CC BY
14
ГИАБ. Горный информационно-аналитический бюллетень / MIAB. Mining Informational and Analytical Bulletin, 2020;(6):115-130 ОРИГИНАЛЬНАЯ СТАТЬЯ / ORIGINAL PAPER
УДК 558.:553 DOI: 10.25018/0236-1493-2020-6-0-115-130
ГЕОЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРИЗНАКИ И КРИТЕРИИ ПОТЕНЦИАЛЬНО РУДОНОСНОГО ТАНГАРАЛАХСКОГО ИНТРУЗИВА
Л.К. Мирошникова1, А.Ю. Мезенцев1, Н.В. Семенякина1, Е.М. Котельникова2
1 Норильский государственный индустриальный институт, Норильск, Россия, e-mail: [email protected] 2 Российский университет дружбы народов, Инженерная академия, Москва, Россия
Аннотация: Рассмотрены проблемы разработки и совершенствования методов и систем обработки геологической информации, а также моделирования коренных месторождений в поисковых целях при исследовании флангов и глубоких горизонтов разрабатываемых месторождений, а также новых площадей на перспективность сульфидного медно-ни-келевого оруценения. Объектом исследования являются геолого-геохимические предпосылки и признаки сульфидного оруценения Тангаралахского потенциально рудного поля, сопредельного с месторождениями Талнахской руцно-магматической системы. Комплекс исследования основан на традиционных разноранговых геолого-геохимических, магматических, структурно-тектонических, литолого-стратиграфических предпосылках и признаках сульфидных медно-никелевых платиносодержащих руд, применяемых в Норильском районе. Наибольший эффект при геохимических поисках рудных объектов в Норильском районе был получен в результате применения геолого-структурного анализа пространственных взаимоотношений геохимических аномалий, поскольку геохимическая зональность остается ведущим фактором прогнозирования оруценения. Данный метод совершенствования систем обработки геолого-геохимической информации, а также моделирования месторождений, апробирован при создании геолого-геохимических моделей месторождений Талнахского рудного узла. По результатам исследований были установлены структурно-тектонические условия локализации Тангаралахского потенциально рудоносного интрузива. При моделировании структуры геохимического поля ору-денения выделены типы геохимических ассоциаций, маркирующие различные составы сульфидной минерализации во вкрапленных рудах в различных сечениях Тангаралахского интрузива. Установлено, что геохимическая зональность совпадает с минеральной зональностью горизонта вкрапленных руд, которая была сформирована на различных этапах рудообразования. Установлены элементы подобия геолого-геохимических моделей Тангаралахского потенциально-рудного поля и месторождений Талнахского рудного поля (рудно-магматической системы).
Ключевые слова: сульфидное медно-никелевое оруденение, Тангаралахское потенциально рудное поле, Талнахское рудное поле, Хараелахская мульда, Фокинско-Тангаралах-ский разлом, поисковые предпосылки и признаки, геолого-геохимическая модель. Для цитирования: Мирошникова Л.К., Мезенцев А.Ю., Семенякина Н.В., Котельникова Е.М. Геолого-геохимические признаки и критерии потенциально рудоносного Тангаралахского интрузива // Горный информационно-аналитический бюллетень. - 2020. -№ 6. - С. 115-130. 001:10.25018/0236-1493-2020-6-0-115-130.
© Л.К. Мирошникова, А.Ю. Мезенцев, Н.В. Семенякина, Е.М. Котельникова. 2020.
Geological and geochemical signs and criteria of potential mineralization in the Tangaralakh intrusion
L.K. Miroshnikova1, A.Yu. Mezentsev1, N.V. Semenyakina1, E.M. Kotel'nikova2
1 Norilsk State Industrial Institute, Norilsk, Russia, e-mail: [email protected] 2 Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University), Engineering Academy, Moscow, Russia
Abstract: The scope of the discussion embraces the problems connected with development and improvement of geological information processing methods and systems, as well as modeling of primary mineral deposits in exploration of side rock mass and deep horizons of the deposits under mining and in new areas with intent to discover potential copper-nickel sulphide mineralization. The target of the research is the geological and geochemical preconditions and signs of sulphide mineralization in the potentially ore-bearing Tangaralakh field adjacent to the deposits of the Talnakh ore-magmatic system. The integrated research is based on the conventional different-rank geological, geochemical, magmatic, structural, tectonic, lithological and stratigraphical preconditions and signs of sulphide copper-nickel platinum-bearing ore in the Norilsk Region. The geochemical search of ore objects in the Norilsk Region provided the best results in case of the geological and structural analysis of spatial interactions between geochemical abnormalities as the geochemical zonality is yet the chief factor in the mineralization prediction. This method of improvement of geological-geochemical information processing and modeling of mineral deposits was tested in geological-geochemical modeling of the Talnakh ore province bodies. From the research findings, the structural and tectonic conditions of localization of the potentially ore-bearing Tangaralakh intrusion were determined. The structural modeling of geochemical field of the mineralization revealed the types of geochemical associations marking different compositions of sulphide mineralization in disseminated ore in different sections of the Tangaralakh intrusion. It is found that the geochemical zonality coincides with the mineral zonality of the disseminated ore horizon formed at different stages of orogenesis. The similarity elements are found in the geological-geochemical models of the Tangaralakh potentially ore-bearing ore field and Talnakh ore field (ore-magmatic system). Key words: sulphide copper-nickel mineralization, Tangaralakh potentially ore-bearing field, Talnakh ore field, Kharaelakh trough, Fokin-Tangaralakh fault, prospecting preconditions and signs, geological-geochemical model.
For citation: Miroshnikova L. K., Mezentsev A. Yu., Semenyakina N. V., Kotel'nikova E. M. Geological and geochemical signs and criteria of potential mineralization in the Tangaralakh intrusion. MIAB. Mining Inf. Anal. Bull. 2020;(6):115-130. [In Russ]. DOI: 10.25018/02361493-2020-6-0-115-130.
Введение
Минерально-сырьевая база Норильского региона представлена месторождениями сульфидных медно-никелевых платиносодержащих руд, которые в настоящее время интенсивно разрабатываются. Поиски богатых медно-никеле-вых руд на площадях, расположенных в
непосредственной близости к промыш-ленно освоенной территории, являются актуальными и экономически обоснованными.
Актуальной в научном и практическом смысле проблемой является обоснование стратегии поисков сульфидного медно-никелевого платиносодержаще-
го оруденения в Норильском районе и совершенствование методов геолого-геохимического изучения рудопрояв-лений.
В 80-х годах прошлого столетия Норильская комплексная геологоразведочная экспедиция в пределах севера-запад-ной оконечности Хараелахской мульды вдоль зоны Фокинско-Тангаралахского (ФТР) проводила поисковые работы посредством скважин колонкового бурения глубиной до 2420,0 м. На опоискованной территории был вскрыт Тангаралахский дифференцированный интрузив с вкрапленным сульфидным оруденением. Площадь, на которой расположен интрузив, была названа Тангаралахской и отнесена к разряду потенциально рудного поля. В результате прекращения финансирования работы по дальнейшему изучению площади были прекращены. В предлагаемой работе решается задача по совершенствованию стратегии поисковых работ на примере потенциально рудоносной Тангаралахской площади на основе как традиционных, так и нетрадиционных поисковых предпосылкок и признаков, основанных на особенностях зонального строения геохимического ореола оруденения.
Выделение первичных ореолов производилось путем литохимического опробования керна скважин методом пунктирной борозды.
Основная масса проб анализировалась эмиссионным методом, приближенно-количественным и количественным спектральными способами. Каждая из 3000 литохимических проб анализировалась на 22 элемента: Си, М, Со, Сг, РЬ, Zn, Ад, Мо, Zr, и V, Y, Yb, Ва, Sr, Мп, Р, Sc, Ga, Sn, La, Li. Наиболее информативными элементами при геохимическом картировании сульфидного оруденения являются Си, М, Со, Сг, РЬ, Zn, Т и V. Химический анализ применялся при исследовании рудных интервалов.
Компьютерное моделирование
геохимического поля
Тангаралахского интрузива
Геохимические методы исследований имеют обширное применение на различных стадиях изучения природных, техногенных, водных и экологических и систем. В их основе лежит анализ взаимозависимого пространственного поведения химических элементов, вызванного воздействием разноранговых и разновременных геологических явлений. Анализ геохимической структурной модели позволяет повысить вероятность успеха в обнаружении рудных объектов и выявлении благоприятных структур для улавливания рудной минерализации [1-6].
Моделирование зональной структуры геохимического поля производилось с применением пакета программ автоматизированной системы «Геоскан» [7].
Геохимическое поле - часть земного пространства, характеризуемого количественным содержанием химических элементов или их соединений, представленным как функции пространственных координат и времени [6]. Структура геохимического поля определяется выделением аномалий различно специализированных геохимических типов, которые маркируют различные типы пород или рудной минерализации [1 — 6]. Геохимическая «специализация» определяется положением первых элементов в ранжированном ряду геохимических ассоциаций (ГХА) микроэлементов. В строении ранжированного ряда ГХА в зависимости от уровня концентрации элементов выделены зоны: «привноса» (Кк более 1,5), «индеферентная» (Кк от 1,5 до 0,5) и «выноса» (Кк менее 0,5). Иерархическое строение рядов зональности ГХА, слагающих первичные геохимические ореолы различной типовой специализации, показывает четко выраженное ассоциативное поведение микроэлементов в
процессе геохимическом самоорганизации с синхронным образованием первичной минерализации оруденения и условиях его формирования [1 — 6].
Зональность геохимического поля определенной специализации определяется выделением в нем областей фона (Кк до 1,5), зон рассеянной минерализации (Кк от 1,5 до 3) и аномалий (Кк более 3).
Геологическая позиция
Тангаралахского
потенциально рудного поля
Тангаралахское потенциально рудное поле (ТПРП) располагается в северозападном борту Хараелахской мульды на площади, сопредельной месторождениям Талнахского рудного поля. Геологические образования площади принадлежат «верхнему» структурному этажу платформы и представлены двумя ярусами — средним и верхним. Средний ярус сложен морскими, лагунно-мор-скими отложениями палеозоя в составе девона, карбонатного, сульфатного, в подчиненном количестве — терригенного и галогенного составов, которые с незначительным угловым несогласием перекрываются лагунно-континентальными терригенными угленосными осадками тунгусской серии (С2 — Р2). Слои осадочных отложений имеют пологое падение в направлении центральной части Хараелахской мульды (рис. 1, 2). Верхний структурный ярус представлен эффузивными образованиями верхнепермского и нижнетриасового вулканических циклов.
Тектонические формы современного структурного плана были сформированы в течение длительного тектонического процесса и претерпевали последовательное преобразование. До начала излияния лав и внедрения магм на территории Норильского региона преобладали пликативные дислокации, а разрывные отсутствовали [8].
Складчатые формы по времени образования подразделяются на доверх-непалеозойские и нижнемезозойские (рис. 1). В доверхнепалеозойское время происходило заложение осевых и замковых зон антиклиналей и синклиналей — конседиментационных структур линейного характера [8]. Оси складок ориентированывсеверо-восточном направлении и прослеживаются вдоль Фо-кинско-Тангарахского разлома (рис. 1). В сводовой части антиклинали отмечается увеличение мощности отложений мантуровской свиты среднего девона. Морфологически горизонт отложений свиты представляет собой двояковыпуклую линзу.
Нижнемезозойские пликативные формы появились в результате активизации магматического процесса, сопровождающегося извержением огромного количества лав, что вызвало перестройку структурного плана территории. При накоплении мощной (до 2 км) туфола-вовой толщи большой плотности пород в формировании структуры мульды преобладал гравитационный фактор. В этих условиях происходило заложение осевых и замковых зон синклиналей, сопровождаемых дополнительными изгибами в виде флексур со встречным падением крыльев [8, 12].
Основной разрывной структурой Тангаралахского потенциально рудоносного поля является Фокинско-Тангаралах-ский разлом (ФТР) северо-восточного простирания, который образует северозападный борт в наиболее прогнутой центральной части Хараелахской мульды. На глубине происходит виграция разлома на серию разрывных нарушений более низкого порядка. В зоне развития Фокинско-Тангаралахского разлома (ФТР) отмечается дотунгусская (до-верхнепалеозойская) флексурная складка, которая фиксируется резким увеличением мощности фокинской свиты
верхнего девона. ФТР — сквозная структура, она прослеживается во всех структурных ярусах с отклонением простирания осей в различных горизонтах. Предполагается, что активность данной структуры проявляется с конца вендско-палеозойского цикла. Фокинско-Танга-ралахский разлом на всем протяжении образует отрицательные формы рельефа, как правило, с повышенной мощностью рыхлых отложений [9]. В пределах площади ТПРП развиты мелкоамплитудные тектонические нарушения, образующие разрывы северо-восточного, северо-западного и субширотного про-
стирания, которые наблюдаются в основном в верхней части разреза, сложенной эффузивными образованиями (рис. 1, 2).
Интрузивные тела, вскрытые в пределах ТПРП, отнесены к двум различным интрузивным комплексам: 1 — потенциально рудоносный дифференцированный Тангаралахский интрузив зубовского типа (юи-иа) Т1Ьп норильского комплекса; 2 — интрузив моронговского комплекса (юи-ив) Т1-2тг, неперспективный на сульфидное оруденение (рис. 1).
Тангаралахский интрузив пластовой формы залегает на глубине 1,7-2,3 км,
Рис. 1. Геологическая карта Тангаралахского потенциально рудного поля (по материалам ПО Норильск-геология, 1983, с изменениями Л.К. Мирошниковой, 2019): 1 — эффузивные образования перми-триаса; 2 — Хараелахская мульда; 3 — Фокинско-Тангаралахский разлом; 4 — оперяющие разломы; пликативные структуры: 5 — 6 — оси структур доверхнепалеозойского заложения: 4 — антиклиналей; 5 — синклиналей; 7—8 — оси структур нижнемезозойского заложения: 7 — антиклинали; 8 — синклинали; 9 — границы интрузива моронговского комплекса; 10 — границы развития интрузива, отнесенного зубовского типа норильского комплекса; 11 ° скважина и ее индекс; 12 — линия разреза А-Б Fig. 1. Geological map of the Tangaralakh potentially ore-bearing field (source—Norilskgeologiya, 1983, amended by L.K. Miroshnikova, 2019): 1—Permian-Triassic effusive formations; 2—Kharaelakh trough; 3—Fokin-Tangaralakh fault; 4—branch faults, plicative structures; 5-6 — axes of pre-Upper Paleozoic structures: 4—anticline; 5 — syncline; 7-7 — axes of Lower Mesozoic structures: 7 — anticline; 8 — syncline; 9—Mo-rongovsky intrusion boundaries; 10 — boundaries of intrusion assumed to be Zubov-type of the Norilsk ore cluster; 11 — borehole and its index; 12 — section A-B
СГ-16
-200-
-400-
-600 •
-800-
-1000 H
-1200-
-1400 А
-1600J
-1800-
-2000-
1892,0
П^Пу I т1"«2 ь I т<""< 1з К"Ш41 w к ВЕЛ ШЕИ I ■<*-> 1яI °з* la 1 Ьл I °3* Ii 11 °з* Ii? I
2006,8
Tsv T1nd1
T1gd1 Tir,d2
T1°d2 I-
Рис. 2. Гдологический разрез по линии А-Б (по материалам ПО «Норильскгеология» с изменениями Л.К. Мирошниковой, 2019): 1 — 7 — эффузивные образования поздней перми — раннего триаса: 1 — моронговская свита (Тгтг) толеитовые базальты; 2 — надеждинская свита (T^nd), нижняя подсвита (T^dJ порфировые базальты; 3 — надеждинская свита средняя подсвита (Tnd ) — порфировые базальты; 4— 5 — гудчихинская свита (Г gd): нижняя подсвита (T^dJ базальты гломеропорфировой и порфировой структуры; 5 — верхняя подсвита (T^dJ — базальты пикритовые; 6 — сыверминская свита (TjSv) — толеитовые базальты; 7 — ивакинская свита (PJv) — двуплагиоклазовые, лабрадоровые и титан-авгитовые базальты; 8 — терригенные отложения тунгусской серии (С -Р ) — песчаники, алевролиты, аргиллиты с прослоями каменных углей; 9 — фокинская свита (DJk) — доломиты с линзами ангидритов и каменной соли; 10 — каларгонская свита {DJ<.i) — доломиты, известняки, доломитовые мергели; 11 — накахозская свита (Dznk) — доломитовые мергели, ангидриты; 12 — юктинская свита (DJk) — доломиты; 13 — мантуровская свита (D2mt) — доломитовые мергели, доломиты, мергели, ангидриты линзы каменной соли; 14 — разведочнинская свита (D^z) — аргиллиты, слои и линзы известняков, алевролитов и песчаников; 15 — габбродолериты зубовского типа, норильского комплекса; 16 — границы контактовых ореолов интрузии; 17 — Фокинско-тангаралахский разлом: 18 — тектонические нарушения; 19 — геологические разрезы; 20 — устье скважины, ее индекс и глубина
Fig. 2. Geological section along A-B (source — Norilskgeologiya, 1983, amended by L.K. Miroshnikova, 2019): 1-7— Later Permian-early Triassic effusive formations: 1—Morongovskaya series (T^r), tholeitic basalt; 2—Nadezhdinskaya series (T^d), lower subseries (T^d^j, porphyritic basalt; 3—Nadezhdinskaya series, middle subseries (Tnd ), porphyritic basalt; 4-5 —Gudchikhinskaya series (Tgd): lower subseries (Tgd ), basalt of glomerophyric and porphyritic structure; 5 —upper subseries (T^d^j, picrite basalt; 6 —Syverminskaya series (T^v), tholeitic basalt; 7— Ivakinskaya series (P2iv), bi-plagioclase, labradorite and titanium-augite basalt; 8 —Tungusska series terrigenous deposits (C2-P2), sandstone, siltstone, mudstone with coal interlayers; 9— Fokin series (DJk), dolomite with anhydrite and rock salt lenses; 10— Kalargonskaya series (D3W), dolomite, limestone, dolomite marl; 11— Nakakhozskaya series (Djik), dolomite marl, anhydrite; 12 —Yuktinskaya series (DJk), dolomite; 13— Manturovskaya series (D2mt), dolomite marl, dolomite, marl, anhydrite, rock salt lenses; 14— Razvedochninskaya series (Djz), mudstone, layers and lenses of limestone, siltstone and sandstone; 15 — Zubov-type gabbro-dolerite, Norilsk formation; 16 — boundaries of contact zones in the intrusion; 17— Fokin-Tangaralakh fault: 16 —tectonic faults; 19 —geological sections; 20— mouth, index and depth of borehole
среди отложений верхнемантуровской свиты (рис. 2). Основное тело интрузива приурочено к приразломным до-верхнепалеозойским синклиналями. Направления инвариантных линий интрузива прослеживается вдоль осевых линий синклиналей. Интрузив разделен ФТР на Западную и Восточную ветви (рис. 3). Максимальная мощность интрузива до 50 м отмечается в его Восточной ветви (скв. СГ-10), минимальные мощности интрузива распространены вдоль осевой линии доверхнепалеозойской антиклинали, в зоне ФТР (скв. СГ-21, СГ-11).
Во внутреннем строении дифференцированного интрузива выделяются следующие горизонты (сверху вниз): 1 — верхние контактовые оливинсодержащие ипризматически-зернистыегаббродоле-риты, кварцсодержащие габбро-пегматиты, лейкогаббро такситовое, габбро-долериты; 2 — оливинсодержащие, оли-
виновые, пикритовые и троктолитовые габбродолериты; 3 — нижние такситовые габбродолериты и габбро, оливиновые контактовые габбродолериты (рис. 4). Доля пикритовых габбродолеритов в разрезе Восточной ветви составляет не более 30%, а в Западной ветви увеличивается до 55-60%. Минимальная мощность пикритовых габбродолеритов (скв. СГ-21 до 10 м) и полное их отсутствие в разрезе скважины СГ-1. В зоне выклинивания интрузив представлен маломощными апофизами, сложенными габбродолеритами оливиновыми, и ме-тасоматически измененными габбродо-леритами.
В нижних горизонтах дифференцированного интрузива (пикритовых и так-ситовых габбродолеритах) отмечается вкрапленное оруденение кубанит-пир-ротинового состава (с магнетитом, пиритом, халькопиритом, моихукитом,
Рис. 3. Геолого-структурная схема Тангаралахского интрузива (по материалам Д.М. Туровцева, 2000, с изменениями Л.К. Мирошниковой, 2019): 1-3 — элементы интрузива: 1 — предполагаемый контур; 2 — изопахиты интрузива и околоинтрузивного контактово-метаморфического ореола; 3 — осевые линии интрузива; 4 — зона разлома; 5 — скважины
Fig. 3. Schematic geological structure of the Tangaralakh intrusion (following D.M. Turovtsev, 2000, amended by L.K. Miroshnikova, 2019): 1-3 — elements of the intrusion: 1 — presumptive boundary; 2—isopach lines of the intrusion and surrounding contact metamorphism zone; 3 — axial lines of the intrusion 4 — fault zone; 5 — boreholes
1 V И Г ь F U Гос L I Го | Гпп |(
| Гтв |7 | Гк |я | Tv |<5 | L \1П х-1111 О I
2000
ЗАПАДНАЯ ВЕТВЬ
СП-7
1800-\
ВОСТОЧНАЯ
ВЕТВЬ сг-ю
2300-
Рис. 4. Строение Тангаралахского интрузива: 1 — 9 — дифференциаты Тангаралахского интрузива: 1 — кварцсодержащие габбро-пегматиты, призма-тически-зернистые габбродолериты; 2 — габбродолериты; 3 — лейкогаббро такситовое; 4 — габбродолериты оливинсодержащие; 5 — оливиновые габбродолериты; 6 — пикритовые, троктолитовые габбродолериты; 7 — нижние такситовые габбродолериты и габбро; 8 — оливиновые контактовые габбродолериты; 9 — измененные габбродолериты; 10 — долериты; 11 — метаморфические породы контактового ореола интрузива; 12 — метамагма-тические псевдобрекчии
Fig. 4. Tangaralakh intrusion structure: 1-9 — differentiates: 1 — quartz-bearing gabbro pegmatite, prismatically grained gabbro dolerite; 2 — gabbro dolerite; 3 — leuco gabbro taxite; 4— divine-bearing gabbro dolerite; 5 — olivine-gabbro dolerite; 6 — picrite, troctolite gabbro dolerite; 7— lower taxite gabbro dolerite and gabbro; 8 — olivine contact gabbro dolerite; 9 — altered gabbro dolerite; 10 — dolerite; 11 — metamorphic rocks of contact zone of the intrusion; 12 — methamagmatic pseudo breccias
Рис. 5. Ареал пикритовых габбродолеритов и концентрации Cu и Ni во вкрапленных рудах (по материалам Д.М. Туровцева, 2002, с изменениями Л.К. Мирошниковой 2019): 1 — изопахиты вкрапленных руд; 2-3 — изоконцентраты, мас.%: 2 — никеля, 3 — меди; 4 — скважины (проекция забоя) Fig. 5. Geographical range of gabbro dolerite and Cu and Ni concentrations in disseminated ore (following D.M. Turovtsev, 2000, amended by L.K. Miroshnikova, 2019): 1—isopach lines of disseminated ore; 2-3— iso-concentrates, % by mass: 2 — nickel; 3 — copper; 4—boreholes (projection of bottomhole)
сфалеритом, изредка миллеритом, валле-риитом, аргенопентландитом) [10]. Мощность горизонта, в котором присутствуют вкрапленники сульфидов, колеблется от 1 до 2,5 м. Максимальные концентрации рудных компонентов Си (до 0,9%) и N (до 0,6%) наблюдаются в центральной части Западной ветви интрузива (скв. СГ- 16) (рис. 5).
Вертикальная и латеральная зональности геохимического ореола Тангара-лахского интрузива, отстроенные по результатам обработки анализов с применением пакета прикладной программы ГЕОСКАН, приводятся в таблице и на рис. 6.
Латеральная зональность ореола Тан-гаралахского интрузива рассматривается вдоль его осевой линии по горизонту вкрапленных руд в пикритовых и так-ситовых габбродолеритах (рис. 6), в направлении выклинивания интрузива с севера-востока на юго-запад и представлена следующим рядом: 11М — 5,1Сг — 4,0Си — 3,0Со (скв. СП-7, мощность горизонта вкрапленных руд 2,0 м, сульфидная минерализация кубанит-пирро-тинового состава; содержание Си 0,6%, N 0,4%) ^ 23Си — 11т — 6,8Сг — 6,8Со — 1^п — 1,4Мо —1,0РЬ (мощность горизонта вкрапленных руд 2,0 м по скв. СП-4 и 1,5 м по скв. СГ-16, суль-
Рис. 6. Структурно-геохимическая модель вкрапленного оруденения в рудоносных габбродолеритах Тангаралахского интрузива (Л.К. Мирошниковой, Н.А. Семенякина 2020): 1 — предполагаемый контур Тангаралахского интрузива; 2 — изопахиты интрузива; 3 — осевые линии интрузива; 4—8 — геохимические ассоциации различной типовой специализации: 4 — аномалии — 11Ni — 5,1Cr — 4,0Cu — 3,0Co и 6,0Ni — 2,7Co — 2,5Cu — 1,8Cr — 1,1Mo; 5 — аномалия 23Cu — 11Ni — 6,8Cr — 6,8Co — 1,8Zn —
— 1,4Mo — 1,0Pb; 6 — фон 1,5Cu — 1,4Co — 1,3Ni; 7 — зона рассеянной минерализации 2.4Zn —
— 1,8Cu — 1,6Ni — 1,3Mo — 1,2Cr — 1,0Co и 1,6Ni — 1.4Zn — 1,2Cu — 1,2Cr — 1,1Co — 1,1Ti; 8 — аномалия 4,9Ti — 2,7Ba — 2,6V — 1,4Co — 1,3Cr — 1,2Cu — 1,2Ni и зона рассеянной минерализации 2,5V — 1,6Ti — 1,5Zn — 1,3Cu — 1,3Cr — 1,1Co — 1,1Ni; 9 — скважина (проекция забоя) Fig. 6. Structural geochemical model of disseminated mineralization in metalliferous gabbro dolerite of the Tan-garalakh intrusion (L.K. Miroshnikova, N.A. Semenyakina, 2020): 1—presumptive boundary of the Tangaralakh intrusion; 2—isopach lines of the intrusion; 3 — axial lines of the intrusion; 4 — 8 — various type geochemical associations: 4-abnormalities-11Ni - 5,1Cr - 4,0Cu - 3,0Co и 6,0Ni - 2,7Co - 2,5Cu - 1,8Cr -
— 1,1Mo; 5 — abnormality 23Cu - 11Ni - 6,8Cr - 6,8Co - 1,8Zn - 1,4Mo - 1,0Pb; 6-background
— 1,5Cu - 1,4Co - 1,3Ni; 7-scattered mineralization zone 2.4Zn- 1,8Cu - 1,6Ni - 1,3Mo - 1,2Cr -
— 1,0Co and 1,6Ni - 1.4Zn - 1,2Cu - 1,2Cr - 1,1Co - 1,1Ti; 8-abnormality 4,9Ti - 2,7Ba - 2,6V -
— 1,4Co - 1,3Cr - 1,2Cu - 1,2Ni and scattered mineralization zone 2,5V - 1,6Ti - 1,5Zn - 1,3Cu -
— 1,3Cr - 1,1Co - 1,1Ni; 9—boreholes (projection of bottomhole)
фидная минерализация кубанит-пирро-тинового состава с халькопиритом, мо-ихукитом; содержание Си 0,9 — 0,7%, N 0,4-0,6%) ^ 1,5Си — 1,4Со — 1,3Ni (скв. СП-8, мощность горизонта вкрапленного оруденения 1,7 м, сульфидная минерализация в основном пиритового состава; Си 0,5%, N 0,3%) ^ 2^ —
— 1,6Т — 1,5Zn — 1,3Си — 1,3Сг —
— 1,1Со — 1,1М или 4,9Ti — 2,7Ва —
— 2,6V — 1,4Со — 1,3Сг — 1,2Си — 1,2Ni (скв. ВП-107 и ВП-110, габбродолери-ты апофиз Тангаралахского интрузива мощностью до 5 м с преобладающей приритовой и магнетитовой минерализацией).
Выводы
Рассмотрены критерии потенциальной рудоносности Талнахской рудно-магматической системы, включающие следующие предпосылки и признаки присутствия вкрапленного оруденения.
Предпосылки:
• Литолого-стратиграфические — Тангаралахский интрузив локализован в сульфатно-карбонатных отложениях мантуровской свиты среднего девона.
• Структурно-тектонические: морфология интрузивного тела обусловлена тектоническими формами отложений, вмещающих интрузив. Тангаралахский разлом (флексуро-сброс) и приразлом-
Вертикальная геохимическая зональность Тангаралахского интрузива Vertical geochemical zonality of the Tangaralakh intrusion
Породы Тангаралахского интрузива Формула геохимической ассоциации
Верхние контактовые кварцсодержащие габбро пегматиты (скв. СП-4) 1,8Zr - 1,6Pb - 1,3Ni - 1,0Zn - 1,0Ba
Верхние контактовые оливинсодержащие и призматически-зернистые габбродолериты, лейко-габбро такситовое (скв. СП-4) 3,1Cr - 2,8Ni - 2,7Cu - 2,2Zn -- 1,7Mo - 1,6Co - 1,2Mn - 1,0Pb
Лейкогаббро такситовое, оливинсодержащие, оливиновые габбродолериты (скв. СП-4) 2,2Cu - 2,0Ni - 1,7Zn - 1,7Co -- 1,1V - 1,1Mn
Оливиновые, пикритовые, троктолитовые, такситовые и контактовые габбродолериты (скв. СП-4, СГ-16) 7,4Cu - 5,6Ni - 5,5Cr- 2,4Co -- 1,2Zn - 1,2V
Пикритовые, такситовые и контактовые габбродолериты (скв. СП-4 и СГ-16). Преобладает сульфидная минерализация кубанит-пирротино-вого состава с халькопиритом, моихукитом (содержание Си 0,9-0,7%, N 0,4-0,6%) 23Cu - 11Ni - 6,8Cr - 6,8Co --1,8Zn - 1,4Mo -1,0Pb Ni/Cu = 0,5, Ni/Co= 1,6
Оливиновые, пикритовые, троктолитовые, такситовые, контактовые габбродолериты (скв. СГ-10). Преобладает сульфидная минерализация кубанит-пирротинового состава (содержание Си — 0,2%, N — 0,2%) 6,0Ni - 2,7Co - 2,5Cu - 1,8Cr -1,1Mo Ni/Cu = 2,4, Ni/Co = 2,2 Ni/Cu = 1, Ni/Co = 2,2
Пикритовые, троктолитовые, такситовые и контактовые габбродолериты (скв. СП-7). Преобладает сульфидная минерализация кубанит-пирро-тинового состава (содержание Си 0,6-%, N 0,4%) 11Ni - 5,1Cr - 4,0Cu - 3,0Co Ni/Cu = 2,8, Ni/Co = 3,7 Ni/Cu = 0,7, Ni/Co = 3,7
Измененные оливиновые, контактовые габбродолериты с горизонтами полигенных метамагма-тических псевдобрекчий в зоне Фокинско-Танга-ралахского глубинного разлома (скв. СГ-21, СГ-11). Сульфидная минерализация пирротино-вого состава с халькопиритом, сфалеритом. 2,4Zn- 1,8Cu - 1,6Ni - 1,3Mo --1,2Cr - 1,0Co; Ni/Cu = 0,9, Ni/Co = 1,6 1,6Ni - 1,4Zn - 1,2Cu - 1,2Cr --1,1Co - 1,1Ti Ni/Cu = 0,75 -0,4 Ni/Co = 1,5
Габбродолериты апофиз Тангаралахского интрузива (мощность до 5 м) с преобладающей приритовой и магнетитовой минерализацией (скв. ВП-110 и ВП-107). 4,9Ti - 2,7Ba - 2,6V - 1,4Co --1,3Cr - 1,2Cu - 1,2Ni Ni/Cu = 1,0, Ni/Co = 0,86 2,5V - 1,6Ti - 1,5Zn - 1,3Cu --1,3Cr - 1,1Co - 1,1Ni Ni/Cu = 1, Ni/Co = 1,0
ные доверхнепалеозоиские синклинали определяются как магмоконтролирую-щие структуы. Замковые части синклиналей, где наблюдаются максимальные мощности интрузивного тела и повышенные концентрации меди и никеля, являются магмо-рудолокализующими
структурами и маркируются аномалиями меди и никеля. Вдоль доверхнепале-озойской антиклинали, которая ограничивала движение магм, отмечены минимальные мощности интрузивного тела.
Метасоматически измененные габ-бродолериты контактовые, оливиновые
в зоне Фокинско-Тангаралахского глубинного разлома (скв. СГ-11 и СГ-21) с горизонтами полигенных метамагма-тических псевдобрекчий маркируются зонами рассеянной минерализации 2,4Zn - 1,8Cu - 1,6Ni - 1,3Mo -
— 1,2Cr - 1,0Co и 1,6Ni - 1,4Zn -
— 1,2Cu - 1,2Cr - 1,1Co - 1,1Ti. В геохимических ассоциациях концентрация цинка сопоставима с концентрацией меди и никеля, отношение Ni/Cu = 0,4 -
— 0,7). В пределах месторождений Тал-нахского рудного поля области фона и зоны рассеянной минерализации, специализированных на цинк, образуются в условия постмагматической средне- и низкотемпературной фации гидротермального процесса и картируют области разрывных нарушений. В условиях тектонических подвижек и постмагматического низкотемпературного гидротермального процесса отмечается накопление Zn, Co, Ti, основными концентратами которых являются сфалерит, пирит (кобальт-никельсодержащий) и магнетит [11, 13, 14].
Признаки сульфидного медно-никелевого оруденения Магматический и минералогические факторы. Тангаралахский интрузив дифференцирован, сульфидное вкрапленное оруденение отмечается в нижних диффе-ренциатах - пикритовых и такситовых габбродолеритах, что роднит его с рудоносными интрузива Талнахской группы месторождений. Медно-никелевая минерализация традиционно маркируется аномалиями медно-никелевого и никель-медного типов.
Зональность геохимического поля как поисковый признак Латеральная геохимическая зональность ореола вкрапленного оруденения прослежена вдоль осевой линии интрузива в направлении его выклинивания и представлена последовательным рядом различно специализированных геохи-
мических ассоциаций (с севера на юг): Ni — Cr — Cu — Co (центральная часть интрузивного тела) ^ Cu — Ni — Cr — Co — Zn (фронтальная часть ореола оруденения) ^ V — Ti — Zn — Cu — Ni (краевые, выклинивающиеся фланги интрузива, сульфидная минерализация крайне незначительна).
Установлено, что геохимическая зональность совпадает с минеральной зональностью горизонта вкрапленных, которая была сформирована на различных этапах рудообразования.
В центральной части вкрапленного оруденения, локализованного в пикритовых габбродолеритах, преобладает магматический фактор, когда сульфидные вкрапленники образуются в результате их сегрегации из сульфидно-силикатного магматического расплава [11, 15, 16]. Вторичные процессы рудообразования за счет воздействия флюидной составляющей на первичные сульфиды практически не проявляются. Эти участки ореолов традиционно маркируются геохимическими аномалиями Ni — Cr — Cu — Co [2].
По мере удаления от центра первичные сульфиды подвергаются вторичному флюидному изменению, в результате которого рудная минерализация обогащается медью и цинком. Фронтальные части ореолов картируются геохимическими ассоциациями Cu — Ni — Cr — Co — Zn состава [2].
Области краевых фаций рудоносного интрузива характеризуются обширным развитием образований постмагматической стадии. В телах апофиз и породах их контактового ореола наблюдаются минеральные разновидности сульфидной и окисной минерализации. Рудная вкрапленность существенно пиритовая, магнетитовая и пирротиновая (в подчиненном количестве) и маркируется геохимическими ассоциациями V — Ti — Zn — Cu — Ni [1 — 2].
Образование минеральной зональности в различных сечениях интрузива и горизонта вкрапленных руд объясняется различными условиями отложения железа. Последовательность образований минералов железа при различных значениях Е^ рН, fS2" обусловлена порядком формирования минералов в различных термодинамических условиях процесса рудогенеза. Так, пирротин формируется при низких Е^ рН и fS2. С ростом Eh пирротин последовательно замещается магнетитом и далее гематитом. В низкотемпературных условиях
во внешних частях ореола при высокой fS2" образуется пирит с развитием зон пиритизированных пород. За пределами околоинтрузивного ореола с ростом Eh и рН пирит сменяется гематитом. Магнетит образуется вместо пирита в узком поле при низких значениях fS2" и более высоких Eh и рН [10].
Геохимическая зональность горизонта вкрапленного оруденения Тангаралахского интрузива подобна геохимической зональности горизонта вкрапленных руд Октябрьского месторождения Талнахского рудного поля [1].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Мирошникова Л. К. Исследование рудно-геохимической зональности рудных тел месторождений Норильского района // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. - 2014. - № 2. - С. 31-36.
2. Мирошникова Л. К. Геохимическая зональность рудных тел на флангах месторождений сульфидных медно-никелевых руд Талнахского рудного узла / Малышевские чтения: материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием (23 апреля 2015 г., Старый Оскол). - Старый Оскол, 2015. - С. 583-589.
3. Рябов В. В., Юшко Н. А. Первичные геохимические ореолы сульфидных медно-никелевых месторождений Печенгского и Норильского рудных районов / Смирновский сборник-2019. Проблемы минерагении, экономической геологии и минеральных ресурсов. - М.: Макс Пресс, 2019. - С. 215-219.
4. Григоров С.А. Отражение в геохимическом поле рудообразующей системы в качестве объекта геохимических поисков // Разведка и охрана недр. - 2009. - № 5. -С. 8-13.
5. Гущин А. В., Гусев Г. С. Проблемы геохимической специализации вулканических комплексов в эталонных геодинамических обстановках // Разведка и охрана недр. -2015. - № 6. - С. 37-42.
6. Кременецкий А. А. Поисковая геохимия: состояние, проблемы, решения // Разведка и охрана недр. - 2008. - № 4-5. - С. 4-13.
7. Коган Б. С. Физические основы моделирования геохимического поля на ЭВМ // Разведка и охрана недр. - 1996. - № 8. - С. 7-14.
8. Тарасов А. В. Структуры Норильского, Талнахского и Имангдинского рудных узлов / Петрология и перспективы рудоносности траппов севера Сибирской платформы. - М.: Наука, 1978. - С. 178-179.
9. Радько В.А. Фации интрузивного и эффузивного магматизма Норильского района. - СПб., 2016. - С. 139-146.
10. Туровцев Д. М. Контактовый метаморфизм интрузий Норильского района. - М.: ИГЭМ РАН, 2000. - 304 с.
11. Спиридонов Э. М. Генетическая модель месторождений Норильского рудного поля / Смирновский сборник-2019. Проблемы минерагении, экономической геологии и минеральных ресурсов. - М.: Макс Пресс, 2019. - С. 41-115.
12. Miroshnikova L. K., MezentsevA. Y. Consideraition of elements of nonlinear tectonics of the litospheric circle of the Norilsk geoblok / Scientific research of the SCO countries: synergy
and integration. Materials of the International Conference. Date: March 25-26. Part 4. Beijing, China, 2019. Pp. 183-192.
13. Spiridonov E. M., Serova A. A., Korotaeva N. N, Zhukov N. N, Kulikova I. M. Metamor-phic-hydrothermal Ag-Pd-Pt mineralization in the Noril'sk sulfide ore deposit, Siberia // The Canadian Mineralogist. 2016. Vol. 54. No 2. Pp. 429-452. DOI: 10.3749/canmin.1500028.
14. Iacono-Marziano G., Ferraina C., Gaillard F., Di Carlo I., Arndt N. Assimilation of sulfate and carbonaceous rocks: Experimental study, thermodynamic modeling and application to the Noril'sk-Talnakh region (Russia) // Ore Geology Reviews. 2017. Vol. 90. Pp. 399-413. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.04.027
15. Barnes S. J., Cruden A. R., Arndt N., Saumur B. M. The mineral system approach applied to magmatic Ni-Cu-PGE sulphide deposits // Ore Geology Reviews. 2016. Vol. 76. Pp. 296-316.
16. Старостин В. И., Избеков Э. Д., Разин Л. В., Сакия Д. Р. Перспективы обнаружения крупных и уникальных месторождений благородных металлов на северо-востоке Сибирской платформы // Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. - 2016. -№ 2. - С. 34-43. DOI: 10.33623/0579-9406-2016-2-34-43. ЕЛЗ
REFERENCES
1. Miroshnikova L. K. Metal and geochemical zonality of ore bodies in the Norilsk Region. Izvestiya vysshikh uchebnykhzavedeniy. Geologiya irazvedka. 2014, no 2, pp. 31-36. [In Russ].
2. Miroshnikova L. K. Geochemical zonality of ore bodies at the flanks of sulphide copper-nickel ore deposits of the Talnakh ore cluster. Malyshevskie chteniya: materialy II Vserossiyskoy nauchnoy konferentsii s mezhdunarodnym uchastiem (23 aprelya 2015 g., Staryy Oskol) Maly-shev's Lectures: Proceedings of II Russian Conference with International Participation (April 23, 2015, Stary Oskol). Stary Oskol, 2015, pp. 583-589. [In Russ].
3. Ryabov V. V., Yushko N. A. Primary geochemical zones of sulphide copper-nickel deposits in the Pechenga and Norilsk ore regions. Smirnovskiy sbornik-2019. Problemy mineragenii, ekonomicheskoygeologii imineralnykh resursov[Smirnov's Collection 2019. Problems of Min-erogeny, Economic Geology and Mineral Resources], Moscow, Maks Press, 2019, pp. 215-219.
4. Grigorov S. A. Mapping an ore-forming system in a geochemical field as a geochemical exploration subject . Razvedka i okhrana nedr. 2009, no 5, pp. 8-13. [In Russ].
5. Gushchin A. V., Gusev G. S. Problems of volcanic complexes geochemical specialization in connection with reference geodynamic settings. Razvedka i okhrana nedr. 2015, no 6, pp. 3742. [In Russ].
6. Kremenetskiy A. A. Exploration geochemistry: Current condition, problems and solutions. Razvedka i okhrana nedr. 2008, no 4-5, pp. 4-13. [In Russ].
7. Kogan B. S. Physical framework of computer-aided geochemical field modeling. Razvedka i okhrana nedr. 1996, no 8, pp. 7-14. [In Russ].
8. Tarasov A. V. Structures of the Norilsk, Talnakh and Imangda Ore Clusters. Petrologiya i perspektivy rudonosnosti trappov severa Sibirskoy platformy [Petrology and ore content prospects of traprock in the north of Siberian Platform], Moscow, Nauka, 1978, pp. 178-179.
9. Rad'ko V. A. Fatsii intruzivnogo i effuzivnogo magmatizma Noril'skogo rayona [Facies of intrusive and effusive magmatism in the Norilsk Region], Saint-Petersburg, 2016, pp. 139-146.
10. Turovtsev D. M. Kontaktovyy metamorfizm intruziy Noril'skogo rayona [Contact meta-morphism of intrusions in the Norilsk Region], Moscow, IGEM RAN, 2000, 304 p.
11. Spiridonov E. M. Genetic model of the Norilsk Ore Cluster deposits. Smirnovskiy sbornik-2019. Problemy mineragenii, ekonomicheskoy geologii i mineralnykh resursov [Smirnov's Collection 2019. Problems of Minerogeny, Economic Geology and Mineral Resources], Moscow, Maks Press, 2019, pp. 41-115.
12. Miroshnikova L. K., Mezentsev A. Y. Consideraition of elements of nonlinear tectonics of the litospheric circle of the Norilsk geoblok. Scientific, research of the SCO countries: synergy
and integration. Materials of the International Conference. Date: March 25-26. Part 4. Beijing, China, 2019. Pp. 183-192.
13. Spiridonov E. M., Serova A. A., Korotaeva N. N., Zhukov N. N., Kulikova I. M. Meta-morphic-hydrothermal Ag-Pd-Pt mineralization in the Noril'sk sulfide ore deposit, Siberia. The Canadian Mineralogist. 2016. Vol. 54. No 2. Pp. 429-452. DOI: 10.3749/canmin.1500028.
14. lacono-Marziano G., Ferraina C., Gaillard F., Di Carlo I., Arndt N. Assimilation of sulfate and carbonaceous rocks: Experimental study, thermodynamic modeling and application to the Noril'sk-Talnakh region (Russia). Ore Geology Reviews. 2017. Vol. 90. Pp. 399-413. DOI: 10.1016/j.oregeorev.2017.04.027
15. Barnes S. J., Cruden A. R., Arndt N., Saumur B. M. The mineral system approach applied to magmatic Ni-Cu-PGE sulphide deposits. Ore Geology Reviews. 2016. Vol. 76. Pp. 296-316.
16. Starostin V. I., Izbekov E. D., Razin L. V., Sakya D. R. Perspectives of the detection of large and unique noble metal deposits in the Northeastern Siberian platform. Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2016, no 2, pp. 34-43. [In Russ.] DOI: 10.33623/0579-9406-20162-34-43.
ИНФОРМАЦИЯ ОБ АВТОРАХ
Мирошникова Людмила Константиновна1 - д-р геол.-минерал. наук,
профессор, e-mail: [email protected],
Мезенцев Александр Юрьевич1 - аспирант,
ассистент кафедры, e-mail: [email protected],
Семенякина Наталья Вячеславовна1 - аспирант,
ассистент кафедры, e-mail: [email protected],
Котельникова Елена Михайловна - канд. геол.-минерал. наук,
старший преподаватель, e-mail: [email protected],
Российский университет дружбы народов, Инженерная академия,
1 Норильский государственный индустриальный институт.
Для контактов: Мирошникова Л.К., e-mail: [email protected].
INFORMATION ABOUT THE AUTHORS
L.K. Miroshnikova1, Dr. Sci. (Geol. Mineral.), Professor, e-mail: [email protected], A.Yu. Mezentsev1, Graduate Student, Assistant of Chair, e-mail: [email protected],
N.V. Semenyakina1, Graduate Student, Assistant of Chair,
e-mail: [email protected],
E.M. Kotelnikova, Cand. Sci. (Geol. Mineral.),
Senior Lecturer, e-mail: [email protected],
Peoples' Friendship University of Russia (RUDN University),
Engineering Academy, 117198, Moscow, Russia,
1 Norilsk State Industrial Institute, 663310, Norilsk, Russia.
Corresponding author: L.K. Miroshnikova,
e-mail: [email protected].
Получена редакцией 24.02.2020; получена после рецензии 27.03.2020; принята к печати 20.05.2020. Received by the editors 24.02.2020; received after the review 27.03.2020; accepted for printing 20.05.2020.
