CC BY
28
--© В.Е. Кунгурова, Ю.П. Трухин,
В.А. Степанов, 2016
УЛК 553.411 (571.61)
В.Е. Кунгурова, Ю.П. Трухин, В.А. Степанов
ИЗОТОПНЫЙ СОСТАВ СЕРЫ СУЛЬФИДОВ НИКЕЛЕНОСНЫХ ИНТРУЗИЙ КАМЧАТСКОЙ НИКЕЛЕНОСНОЙ ПРОВИНЦИИ
Определен изотопный состав серы в мономинеральных пробах сульфидов, отобранных из различных типов руд и минерализованных пород Камчатской никеленосной провинции (КНП). По изотопному составу серы выделены две группы: пробы месторождения Шануч, характеризующиеся повышенным содержанием тяжелого изотопа (¿34Б +2,0 - +2,7 %),
и обогащенные легким изотопом серы пробы Кувалорогского рудного поля, ¿34Б которых колеблется в пределах -0,1 - -1,9 %. В целом, для серы сульфидов характерен узкий разброс изотопных отношений и эта величина близка к сере метеоритной. Ключевые слова: Камчатская никеленосная провинция (КНП), изотопный состав серы, мафит-ультрамафитовые интрузии, медно-никелевая минерализация.
В качестве важнейших элементов-индикаторов наличия в интрузиях медно-никелевого оруденения отмечается сера. Так, эмпирическим критерием отличия безрудных и непромышленных сульфидоносных интрузий от интрузий с промышленным Р1:-Си-№ оруденением в норильских месторождениях являются низкие содержания серы (соответственно 0,003-0,006 % и 0,2-0,3 % в первой группе) и обогащение серой (до 1-2 %) второй группы пород [1]. При этом в безрудных интрузиях значения 5 4Ь близки к метеоритному изотопному составу и обычно изменяются от 0 до +4,5 %о. Малорудные интрузии более существенно обогащены 534Ь (+6,0 - +8,4 %о) и обнаруживают зависимость от литологии вмещающих толщ и, как следствие, низкую степень гомогенизации серы. В про-
34
мышленно-рудоносных интрузиях средние значения 5 Ь максимальны - 9-11 % и более гомогенны [1].
Отмечено, что несмотря на широкий (до 35%) в целом диапазон вариаций изотопных отношений серы, основная масса их в мафит-ультрамафитовых интрузиях группируется около нулевого значения, что, независимо от их местонахождения,
возраста и геологической обстановки однозначно свидетельствует о преимущественно мантийном источнике их серы [2]. Однако, экспериментально установленная в последние годы низкая растворимость Б в мафит-ультрамафитовых расплавах ставит под сомнение возможность накопления сульфидов в значительных количествах без привлечения либо дополнительных источников Б, либо процессов перераспределения мантийной Б в верхних горизонтах коры [3, 4]. Вопрос об определении источников металлов и серы в рудообразовании остается актуальным.
Был определен изотопный состав серы 534Б в 38 мономинеральных пробах сульфидных минералов (масс-спектрометр Нпп1дап-Ма1:-252 в ДВГИ ДВО РАН, аналитик Т.А. Веливец-кая; табл. 1), отобранных из массивных, брекчиевидных, про-жилково-вкрапленных руд и минерализованных пород северной зоны КНП (месторождение Шануч, рудное тело 1, [5, 6]) и южной (проявления Тундровое, Аннабергитовая Щель, Нижнемедвежье, Верхнемедвежье, Оленье, Рассоха [7, 8, 9]), пород краевых частей Кувалорогской интрузии, содержащих сульфидную минерализацию.
Как видно из рис. 1, табл. 1 изученные образцы сульфид-
34
ных медно-никелевых руд по о Б отчетливо разделяются на две генетические группы: пробы с месторождения Шануч, существенно отличающиеся повышенным содержанием тяжелого изотопа (табл. 1) и несколько обогащенные легким изотопом сульфиды из проявлений массива Кувалорог, 534Б которых колеблется в незначительных пределах.
Таблица 1
Изотопный состав серы сульфидов
Месторождение, рудопроявление Материал, из которого отобраны сульфиды Номер образца а348, %0
Различные типы руд в ортопироксенитах, апопироксенитовых, апоталькитовых амфиболитах, биотит-амфиболовых меладиоритах
Шануч масссивная руда Ша-1 ро +2,7
массивная руда 132-12 ро +2,0
массивная руда 132-15 сЬр +2,1
брекчиевидная руда 110-31 рп +2,1
брекчиевидная руда 110-33 ро +2,0
Продолжение табл. 1
Месторождение, рудопроявление Материал, из которого отобраны сульфиды Номер образца а34Б, %
прожилково-вкрапленная 107-16 ро +2,7
руда
прожилково-вкрапленная 107-8 ру +2,7
руда
Окисленная руда с вкрапленностью сульфидов в ортопироксенитах
Рассоха окисленная густовкраплен-ная руда РК-77Г сЬр -1,1
окисленная густовкраплен-ная РК-77Г ру -0,1
окисленная вкрапленная РК-107-7 ро -1,4
Оливинсодержашие плагиоклаз-флогопит-амфиболовые пироксениты
с гнездами и крупными вкрапленниками сульфидов
Верхнемедвежье вкрапленная руда 368-1 ро -0,3
вкрапленная руда 375-3 ро -1,3
вкрапленная руда 377 сЬр -0,5
вкрапленная руда 183-3 ро -0,1
вкрапленная руда 725 рп -1,0
вкрапленная руда 1232 ро -0,3
Вкрапленные руды в флогопитовых горнблендитах (1178-25); оливинсодержаших плагиоклаз-флогопит-амфиболовых пироксенитах
Нижнемедвежье пятнисто-вкрапленная 1178-25 ро -0,2
пятнисто-вкрапленная 1178-25 рп -0,2
прожилково-вкрапленная 1145-7 ро -1,1
вкрапленная руда 1178-1 ро -0,4
вкрапленная руда 1178-12 рп -0,4
вкрапленная руда 1178-24 ро -0,1
вкрапленная руда 1178-24 рп -0,4
густовкрапленная руда (на контакте интрузии) 1147 ро -6,7
густовкрапленная руда (на контакте интрузии) 1147-6 ро -6,2
Окисленная руда с густой вкрапленностью сульфидов в пироксенитах
Тундровый окисленная густовкрапленная руда 1192 ро -0,8
вкрапленная руда 1192-1 рп -0,7
вкрапленная руда 1192-4 ро -1,0
вкрапленная руда 1192-4 сЬр -1,2
вкрапленная руда 1192-5 ро -1,0
прожилково-вкрапленная 1192-6 ро -1,1
прожилково-вкрапленная 1192-6 рп -1,1
Окончание табл. 1
Месторождение, рудопроявление Материал, из которого отобраны сульфиды Номер образца а348, %0
Линзы, гнезда сульфидов и крупные вкрапленники в тальк-биотит-амфиболовой породе
Аннабергитовая щель брекчиевидная руда к-437/1 ро -1,1
вкрапленная руда к-438/1 ро -0,7
вкрапленная руда к-438/4 ро -1,4
Редкая вкрапленность в биотит-амфиболовых габбропироксенитах (1017); плагиоклаз-амфиболовых меладиоритах
Оленье вкрапленная руда 1031 ро 0,1
вкрапленная руда 3000-4 ро -1,0
вкрапленная руда 1017 ро -1,9
Примечание. ро - пирротин, рп - пентландит, сЬр - халькопирит, ру - пирит
ЯП
1
И 0,0
г 2,0
& 4,0
и
-6,0
8,0
Р, (Ч 1Л ^
*
а- и,
и с- а а о- о-
0 Д Й = П 2 2
• £ £ * £ о £ о л о
N. . /""Д
/—-""Ч
Шануч
Рассоха Верхнемедвежье Нижнемедвежье Тундровый
Аннаберпгговая Щель
Рис. 1. Изотопный состав серы в пирротине (ро), пентландите (рп), халькопирите (сЬр) из различных типов руд КНП
Сульфиды из разных типов руд, отобранные с разных горизонтов рудного тела 1 месторождения Шануч (по скважинам 107, 110, 132) , показали незначительные вариации изотопного состава серы в пирротинах (от +2,0 до + 2,7 %о), причем отмечается устойчивое утяжеление о о по сравнению с метеоритной. Необходимо также отметить тот факт, что верхние горизонты пятнисто-полосчатых и прожилковых руд, из которых отобраны монофракции пирротинов, являются
более утяжеленными (+2,7%о) относительно массивных и брекчиевидных руд (+2,0 ■ +2,1%) более глубоких горизонтов рудного тела.
Сульфиды, образующие сингенетическую вкрапленность в мафит-ультрамафитах южной зоны КНП, по изотопному составу серы незначительно обеднены 534Б по сравнению с серой метеоритов. В пирротинах эта величина изменяется в сравнительно узком диапазоне (-1,9 ■ -0,1%). Пентландит и халькопирит ведут себя подобным образом: значения 534Б колеблятся в пределах -1,2 ■ -0,2%.
Несмотря на то, что сера каждой группы сульфидов изотопно весьма гомогенна, для отдельных образцов установлены внутренние изотопные неоднородности, не характерные для первичных (высокотемпературных) медно-никелевых руд. Они проявлены как в отличиях изотопного состава серы различных сульфидов в образце, так и в вариациях 534Б одного минерала (пирротина).
Как известно, в случае равновесной кристаллизации в ряду пирит-пирротин-халькопирит должно наблюдаться законо-
34
мерное понижение о Б, степень которого растет с понижением температуры. В рассматриваемом случае чаще наблюдается обратная картина, что свидетельствует в пользу стадийного (неравновесного) характера минералообразования при несущественной роли температурного фактора разделения изотопов.
В целом, соотношения изотопов серы сульфидов из мед-но-никелевых объектов КНП, незначительно отличающиеся от соотношений 534Б глубинной мантийной серы, узкий диапазон их вариаций (от -0,1 до +2,7) могут свидетельствовать об едином источнике магматического расплава и говорят о ликвационно-магматическом происхождении сульфидных обособлений. Отмечается сходство изотопного состава серы сульфидов из интрузии Кувалорог с таковой медно-нике-левых месторождений Кольского п-ова (Печенгское рудное поле, месторождение Каула) и Канады (Войсис Бей, вкрапленные руды Восточного погружения и массивные руды Овоида и Миниовоида) [7].
Из всех проанализированных проб выделяются две (обр. 1147, 1147-6). Это сульфиды из вкрапленников и прожилков на контакте интрузии с вмещающими породами (обр. 1147, 1147-6, проявление Нижнемедвежье), которые оказались наиболее облегченными серой по сравнению с серой метеоритов. В пирротинах 534Б составляет -6,7 ■ -6,2 %. Такой состав серы обусловлен, очевидно, наибольшей степенью контаминации у контакта мафит-ультрамафитовой инрузии с вмещающими породами и ксенолитами. Это, вероятно, может свидетельствовать о том, что в результате проявленных мета- постмагматических процессов произошло перераспределение серы, что выразилось в повышении содержания ее легкого изотопа, а пирротины здесь оказались безникелевыми. Ряд авторов [2, 10] считает, что большинство медно-никелевых руд характеризуется положительными 534Б, а отрицательные значения этого параметра (за редким исключением) обычны для метаморфизованных участков рудоносных массивов. Наложенные процессы в таких участках приводят к перераспределению не только никеля, но и благородных металлов.
Перечисленные признаки позволяют предполагать мета-постмагматическое происхождение по крайней мере части сульфидов. Этот вывод не исключает первичномагматическую природу серы, но подразумевает высокую вероятность ее переотложения. В пользу этого свидетельствует и внешний облик проанализированных пород, измененных вторичными процессами (тремолитизация, карбонатизация, оталькование и т.п.).
Авторы выражают благодарность руководству ЗАО НПК «Геотехнология» за предоставленную возможность изучения рудопроявлений Камчатской никеленосной провинции.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Полферов Д.В. Геология, геохимия и генезис месторождений медно-никелевых руд // Л.: Недра. 1979. 294 с.
2. Кременецкий A.A., Трухин Ю.П. и др. Отчет «Проведение комплекса работ, связанный с геологическим изучением платиново-медно-никелевых руд
в южной части Дукукского никеленосного рудного узла Квинум-Кувалорогс-кой зоны». 2003 г. Т. I. 331 с.
3. Налдретт А.Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометальных руд. Санкт-Петербург. СП6ГУ.2003. 487 с.
4. Лихачев А.П. Платино-медно-никелевые и платиновые месторождения // М.: Эслан. 2006. 496 с.
5. Трухин Ю.П., Степанов В.А., Сидоров М.Д., Кунгурова В.Е. Шануч-ское медно-никелевое месторождение: геолого-геофизическая модель, состав и геохимия руд // Руды и металлы. 2009. № 5. С. 75-81.
6. Трухин Ю.П., Степанов В.А., Сидоров М.Д., Кунгурова В.Е. Шануч-ское медно-никелевое рудное поле (Камчатка) // Вестник СВНЦ ДВО РАН, 2011, №1, С. 20-26.
7. Трухин Ю.П., Сидоров М.Д., Степанов В.А., Кунгурова В.Е. Строение и никеленосность Кувалорогского базит-ультрабазитового массива // Геология и разведка. 2009. № 6. С. 43-49.
8. Кунгурова В.Е., Степанов В.А., Трухин Ю.П. Медно-никелевое ру-допроявление Аннабергитовая щель Камчатской никеленосной провинции // Горно-информационный аналитический бюллетень. М.: ЗАО «Горная книга». Отдельный выпуск № 2 «Камчатка». 2014. С. 324-333.
9. Кунгурова В.Е., Трухин Ю.П., Кувакин Г.В. Сульфидное медно-никелевое рудопроявление Рассоха (Дукукский рудный район, Камчатка) // ГИАБ № 11, Специальный выпуск № 31 «Камчатка-3». 2016. С. 72-83.
10. Гриненко Л.Н., Минеев С.Д. Условия становления массива Кувало-рог (Центральная Камчатка) и связанного с ним оруденения по изотопно-геохимическим данным//Геохимия. 1984. № 10. С. 1491-1502. ЕШ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
Кунгурова Валентина Егоровна - кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, [email protected],
Трухин Юрий Петрович - доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории геохимии и геотехнологии, [email protected],
Степанов Виталий Алексеевич - доктор геолого-минералогических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории геохимии и геотехнологии, [email protected],
Научно-исследовательский геотехнологический центр ДВО РАН.
А
UDC 553.411 (571.61)
ISOTOPIC COMPOSITION OF SULFIDES SULFUR OF NICKELIFEROUS INTRUSIONS OF KAMCHATKA NICKELIFEROUS PROVINCE
Kungurova V.Ye., Candidate of Geological-Mineralogical Sciences, Leading Researcher, [email protected], Research Geotechnological Center Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia,
Trukhin Yu.P., Doctor of Geological-Mineralogical Sciences, Professor, Chief research scientist of geochemistry and geotechnology, [email protected], Research Geo-technological Center Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia, Stepanov V.A., Doctor of Geological-Mineralogical Sciences, Professor, Chief research scientist of geochemistry and geotechnology, [email protected], Research Geo-technological Center Far Eastern Branch of Russian Academy of Sciences, Russia.
The isotopic composition of sulfur S34S in monomineral samples of sulfides selected from various types of ores and mineralized rocks of Kamchatka nickeliferous province (KNP) was determined. According to the isotopic sulfur composition two groups were selected: the Shanuch deposit samples characterized by a high concentration of heavy isotope (S34S +2,0 -+2,7 %o), and samples of Kavalorog ore field enriched by a light sulfur isotope which S34S ranges within -0,1 - -1,9 %%. In general, sulfides sulfur is characterized by a narrow dispersion of isotopic relations and this value is close to the meteoritic sulfur.
Key words: Kamchatka nickeliferous province, isotopic sulfur composition, mafite-ultramafite intrusions, copper-nickel mineralization. REFERENCES
1. Polferov D.V. Geologija, geohimija i genezis mestorozhdenij medno-nikelevyh rud (Geochemistry and Genesis of deposits of copper-Nickel ores) // Leningrsd: Nedra. 1979. 294 p.
2. Kremeneckij A.A., Truhin Ju.P. i dr. Otchet «Provedenie kompleksa rabot, svjazannyh s geologicheskim izucheniem platinovo-medno-nikelevyh rud v juzhnoj chasti Dukukskogo nikelenosnogo rudnogo uzla Kvinum-Kuvalorogskoj zony». 2003 g. T. I. 331 p.
3. Naldrett A.Dzh. Magmaticheskie sul'fidnye mestorozhdenija medno-nikelevyh i platinometal'nyh rud (Magmatic sulphide deposits of copper-Nickel and PGE ores). Sankt-Peterburg. SPbGU.2003. 487 p.
4. Lihachev A.P. Platino-medno-nikelevye i platinovye mestorozhdenija (Platinum-copper-Nickel and platinum deposits) // Moscow: Jeslan. 2006. 496 p.
5. Truhin Ju.P., Stepanov V.A., Sidorov M.D., Kungurova V.E. Shanuchskoe medno-nikelevoe mestorozhdenie: geologo-geofizicheskaja model', sostav i geohimija rud (Shanuch-skoye copper-Nickel Deposit: geological-geophysical model, the composition and Geochemistry of ores) // Rudy i metally. 2009. No 5. pp. 75-81.
6. Truhin Ju.P., Stepanov V.A., Sidorov M.D., Kungurova V.E. Shanuchskoe medno-nikelevoe rudnoe pole (Kamchatka) (Shanuchskoye copper-Nickel ore field (Kamchatka)) // Vestnik SVNC DVO RAN, 2011, No 1, pp. 20-26.
7. Truhin Ju.P., Sidorov M.D., Stepanov V.A., Kungurova V.E. Stroenie i nikelenos-nost' Kuvalorogskogo bazit-ul'trabazitovogo massiva (Structure and nicolenicole Kavalerovi-cha basic-ultrabasite massif) // Geologija i razvedka. 2009. No 6. pp. 43-49.
8. Kungurova V.E., Stepanov V.A., Truhin Ju.P. Medno-nikelevoe rudoprojavle-nie Annabergitovaja shhel' Kamchatskoj nikelenosnoj provincii (Copper-Nickel ore occurrence Annaberdiyeva slit Kamchatka Nickel province) // Gorno-informacionnyj analiticheskij bjulleten'. M.: ZAO «Gornaja kniga». Otdel'nyj vypusk № 2 «Kamchatka». 2014. pp. 324-333.
9. Kungurova V.E., Truhin Ju.P., Kuvakin G.V. Sul'fidnoe medno-nikelevoe rudopro-javlenie Rassoha (Dukukskij rudnyj rajon, Kamchatka) (Copper-nickel Sulfide ore occurrence Rassokha (Tucuxi ore district, Kamchatka)) // GIAB No 11, Special'nyj vypusk № 31 «Kam-chatka-3». 2016. pp. 72-83.
10. Grinenko L.N., Mineev S.D. Uslovija stanovlenija massiva Kuvalorog (Central'naja Kamchatka) i svjazannogo s nim orudenenija po izotopno-geohimicheskim dannym (Conditions of formation of the array Kuvalorog (Central Kamchatka) and its associated mineralization isotopic-geochemical data) // Geohimija. 1984. No 10. pp. 1491-1502.
