CC BY
47
УдК 553.4(470.56)
Пономарева Г.А.
Оренбургский государственный университет E-mail: [email protected]
МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ПЛАТИНОИДНОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ ОРЕНБУРГСКОЙ ЧАСТИ ЮЖНОГО УРАЛА
Благородные металлы (БМ) играют огромную роль в науке и народном хозяйстве. Все возрастающие темпы их потребления диктуют необходимость пересмотра структуры сырьевой базы платиновых металлов и золота. Решению этой проблемы и посвящено настоящее исследование, в котором предпринята попытка изучения закономерностей пространственного распределения Pt, Pd в ассоциации с Au и Ag по обширной территории Оренбургского Урала. Для решения этой проблемы проанализированы образцы из 17 промышленных типов месторождений Оренбуржья по единой методике с применением авторского патентованного способа определения БМ. Полученный массив элементоопределений послужил основой интерпретации геохимических данных, в ходе чего были определены параметры платинометальной специализации сульфидных месторождений (золоторудных, медно-колчеданных, медистых песчаников), месторождений в ультрамафических комплексах, а также установлено независимое распределение палладия в группе БМ, что позволило использовать отношение Pt/Pd при систематизации результатов, произвести пометальное районирование территории исследований по каждому из перечисленных выше структурно-вещественных комплексов и выявить металлогеническую зональность плати-ноидной специализации геолого-структурных зон Южного Урала и конкретных промышленных типов месторождений и предварительно оценить металлогенический потенциал территории за счет использования нетрадиционных источников БМ.
Ключевые слова: нетрадиционные месторождения, платино-палладиевое соотношение, бла-городнометальная специализация, металлогеническая зональность.
Благородные металлы относятся к стратегическим высоколиквидным видам полезных ископаемых. Они находят применение в базовых отраслях промышленности, а также служат источником валютных поступлений. Основные запасы металлов платиновой группы (МПГ) (97 %) приходятся на медно-никелевые месторождения, в которых преобладает палладий (до 75 %).
Все производство МПГ из коренных месторождений ведут из Норильских и Печенгских руд монополией ГМК «Норильский никель». С 1992 года наблюдается снижение запасов уникальных норильских месторождений [1].
В связи с все возрастающим потреблением благородных металлов требуется увеличение объемов их производства. Это возможно путем пересмотра и изменения структуры сырьевой базы платиновых металлов и золота. В настоящее время получены новые данные по плати-ноносности в так называемых нетрадиционных месторождениях.
К нетрадиционным месторождениям относятся полиметальные месторождения в осадочно-метаморфических черносланцевых комплексах, малосульфидное оруденение в расслоенных интрузиях, платиноносные офио-литовые комплексы, хромиты ультраосновных массивов др. [2]-[4].
Оренбургская область, расположенная в зоне сочленения геолого-структурных элементов планетарного масштаба, является ярким примером сочетания геодинамических обстано-вок, выгодных для формирования нетрадиционных видов платинометального оруденения. Их вовлечение в реальное производство является важным не только для Уральского региона, но и Российской Федерации в целом.
Одной из главных задач исследования являлось установление закономерностей пространственного распределения Pt и Pd с Аи и Ag по обширной территории Оренбургского Урала. Выявление закономерностей локализации платины и палладия в географическом пространстве проводилось на примерах месторождений различных промышленных типов. С этой целью проанализированы 143 пробы из 17 месторождений. Всего выполнено более 600 анализов по единой методике, из следующих промышленно-генетических типов месторождений:
- коледанного типа (62 выборки, 248 эле-ментоопределений);
- месторождений, связанных с ультрамафита-ми (43 выборки, 172 эле-ментоопределения);
- золотосульфидных (29 выборок, 116 эле-ментоопределений);
- медистых песчаников (9 выборок, 36 эле-ментоопределений).
Инструментальное определение благородных металлов выполнено автором методом атомно-абсорбционной спектрометрии (ААС) с электротермическим атомизатором на спектрометре МГА-915 в лаборатории физических методов исследования кафедры геологии Оренбургского государственного университета с использованием авторского способа разложения углеродистой части анализируемых образцов [5].
Полученный в результате массив геохимических данных (табл. 1) послужил основой планомерного изучения БМ и выявления закономерностей их распределения по территории Оренбургского Урала, в результате чего также выявлена особая роль Pd в распределении БМ, проявляющаяся при статистических исследованиях (рис. 1, табл. 2) [6], [7].
Статистическое распределение всех БМ ассиметричное. Для Ag и Аи характерно полимодальное распределение. Максимальный размах значений у Аи. Распределение Pd слабо связано с остальными металлами, что позволяет использовать платино-палладиевое отношение при типизации различных месторождений. Это было выполнено для всех изученных месторождений области.
Колчеданные месторождения Южного Урала достаточно хорошо изучены. Как известно,
руды медноколчеданных месторождений - комплексные, содержат в себе целый ряд попутных компонентов: S, Аи, Ag, Se, Те, 1п, Та, Ge, Ва и др. [8], [9]. В последнее время обращается внимание на присутствие в колчеданных рудах Оренбургского Урала Pt и Pd [4], [10], [11].
Исследованные образцы руд и минералов показали, что Pt и Pd распределены крайне неравномерно как в пределах одного месторождения, так и от месторождения к месторождению, что характерно для колчеданных месторождений Урала [12]. По количественным соотношениям БМ и платиноидной специализации колчеданные месторождения подразделяются на два основных типа: платино-палладиевые при Р^ Pd<1 (Гайское, Яман-Касинское, Ишкининское) и палладиево-платиновые, Pt/Pd>1 (Весеннее, Джусинское, Барсучий Лог, Светлинское, Тюль-кубайское рудопроявление). Они расположены соответственно в западном и восточном бортах Магнитогорского прогиба.
В целом, в колчеданных месторождениях с запада на восток возрастает содержание Pt в рудах и одновременно уменьшается содержание Pd. Следует отметить, что и концентрации Аи в колчеданных месторождениях Восточной зоны выше по сравнению с Западной, что согласуется с мнением Ю.А. Волченко и В.А. Коротеева, что
а б
а - независимое распределение Р(1 в группе БМ; б - статистические характеристики БМ Рисунок 1. Статистика группы БМ для рудных месторождений
степень платиноносности уральских колчеданных месторождений «сопряжена не только со степенью медности, но и с уровнем золотоносности» [12]. Месторождения Восточной зоны по сравнению с Западной зоной отличаются и повышенным соотношением Pt/Pd [7].
В Восточном Оренбуржье углеродистые породы, в частности черные сланцы, пользуются широким распространением. Они вмещают
ряд золотоносных объектов, например, золо-тосульфидные месторождения - Кировское и Васино. Благороднометальная специализация Кировского месторождения - Ag>Au>Pt>Pd, палладиево-платиновая с соотношением Р/ Pd~3. Благороднометальная специализация месторождения Васино - Au>Pt>Pd>Ag, также, палладиево-платиновая с соотношением Р^~2,8 (табл. 1).
Таблица 1. Результаты ААС определения Р1, Р(1, Аи, Ag в месторождениях Оренбургской области. В числителе указан размах содержаний, в знаменателе - среднее значение, мг/т
№ Месторождение Pt Pd Au Ag ZPt,Pd ЕБМ
1 2 3 4 5 6 7 8
Колчеданные месторождения
1 Гайское 2-20 8 0,2-70 21 17-2560 770 13-4910 1778 29 2577
2 Яман-Касы 2-43 20 7-93 33 3140-26590 10880 38-6850 3740 53 14673
3 Ишкининское 7-130 67 81-4747 1896 5-54 24 2000-5030 3393 1963 5380
4 Джусинское 15-50 39 6-21 9 4372-6650 5452 190-4355 2180 48 7680
5 Барсучий Лог 80-680 300 2-14 8 940-3070 1860 930-2650 1880 308 4048
6 Весеннее 78-210 142 7-41 17 1081-6340 3672 3460-6330 4978 159 8809
7 Светлинское 101-387 247 2-4 3 4310-5335 5138 970-2481 1489 250 6877
8 Тюлькубайское 79-1020 433 2-540 309 1-278 99 11-36 17 742 858
Месторождения в ультрамафитах
1 Халиловское (хромиты) 96-110 103 70-112 91 80-84 82 10-12 11 194 287
2 Хабарнинское, Донское (хромиты) 15-23 19 17-38 27 17-30 20 613-2858 1990 45 2055
3 Ясненское(хризотил-асбест) 44-1421 531 2-179 51 2-3831 1360 27-2799 476 582 2791
4 Аккаргинское (хромиты) 14-2150 971 9-960 288 5-169 41 0,6-108 23 1259 1325
5 Буруктальское (силикатный никель) 10-32 14 10-77 47 3-59 24 1-101 27 63 114
6 Ультрамафитовый комплекс ВЕП 353-2563 969 23-529 251 4-645 119 5-646 167 1220 1506
Медистые песчаники
1 Каргалинское 8-245 53 4-327 109 26-1019 442 266-3227 1413 162 2017
Золотосульфидные месторождения
1 Кировское 22-1700 399 4-560 251 55-1130 403 90-5800 1140 530 2073
2 Васино 353-3620 539 4-1400 196 130-2340 559 1-983 45 735 1339
Таблица 2. Параметры статистического распределения группы БМ для рудных месторождений, мг/т
Element Valid N Mean Geometric Median Mode Minimum Maximum Std.Dev.
Au 101 2124,356 613,4756 661,000 Multiple 1,000000 26590,00 4022,713
Ag 100 1716,640 557,7637 1203,500 Multiple 1,000000 6850,00 1716,594
Pd 101 135,804 27,5487 21,000 4,000000 0,200000 4747,00 500,397
Pt 101 200,861 31,3386 22,000 10,000000 2,000000 3620,00 538,966
Данные, полученные автором и другими исследователями [14 и др.], свидетельствуют, что в Каргалинском месторождении (медистые песчаники) Оренбургской области распределение БМ характеризуется своими особенно-стями. Специализация Каргалинского месторождения медистых песчаников по БМ следующая -Ag>Au>Pd>Pt. По соотношению Р/^=0,49 она сходна с колчеданными месторождениями западного борта Магнитогорского прогиба.
Данные о содержании БМ в месторождениях, связанных с полями ультраосновных пород, подтверждают закономерность снижения содержания платиноидов в хромитоносных массивах, сложенных породами дунит-гарцбургитовой формации, по сравнению с более перспективными на платиноиды ультраосновными массивами Восточной мегазоны, где относительно менее проявлены дунит-пироксенит-габбровые комплексы.
По количественным соотношениям БМ месторождения Оренбургской области, связанные с ультраосновными массивами подразделяются на два типа (табл. 1): палладиево-платиновые, Pt/Pd>1 - Аккаргинское, Халиловское, Яснен-ское, платформенные ультрамафиты и месторождения Хабарнинского массива и платино-палладиевые - Буруктальское месторождение силикатного никеля при соотношении Pt/Pd<1.
Анализ пространственного распределения БМ в различных месторождениях показывает, что распределение БМ отражает металлогени-ческую зональность платиноидной специализации геолого-структурных зон Южного Урала и конкретных промышленных типов месторождений:
- Предуральский краевой прогиб (медистые песчаники) - платино-палладиевая, Pt/Pd<1;
- Центрально-Уральская зона (хромитовые месторождения) - палладиево-платиновая, Р!^>1;
- Западный борт Магнитогорского прогиба (колчеданные месторождения) - платино-палладиевая, Pt/Pd<1;
- Восточный борт Магнитогорского прогиба (колчеданные месторождения) - палладиево-платиновая, Р^>1;
- Восточно-Уральское поднятие (хромито-вые, асбестовые, золотосуль-фидные месторождения) - палладиево-платиновая специализация, Р1/РЛ>1;
- Зауральское поднятие (Буруктальское месторождение силикатного никеля) - платино-палладиевая, Pt/Pd<1.
Таким образом, в прогибах наблюдается платино-палладиевая, а на поднятиях -палладиево-платиновая специализация, что отражает особенности глубинного строения земной коры. Одновременно заметно увеличение содержания Pt с запада на восток.
С позиций концепции тектоники плит на Урале выделены следующие геодинамические обстановки, каждой из которых свойственны свои структурно-вещественные комплексы, с типоморфной минерагенией (Коротеев, 1996; Коротеев, Нечеухин, 1989; Прокин и др., 1993; Сазонов и др., 1996; Золото Урала. Коренные..., 1993; Ко1^ееу е; а1., 1997; Sazonov е; а1., 2001 и др.) [15-19 и др.]. Так, с Центрально-Уральским и Восточно-Уральским поднятиями связаны, как правило, хромитовые месторождения, то есть это - объекты, которые формировались в рифтовой геодинамической обстановке и обстановке абиссальных равнин. Месторождения Предуральского краевого прогиба - медистые песчаники - это коллизионная геодинамическая обстановка, а колчеданные месторождения Магнитогорского прогиба сформировались в обстановке активной окраины континента. Однако, в западном борту Магнитогорского прогиба одно соотношение Р;^, а в восточном - другое. Казалось бы, если одна обстановка, то и должно быть одно соотношение. Но это не так. Возможно, это следствие того, что западный борт размещается в некоторой близости от коллизионной зоны Главного Уральского разлома. Это определенный коллизионный, структурный шов, и поэтому коллизионная геодинамическая обстановка не могла не сказаться на распределении Р и Рd, оно точно такое же, как и в коллизионном Предуральском прогибе.
Таким образом, соотношение Pt/Рd, возможно, представляет выявленный новый критериальный признак для определения геодинамических обстановок, для возможности геотектонического районирования территории. Конечно, подтверждение этой мысли требует дополнительных исследований по Южному Уралу и по всему Уральскому региону. Следует отметить, что представленные данные по содержанию платины и палладия в месторож-
дениях, как правило, не противоречат результатам других исследователей, полученным по тем же месторождениям Оренбургского Урала [4, 10, 11, 14 и др.].
Интерпретация результатов настоящих исследований позволяет сделать следующие выводы:
1. Независимость распределения Pd позволяет использовать его в парных отношениях с другими БМ при типизации рудных месторождений.
2. Полученные данные по платиноносности разных типов рудных месторождений позволя-
ют выявить в распределении БМ два главных типа - палладиево-платиновый и платино-палладиевый.
3. Пространственное распределение платиноидов отражает региональную широтную зональность, которая согласуется с геолого-структурными зонами Южного Урала.
4. Из всех типов месторождений наиболее продуктивными на платиноиды в ближайшее время являются золотосульфидные, колчеданные и хромовые месторождения в случае их разработки.
10.05.2015
Список литературы:
1 Беневольский, Б.И. Состояние, проблемы и пути развития минераль-но-сырьевой базы благородных металлов / Б.И. Бене-вольский, С.С. Вартанян, А.Г. Волчков и др. // Руды и металлы. - М: ЦНИИГРИ, 2009. - № 1. - С. 14 - 18.
2 Додин, Д.А. Новая концепция расширения и комплексного освоения сырьевой базы платиновых металлов / Д.А. Додин, Н.М. Чернышов, О.А. Дюжиков и др. // Платина России. - М.: Геоинформмарк, 1994. - С. 5 - 17.
3 Додин, Д.А. Состояние и проблемы развития минерально-сырьевой базы платиновых металлов (результаты и направления исследований по программе «Платина России») / Д.А. Додин, Н.М. Чернышов, Б.Я. Яцкевич и др. // Платина России. - т. II, кн. 1. - М.: «Геоинформмарк», 1995. - С. 7 - 48.
4 Золоев, К.К. Платинометальное оруденение в геологических комплек-сах Урала / К.К. Золоев, Ю.А. Волченко, В.А. Коротеев,
И.А. Малахов, А.Н Мардиросьян, В.Н. Хрыпов. - Екатеринбург, 2001. - 199 с.
5 Патент № 2409810 РФ МПК51 G01N 31/00 Способ разложения проб при определении благородных металлов в углеродистых
породах / Г.А. Пономарева, П.В. Панкратьев; 2011. - Бюл. № 2. - 7 с.
6 Пономарева, Г.А. Региональные закономерности распределения платиноидов в Оренбургской части Южного Урала: автореф. дис....канд. геол-мин. наук: 25.00.11. - Екатеринбург, 2013. - 23 с.
7 Пономарева, Г.А. Региональные закономерности распределения платиноидов в Оренбургской части Южного Урала: дис.... канд. геол-мин. наук: 25.00.11. - Екатеринбург, 2013. - 240 с.
8 Пшеничный, Г.Н. Гайское медноколчеданное месторождение Южного Урала / Г.Н. Пшеничный. - М.: Наука, 1975. - 187 с.
9 Гайский ГОК; геология Гайского и Подольского медно-цинковых колчеданных месторождений на Урале. - Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2004. - 148 с.
10 Лазаренков, В.Г. Платиновые металлы в гипергенных никелевых ме-сторождениях и перспективы их промышленного извлечения / В.Г. Лазаренков, И.В. Таловина, И.Н. Белоглазов, В.И. Володин. - «Недра», 2006. - 188 с.
11 Викентьев, В.И. Формы нахождения и условия концентрирования благородных металлов в колчеданных рудах Урала / В.И. Викентьев, В.П. Молошаг, М.А. Юдовская // Геология рудных месторождений. - М., 2006. - Т 48. - № 2. - С. 91 - 125.
12 Волченко, Ю.А. Платинометалльное оруденение палеоостроводуж-ных комплексов Урала: платиноносные и палладиеносные пояса / Ю.А. Вол-ченко, В.А. Коротеев // Тез. докл. 111 Всеурал. металлог. сов. - Екатеринбург: 2000. - С. 94 - 98.
13 Пономарева, Г.А. Платиноиды в колчеданных месторождениях Оренбургской части Южного Урала / Г.А.Пономарева // Мат-лы Всероссийской научной конференции (V Чтения памяти С.Н. Иванова) «Колчеданные месторождения - геология, поиски, добыча и переработка руд». - Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2013. - С. 114-117.
14 Полуаршинов, Г.П. О новых типах платиноидного оруденения / Г.П. Полуаршинов, В.М. Константинов // Минеральные ресурсы России, 1994. - № 4. - С. 20 - 30.
15 Коротеев, В.А. Эволюция геодинамических режимов рудообразования в геосинклинально-складчатых системах уральского типа / В.А. Коротеев, В.М. Нечеухин // Эволюция рудообразования. -М.: «Недра», 1989. - С. 126-137.
16 Прокин, В.А. Эволюция эндогенных рудных формаций с позиций тектоники плит / В.А. Прокин, В.Н. Сазонов, Ю.А. Полтавец // Геология рудных месторождений. - М.: 1993. - № 2. - С.151-160.
17 Сазонов, В.Н. Геодинамические обстановки локализации золотого оруденения в складчатых системах уральского типа / В.Н. Сазонов, Н.А.Григорьев, В.В. Мурзин // Металлогения складчатых систем с позиций тектоники плит. - Екатеринбург: УрО РАН, 2002. - С. 138 - 140.
18 Koroteev, V.A. Gеodinamyc setting of the mineral deposits of the Urals / V.A. Koroteev, H. Boorder, K.M. Necheukhin et al // Tectonophysics, 1997. - V. 216. - P. 291-300.
19 Sazonov, V.N. Spatial and temporal distribution of gold deposits in the Urals / V.N. Sazonov, A.N. Herk, H. Boorder // Econ. Geol., 2001. - Vol. 96. - P. 685-703.
Сведения об авторе:
Пономарева Галина Алексеевна, доцент кафедры геологии геолого-географического факультета Оренбургского государственного университета, кандидат геолого-минералогических наук
e-mail: [email protected]
460018 г. Оренбург, пр-т Победы, 13, к 3206. тел.: (3532) 37-25-43
