авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 || 3 |

Минералы и минеральные ассоциации эпг в малосульфидных рудах массива панских тундр

-- [ Страница 2 ] --

Избирательное обогащение расплавов Pt и Pd можно объяснить с помощью их коэффициентов разделения (D). Существует большое количество экспериментальных исследований описывающих поведение ЭПГ при взаимодействии сульфидных и силикатных расплавов, их результаты разнятся достаточно сильно. При этом DPd меняется от 7,05·103 до 8,78·104 и DPt - от 8,59·103 до 9,3·103 (Makovicky, 2002; Налдред, 2003). Выбрать из них подходящие для природных обстановок затруднительно, но очевидно, что способность Pd к фракционированию существенно выше, чем Pt, а значит поведение двух металлов в расплаве будет различным. Ключевую роль в разделении Pt и Pd играл фактор времени – расплавы, отделившиеся от источника позже (Южный риф) имели больше возможностей (времени) для взаимодействия силикатной и сульфидной жидкостей. Из-за разницы в коэффициентах разделения поздние расплавы были существенно обогащены Pd.

Увеличение доли халькопирита поздних в рудах (рис. 3) прекрасно объясняется с помощью коэффициентов разделения (DCu=913-1383) и фактора времени. Накопление Cu в сульфидном расплаве происходит за счет постепенного вытеснения из него Fe (Дистлер и др., 1988), важным условием является неизменный объем сульфидной жидкости. Это прекрасно объяснятся ситуацией, когда капельки сульфидной жидкости постоянно контактировали со свежей магмой (Налдред, 2003). Также важно, что теоретически возможно существование в базитовых расплавах тонкодисперсной сульфидной жидкости уже при плавлении мантийного субстрата (Дистлер и др., 1988).

Причиной избирательного накопления Pd и Pt в рудах могут служить составы самих магматических расплавов. Так для Норильских руд было отмечено, что фракционирование тяжелых ЭПГ происходит в более основных расплавах с высокой магнезиальностью, а легких в менее основных (Дистлер и др., 1988). Механизм подобного разделения пока до конца не ясен, однако он находит подтверждение в Панском массиве. Так, рудоносный горизонт расслоенной зоны участка Востоные Чуарвы, где Pd/Pt минимально, сложен преимущественно пойкилитовыми габброноритами с линзами вебстеритов, габбро-пегматитов и габбро. Напротив, оруденение Южного рифа, где Pd/Pt максимально, приурочено к мощным телам анортозитов.

Из этого вытекает первое защищаемое положение: различия в валовом содержании и количественном соотношении главных рудообразующих сульфидов и ЭПГ в расслоенных горизонтах массива Панских тундр обусловлены геохимическими особенностями исходных расплавов. Обогащение платиной происходило в ранних, более основных дифференциатах, а поздние, менее основные расплавы, были обогащены палладием и медью.

На данный момент в рудах массива Панских тундр обнаружено 49 минералов платиновых металлов и золота (табл.1). Обобщенная характеристика ЭПГ минерализации по количеству диагностированных зерен выглядит так: котульскит – 30,1%, сперрилит – 17,5%, мончеит – 9,1%, высоцкит – 8,8%, кейтконнит – 5,2%, сплавы золота – 5,2%, стиллуотерит – 4,1%, брэггит - 3.9%, меренскиит – 2,5%, остальные - 13,6%.

Таблица 1

Минералы и фазы ЭПГ, Au и Ag массива Панских тундр

Самородные элементы и Теллуриды и висмуто-теллуриды
Сплавы Мончеит PtTe2
Золото Au Меренскиит PdTe2
Платина Pt Котульскит PdTe
Палладий Pd Соболевскит PdBi
Серебро Ag Майчнерит PdBiTe
Изоферроплатина Pt3Fe Сопчеит Ag4Pd3Te4
Звягинцевит Pd3Pb Кейтконнит Pd3-xTe
Хонгшит PtCu Теллуропалладинит Pd9Te4
Скаергаардит PdCu Теларгпалит (Pd,Ag)3+xTe
Рустенбергит Pt3Sn Масловит PtBiTe
Паоловит Pd2Sn Темагамит Pd3HgTe3
Атокит Pd3Sn Фаза Pd3(Te,As)
Нигглиит PtSn
Сульфоарсениды и арсениды
Сульфиды Ирарсит IrAsS
Брэггит (Pt,Pd)S Холлингуортит RhAsS
Высоцкит PdS Руарсит RuAsS
Куперит PtS Платарсит PtAsS
Кашинит Ir2S3 Сперрилит PtAs2
Лаурит RuS2 Стиллуотерит Pd8As3
Эрликманит OsS2 Палладоарсенид Pd2As
Купрородсит CuRh2S4 Изомертиит Pd11Sb2As2
Лафламмеит Pd3Pb2S2 Меньшиковит Pd3Ni2As3
Василит Pd16S7 Винцентит (Pd,Pt)3(As,Sb,Te)
Маланит CuPt2S4 Палладовисмутарсенид Pd2As0.8Bi0.2
Фаза (Pd,Ag)4S Мертиит Pd11(Sb,As)4
Паларстанид Pd5(Sn,As)2
Фаза (Pd,Au)2+x(As,Sn)

По преимущественной приуроченности к тому или иному типу пород и на основании анализа морфологии, состава, парагенетическим взаимоотношениям МПМ между собой, с породообразующими силикатами и сульфидами в рудных зонах массива Панских тундр удалось выделить две разновозрастные ассоциации МПМ: раннюю, сульфидно-теллуридно-сульфоарсенидную и позднюю, арсенидно-теллуридную.

Для ранней ассоциации типоморфными являются сульфиды и висмуто-теллуриды, большая часть сплавов, а также сульфоарсениды Pt, Rh, Ir, Ru ассоциирующие с ранними сульфидами – пентландитом и пирротином. Морфология их весьма разнообразна.

Для сульфидов Pt и Pd (высоцкит, брэггит) характерны крупные, хорошо образованные кристаллы и зерна сложной морфологии. Встречаются как отдельные зерна, так и зональные срастания друг с другом. Зональность связана с неоднородностью составов зерен в отношении элементов Pt-Pd-Ni (рис.6, А; рис. 8). Наиболее часто встречаемым видом зональности является брэггитовое ядро и высоцкитовая оболочка, но встречаются и обратные взаимоотношения. По мнению Е. Маковицкого переменный состав брэггит-высоцкитов может служить свидетельством колебаний температурного режима среды минералообразования с возможностью создания геотермометра на их основе (Makovicky, 2002). Сульфиды Ir, Os и Ru крайне редки, они часто образуют идиоморфные кристаллы и ассоциируют с пирротином и пентландитом.

Для ранних висмуто-теллуридов (мончеит, меренскиит, котульскит) Au,Ag,Pd-сплавов, атокита, паларстанида, изоферроплатины, нигглиита и прочих характерны идиоморфные, каплевидные и ксеноморфные выделения, отдельные зерна и сложные срастания между собой. Особенно характерны относительно крупные округлые выделения по границам сульфидных зерен (рис.5, А; Б).

Сульфоарсениды Rh, Ir, Ru - относительно многочисленны, но их размеры редко превышают 5 мкм. Ассоциируют они чаще всего с пентландитом и пирротином. Холлингуоритит – самый распространенный из них, часто устанавливается в ассоциации с халькопиритом, пиритом, в срастании с Pd-содержащим кобальтином и арсенидами Pd.

Для поздней ассоциации МПМ типичными являются: сперрилит, арсениды палладия, электрум, низкотемпературные теллуриды – телларгалит, кейтконнит, гессит. Для них типичны парагенезисы с кварцем, хлорсодержащими минералами (Cl-содержащий ферропаргасит, хлорапатит, скаполит), альбитом, клиноцоизитом, эпидотом, хлоритами, лейкоксеном, кальцитом, а также с низкотемпературными сульфидами - виоларитом, борнитом, миллеритом, пиритом, дигенитом, халькозином, сфалеритом.

Морфологически МПМ поздней ассоциации представляют собой: ксеноморфные зерна на границе сульфид-силикат, внутри сульфидов и в интерстициях вторичных силикатов, каёмчатые, прожилковидные, часто секущие по отношению к сульфидам и поздним силикатам (рис.8, А). Характерно развитие моно- и полиминеральных кластеров очень тонких зерен МПМ (особенно котульскита) во вторичных силикатах. Для них одинаково типичны как самостоятельные зерна, так и сложные срастания между собой.

Принадлежность ранней ассоциации МПМ к высокотемпературным образованиям доказывается ее нахождением в основных и ультраосновных породах - габброноритах, норитах и плагиопироксенитах. Напротив, МПМ поздней ассоциации приурочены к габбро-пегматитам и интенсивно измененным габброидам. Обе ассоциации наиболее отчетливо проявлены в рудах участка Восточные Чуарвы и менее отчетливо в Южном рифе. В рудах Северного рифа арсениды связаны с локально развитой и пока слабо изученной миллерит-борнитовой минерализацией (рис.8, Б). Выделение ассоциаций часто затрудняется смешанными парагенезисами, когда типоморфные для разных ассоциаций минералы (мончеит и сперрилит, высоцкит и стиллуотерит) встречаются совместно, образуя срастания между собой. Котульскит, как самый распространенный минерал, одинаково характерен для обеих ассоциаций. Ранние платиноиды часто сохраняются как реликтовые в крупных сульфидных вкрапленниках в рудах с поздней ассоциацией. Иногда наблюдаются признаки замещения ранних платиноидов поздними (мончеита кейтконнитом).

Изучение минерального состава ЭПГ оруденения массива позволило установить, что характер распределения различных классов МПМ закономерно меняется по разрезу и по простиранию массива. Роль арсенидов закономерно увеличивается вверх по разрезу и с запада на восток. Роль сульфидов Pt и Pd увеличивается вверх по разрезу (рис.4). Роль платиноидов в накоплении ЭПГ также значительно меняется. Главными концентраторами Pt в Северном рифе являются минералы ряда брэггит-высоцкит (37,5 мас.%) и мончеит (47,5 мас.%). В Южном рифе 94,9 мас.% Pt связано с брэггит-высоцкитами. Для руд участка Восточные Чуарвы это брэггит-высоцкит (68%) и сперрилит (24,1%). На участке Чурозерский 97 мас.% Pt сосредоточено в сперрилите.

Главными МПМ, концентрирующими Pd являются: высоцкит (до 35,1%), котульскит (до 33%) и палладоарсенид (до 45,6 %). Однако установлено, что большая часть валового Pd в рудах растворена в пентландите в виде изоморфной примеси. Максимальные значения устанавливаются для Северного Рифа (69 мас.%) и минимальные для руд участка Чурозерский (25 мас.%). Таким образом, для большинства рудных зон ведущую роль в концентрировании ЭПГ играет ранняя ассоциация МПМ. Важным фактором, влияющим на концентрацию Pd в пентландите, является степень изменения оруденелых пород (Polovina, 2004).

Из этого вытекает второе защищаемое положение: установленные в составе оруденения массива Панских тундр 49 минералов и фаз ЭПГ и Au образуют две устойчиво повторяющиеся минеральные ассоциации МПM: а - сульфидно-теллуридно-сульфоарсенидную, раннюю и наиболее продуктивную; б - арсенидно-теллуридную, позднюю и развитую локально. Вверх по разрезу интрузии и в направлении с запада на восток увеличивается роль сульфидов и арсенидов Pd и Pt и параллельно снижается концентрация Pd в пентландите.

Как показано выше, платинометальное оруденение Панского массива пространственно и генетически связано с сульфидной минерализацией. По этой причине механизм формирования ЭПГ минерализации должен рассматриваться в рамках генезиса сульфидного оруденения, возникшего на позднемагматической стадии развития массива. Установленный набор минеральных ассоциаций в системе Fe-Ni-Cu-S (пирротин (монокл.>гекс.), халькопирит, пентландит (Ni>Fe)) доказывает, что эволюция сульфидного расплава во всех рудных зонах массива проходила в условиях снижения температуры и высокой фугитивности серы. Состав ЭПГ минерализации, формирующейся в данных условиях, будет характеризоваться преимущественным развитием сульфидов, висмуто-теллуридов, а также сурьмяных, висмутовых и интерметаллических соединений (Дистлер и др., 1988).

Исходя из условий образования, МПМ можно разделить на три группы: 1 - кристаллизующиеся непосредственно из сульфидного расплава; 2 - из остаточного флюидного расплава после кристаллизации главных сульфидных минералов; 3 – при перераспределении ЭПГ в результате постмагматических преобразований.

Самыми ранними платиноидами в Панском массиве являются небольшие изометричные выделения сульфидов и, вероятно, сульфоарсенидов Ir, Os, Ru и Pt (кашинит, эрликманит, лаурит, руарсит, ирарсит) по границам пирротина и пентландита. Их образование происходило при кристаллизации расплава в системе Fe-Ni-ЭПГ-S, где ранними продуктами были моносульфидный твердый раствор (Mss) и высокотемпературный пентландит. Сульфиды редких ЭПГ устойчивы уже при температуре 1200-10000C (Дистлер и др.,1988).

Вторая группа весьма многочисленна, это сульфиды, теллуриды, сульфоарсениды и сплавы ЭПГ, кристаллизовавшиеся после главных сульфидных минералов. Механизм их формирования, вероятно, выглядел следующим образом. После кристаллизации Mss остаточная сульфидная жидкость была обогащена медью, а также другими элементами - ЭПГ и Au, Ag, Te, Bi, As, Sn, Sb, Pb, Hg. Так как платиновые металлы не способны растворяться в халькопирите, то в ходе кристаллизации халькопирита (7800С) происходило обособление и выдавливание к краям жидкости богатой ЭПГ, As, Te, Bi, Sb. Это хорошо объясняет характерные для МПМ каплевидные выделения по краям сульфидных зерен. Неоднородность соста­ва остаточного флюида прекрасно объясняет различный состав МПМ в выделениях, находящихся даже на очень небольшом расстоянии. Температуру образования МПМ можно определить косвенно - по зональным срастаниям и ассоциирующим с такими срастаниями минералам. Например, совместное образование котульскита и меренскиита возможно в интервале температур 575-7100С (Macovicky, 2002).

Сульфиды Pt и Pd являются информативными индикаторами условий рудогенеза. Экспериментальные исследования показали, что синтетический куперит стабилен при температуре 12000С, брэггит - при 11000С, а высоцкит - при 10000С. Но при добавлении в систему Ni температура снижается до 1000-7000С (Makovicky, 2002; Verryn, Merkle, 2002). Большая часть сульфидов Pt и Pd из Северного рифа по составу попадает в поле устойчивости ограниченной изолиний 7000С, а участка Восточные Чуарвы - 8000С (рис.7). Однако, появление PtS непосредственно из сульфидного расплава (1200-6000С) возможно только в условиях очень высокой фугитивности серы (Дистлер и др., 1988).

Появление скелетных, ситовидных и футляроподобных выделений высоцкита в пентландите и пирротине является результатом распада твердого раствора, когда локально перенасыщенный палладием сульфидный кластер при снижении температуры становится нестабильным и начинает высвобождать Pd. Чаще встречается ситуация, когда высоцкит начинает образовываться уже при распаде самого пентландита. Наиболее интересны и редки случаи, когда из перенасыщенного Ni и Pd пирротина начинали вместе высвобождаться скелетный кристалл высоцкита и

пламеневидный пентландит (рис.6, Б).

Рис.5: А – каплевидный сросток мончеита (mn), паларстанида (ра), атокита (at) и золота (au), окруженный высоцкитовой (vy) каймой, cp – халькопирит, po- пирротин, am – амфибол; Б - Срастание мончеита с фазами состава Pt5Te7 и Pd2-ХTe, pt – изоферроплатина, мелкие светлые вростки в фазе Pd2-ХTе –неизвестный теллурид палладия с высоким Bi. РЭМ – фото.

Рис.6. Морфология выделений сульфидов Pt и Pd: A – Зональное срастание брэггита и высоцкита; Б – Структуры распада высоцкита и пентландита в пирротине. br – брэггит, vy – высоцкит, pn – пентландит, po – пирротин, cp - халькопирит, cpx – клинопироксен. РЭМ – фото.

По экспериментальным данным растворимость Pd при высоких температурах достаточно высока как в пирротине, так и пентландите и при быстром остывании не происходит перераспределения ЭПГ между ними (Дистлер и др., 1988). При распаде Mss коэффициент разделения ЭПГ между пирротином и пентландитом остается примерно одинаковым, но в реальных условиях, как мы видим, практически весь палладий сосредоточен в пентландите (рис.4). Таким образом, образование скелетного высоцкита при распаде пентландита может происходить только в условиях медленного остывания, при котором достигается полное фракционирование Pd между ранними твердофазными продуктами и остаточной жидкостью. Напротив, кристаллизация при распаде пирротина может свидетельствовать о быстром охлаждении сульфидного расплава.

 остав (атомные количества) брэггит-высоцкитов из руд массива Панских тундр и-6

Рис.7 Состав (атомные количества) брэггит-высоцкитов из руд массива Панских тундр и поля их устойчивости по Verryn and Mercle (2002).

Завершение позднемагматического этапа платинометального минералообразования нельзя ограничить какими-то четкими температурными пределами но, скорее всего, это имело место после окончательного застывания массива по мере стабилизации минеральных систем. Анализ морфологии и взаимоотношений МПМ между собой и с сульфидами Fе, Cu и Ni позволяет отнести МПМ, сформированные непосредственно из сульфидного расплава, из остаточного флюида, а также в результате распада твердых растворов, к ранней ассоциации платиноидов.

Заключительный этап формирования МПМ связан с ремобилизацией ЭПГ в пределах уже сформированных рудных зон, а также преобразованием ранее кристаллизовавшихся МПМ под влиянием гидротермальных растворов. Установлено, что массив был частично изменен, по крайне мере, двумя метаморфическими эпизодами (Рундквист, 1999). Автометаморфические изменения были особенно сильными в расслоенных зонах, где в ходе остывания породы массива испытывали воздействие остаточной флюидной фазы. Первые признаки этого воздействия фиксируются развитием антофиллита по бронзиту (7500C). Влияние регионального метаморфизма проявлялось в приконтактовых и разломных частях массива, а особенно в Восточно-Панском блоке по мере приближения рудных зон к подошве и уменьшения мощности самого массива. Температура связанных с ним хлорит-актинолитовых и хлорит-роговообманковых парагенезисов оценивается в 650-3500С.



Pages:     | 1 || 3 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.