоциация золотухинского комплекса представляет собой бесплагиоклазовые породы существенно оливин-пироксенового состава, подвергнутые вторичным изменениям. Оливин встречается лишь в виде глазков среди петель серпентина, в то время как ортопироксены в большинстве своем замещены агрегатами актинолит-тремоитовых амфиболов. При этом сосуществующие оливин и ортопироксен характеризуются близкими значениями магнезиальности (Ра^-п и Еп82.85)-

Базитовая ассоииаиия в полной мере может быть изучена на примере Смородинского плутона, где породы ассоциации слагают главный шток интрузива, характеризующийся неоднородным строением, с преобладанием средне-крупнозернистых мезократовые габброноритов, в глубинных и краевых частях массива интенсивно амфиболизированных и биотитизированных, а в верхних апикальных частях - насыщенных дайками кислого состава и ксенолитами вмещающих пород. В глубине центральной части штока сохраняются участки оливиновых габброноритов, а выше по разрезу центральной части расположены стратиформные анортозиты, образующие чередующиеся с участками среднезернистых габброноритов горизонты. Породы центральной части штока пересечены телами мелко-среднезернистых директивных (за счет удлиненных кристаллов плагиоклазов) габброноритов, обладающих нечеткими контактами, сопровождающимися «заплывами» и включениями крупно-среднезернистых габброноритов, что позволяет считать эти образования «интрамагматическими дайками». Кроме этого, в пределах плутона установлены дайки мелкозренистых норитов и микрогаббро, верятно характеризующие наиболее поздние стадии становления мафитовой ассоциации и характеризующимися четкими секущими контактами.

По своей минералогии (табл. 1) базитовая ассоциация резко отличается от гипербазитовой как сменой оливин-пироксенового минерального паргенезиса на пироксен-плагиоклазовый, так и изменением состава породообразующих минералов - ромбического (преобладает) и моноклинного пироксенов и плагиоклаза при значительном проявлении процессов амфиболизации пород. Оливин встречается в виде редких, окруженных каемками серпентина и ортопироксена зерен в оливинсодержащих габброноритах, представлен несколько более железистой разновидностью (Рап-гО, и не встречается в других породах мафитовой ассоциации.

Состав пироксенов достаточно изменчив и отражает процессы кристаллизационной дифференциации: ромбические разности характеризуются наибольшим содержанием магнезиального компонента в оливинсодержащих габброноритах и анортозитах - Еп71.72 и Еп68.715, соответственно, в то время как для среднезернистых габброноритов характерны менее магнезиальные составы ортопироксенов, представленных железистым бронзитом и гиперстеном (Еп71_73 и Еп58_60) с тенденцией к увеличению магнезиальное™ гиперстена с глубиной, где он приближается к составу ортопироксенов дайковых пород (Епм). Подобная тенденция находит свое отражение и в составе сосуществующих моноклинных пироксенов, чей состав изменяется в менее широких пределах от авгита (Еп42\УозбР522) к салиту (Епз4\\^о49р817)-

Таблица 1

Минеральный состав породных ассоциаций золотухинского комплекса КМА_

Породы Мин. состав пород (об. %), состав минералов

Оливин Ортопироксен Клиногшроксен Плагиоклаз Биотит Кварц Вторичные минералы Рудные и акцессорные

Гипе рбаштовая ассоциация

Аподунитовые серпентиниты > 90 % (без учета Spt) Fa15-i7 Энстатит (Еп»,.и) - - - - Spt и Tic (до 100% по 01 и Орх), Ас1(/-= 19-20 мол.%), Trem (f= 4-5 мол.%); НЫ 3-10% (f= 16-29 мол.%) Рудные: Mag - 1-3% Sulph - 2% Crsp - 0,5%

Апоперидотито в ые серпентиниты 40-70 % (без учета Spt) Fa ю-17 5-50%, бронзит En82.„5Wo2Fs„.,6 5-35%, авгит En,5W036jFSu.7 - - ■

Оливинсодержащие пироксениты 7% Fa,5.i7 Нацело замещены амфиболами - - - Act (f= 16 мол.%), Trem if = 10-24 мол.%) НЫ 60-70% (/"= 25-27 мол.%) ■

Базитовая ассоциация

Оливинсодержащие габбронориты Ед. зерна Fa, 5.20 в оторочке Орх < 20%, бронзит En71.72Woj.3Fs25.26 < 15%, салит En32Wo50Fsls 50-55% АП7,].71 3-5%, оторочки по Орх Коронитовые выделения среди Р1 Оторочки НЫ поОрхиСрх, 5-10% (/ = 35-38 мол.%) Рудные: Mag - 1-3 %

Ср-кр. зернистые мезо-меланократ. габбронориты (в т.ч. амфиболиизи-ро ванные 20-40% (до 60%), бронзит (En7i_7,Wo2.,Fs2i,.27) и гиперстен (EnsMoWo^Fsjs.,,) 10-15% авгит Enj2Wo,6Fs22 Салит F,nuWo„Fs17 35-70%, два типа: 1) An,,,.,, 2)An12.4s 5-7%, оторочки по Орх, отдельные чешуйки и скопления Ед. зерна в в интерст. кум. Орх и Р1, местами до 3% 5-10% в виде оторочек НЫ по Орх и Срх или нацело замешает Рх,/-ок. 40 мол.% Рудные: Mag, Ilm - 3- 15 %; Py( Сер, Po-0-5, местами 5-15%; Акцессорные: Ар, Spn, Zrn, Bdy

Ср-кр. зернистые лейкократовые габбронориты (анортозиты) (в т.ч. амфиболизи- рованные) 5-15%, гиперстен (En67.9.73.5Fs2i.5. 27 ,WO| ,.3 ,) 5-7%, авгит EadWojjFsis пижонит En7iWosFs20 75-90%, два типа: 1) An,6.s5 2) АП59.65 5-10%, каймы по Орх, отдельные чешуйки и скопления Ед. зерна, местами 3-5% до 5% в вцде оторочек НЫ по Орх и Срх или нацело замещает Рх ок. 40 мол.%) Рудные: Mag, Ilm -до 15%; Акцессорные: Ар, Spn, Zrn, Bdy

М-ср. зернистые габбронориты интр а магм этических даек - 20-40%, гиперстен Ena,, Fs,,.; Wo2.» 10-15%, авгит En16.38Wo41. 44FS]g.2l 35-60% Anio-ii Ед. зерна (чешуйки) - 5-10% в виде оторочек НЫ по Орх и Срх (/"= ок. 40 мол.%) Рудные: Mag, Ilm, Py; Акцессорные: Ар

Примечание: сокращения названии минералов приведены в соответствии с (Whitney et ah, 2010)

Преобладающие над всеми остальными минералами базитовой ассоциации плагиоклазы также изменяют свой состав, характеризуясь наибольшими содержаниями анортитового компонента в оливинсодержащих габброноритах (Ап70-71 )■ В мезо-меланократовых разностях среди зерен плагиоклаза выделяются в равной степени проявленные два типа: крупные (2,0-3,5 мм), деформированные и плохосдвойникованные несколько удлиненные зерна (An50.7i) и мелкие (1-2 мм) таблитчатые плагиоклазы с ясно выраженными полисинететическими двойниками (Ап32.48). В анортозитах развиты зерна обоих типов с отчетливым преобладанием первых, отличающихся несколько большим содержанием анортитового компонента (Arises). Повсеместно в породах базитовой ассоциации развиты как оторочки по ортопироксену, так и скопления отдельных первичных зерен биотита, а также единичные резко ксеноморфные обособления кварца.

Вторичные минералы представлены главным образом амфиболами: зеленой (местами бурой) магнезиальной роговой обманкой и тремолит- актинолитовыми скоплениями. При этом тремолит преобладает главным образом, в ультрамафитах, а актинолит - в амфиболизированных габброноритах.

Указанные минералого-петрографические особенности пород золотухинского комплекса: а) слабая степень дифференциации в ряду гипербазитовой ассоциации золотухинского комплекса; б) отсутствие в сингенетическом ряду ультрамафитов поздних дифференциатов (оливиновых и плагиопироксенитов); в) незначительное распространение оливиновых габброноритов в ряду базитовой ассоциации; г) закономерное изменение составов породообразующих оливина, пироксенов и плагиоклаза - позволяют сделать вывод о том, что породы гипербазитовой ассоциации являются оливин-пироксеновыми кумулатами, и, вероятнее всего, кристаллизовались из родоначального расплава на самых ранних стадиях формирования массивов, в то время как отделившаяся межзерновая жидкость сформировала впоследствии базитовую ассоциацию комплекса.

Как в пределах Золотухинской группы интрузий, так и в Смородинском плутоне контакты гипербазитовой и базитовой ассоциаций золотухинского комплекса скважинами не подсечены, что осложняет однозначную интерпретацию временных взаимоотношений этих образований. Тем не менее, вскрытый скважиной 3009 на глубине 500 метров участок ультрамафитовых пород, предположительно являющийся ксенолитом, может опосредованно указывать на первоочередность формирования ассоциации гипербазитов. Таким образом, для установления времени сртановления массивов золотухинского комплекса нами было произведено датирование пород базитовой ассоциации золотухинского комплекса методом ID-TIMS по бадделеиту, с заверкой результатов датированием однородных зерен циркона. Первая проба (ср-кр/з мезократовые габбронориты, скв. 3009, инт. 526,0 -546,0 м) была исследована в Лаборатории Лундского Университета. Было выделено 50 темно-коричневых фрагментов и целых зерен бадделеита, размером до 80-100 мкм по длинной стороне, а затем исследованы три навески наиболее качественных бадделеитов методом U-Pb ID-TIMS анализа, результаты которого на графике изотопных отношений показали верхнее пересечение дискордии в 2066±2 млн. лет (рис. 2, a). U-Pb изотопные исследования цирконов (кр/з анортозиты, скв. 3009, инт. 612,7-624,0 м) были проведены в ИГГД РАН для трех микронавесок циркона (30-50 зерен) из крупной размерной фракции (>100 мкм). Верхнее пересечение дискордии,

частично совпадающую с полем обогащенной мантии (Е1Ч), а частично выходящую за пределы всех приведенных на диаграмме полей. Это в значительной мере осложняет однозначное обоснование мантийного источника пород.

®1 о 2 оЗ о 4

Рис. 6 Диаграммы Nb/Th-Zr/Nb(a), и Zr/Y-Nb/Y(6) для разграничения мантийных источников с вынесением соответсвуннцих им полей (по Condie, 2005): компонента обогащенной мантии EN (поле островодужных пород ARC); компонента деплетированной мантии DM (поле базальтов NMORB); компонентов примитивной мантии РМ и глубоко обедненного плюмового компонента DEP (поле базальтов плато океанов), переработанного компонента REC, включающего компоненты EM I, ЕМ 2 и HIMU (поле OIB). 1 - ультрамафиты; 2 - свежие средне-крупнозернистые габбронориты; 3 - амфиболизированные крупно-среднезернистые габбронориты; 4 - анортозиты

Рис. 7 Диаграмма Ce/Nb-Th/Nb (Polat et al., 1999) для пород первой и второй фазы золотухинского комплекса КМА. Составы геохимических резервуаров (DMM - деплетированная мантия, RSC -реститовый компонент слэбов, SDC - мобильный компонент слэбов) по (Saunders et al., 1988), СС (средний состав коры) и UC (верхняя кора) - по (Taylor et al., 1985). Поля составов: 1 - MÖRB, 2 -производные Исландского плюма, 3 - Сибирские траппы, по (Lightfoot et al., 1990), 4 - породы Марианской дуги, по (Polat et al., 1999); Условные обозначения: 1 — ультрамафиты; 2 - свежие средне-крупнозернистые габбронориты; 3 -

амфиболизированные крупно-среднезернистые

габбронориты; 4 - анортозиты.

DMM

0)5

О

t

ть/ыъ

Кроме того, если учесть утверждения Конди (СопсУе, 2005) о том, что почти все базиты протерозоя в некоторой степени были вовлечены во взаимодействие с континентальной литосферой, либо непосредственно, либо в качестве компонента обогащенной мантии, то можно предположить взаимодействие нескольких независимых источников, оказавших вклад в процесс формирования ассоциаций золотухинского комплекса. Это предположение находит свое подтверждение на диаграмме Се/ЫЬ - ТЬ/ЫЬ (рис. 7). В координатах этой диаграммы большая часть составов лежит на линии смешения производных двух резервуаров: плюмового источника с участием рециклингового литосферного вещества - тугоплавкой составляющей погрузившихся в мантию слэбов (П8С) и надсубдукционного компонента (легкоподвижное вещество, мобилизуемое при дегидратации и плавлении слэба - растягиваясь между полями островных дуг и базитов

Сибирских траппов, для которых доказан факт контаминации со значительным вкладом нижнекорового компонента (Носова, 2007).

Для проверки гипотезы нами были произведены исследования содержаний изотопов 8т, Ш, ЯЬ и Бг (табл. 3). Полученная величина начального отношения для мафитовых пород золотухинского комплекса (рассчитанное на возраст 2066 млн.

Таблица 5

Химические составы минералов сульфидной син- и эпигенетической минерализации

Пирит (10) Халькопирит (16) Пирротин (31) Пентландит (14)

мин. макс. сред. мин. макс. сред. мин. макс. сред. мин. макс. сред.

Fe 44,26 46,06 44,98 30,17 30,58 30,41 59,34 60,95 60,38 32,11 38,79 33,44

Си 0,00 0,25 0,05 33,73 34,77 34,27 0,00 0,22 0,05 0,00 0,11 0,04

Zn 0,00 0,05 0,02 0,00 0,40 0,06 0,00 0,10 0,03 0,00 0,07 0,04

РЬ 0,00 0,33 0,14 0,00 0,29 0,13 0,00 0,30 0,13 0,00 0,22 0,06

Мо 0,11 0,41 0,32 0,00 0,33 0,18 0,08 0,42 0,24 0,03 0,50 0,18

Pd 0,00 0,20 0,04 0,00 0,09 0,02 0,00 0,10 0,02 0,00 0,08 0,02

Au 0,00 0,17 0,04 0,00 0,27 0,06 0,00 0,34 0,05 0,00 0,41 0,12

Ni 0,00 0,10 0,03 0,00 0,17 0,04 0,14 0,45 0,30 23,85 29,45 28,21

As 0,00 0,12 0,04 0,00 0,00 0,00 0,00 0,14 0,02 0,00 0,06 0,00

S 50,83 53,42 52,15 33,88 34,90 34,48 37,55 39,55 38,51 32,90 34,63 33,43

Ag 0,00 0,13 0,05 0,00 0,14 0,03 0,00 0,12 0,04 0,00 0,12 0,03

Co 0,38 3,89 2,07 0,00 0,07 0,03 0,00 0,18 0,08 1,99 4,61 3,64

Pt 0,00 0,09 0,04 0,00 0,17 0,04 0,00 0,19 0,04 0,00 0,12 0,03

Total 99,28 100,59 99,97 99,11 100,45 99,75 99,10 100,48 99,90 98,34 99,95 99,24

Примечание: здесь и далее в скобках указано количество определении. Анализы выполнены на микрозондовом анализаторе СатеЬах-100, аналитик H.H. Кононкова (ГЕОХИ РАН)

Распределение в разрезе и взаимное соотношение окиснорудной и сульфидной минерализаций в пределах Смородинского плутона было исследовано на основе описания скважины 3009. В пределах скважины сумма рудных (окиснорудной и сульфидной минерализации) колеблется от единичных зерен до 25%, при ведущей роли окиснорудной минерализации практически на всем протяжении скважины. Однако, несмотря на значительную разницу в содержании, сульфиды входят в состав рудной минерализации пород золотухинского комплекса наравне с окиснорудными минералами: магнетит корродирован и замещен сульфидами, при этом пирротин замещает только магнетит при сохранении ильменитовых пластинок распада твердого раствора. Нередко сульфиды концентрируются по периферии и трещинам окиснорудных образований, а также во многих случаях образуют самостоятельные мелкие обособленные вкрапленники среди породообразующих силикатов. В основном такие сульфидные метаморфозы представлены пиритом, при этом кроме окислов он также развивается по халькопириту и пирротину, образуя порой значительные скопления.

Исходя из структурных особенностей и соотношений рудных минералов, можно сделать вывод о том, что вкрапленные сингенетические руды пентландит-халькопирит-пирротинового состава отложились в собственно магматическую стадию, и встречаются на всем протяжении разреза интрузиив породах как ультрамафитовой, так и мафитовой ассоциации. В постмагматическую стадию сформировались минералы окиснорудной минерализации (магнетит (титаномагнетит) и ильменит, образующие значимые скопления в верхних и центральных частях интрузии. В процессе авто- и аллометаморфических изменений (пневматолито-гидротермальный этап) в ассоциации с актинолитом, тремолитом, хлоритом, кварцем и биотитом отложилась основная масса сульфидов (эпигенетические руды) близкого к сингенетически рудам состава, однако с характерным повышенным содержанием пентландита. Эти руды приурочены к зонам тектонических нарушений и вторичных изменений в габброноритах мафитовой ассоциации.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ

1. Бойко П.С. Петрохимические особенности породных ассоциаций золотухинского комплекса КМА в связи с оценкой его формационной принадлежности и металлогенической специализацией // Минерагения докембрия: материалы Всерос.конф., Петрозаводск, 2009 .— С. 25-29.

2. Бойко П.С. Петрографические особенности породных ассоциаций золотухинского комплекса КМА // Труды молодых ученых Воронежского государственного университета. Вып. № 1-2. — Воронеж, 2010. — С. 107-112.

3. Бойко П.С. Петрография пород второй фазы золотухинского комплекса (структурно-формационная зона КМА) // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология .— Воронеж, 2010 .— № 2. - С. 159 - 170.

4. Бойко П.С. Некоторые особенности габброноритов второй фазы золотухинского комплекса КМА // Структура, свойства, динамика и минерагения литосферы Восточно-Европейской платформы: материалы XVI междунар. конф. — Воронеж, 2010,—Т. 1.-С. 140-145.

5. Бойко П.С. Некоторые особенности серпентинитов первой фазы Золотухинского комплекса КМА // Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии : материалы 21-й молодежной науч. конф. — СПб., 2010 .— Т. 1. - С. 212-215.

6. Бойко П.С. Предварительная оценка параметров метаморфизма пород второй фазы золотухинского комплекса КМА по сосуществующим амфиболам // Пятая Сибирская конференция молодых ученых по наукам о Земле: электронный сб. тез. http./sibconf.igm.nsc.ru .— Новосибирск, 2010.

7. Бойко П.С. Альбеков А.Ю. Характеристика сульфидного оруденения в породах золотухинского гипербазит-базитового комплекса КМА (Центральная Россия) // Металлогения древних и современных океанов - 2011. Рудоносность осадочно-вулканогенных и гипербазитовых комплексов: материалы 17-й науч. молодежной шк. — Миасс, 2011 .— С. 85-89.

8. Бойко П.С. Распределение лантаноидов в габброноритах золотухинского комплекса КМА как индикатор вероятных источников расплава // Материалы XII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» - Саратов, 2011 - С. 43-44.

9. Бойко П. С. Потенциальная рудоносность золотухинского комплекса КМА, Центральная Россия // Руды и металлы: спец. вып. : науч.-техн. журн. № 3-4 .— М., 2011 .— С. 25.

10. Бойко П.С. Особенности распределения лантаноидов в ультрамафит-мафитовых ассоциациях золотухинского комплекса и проблема определения природы родоначального расплава // Доклады научной сессии геологического факультета Воронежского государственного университета (4-29 апреля 2011 г.) Выпуск 1, Воронеж, 2011 - С. 41-48 - электронная публикация: http://www.minsoc.ru/FilesBase/voronezh2011 .pdf

11. Бойко П.С. Минералого-геохимические особенности пород и признаки контаминации габброноритов второй фазы золотухинского комплекса КМА // Вестник Воронежского государственного университета. Сер. Геология .— Воронеж, 2012,—№1,-С. 67-75.

12. Альбеков А.Ю., Рыборак М.В., Сальникова Е.Б., Бойко П.С. Геохронология палеопротерозойских базитовых формаций Курского блока Сарматии (Воронежский кристаллический массив) // Материалы V Российской конференции по изотопной геохронологии «Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов». Москва: ИГЕМ РАН, 2012. - С. 31-33.

13. Альбеков А.Ю., Рыборак М.В., Бойко П.С. Петрографические критерии расчленения палеопротерозойских ультрамафит-мафитовых интрузивных комплексов Курского блока Сарматии и установление этапов их эволюции (Воронежский кристаллический массив) // Материалы Всероссийской конференции, посвященной 150-летию акад. Ф.Ю. Левинсона-Лессинга и 100-летию проф. Г.М. Саранчиной «Современные проблемы магматизма и метаморфизма», СПбГУ, Санкт-Петербург, 2012 - С. 34-36.

14. Альбеков А.Ю., Рыборак М.В., Бойко П.С. Реперное и-РЬ изотопное датирование палеопротерозойских габброидных формаций Курского блока Сарматии (Воронежский кристаллический массив) // Вестник воронежского государственного университета. Сер. Геология. - Воронеж, 2012. - №2. - С. 84-95.

15. Бойко П.С. Типы минерализации Смородинского интрузива и перспективы рудоносности золотухинского комплекса // Вестник воронежского государственного университета. Сер. Геология. - Воронеж, 2013. - №1. — С. 139-147.

Работы [3, 9, 11, 14, 15] опубликованы в изданиях, рекомендованных перечнем Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ

Подписано в печать 18.11.13. Формат 60x84 ч<, Усл. печ. л. 1,4. Тираж 120 экз. Заказ 1206.

Отпечатано с готового оригинал-макета в типографии Издательско-полиграфического центра Воронежского государственного университета. 394000, Воронеж, ул. Пушкинская, 3

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Бойко, Павел Сергеевич, Санкт-Петербург

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

БОЙКО Павел Сергеевич

ЗОЛОТУХИНСКИЙ КОМПЛЕКС КМА (ГЕОЛОГИЯ, СОСТАВ, ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ И ПЕРСПЕКТИВЫ

РУДОНОСНОСТИ)

Специальность ~ 25.00.04 - Петрология, вулканология

ДИССЕРТАЦИЯ на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, член-корреспондент РАН, профессор Н.М. Чернышов

Санкт-Петербург

На правах рукописи

04201452333

2013

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ЭВОЛЮЦИЯ ГЕОДИНАМИЧЕСКИХ И МИНЕРАГЕНИЧЕСКИХ ПРОЦЕССОВ ВКМ 9

2. ГЕОЛОГИЯ, ВНУТРЕННЕЕ СТРОЕНИЕ И ПОРОДНЫЕ АССОЦИАЦИИ ЗОЛОТУХИНСКОГО КОМПЛЕКСА И ЕГО ПОЛОЖЕНИЕ В СТРУКТУРНО-ВЕЩЕСТВЕННОЙ СИСТЕМАТИКЕ УЛЬТРАМАФИТ-МАФИТОВЫХ ИНТРУЗИЙ КМА

2.1 Структурно-вещественные типы, особенности состава и строения ультрамафитовых и ультрамафит-мафитовых комплексов мегаблока КМА. 20

2.2 Геология, внутреннее строение и типы породных ассоциаций петротипических интрузивов золотухинского комплекса 27

2.3 Особенности пространственно-временных соотношений и время формирования интрузий золотухинского комплекса 38

3. МИНЕРАЛОГО-ПЕТРОГРАФИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ПОРОДНЫХ АССОЦИАЦИЙ ЗОЛОТУХИНСКОГО КОМПЛЕКСА (НА ПРИМЕРЕ СМОРОДИНСКОГО ПЛУТОНА И ЗОЛОТУХИНСКОЙ ГРУППЫ ИНТРУЗИЙ)

3.1. Петрография 44

3.2 Минералогия 55

4. ПЕТРОГЕОХИМИЯ

4.1 Петрохимические особенности пород золотухинского комплекса 89

4.2 Геохимические особенности пород 96

5. МОДЕЛЬ ФОРМИРОВАНИЯ ПОРОДНЫХ АССОЦИАЦИИ ЗОЛОТУХИНСКОГО КОМПЛЕКСА

5.1 Установление геодинамической природы образований золотухинского комплекса 105

5.2 Соотношения изотопов Бт-Ш и Шз-Бг 113

6. ПЕРСПЕКТИВЫ РУДОНОСНОСТИ ЗОЛОТУХИНСКОГО КОМПЛЕКСА

6.1 Сульфидная минерализация 121

6.2. Окиснорудная минерализация 132

6.3 Взаимоотношения окиснорудной и сульфидной минерализации 135

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 139

к

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы. Воронежский кристаллический массив (ВКМ) представляет собой крупный выступ кристаллического фундамента Восточно-Европейской платформы (ВЕП). В его строении выделяются два неоднородных блока: Курский (КМА) и Хоперский, в зоне сочленения которых расположена Лосевская шовная зона (ЛШЗ). Считается, что сочленение этих блоков произошло в палеопротерозое, а до этого времени они представляли собой части различных континентов - Сарматии и Волго-Уралии. На сегодняшний день процессы длительной и многостадийной истории формирования ВКМ охарактеризовываны несколькими моделями [134, 62, 19, 14, 23], анализ которых показывает относительную их согласованность в интерпретации наиболее ранних (мезо- и неоархейских) и поздних (поздних палео- и мезопротерозойских) стадий развития ВЕП и значительные разногласия при рассмотрении палеопротерозойских рифтогенных процессов. Несмотря на значительную степень изученности зон континентального рифтогенеза, широкий временной интервал становления породных ассоциаций рифтогенных структур и существенный вклад процессов корово-мантийного взаимодействия, и, как следствие, значительные вариации вещественного состава слагающих их комплексов приводят, зачастую, к неоднозначности интерпретации тектонических условий их формирования. Это, в свою очередь, требует переосмысления существующих на сегодняшний день моделей с учетом накопленного на сегодняшний день богатого фактического материала и привлечением новейших прецизионных химико-аналитических и изотопно-геохимических методов исследования вещества. Установление петрогенетических особенностей комплекса с определнием его возрастных характеристик способно в значительной мере дополнить комплексную картину и снять ряд дискуссионных вопросов о характере происходивших в палеопротерозое рифтогенных событий.

Кроме того, в условиях возросшего интереса к сульфидным медно-никелевым месторождениям юго-востока Воронежского кристаллического массива важной остается задача расширения минерально-сырьевой базы центра Европейской части России в отношении ресурсов цветных (меди, никеля) и благородных (платиноиды, золото) металлов. В этой связи оценка перспектив рудоносности золотухинского комплекса является также актуальной.

Предмет и объект исследований. Предметом авторских исследований являются петротипические для породных ассоциаций двухфазного дунит-перидотит-габброноритового комплекса группа интрузий близ с. Золотухино и Смородинский полигенный и полихронный интрузив. Установление ведущих породных ассоциаций и их взаимоотношений позволит

воссоздать картину его формирования, конкретизировать металлогеническую специализацию пород комплексов.

Цели и задачи исследования. Главной целью работы является установление условий формирования породных ассоциаций золотухинского комплекса в контексте взаимообусловленности процессов магматизма, геолого-геодинамических условий и рудогенеза на палепротерозойском этапе эволюции ВКМ. Достижение поставленной цели потребовало комплексного подхода к решению методически взаимосвязанных задач, включающих: 1) исследование совокупности геологических, минералого-петрографических и петрогеохимических данных; 2) обоснование возраста магматизма; 3) определение геодинамических условий формирования интрузий комплекса; 4) установление особенностей эволюции магматической системы; в том числе с учетом процессов палеоротерозойского рифтогенеза северо-воточной части Сарматии; 5) уточнение минерагенической специализации золотухинского комплекса.

Фактический материал и методика исследований. Работа выполнена на кафедре минералогии, петрографии и геохимии геологического факультета Воронежского государственного университета. Изучение геологии, особенностей формирования и минерагенических перспектив золотухинского комплекса КМА проводилось диссертантом во время обучения в аспирантуре геологического факультета в 2008-2011 гг., а также за период работы (2006-2012 гг.) в составе научной группы кафедры под руководством члена-корреспондента РАН, профессора Н.М. Чернышова, в процессе реализации ряда проектов РФФИ, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России», Гранта Президента и др., в которых автор был исполнителем, и одного проекта РФФИ под непосредственным руководством автора.

В основу диссертационной работы положен фактический материал по геологии, петрографии, минералогии, петрогеохимии и минерагении пород золотухинского комплекса КМА, полученный лично автором в ходе полевых и лабораторно-аналитических работ, а также фондовые и опубликованные данные [111, 6, 112 и фондовые 196, 192, 195, 198, 197, 195 и др.].

Результаты исследований базируются на: 1) детальном описании керна скважин с составлением колонок, геологических разрезов и отбором образцов пород и руд; 2) изучении методами оптической и растровой электронной микроскопии более 300 прозрачных и полированных шлифов по 15 буровым скважинам; 3) выполненных при участии автора 180 микрорентгеноспектральных анализов породообразующих и 80 анализов рудных минералов;

обработки данных более 100 анализов петрогенных окислов (заимствованы из опубликованных данных [104]), а также более 30 оригинальных анализов петрогенных окислов и некоторых редких элементов, выполненных методом рентгено-флуоресцентной спектроскопии (XRF); 3) результатов 23 оригинальных анализов определения редкоземельных элементов, элементов-примесей методами индуктивно-связанной плазмы с масс-спетрометрическим окончанием (ICP-MS); 4) результатов выполненных впервые для пород золотухинского комплекса трех Sm/Nd и двух Rb-Sr изотопно-геохимических анализов и двух U-Pb-изотопных определений возраста (по циркону и бадделеиту) по технологии ID-TIMS.

Лабораторно-аналитические исследования проводились в ведущих сертифицированных лабораториях. Химический состав изучаемых пород был определен методом рентгено-флуоресцентного спектрального анализа (XRF) в Институте геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН, г. Москва, аналитик к.х.н. А.И. Якушев); содержания и особенности распределения малых и редких элементов исследовались методом ICP MS в Аналитическом сертификационном испытательном центре Института проблем технологии микроэлектроники и особочистых материалов (ИПТМ РАН, г. Черноголовка). Микрорентгеноспектральные анализы химического состава силикатов выполнены в Центре коллективного пользования научным оборудованием ВГУ на растровом электронном микроскопе Jeol 6380 LV с энергодисперсионным анализатором INCA 250 (аналитик H.C. Базиков). Микрорентгеноспектральные анализы рудных минералов выполнены в ГЕОХИ РАН на микрозондовом анализаторе Camebax-100, аналитик H.H. Кононкова.

Sm/Nd изотопно-геохимический анализ, а также определение U-Pb возраста по циркону выполнены в Институте геологии и геохронологии докембрия (ИГГД РАН, Санкт-Петербург, аналитики кандидаты геолого-минералогических наук В.М. Саватенков и Е.Б. Сальникова). Определение U-Pb возраста по баделлеиту производилось в лаборатории Университета г. Лунд, Швеция, аналитик PhD Ульф Сёдерлунд.

Научная новизна и практическая значимость работы. На основе детального изучения петрографического и минералогического состава породных ассоциаций золотухинского комплекса впервые в его составе выделены горизонты оливинсодержащих габброноритов, анортозитов, а также дайки мелкозернистых интрамагматических габброноритов. Анализ химических составов породообразующих минералов позволил установить наличие вертикальной и латеральной зональности в породах Смородинского плутона и дополнить существующие колонки скважин и разрезы.

Исследование минералогических, петрогеохимических и изотопных данных позволило впервые обосновать существенное влияние процессов корово-мантийного взаимодействия в становлении массивов золотухинского комплекса.

На основании двух полученных в разных лабораториях определений по циркону и бадделеиту впервые установлено время формирования второй габброноритовой фазы интрузий золотухинского комплекса, составляющее 2066-2069 млн. лет.

Выявленные в пределах Смородинского плутона первичный ореол рассеяния сульфидов, а также точки минерализации как син- и эпигенетического медно-никелевого типов, так и окисных руд ильменита и титаномагнетита показали, что породные ассоциации золотухинского комплекса являются не только потенциально никеленосными, но и перспективными в отношении оксидных руд титана и железа.

Практическая значимость проведенных исследований заключается в уточнении петрогенетических особенностей формирования пород золотухинского комплекса и позволяет внести ряд корректив в модель общей эволюции не только гипербазит-базитового магматизма КМА, но и в геодинамическую интерпретацию палепротерозойского рифтогенеза всего региона. Это, в свою очередь, позволит оптимизировать прогнозные построения, касающиеся минерагенических перспектив различных блоков ВКМ.

Публикации и апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы неоднократно представлялись на Научных сессиях геологического факультета Воронежского государственного университета с 2008 по 2013 гг., на Научных сессиях Воронежского отделения Российского минералогического общества (2011 и 2012 гг), а также на конференции «Минерагения докембрия» (Петрозаводск, 2009 г.), на XXI молодежной конференции, посвященной памяти чл.-корр. АН СССР К.О. Кратца «Актуальные проблемы геологии докембрия, геофизики и геоэкологии» (Санкт-Петербург, 2010), на V Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле (Новосибирск, 2010 г.), на XVII научной молодежной школе «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2011 г.), на XI Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2011 г.), на Научно-практической конференции ЦНИГРИ «Научно-методические основы прогноза, поисков и оценки месторождений твердых полезных ископаемых - состояние и перспективы» памяти А.И. Кривцова (г. Москва, 2011), на V Российской конференции по изотопной геохронологии «Геохронометрические изотопные системы, методы их изучения, хронология геологических процессов» в ИГЕМ РАН (Москва, 2012) и Всероссийской конференции «Современные проблемы магматизма и метаморфизма» (Санкт-Петербург,

2012). По теме диссертации опубликовано 15 печатных работ, в том числе пять из них в изданиях, рекомендованных перечнем Высшей аттестационной комиссии Министерства образования и науки РФ.

Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов по грантам РФФИ (№ 08-05-00158-а, №08-05-99003-р_офи, 12-05-31297-мол_а), Гранту Президента РФ по государственной поддержке ведущих научных школ (№ НШ-2211.2008.5), ФЦП "Научные и научно-педагогические кадры инновационной России" (ГК № 02.740.11.0021), OH3 РАН.

Объем и структура работы. Диссертационная работа общим объемом 156 страниц состоит из введения, 6 глав, заключения и списка литературы из 198 наименований. Текст сопровождается 23 таблицами и 512 рисунком.

Во введении обосновывается актуальность и новизна работы, указываются цель и задачи, приводятся данные по фактическому материалу и структуре работы, формулируются защищаемые положения диссертации. Первое защищаемое положение обосновывается материалом первых трех глав, второе раскрыто в главах 4 и 5, третье - в главе 6. Первая глава представляет собой краткий реферативный очерк геологии, геодинамики и минерагении ВКМ, где особое внимание уделено современным моделям его длительной и многостадийной эволюции. Вторая глава посвящена геологическому строению структурно-фациальной зоны (блока) КМА и особенностям расположенных в ее пределах ультрамафит-мафитовых комплексов с подробной характеристикой геологии петротипических для золотухинского комплекса группы массивов Золотухинского участка и Смородинского плутона. Здесь же на основе изотопных данных обоснован возраст кристаллизации габброноритов второй фазы золотухинского комплекса. В третьей главе приведено детальное описание минералогии и петрографии основных типов пород. В четвертой главе интерпретируются петрогеохимические особенности породных ассоциаций. В пятой главе предложен авторский вариант петрогенетической модели их формирования, подтверждающий выводы четвертой главы. В шестой главе описаны типы рудной минерализации Смородинского плутона и определены перспективы рудоносности золотухинского комплекса в целом.

Защищаемые положения. Первое защищаемое положение. Геологическое строение и внутренняя структура массивов золотухинского комплекса определяется сочетанием слагающих его гипербазитовой и базитовой породных ассоциаций, образовавшихся в ходе многоактного внедрения магмы на рубеже около 2066-2069 млн. лет.

Второе защищаемое положение. Формирование массивов золотухинского комплекса происходило при значительной роли процессов корово-мантийного взаимодействия в рифтогенных условиях в тылу активной континетальной окраины Сарматии.

Третье защищаемое положение. В эволюции породных ассоциаций золотухинского комплекса выделено три стадии рудообразования от ранней сингенетической вкрапленной сульфидной минерализации к более поздней сидеронитовой окиснорудной и завершающей эпигенетической прожилково-вкрапленной сульфидной медно-никелевой.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю — заведующему кафедрой минералогии, петрографии и геохимии Воронежского государственного университета член-корреспонденту РАН, профессору Николаю Михайловичу Чернышову за научное руководство, ценные советы и рекомендации на всех стадиях подготовки диссертации. Отдельную признательность автор выражает кандидату геолого-минералогических наук, доценту Александру Юрьевичу Альбекову за постоянную поддержку, советы и неоценимую помощь при проведении аналитических исследований.

Автор благодарен за советы и полезные консультации член-корреспонденту РАН A.B. Самсонову, докторам геолого-минералогических наук, профессорам В.М. Ненахову, М.Н. Чернышовой, B.J1. Бочарову, А.Д. Савко, В.И. Сиротину, К.А. Савко, доктору геолого-минералогических наук A.A. Носовой. Автор благодарит всех своих коллег: сотрудников кафедры минералогии, петрографии и геохимии, в особенности: кандидатов геолого-минералогических наук В.В. Багдасарову, М.В. Рыборака, А.Н. Кузнецова, B.C. Кузнецова, В.В. Абрамова и О.Г. Резникову, аспирантов Е.М. Соловьеву и М.М. Понамареву за поддержку и ценные советы, а также сотрудников кафедры полезных ископаемых и недропользования: кандидатов геолого-минералогических наук В.М. Холина и Ю.Н. Стрика за предоставленные материал�