CC BY
66
Труды Карельского научного центра РАН № 3.2012. С. 65-77
УДК551.72: [553.491+553.491.8+553.078+553.04]
МИНЕРАЛОГИЯ И ВОПРОСЫ ГЕНЕЗИСА КЛИМОВСКОГО КОМПЛЕКСНОГО БЛАГОРОДНОМЕТАЛЛЬНОГО ПРОЯВЛЕНИЯ (БЕЛОМОРСКИЙ ПОДВИЖНЫЙ ПОЯС)
В. И. Иващенко, А. Е. Ромашкин
Институт геологии Карельского научного центра РАН
Приведены оригинальные результаты прецизионных минералого-геохимических исследований рудоносных метасоматитов Климовского комплексного благород-нометалльного проявления в Беломорском подвижном поясе. Охарактеризованы метасоматические колонки, продуктивные минеральные ассоциации и состав главных рудных минералов. Сделаны выводы о вероятном генезисе рудопроявле-ния и перспективах этого типа оруденения в Карельском регионе.
Ключевые слова: Климовское благороднометалльное проявление, Беломорский подвижный пояс, офиолиты, листвениты, пропилиты, золото, платина, палладий, хромиты.
V. I. Ivashchenko, А. Е. Romashkin. MINERALOGY AND GENESIS OF THE KLIMOVSKOYE COMPLEX NOBLE-METAL OCCURRENCE, BELOMORIAN MOBILE BELT
The original results of the high-precision mineralogical and geochemical study of ore-bearing metasomatic rocks from the Klimovskoye complex noble-metal occurrence, located in the Belomorian mobile belt, are reported. Metasomatic columns, productive mineral assemblages and ore mineral compositions are described. Conclusions about the presumed genesis of the occurrence and the prospects of this type of mineralization for the Karelian region are drawn.
Key words: Klimovskoye noble-metal occurrence, Belomorian mobile belt, ophiolites, listwanites, propylites, gold, platinum, palladium, chromites.
Введение
В Беломорском мобильном поясе (БМП) проявления благороднометалльной рудной минерализации свекофеннского возраста, относящиеся, вероятно, к мезотермальному орогеническому типу, контролируются разномасштабными (мощность - до п100 м, протяженность - до пкм) зонами сдвиговых дислокаций и сингенетичных им диафторитов фации биотит-мусковитовых гнейсов (рис. 1). Эти рудные объекты по некоторым
своим параметрам предположительно соответствуют промышленному типу комплексных (с Аи и МПГ) большеобъемных месторождений с невысокими содержаниями рудных элементов, но значительными запасами. Они известны в беломорском комплексе Северной Карелии и охарактеризованы на Лоушском, Плотинском, Малиноварак-ском участках [Ручьев, 2002], а в последние годы выявлены в пределах Климовского рудного узла [Петров и др., 2007], который в этом аспекте является наиболее перспективным.
0
Хетрламбина
оз:В..Пупонгское
ЗтКер.етк
Чкаловский
\\ч
4
Рис. 1. Схема размещения рудопроявле-ний золота и платины в Чупино-Лоухском районе (по: [Ахмедов и др., 2001] с дополнениями):
1 - керетьская свита (биотитовые гнейсы, гра-нитогнейсы); 2 - хетоламбинская свита (амфи-боловые гнейсы, амфиболиты); 3 - лоухская свита (кианит-гранат-биотитовые гнейсы); 4 -зоны сульфидизации; 5 - колчеданные рудо-проявления: а - золоторудные, б - комплексные благороднометалльные (Аи, Р1:, Реї, Ад), в -неустановленной специализации
В составе беломорского комплекса Северной Карелии выделяется совокупность геологических образований, отвечающая области распространения пород чупинской и хетоламбин-ской толщ (тектонических покровов) Чупино-Бе-ломорского зеленокаменного пояса - ЧБЗП [Ахмедов и др., 2005], подвергшегося, вероятно, впоследствии раннепротерозойскому рифтингу. Обстановка неоднократно активизированного ЧБЗП оценивается как потенциально-продуктивная в отношении формирования благородноме-талльного оруденения, что подтверждается выявлением прямых признаков комплексной бла-городнометалльной минерализации в породах чупинской и хетоламбинской [Ручьев, 2001, 2005; Ахмедов и др., 2005] толщ, содержащих в качестве акцессорных минеральных фаз теллу-риды и висмутиды палладия, платины и золото самородное [Ахмедов и др., 2005], а также впервые установленные в них муассонит, когенит, ча-липит и другие карбиды, самородные - серебро, железо, никель, медь, цинкистая медь, свинец, олово и др. [Ручьев, 2001, 2002, 2005].
Наиболее перспективными на золото в региональном металлогеническом аспекте, вероятно, являются гнейсы чупинской толщи, сопоставляемой с верхней терригенной частью обобщенного разреза зеленокаменных поясов. Гнейсам всех минеральных фаций свойственно повышенное фоновое содержание благородных металлов, которое определяется особенностями протолита и характером процессов его переработки в архее и протерозое (2,91,75 млрд лет назад) [Ручьев, 2001, 2005 и др.].
В качестве наиболее золотоносного выделен свекофеннский (1,96-1,75 млрд лет) структурнометаморфический комплекс, представленный разномасштабными, в том числе очень крупными (мощность - до нескольких сотен метров, прослеженная длина по простиранию - до нескольких километров), зонами сдвиговых дислокаций и сингенетичных им диафторитов фации биотит-мусковитовых гнейсов (гнейсов-4) [Голубев и др., 2007]. Сдвиговые дислокации характеризуются полифазной историей формирования, обусловившей их сложную внутреннюю структуру и взаимоотношения.
Элементный спектр платиноидов в минеральных фациях чупинских гнейсов аналогичен таковому полиморфных хромититов офиолито-вых комплексов, что свидетельствует о мантийном первоисточнике благородных металлов и усиливает аргументацию в подтверждение рифтогенной природы ЧБЗП [Ручьев, 2006].
Региональные зоны метасоматических преобразований в хетоламбинской толще представляются перспективными на комплексное благо-
роднометалльное оруденение [Шевченко, 2011]. Самые известные и, вероятно, наиболее перспективные рудопроявления данного типа объединяются в составе Климовского рудного узла [Петров и др., 2007; Шевченко и др., 2009], характеризующегося широким распространением горизонтов золото- и МПГ-содержащих метасо-матитов (красно-коричневый высокотитанистый и железистый биотит + хлорит + актинолит + средне-кислый хлор-скаполит), развитых по ортоамфиболитам и амфиболовым сланцам. Формирование метасоматитов связывается со све-кофеннской эпохой тектоно-термальной активизации (1,85-1,7 млрд лет) и контролируется протяженными зонами сдвиговых дислокаций. Ме-тасоматиты содержат рассеянную сульфидную вкрапленность (пирит, пирротин, халькопирит, пентландит, виоларит), иногда линзовидные обособления массивных колчеданных руд. Отмечаются также минералы благородных металлов - теллуриды и висмутотеллуриды палладия (меренскит, майченерит, мончеит, котульскит), изредка арсениды. В пределах рудного узла выделено шесть согласно залегающих протяженных (свыше 9 км) горизонтов рудоносных метасоматитов со средней мощностью 30 м, имеющих комплексную медно-никелевую (Ы1 - 0,280,5 %, Си - 0,26-1,0 %) и золото-платино-палла-диевую (РЬ - 0,23-1,4 г/т, Pt - 0,16-0,3 г/т), Аи (0,3-0,6 г/т) специализацию. Здесь же отмечаются субвертикальные секущие зоны кварц-се-рицитовых изменений с высокими содержаниями золота: в штуфных пробах - до 48,6 г/т, в бороздовых - на инт. 1 м до 7,72 г/т. По результатам технологических испытаний, выполненных в ОАО Институт «Гипроникель», рудоносные мета-соматиты Климовского рудного узла являются бедными, но хорошо обогатимыми благородно-металльными рудами с палладиевой специализацией [Петров и др., 2007].
Суммарные прогнозные ресурсы категории Р1 + Р2 по Климовскому рудному узлу составляют: Аи - 36,4 т, Pt - 19,5 т, РЬ - 27,9 т, Си -316 тыс. т, N - 340 тыс. т [Петров и др., 2007], что соответствует масштабам среднего комплексного большеобъемного месторождения. При проведении дальнейших геологоразведочных работ последующих стадий имеются высокие перспективы на перевод Климовского рудного узла в класс крупных большеобъемных комплексных (Си, Ы1, Аи, МПГ) месторождений.
Несмотря на то что для данного рудного узла уже подсчитаны ресурсы благородных металлов и проведены технологические испытания руд, многие вопросы, касающиеся минерального состава рудоносных метасоматитов,
0
их зональности, времени образования и генезиса, остаются по настоящее время слабо изученными и дискуссионными.
Проведенные нами на современном научном оборудовании (SEM VEGA II LSN с микроанализатором INCA Energy 350, ИГ КарНЦ РАН; ICP-MS, ИГЕМ РАН) минералого-геохимиче-ские исследования рудоносных метасоматитов Климовского рудного узла позволили установить наличие ряда новых для них редких минералов и охарактеризовать состав типоморфных рудных (хромшпинелиды, ильменит) и породо-образущих (слюды, хлориты, пренит, цеолиты и др.) минералов, что в совокупности уточняет и дополняет данные по минералогии метасома-титов и раскрывает некоторые генетические вопросы.
Минералогия рудоносных (Pd, Pt, Au, Ag, Ni, Cu, Co, Cr) метасоматитов
В пределах Климовского рудного узла наиболее доступным для изучения и перспективным благороднометалльным объектом является одноименное проявление, частично вскрываемое пегматитовым карьером. Рудопроявле-ние характеризуется широким распространением Cu, Ni, Cr, Au, Ag, Pd, Pt-содержащих ме-тасоматитов, развитых преимущественно по амфиболитам, являющихся, вероятно, измененными основными породами комплекса лер-цолитов-габброноритов [Степанов, 1981; Кор-печков, 2009] или расслоенными мафит-ульт-рамафитами архейского возраста, единичные массивы которых выявлены на Фенносканди-навском щите и продатированы в последние годы [Пожиленко, 2009]. Наиболее продуктивны среди этих метасоматитов разнообразные пропилиты c доминированием хлоритовых ассоциаций, листвениты и кварц-карбонат-гид-рослюдистые образования с рассеянной рудной вкрапленностью, в том числе и благород-нометалльной. Они ассоциируются с более ранними пирротиновыми рудами (AR?), а также с высокохромистыми алюмосиликатными минералами более поздних лиственитов и пропи-литов.
Непосредственно в Климовском пегматитовом карьере рудоносные метасоматиты вскрываются в северной и восточной стенках. Условно, по пространственной ассоциированности с различными породами, они подразделяются на два типа: в обрамлении пологих линзовидных тел сплошных пирротиновых руд и в хлоритизи-рованных меланократовых амфиболитах по субширотным вертикальным сдвиговым дислокациям небольшой мощности (до 1-2 м).
Метасоматиты, ассоциирующиеся с колчеданами, вскрыты в верхней и нижней частях восточной стенки карьера, соответственно, Верхняя и Нижняя рудные зоны.
Верхняя рудная зона (мощность 3-5 м) сложена кианит-амфибол-слюдистыми, слюдисто-амфибол-эпидот-хлоритовыми и амфибол-эпидот-хлоритовыми метасоматитами.
Кианит-амфибол-слюдистые метасоматиты - амфибол (Сг - 1,3-1,6 %), кианит (Сг -
0,5-1,5 %), хлорит (Сг - 1,5-1,8 %), пренит, флогопит (Сг - 2,2 %, f - 28 %), гидробиотит (Сг - 3 %), фуксит (Сг - 2,3 %), маргарит (парагонит - 21-32 %), маргарит-парагонит-фен-гит, а также ставролит, плагиоклаз (№ 44-62), замещаемый маргарит-парагонитовой слюдой и анальцимом, и рудные - хромит (Сг203, 25-43 %), титаномагнетит (И - 8,5 %), пирротин, халькопирит, пирит, пентландит и котуль-скит) (рис. 2) (табл. 1, 2).
Слюдисто-амфибол-эпидот-хлоритовые метасоматиты - амфибол (Сг - 0,72-1,22 %), мусковит (парагонит 23 %), Мд-Ре хлорит, Ре-хлорит, цоизит (Сг - 1,6 %), эпидот (Сг - 1,2 %), альбит, пренит (С1 - 0,3-1 %), реликты плагиоклаза (№ 90-93) и рудные (М-пирит, пентландит, ме-ренскит) (рис. 2).
Амфибол-эпидот-хлоритовые метасоматиты -амфибол (Сг - 1,6 %), цоизит (Сг - 1,4-2 %), Мд-хлорит, Ре-Мд хлорит, мусковит (Мп - 1 %), кальцит, альбит, томсонит, реликты плагиоклаза (№ 65-91), С1-апатит. Рудные минералы - хромит (32-44 % Сг203, Zn - 1,2-1,4 %), халькопирит, пирит, пирротин, пентландит, галенит, кобальтин, самородное золото, меренскит, ко-тульскит. Золото - в виде микровключений в хромите и пирротине (рис. 3) (табл. 3), а вис-мутотеллуриды палладия - в срастании с халькопиритом в цоизите.
Нижняя рудная зона (5-8 м) - линзовидное тело массивных пирротиновых руд, окруженное полосчатыми амфибол-биотит-плагио-клаз (№ 42)-хлоритовыми метасоматитами с небольшим количеством кварца, альбита, мусковита, эпидота, граната, Р-апатита, рутила, циркона и вкрапленностью ильменита (Мп -1,8 %) (табл. 4), пирротина, пентландита, халькопирита. Сама рудная линза сложена преимущественно пирротином, в подчиненном количестве пиритом, халькопиритом, пентландитом, сфалеритом, ильменитом. В местах замещения сульфидов Ре- и Ре-Мд-хлоритами, развития кварца, эпидота, цоизита и пренита отмечаются микровыделения меренскита, котульскита, май-ченерита, самородных свинца и никеля, мелони-та, висмутотеллуридов, электрума, барита, гес-сита (рис. 4).
0
/ Ер
20 мкм
Рис. 2. Золото-платинометалльная минерализация Климовского рудопроявления:
Au - золото самородное; Ktl - котульскит, Pd(Te, Bi); Fr - фрудит, PdBi2; Mch - майченерит, PdBiTe; Mrn - ме-ренскит, Pd(Te, Bi)2; Hpy - халькопирит; Po - пирротин; Chr - хромит; Cob - кобальтин, CoAsS; Ab - альбит; Chl -хлорит; Ep - эпидот; Pl - плагиоклаз; Prn - пренит; Zo - цоизит
КІ/5- 16-1 КІ/5- 16-2 КІ/5- 4-6 КІ/5- 1-1 КІ/10- 5-5 КІ/5- 10-8 КІ/12- 7-3 КІ/5- 5-1 КІ/12- 2-5 КІ/12- 3-7 КІ/12- 8-1 КІ/12- 1-6 КІ/12- 9-1 КІ/10- 6-4
РеО 35,42 35,72 38,72 36,68 37,28 39,75 38,82 38,46 38,82 38,45 36,00 40,27 36,85 34,55
МдО 2,17 1,30 1,58 1,98 2,05 1,60 1,31
МпО 1,05 1,04
ZnO 1,04 1,56
СаО 0,78
Сг2О3 54,86 53,12 50,76 50,74 49,40 48,53 46,29 46,04 44,87 44,52 43,36 43,09 41,97 41,44
АІ2О3 7,55 8,95 8,93 10,60 13,32 11,72 14,10 13,44 16,31 17,03 16,95 16,64 17,27 24,01
V2O5 0,90
Сумма 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Формульные коэффициенты
Ре2+ 0,94 0,96 0,95 0,94 1,00 1,00 0,97 0,94 1,00 1,00 0,86 1,00 0,86 0,96
Мд2+ 0,06 0,04 0,05 0,06 0,06 0,08 0,07
Мп2+ 0,03 0,03
Zn2+ 0,03 0,04
Са2+ 0,03
Сг3+ 1,58 1,51 1,44 1,44 1,38 1,38 1,30 1,30 1,24 1,23 1,19 1,20 1,16 1,09
АІ3+ 0,32 0,38 0,45 0,45 0,55 0,50 0,59 0,45 0,67 0,70 0,69 0,68 0,71 0,94
Ре3+ 0,14 0,12 0,23 0,21 0,10 0,20 0,18 0,21 0,14 0,12 0,18 0,18 0,21
V3* 0,02
#Сг 0,83 0,80 0,76 0,76 0,72 0,73 0,69 0,74 0,65 0,64 0,63 0,64 0,62 0,54
Сг* 0,77 0,75 0,68 0,69 0,68 0,66 0,63 0,66 0,60 0,60 0,58 0,58 0,56 0,54
#Мд 0,06 0,04 0,05 0,06 - 0,06 0,08 0,07
Окончание табл. 1
КІ/12-11-1 КІ/10-5-4 КІ/20-1-7 КІ/12-11-2 КІ/10-5-3 КІ/10-1-12 КІ/10-1-10 КІ/10-2-11
РеО 38,10 38,84 36,89 35,36 37,17 37,42 34,55 34,78
МдО 1,29 1,46 2,33 1,96 2,90 3,55
МпО 1,35
ZnO 1,55 1,72
СаО
Сг2О3 40,65 35,76 33,41 33,00 32,90 32,61 24,50 23,33
АІ22О33 18,42 25,40 26,88 27,59 27,97 29,97 38,04 38,55
V2O5
Сумма 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Формульные коэффициенты
Ре2+ 0,89 1,00 0,89 0,84 0,90 1,00 0,87 0,84
Мд2+ 0,07 0,07 0,12 0,10 0,13 0,16
Мп2+ 0,04
Zn2+ 0,04 0,04
Са2+
Сг3+ 1,11 0,95 0,87 0,86 0,85 0,84 0,60 0,57
АІ3+ 0,75 1,00 1,05 1,06 1,06 1,15 1,38 1,39
Ре3+ 0,21 0,09 0,12 0,13 0,11 0,02 0,02 0,06
V5*
#Сг 0,60 0,49 0,45 0,45 0,45 0,42 0,30 0,29
Сг* 0,54 0,47 0,43 0,42 0,42 0,42 0,30 0,28
#Мд 0,07 0,07 0,12 0,10
Примечание. #Сг = Сг/(Сг + АІ); Сг* = Сг/(Сг + АІ + Ре3+); #Мд = Мд/(Мд + Ре2+).
Таблица 2. Состав минералов элементов платиновой группы Климовского рудопроявления
К1_/12-4-1 К1_/12- 6-1 К1_/11- 13-1 К1_/20- 12-1 К1_/12- 7-1 К1_/10- 8-1 К1_/13- 13-1 К1_-2-2 К1_/21а- 4-1 К1_-К1 К1_-К2
Рс1 25,74 25,78 27,28 27,39 38,22 37,81 41,20 21,94 24,30 23,70 23,51
ВІ 22,95 21,91 22,05 11,91 28,63 33,38 17,47 78,06 45,87 46,98 46,62
Те 51,30 52,31 50,68 60,71 33,15 28,82 41,34 29,83 29,32 29,87
Сумма 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Формульные коэффициенты
Рс 0,99 0,96 1,00 0,98 0,95 0,96 0,97 1,07 1,00 0,99 0,98
ВІ 0,42 0,42 0,43 0,22 0,36 0,43 0,21 1,93 0,97 0,99 0,98
Те 1,59 1,62 1,57 1,81 0,69 0,61 0,82 1,03 1,02 1,04
Примечание. К1_/12-4-1, К1_/12-6-1, К1_/11-13-1, КЬ/20-12-1 - меренскит; К1_/12-7-1, К1_/10-8-1, К1_/13-13-1 - котульскит; К1_-2-2 - фрудит; К_/21а-4-1, К_-К1, К_-К2 - майченерит.
С70)
Иру
Нру
/ ________30 МКМ
IV
%
<1
7 и км
Рис. 3. Характерные морфотипы золота самородного и электрума в рудах Климовского проявления:
Аи - золото самородное; Е1 - электрум; Вп - борнит; СИ! - хлорит; СИг - хромит; Нру - халькопирит; Ро - пирротин; Ргп - пренит
KL/13- 13-2 KL/8- 29-1 KL/8- 27-1 KL/8- 27-2 KL/8- 27-3 KL/8- 29-2 KL/8-9- 1 KL/8- 11-1 KL/8- 18-1 KL/8- 12-1 KL/8- 17-1 KL/8- 16-1
Au Ag Сумма 83,18 16,82 100,00 71,66 28,34 100,00 69,63 30,37 100,00 67,76 32,24 100,00 67,29 32,71 100,00 66,30 33,70 100,00 67,87 36,13 100,00 62,95 37,05 100,00 49,96 50,04 100,00 49,14 50,86 100,00 48,04 51,96 100,00 46,48 53,52 100,00
Формульные коэффициенты
Au 0,73 0,58 0,56 0,54 0,53 0,52 0,49 0,48 0,35 0,35 0,34 0,32
Ag 0,27 0,42 0,44 0,46 0,47 0,48 0,51 0,52 0,65 0,65 0,66 0,68
Рис. 4. Редкие минералы серебра, висмута, никеля и др. в рудах Климовского проявления:
Agnk - арсеногаухекорнит, Ni9(Bi,Sb,As)2S8; Bi - висмут самородный; Bn - борнит; Hpy - халькопирит; Hes - гес-сит, Ag2Te; Kst - кусатиит, CuBi2O4; Po - пирротин; Ni - никель самородный; She - шеелит; Zgn - зигенит, (Co,Ni)3S4; Prk - паркерит, Ni3Bi2S2; Zo - цоизит
0
Kl/13- 4-1 Kl/3- 9-2 Kl/13- 2-1 Kl/6- 6-2 Kl/18- 2-1 Kl/21a- 2-1 Kl/4- 3-1 Kl/3- 8-3 Kl/13- 7-1 Kl/13- 1-5 Kl/4- 1-9 Kl-1-3 Kl/13- 6-4 Kl/3- 1-5
FeO 41,87 42,94 44,94 42,95 45,08 45,90 45,30 45,09 45,70 45,76 46,51 45,40 45,76 45,41
MnO 5,70 4,90 3,49 3,00 2,40 2,03 1,94 1,79 1,71 1,61 1,51 1,39 1,30 1,26
TiO2 52,43 52,16 51,57 54,05 52,52 52,07 52,75 53,12 52,58 52,63 51,97 53,21 52,94 53,33
Сумма 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00 100,00
Формульные коэффициенты
Fe2+ 0,89 0,91 0,95 0,90 0,96 0,98 0,97 0,95 0,96 0,96 0,99 0,96 0,97 0,96
Mn2+ 0,12 0,10 0,07 0,06 0,05 0,04 0,04 0,04 0,04 0,04 0,03 0,03 0,03 0,03
Ti4+ 0,99 0,99 0,98 1,04 0,99 0,98 0,99 1,01 1,00 1,00 0,98 1,01 1,00 1,01
Метасоматиты в субширотных вертикальных сдвиговых дислокациях вскрыты в северной части карьера. Они развиваются по хлоритизи-рованным (Мд-хлорит) меланократовым амфиболитам (пл. № 60-80) с повышенными содержаниями МдО (12,69 %), Сг203 (0,96 %), Ы20 (0,03 %) и слабо измененным (Мд-хлорит) амфиболитам (МдО - 6,13 %, Сг203 - 0,02 %; пл. № 50-60) с акцессорными сфеном, рутилом (до 1 % V), ильменитом (Мп - 1-4 %) и пирротином. В обобщенном виде в их строении выделяются 4 метасоматические зоны.
1. Осевые части метасоматитов выполнены высокохромистыми карбонат-хлорит-слюдисты-ми ассоциациями состава - хромит (Сг203 4654 %), амфибол (Сг - 1,2 %), биотит ^ = 33-41 %, Сг - 1-2,4 %), фуксит (Сг - 1,6-2-3,2 %), цоизит (Сг - 1,7-2,4 %), Мд-хлорит (Сг, 0-4 %; V, 00,3 %), мусковит, плагиоклаз (№ 30-50), анорто-клаз, кальцит, гидробиотит (Сг - 1,3-1,4 %), альбит, пренит, кварц, рутил, сфен (Сг - 0-0,8 %) и рудные - пирротин, пирит (Ы1 - 1 %), пентландит, галенит (Эе - 1,3 %), самородные висмут и золото, шеелит (рис. 4).
2. В сторону амфиболитов они сменяются кальцит-альбит-мусковит-парагонит-хлорито-выми (Ре-Мд-хлорит) метасоматитами с развивающимися по плагиоклазу высококремниевыми слюдами сложного состава (от мусковита до парагонита с маргаритовым - до 10 % и роскоэлитовым - до 8 % компонентами и повышенными содержаниями марганца -0,2-1,0 %), альбитом, пренитом, натролитом и анальцимом. Метасоматиты содержат никельсодержащий (Ы1 - 2,4 %) пирит, халькопирит, селенистый (Эе - 15 %) галенит и клаусталит в срастании со спионкопитом и долерофани-том. Принимавшиеся здесь ранее за скаполит сиреневатые минеральные обособления в действительности оказались агрегатами пре-нита, сложных Мп-содержащих высокремние-вых слюд и реликтов основного плагиоклаза.
3. Хлорит-амфибол-слюдистые метасоматиты с коричневым биотитом ^ - 38, 37; маргарит - до 20 %), замещаемым пренитом, РеМд-хлоритом и подвергающимся гидрата-
ции. Здесь же отмечаются мусковит (серицит) совместно с пренитом, мусковит-фенгит (фенгит - 40-50 %, маргарит - 30%), альбит, K-Na-полевой шпат, цоизит (Ce - 1,6 %), фтор- и оксиапатит, циркон (50-100 мкм), в реликтах - плагиоклаз (№ 50), амфибол, гранат (Алм-51, Грс-23, Спс-15, Пир-11). Рудные представлены ильменитом (Mn - 2,4 %), сфалеритом, галенитом, пиритом, кобальтином, халькопиритом, самородным свинцом.
4. Амфибол-альбит-цоизит-пренит-тюрин-гитовые метасоматиты (CuO - 0,33 %) содержат тонкую вкрапленность халькопирита, борнита и ассоциирующихся с ними микровыделений паркерита, зигенита, арсеногаухекор-нита, виттихенита, гессита, штютцита, никеля сам. и неидентифицированной фазы -Ag5Te3BiS (рис. 4). Местами в них отмечаются кварцевые прожилки, содержащие в зальбан-дах кобальтин, самородный висмут, бисмит, кусатиит, сфалерит, электрум (Au35-61Ag39-65). Электрум встречается в сростках с борнитом в плагиоклазе № 60 и прените, а также в халькопирите и тюрингите.
Обсуждение результатов
Полученные результаты, свидетельствующие о широком распространении в рудоносных метасоматитах Климовского проявления как высокотемпературных (кианит, гранат), так и низкотемпературных (до цеолитов) минеральных ассоциаций, наряду с их «пестрым» строением, осложненным наличием большого числа преимущественно линзовидных и пластовых тел слабо измененных амфиболитов, крайне осложняют реконструкцию протолита, служившего субстратом для их формирования. В этом аспекте важное генетическое значение имеют минералы, относительно устойчивые в мета-морфо-метасоматических процессах. Одним из таких минералов-индикаторов при типизации магматических пород является хромшпи-нелид [Плаксенко, 1989; Griffin et al., 1993; Степанов и др., 2003; Перевозчиков и др., 2004; Рыкус и др., 2007 и др.].
0
Рис. 5. Состав хромшпинелидов Климовского рудопроявления (А) и средние составы хромшпинелидов из различных типов руд офиолитовых массивов Полярного Урала и метаультрамафитов Беломорского мобильного пояса (Б):
1-3 - массивы: 1 - Рай-Из, 2 - Войкаро-Сыньинский, 3 - Кимперсайский; 4, 5 - тренды эволюции состава хромшпинели из ультрабазитов [Перевозчиков и др., 2004]: 4 - первичный тренд дифференциации в верхней мантии, 5 - вторичные тренды метаморфических преобразований в коровых условиях; 6 - поле составов хромшпинелидов Бураковского плутона в Карелии [Николаев, 2009)]; 7 - поле составов хромшпинелидов из метаультрабазитов оз. Серяк Беломорского мобильного пояса [Степанов и др., 2003]; 1-13 - подсемейства хромшпинелидов: 1 - хромит, 2 - субферрихромит, 3 - алюмохромит, 4 - субферрихромит, 5 - ферриалюмохромит, 6 - субалюмоферрихромит, 7 - феррихромит, 8 - хромпикотит, 9 - субферрихромпикотит, 10 - суалюмохроммагнетит, 11 - хроммагнетит, 12 - пикотит, 13 - магнетит
Состав хромшпинелидов на Климовском проявлении варьирует от хромпикотита до хромита и субферрихромита (рис. 5). Содержание МдО в хромшпинелидах достигает 3,6 %, МпО - 1,35 %, ZnO - 1,72 % (табл. 1). В единичных анализах отмечается присутствие СаО - 0,78 % и У2О5 - 0,90 %. Соответственно их хромистость (#Сг = Сг/(Сг+А1)) изменяется от 0,29 до 0,83, а максимальная магнезиаль-ность (#Мд = Мд/(Мд+Ре2+)) составляет 0,12. Такие особенности состава хромшпинелидов свидетельствуют о доминирующем типе изоморфизма в них по «Р тренду» (Сг3+ - А13+) при практически непроявленном изоморфизме по «Ю2 тренду» (Ре2++И4+ - 2Сг3+), обычно характерном для метаморфических преобразований хромшпинелидов в коровых условиях [Горбачев и др., 2006] и отчетливо проявленном в хромшпинелидах ультрабазитов района оз. Серяк в Беломорском мобильном поясе [Степа-
нов и др., 2003]. При метаморфизме из хромшпинелидов происходит практически полный вынос А1, Мд и значительная часть Сг, сопровождаемый привносом Ре и переходом его из двухвалентного в трехвалентное состояние [Рыкус и др., 2007]. Исходя из этого, установленные вариации составов хромшпинелидов Климовского проявления определялись, вероятно, не метаморфизмом, а метасоматически-ми преобразованиями, в конечном итоге приведшими к формированию лиственитов, про-пилитов и березитоидов. В таком случае предполагается, что наиболее хромистые хромшпи-нелиды (хромиты и субферрихромиты) являются производными алюмохромитов исходных магматических пород, которыми, наиболее вероятно, могли быть офиолиты, и образованы в процессе их лиственитизации. Это не противоречит типохимическим особенностям хром-шпинелидов офиолитовых комплексов (обычно
®
алюмохромиты) и формации лиственитов, характеризующихся сравнительно высокой хро-мистостью [Спиридонов и др., 1998 и др.]. Присутствие в исследуемых хромшпинелидах процентных содержаний марганца и цинка (табл. 1) также является показательным для их сопоставления со шпинелидами докембрийских офиолитов. Примерно такой же уровень содержаний этих элементов зафиксирован в хромшпинелидах офиолитов Оутокумпу и Йормуа в Финляндии [Vuollo, Piiranen, 1989]. Не противоречат такому сопоставлению и особенности состава ильменита Климовского проявления (табл. 4), местами ассоциирующегося с хром-шпинелидами, хотя высокие содержания в нем марганца (до 6 %), возможно, обусловлены уже процессами, ответственными за формирование пегматитов, ильмениты которых в целом отличаются повышенной марганцовистостью [Багдасаров, 2010].
На данной стадии исследований Климовского проявления оценить РТ параметры гидротермально-метасоматических преобразований офиолитов представляется возможным только в первом приближении. Согласно шпинелевому геотермометру [Griffin et al., 1993], температура образования хромитов Климовского проявления по количественному содержанию в них цинка оценивается в 400-460°. Примерно такой же температурный интервал получается и по ильменит-железо-оксидному геотермометру [Spencer, Lindsley, 1981]. Однако широкое распространение в рудоносных метасоматитах висмута самородного, гессита, штютцита, пренита, гидрослюд сложного состава и цеолитов (натро-лит, анальцим, томсонит и др.) является индикатором гораздо более низкотемпературных условий (<<200°), возможно связанных уже с пегматитовым процессом.
Таким образом, основываясь на приведенных данных по составу хромшпинелидов из различных магматических комплексов и трендах эволюции их составов при метасоматозе и метаморфизме, представляется, что в метасоматитах Климовского проявления присутствуют хромшпинелиды офиоли-тового парагенезиса и разных стадий их ме-тасоматических преобразований, специфика которых заключалась в проявлении изоморфизма преимущественно по «Р тренду». То есть гидротермально-метасоматическая переработка офиолитов происходила при достаточно значительном падении давления во флюидной системе, что, несомненно, способствовало распаду переносимых растворами комплексных соединений и рудоотло-
жению. В составе рудных ассоциаций выделяются как унаследованные рудные минералы (хромшпинелиды, ильменит, пирротин, пентландит и др.), так и новообразованные -преимущественно благороднометалльные, а также висмутиды, висмутотеллуриды, селе-ниды и др. Минералы платиновой группы представлены преимущественно системой Pd-Bi-Te (табл. 2) и более редкими - сперри-литом и родий- и палладийсодержащим ко-бальтин-герсдорфитом. Минералами-носителями золота являются золото самородное и электрум (табл. 3). По данным микрозондо-вого анализа, в золоте на пороге чувствительности (0,1 %) отмечается присутствие ртути, что, вероятно, является признаком глубинного происхождения рудопродуцирующих растворов [Patter, Barnes, 1978]. По совокупности данных Климовское рудопрояв-ление классифицируется нами как орогенное мезотермальное.
Выводы
Рудоносные метасоматиты Климовского рудного узла формировались по офиолито-вому комплексу с доминированием метамор-фо-метасоматических преобразований по «Р тренду» при редуцированном проявлении изменений по «Ю2 тренду». Наиболее продуктивными на благороднометалльную минерализацию метасоматитами на Климовском проявлении являются пропилиты железистохлоритовых ассоциаций, листвениты и кварц-карбонат-гидрослюдистые образования с хромсодержащими минералами, пренитом и цеолитами (натролит, томсонит, анальцим). Структурный контроль и возраст [Шевченко и др., 2009; Астафьев и др., 2010] благородно-металльной минерализации Климовского проявления дискуссионны. Наиболее вероятным представляется его полигенно-поли-хронное происхождение (AR-PR) в региональных сдвиговых зонах свекофеннского возраста с участием архейских офиолитовых комплексов и золотосодержащих колчеданных руд (фальбандов), известных в Чупин-ской губе Беломорья еще с начала прошлого века [Гинсбург, 1921] и выявленных позднее [Ахмедов и др., 2001] на полуострове Кар-теш, в районе рудников Хетоламбино, Чка-ловский, Булка и др.
Литература
Астафьев Б. Ю., Воинова О. А., Воинов А. С., Проскурин Г. Ю. Прогнозная оценка золотоносности зон сочления архейских гранит-зеленокаменных об-
0
ластей и подвижных поясов Карело-Кольского региона // Материалы Всерос. конф. Самородное золото. Т. 1. М.: ИГЕМ РАН, 2010. С. 47-49.
Ахмедов А. М., Воинова О. А., Калабашкин С. П. и др. Компьютерная карта золотоносности докембрия Карельского региона масштаба 1 : 1 000 000: Анализ перспектив // Региональная геология и металлогения. 2001. № 13-14. С. 84-104.
Ахмедов А. М., Шевченко С. С., Симонов О. Н. и др. Новые типы проявлений благороднометалль-ной минерализации в зеленокаменных поясах позднего архея Карело-Кольского региона // Геология и геодинамика архея. СПб.: Центр информационной культуры, 2005. С.34-38.
Багдасаров Э. А. Типохимические особенности кристаллохимических параметров ильменитов и их прикладное значение // Региональная геология и металлогения. 2010. № 44. С. 34-41.
Гинсбург И. И. Полезные ископаемые побережья Кандалакшского залива Белого моря // Петроград. Труды Северной научно-промысловой экспедиции. 1921. Вып. 7. 64 с.
Голубев А. И., Иващенко В. И., Трофимов Н. Н., Ручьев А. М. Металлогения и оценка перспектив Карелии на крупные комплексные благородноме-талльные месторождений // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 10. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007. С. 91-116.
Горбачев Н. С., Костюк А. В., Некрасов А. Н., Сулганов Д. М. Минералы - как индикаторы породо- и рудообразования // Теория, история, философия и практика минералогии: Материалы IV Ме-ждунар. минер. семинара. Сыктывкар: Геопринт, 2006. С.109-111.
Корпечков Д. И. Климовское корундовое проявление, Северная Карелия: некоторые петрографические особенности // Материалы XX Рос. конф. молодых ученых, посвящ. памяти чл.-кор. АН СССР К. О. Кратца. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2009. С. 94-97.
Николаев Г. С. Условия кристаллизации первично-магматического хромита при формировании Бураковско-Аганозерского расслоенного массива Заонежья // Материалы 3-й Междунар. конф. «Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения». Качканар, 2009. С. 75-79.
Перевозчиков Б. В., Плотников А. В., Макиев Т. Т. Природа вариаций состава рудной и акцессорной хромшпинели ультрабазитового массива Сыум-Кеу (Полярный Урал) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Науч. чтения памяти П. Н. Чирвинского. Вып. 6. Пермь: Перм. ун-т, 2004. С. 170-180.
Петров О. В., Шевченко С. С., Ахмедов А. М. Новые промышленные типы комплексных руд благородных и цветных металлов в докембрии восточной части Балтийского щита // Геодинамика, магматизм, седиментогенез и минераге-ния Северо-Запада России: Материалы Всерос. конф. (Петрозаводск, 12-15 ноября 2007 г.). Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2007.
С. 292-296.
Плаксенко А. Н. Типоморфизм акцессорных хромшпинелидов ультрамафит-мафитовых магматических формаций. Воронеж, 1989. 224 с.
Пожиленко В. И. Позднеархейский расслоенный диорит-базит-гипербазитовый массив Оспе-Лувтуайвенч (Кольский полуостров) // Сборник материалов проекта Интеррег-Тасис: Стратегические минеральные ресурсы Лапландии - основа устойчивого развития Севера. Вып. II. Апатиты: КНЦ РАН,2009. C.89-96.
Ручьев А. М. Геологические предпосылки развития рудной сырьевой базы горнодобывающей промышленности в Лоухском районе Республики Карелия // Материалы Междунар. конф. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2001. С. 70-78.
Ручьев А. М. Благородные металлы в гнейсах чу-пинской свиты (беломорский комплекс, Северная Карелия) // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 5. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2002. С. 47-58.
Ручьев А. М. Благородные металлы в гнейсах чу-пинской свиты (беломорский комплекс) // Геология и геодинамика архея: Материалы I Рос. конф. по пробл. геол. и геодин. докембрия. СПб.: Центр информационной культуры, 2005. С. 324-329.
Ручьев А. М. Платиноиды парагнейсов чупин-ской свиты и проблема архейских офиолитов беломорского комплекса Балтийского щита // Офиоли-ты: геология, петрология, металлогения и геодинамика. Материалы Междунар. науч. конф. Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2006. С. 305-308.
Рыкус М. В., Бажин Е. А., Савельев Д. Е., Сначев В. И. Геология и геохимические особенности ультрабазитов и габброидов зоны сочленения Южного и Среднего Урала (Кыштымская площадь) // Г еоло-гия и геофизика. 2007. Т. 7, № 1. С. 72-80.
Спиридонов Э. М., Назьмова Г. Н., Соколова Н. Ф. и др. Состав и эволюция магматитов и мета-соматитов инверсионных гранодиоритовых и ран-неорогенных монцонитовых комплексов Казахстана и Урала и сопряженного Fe-Co (Cu, W) скарново-го, Mo-Cu-порфирового, кварц-шеелитового и золото-кварцевого оруденения // Проблемы геологии Урало-Монгольского пояса (Тр. лаборатории складчатых поясов) / Под ред. Е. Е. Милановского и А. Б. Веймарна. М.: МГУ, 1998. С. 66-73.
Степанов В. С. Основной магматизм докембрия западного Беломорья. Л.: Наука, 1981. 216 с.
Степанов В. С., Слабунов А. И., Степанова А. В. Породообразующие и акцессорные минералы позднеархейских перидотитов района озера Серяк (Беломорский подвижный пояс Фенноскандинав-ского щита) // Геология и полезные ископаемые Карелии. Вып. 6. Петрозаводск: Карельский НЦ РАН, 2003.С. 17-25.
Шевченко С. С. Минералого-геохимические особенности рудоносных метасоматитов и перспективы выявления комплексного благородноме-талльно-медно-никелевого оруденения в Беломорском подвижном поясе: Автореф. дис. ... канд. геол.-минер. наук. СПб., 2011. 20 с.
Шевченко С. С., Ахмедов А. М., Крупеник В. А., Свешникова К. Ю. Благороднометалльные метасо-
0
матиты позднего архея Чупино-Лоухского фрагмента Беломорской подвижной зоны // Регион. геол. и металлогения. 2009. № 37. С. 106-120.
Barton P. B., Noulmin J. B. The elektrum-tarnisch metnod for the determination of the fugasity sulfur in laboratory sulfide systems // Geochim. Cosmochim. Acta. 1964. Vol. 28. P. 619-640.
Griffin W. L., Sobolev N. V., Ryan C. G. et al. Trace elements in garnet and chromites: diamond formation in the Siberian litosphere // Lithos. 1993. Vol. 29. P. 235-256.
СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:
Иващенко Василий Иванович
ведущий научный сотрудник, канд. геол.-минер. наук Институт геологии Карельского научного центра РАН ул. Пушкинская, 11, Петрозаводск, Республика Карелия, Россия, 185910
эл. почта: ivashche@krc.karelia.ru
Ромашкин Александр Евгеньевич
научный сотрудник
Институт геологии Карельского научного центра РАН ул. Пушкинская, 11, Петрозаводск, Республика Карелия, Россия, 185910 тел. (8142) 769824
Spencer K. J., Lindsley D. H. A solution model for coexisting iron-titanium oxides // American Mineralogist. 1981. Vol. 66. P. 1189-1201.
Patter R. W., Barnes H. L. Phase relation in the Binary Hg-S // Amer. Mineralagist. 1978. Vol. 63, N 11-12. P. 1143-1153.
Vuollio J., Piiranen T. Mineralogical evidence for an ophiolite from the Outokumpu serpentinites in North Karelia, Finland // Bul. Geol. Soc. Finland. 1989. 61, part. 1. P. 95-112.
Ivashchenko, Vasily
Institute of Geology, Karelian Research Centre, Russian Academy of Sciences
11 Pushkinskaya St., 185910 Petrozavodsk, Karelia, Russia e-mail: ivashche@krc.karelia.ru
Romashkin, Alexandr
Institute of Geology, Karelian Research Centre, Russian Academy of Sciences
11 Pushkinskaya St., 185910 Petrozavodsk, Karelia, Russia tel.: (8142) 769824
