CC BY
18
Арктический вектор геологических исследований Arctic vector of geological research
УДК 553.4 DOI: 10.19110/2221-1381-2019-01-3-12
МИНЕРАЛЫ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ В НИЖНИХ РУДНЫХ ТЕЛАХ МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕВЕРНЫЙ КАМЕННИК, КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ
А. Н. Иванов, А. В. Чернявский, Н. Ю. Грошев, Е. Э. Савченко
Геологический институт КНЦ РАН, Апатиты nikolaygroshev@gmail.com
Малосульфидное Pt-Pd-месторождение Северный Каменник приурочено к Северному платиноносному рифу, залегающему в 800 м от подошвы Западно-Панского массива палеопротерозойского федорово-панского расслоенного комплекса Кольского полуострова. Основное рудное тело этого месторождения сопровождается нижележащими рудными телами, что нетипично для других участков Северного рифа (месторождение Киевей). Нижние рудные тела, отличаясь от основного по составу вмещающих пород и геохимическим характеристикам, разделяются на три типа. Проведенные минералогические исследования позволяют определить каждый из типов по ассоциации минералов платиновой группы — станнидно-теллуридной (тип 1), арсенидно-сульфидно-теллуридной (тип 2) и сульфидно-теллуридной (тип 3). При изучении станнидно-теллуридной и арсенидно-сульфидно-теллуридной ассоциаций было установлено три новых для Северного рифа минерала: арсенопалладинит, изомертиит и койоненит.
Ключевые слова: Западно-Панский массив, Северный риф, элементы платиновой группы, минералы платиновых металлов.
MINERALS OF PLATINUM GROUP ELEMENTS IN THE LOWER ORE BODIES OF THE NORTH KAMENNIK DEPOSIT, KOLA PENINSULA
A. N. Ivanov, A. V. Chernyavsky, N. Yu. Groshev, Ye. E. Savchenko
Geological institute KSC RAS, Apatity
The North Kamennik low-sulfide Pt-Pd-deposit is associated with the North PGE Reef occurring in 800 m above the bottom of the West-Pana intrusion of the Paleoproterozoic Fedorova-Pana Layered Complex, Kola Peninsula. The main ore body of the deposit is accompanied by lower ore bodies that is very unusual for other sites of the reef (e.g., Kievey deposit). The lower ore bodies having a different composition of host lithology and geochemical features are divided into three types. Results of mineralogical research allow defining each type using an assemblage of PGE minerals: stannide-telluride (type 1), arsenidesulfide-telluride (type 2) and sulfide-telluride (type 3). Mineralogical finds have been made within the ore bodies of stannide-telluride and arsenide-sulfide-telluride PGM assemblage and are presented by arsenopalladinite, isomertieite and kojonenite (new minerals for the North Reef).
Keywords: West-Pana intrusion, North Reef, platinum group elements, platinum group minerals.
Введение
Федорово-панский палеопротерозойский расслоенный комплекс располагается в центральной части Кольского полуострова и вмещает несколько открытых в последние годы малосульфидных Pt-Pd-месторождений, включая одно из крупнейших в Европе —месторождение Федоровой тундры [1]. Значительная часть запасов комплекса сосредоточена в Северном платинометалльном рифе Западно-Панского массива, в котором разведано два месторождения: Киевей и Северный Каменник (рис. 1).
Северный платинометалльный риф, выделенный на месторождении Киевей в восточной части Западно-Панского массива, представляет собой несколько маломощных (1—2 м) минерализованных уровней, ассоциирующих с
нижним расслоенным горизонтом (НРГ). НРГ средней мощностью 40 м залегает примерно в 800—1000 м от подошвы массива, вдоль которой он тянется около 20 км (рис. 1). НРГ имеет контрастно расслоенное ритмичное строение, в котором принимают участие пироксениты, меланориты, нориты, оливиновые нориты, лейкогаббронориты, лейко-габбро и анортозиты [3]. Идеальный ритм имеет трехчленное строение: в нижней части залегает меланорит или пла-гопироксенит (±01); средняя часть сложена мезократовы-ми габброноритами, в этой части можно встретить тонкое переслаивание габброноритов с анортозитами; в верхней части преобладают анортозиты, лейкократовые габбро и лейкогаббронориты. Платинометалльное оруденение горизонта приурочено к подошвам ритмических единиц (общим
35°20' 35°30'
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Западно-Панского массива, с изменениями по [4]. Расположение Pt-Pd-месторожде-ний оконтурено черной линией. 1 — платиноносные рифы: Северный (а) и Южный (б); 2 — расслоенные горизонты (нижний и верхний); 3 — расслоенный горизонт оливинсодержащих пород; 4—6 — породы третьей (4), второй (5) и первой подзон (6) габброноритовой зоны; 7 — норитовая зона; 8 — магнетитовое габбро; 9 — тектонизированный нижний контакт массива (а) и разрывные нарушения (б); 10 — дайки метадолеритов, 11 — вулканогенно-осадочные породы зоны Имандра-Варзуга, 12 — архейские анортозиты Цагинского массива; 13 — архейские щелочные граниты; 14 — элементы залегания
Fig. 1. Schematic geological map of the West-Pana massif, modified from [4]. The location of the Pt-Pd-deposits is outlined by a black line: 1 — PGE reefs: North (a — established, b — supposed) and South (c); 2 — layered horizons (lower and upper); 3 — layered horizon of olivine-bearing rocks; 4—6 — the rocks of the third (4), the second (5) and the first subzone (6) of the gabbronorite zone; 7 — noritic zone; 8 — magnetite gabbro; 9 — tectonized lower contact ofthe massif (a) and faults (b); 10 — dikes of metadolerites, 11 — volcanogenic sedimentary rocks of the Imandra-Varzuga zone, 12 — Archean anorthosites of the Tsaginsky massif; 13 — Archaean alkaline granites; 14 — dipping
числом от двух до четырех-пяти), за исключением первого ритма, в подошве которого залегает маркирующий слой мелко- и среднезернистого безрудного плагиопироксени-та. Этот слой маркирует подошву НРГ, ниже которой ору-денение не встречается. Основное рудное тело (ОРТ) месторождения Киевей (риф sensu stricto), связанное со вторым ритмом, протягивается почти без перерывов на 6 км при средней мощности 1.7 м. Верхнее рудное тело и рудные линзы, ассоциирующие с третьим и четвертым ритмами, развиты в центральной части месторождения и являются прерывистыми — максимально они тянутся на расстояние до 900 м. Среднее содержание суммы элементов платиновой группы (ЭПГ) и золота в рифе составляет 4 г/т, отношения Pd/Pt и Cu/Ni варьируют в пределах 6—7 и 0.9—1.2 соответственно [6].
Месторождение Северный Каменник (рис. 2, далее в тексте — Каменник) располагается на западном фланге НРГ, вблизи предполагаемого питающего магматического канала [4]. Повторяющиеся меланократовые слои на этом фланге из разреза горизонта исчезают. В результате этого без пироксенитов и норитов НРГ теряет контрастный характер своего строения и выделяется в монотонном разрезе массивных габброноритов по чередованию преимущественно мезократовых и лейкократовых пород, в которых конкретные ритмы трудно выделить. ОРТ месторождения залегает внутри чередования габброноритов и анортозитов НРГ, где нередко ассоциирует с их оливи-новыми разностями. Геохимические характеристики и минеральный состав основного рудного тела аналогичны
месторождению Киевей [4]. Важной особенностью месторождения Каменник является увеличение концентраций ЭПГ в рудном теле в местах синформных перегибов НРГ, для которых характерно развитие мощной толщи такситовых перекристаллизованных габброноритов ниже чередования габброноритов и анортозитов. В этой толще и ниже по разрезу, за пределами НРГ, встречаются линзо-видные (так называемые нижние) рудные тела с платино-металльной минерализацией. Такое строение НРГ и Северного рифа характеризует их русловую фацию [2], в которой отсутствуют верхние рудные тела, в отличие от нормальной фации на месторождении Киевей.
Нижние рудные тела месторождения Каменник часто более богаты ЭПГ, чем ОРТ, и имеют сильно варьирующие геохимические характеристики. Например, в скважине 126, вскрывающей разрез полной русловой фации, содержание благородных металлов в такситовых габброноритах достигает 17.5 г/т, отношение Pd/Pt варьирует от 2 до 6, отношение Cu/Ni — от 0.8 до 2.3 [2]. Оруденение в такситовых габ-броноритах образует нижние рудные тела типа 1 (рис. 3). Другой тип этих тел с относительно невысокими концентрациями ЭПГ (тип 2) локализован в нескольких метрах ниже подошвы НРГ. Помимо этого, на глубине нескольких десятков метров от НРГ встречаются линзы геохимически однородного (Pd/Pt 6.5 и Cu/Ni 1.5) и относительно богатого (5 г/т Pt + Pd + Au) оруденения (тип 3).
Таким образом, с востока на запад в НРГ происходит смена фаций и появляются нетипичные для Северного рифа нижние рудные тела, которые в большинстве случа-
(в)
Габбронорит (ГНЗ-2) НРГ (русловая фация) Щелочной гранит
Рис. 2. Упрощенная геологическая карта (а) и разрезы (b, c) малосульфидного Pt-Pd-месторождения Северный Каменник. Распределение нормальной и русловой фации НРГ отражено в тонах желтого цвета. Красным цветом показаны рудные тела, которые встречаются не только в пределах НРГ, но и ниже его; пунктир — участки некондиционных руд. Черная штриховая линия соответствует разломам и тектонизированному контакту Западно-Панского массива. Сокращения: ГНЗ — габброноритовая зона
(1 и 2), Mag — магнетит. Изменения по [4]
Fig. 2. Simplified geological map (a) and cross-sections (b, c) of the North Kamennik low-sulfide Pt-Pd-deposit. The distribution of normal and channel facies of the Lower Layered Horizon is shown by yellow tones. Note that red lines showing ore bodies occur below the horizon. Black dashed lines are faults and tectonized margin of the West-Pana intrusion. Abbreviations: ГНЗ — Gabbronorite zone (1 and 2),
Mag — magnetite. Modified from [4]
ев резко отличаются по своей геохимии и по геологическому положению от ОРТ. Целью настоящего исследования является выявление особенностей минерального состава оруденения из нижних рудных тел месторождения Каменник, а также установление черт их сходства и различия с Северным рифом (sensu stricto) или ОРТ.
Материалы и методы исследования
Нижние тела малосульфидного платинометалльного оруденения изучены в 8 аншлифах, отобранных в западной части месторождения из скважин 126 и 3 (рис. 2, 3). Оруденение типа 1 изучено в аншлифах из скважины 126, отобранных с глубин 347.6, 348.3, 349.5, 350.5, 355.2 м, также как и оруденение типа 2 — в аншлифе с глубины 365.25 м; третий тип оруденения изучался в аншлифах из скважины 3 с глубин 147.6 и 151.0 м.
Минеральный состав оруденения (табл. 1, 2) исследовался на сканирующем электронном микроскопе Leo-1450 с рентгеновским энергодисперсионным спектрометром Bruker XFlash-5010 и программным обеспечением Quantax-200 (ГИ КНЦ РАН, аналитик Е. Э. Савченко) при следующих установках: ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 1.5 нА, экспозиция 200 секунд на спектр. Всего с целью диагностики МПМ сделано 528 изображений в обратноотра-женных электронах (BSE) и 222 анализа минералов благородных металлов в режиме без стандартов, с использова-
нием следующих характеристических линий: для И, 1г, Os, Re, Аи, В^ РЬ, Н - Мб; для Р^ Аё, РЙ, Те, Лб, Se, Sn, Sb, Мо — Lб; для S, Fe, №, Со, Си — Кб. Состав основных МПМ приведен в табл. 3, полная таблица химического состава минералов доступна по запросу у авторов.
Результаты исследований и обсуждение
Минералы элементов платиновой группы в нижних рудных телах месторождения Каменник. Нижние рудные тела представлены линзами убогой сульфидной вкрапленности, расположенными под пластовым основным рудным телом (ОРТ) месторождения Каменник (рис. 3). Мощность отдельных линз достигает 10 м, суммарная мощность всей нижней минерализованной зоны может превышать 30 м. Геологическая позиция рудных тел позволяет разделить их на три типа. Оруденение первого типа расположено в такситовых габброноритах, которые относятся к НРГ [4]. Это оруденение пространственно сближено с ОРТ и часто примыкает к нему (скв. 126, рис. 3). Руды второго типа встречаются в подстилающих массивных породах ниже подошвы НРГ, от которой они находятся на расстоянии до 10 м (та же скважина). Оруденение третьего типа является наиболее удаленным от НРГ и залегает на глубине до 55 м от ОРТ (скв. 3, рис. 3).
Первый тип оруденения представлен неравномерной, участками гнездовой (в пегматоидных и крупнозернистых
Рис. 3. Положение нижних рудных тел (НРТ) месторождения Северный Каменник на геологических колонках скважин с вариациями содержаний благородных металлов (черная линия) и отношений Pd/Pt (синие кружки) и Cu/Ni (зеленые кружки) в руде. Черные кружки обозначают положение изученных аншлифов. Сокращения: ОРТ — основное рудное тело; ГНЗ — габбронорито-
вая зона. По геохимическим данным [2]
Fig. 3. Location of the lower orebodies of the North Kamennik deposit on geological borehole columns with variations of precious metals concentrations (black line) and Pd/Pt (blue circles) & Cu/Ni (green circles) ratios. Black circles show a location of thick sections of this study. Abbreviations: ОРТ — Main orebody; ГНЗ — Gabbronorite zone. Geochemistry data were taken from [2]
габброноритах) вкрапленностью с содержанием сульфидов от 0.3 до 10 об. %. Вкрапленность занимает интерстициаль-ное положение по отношению к плагиоклазу и пироксе-нам. В составе пирротин-пентландит-халькопиритовой вкрапленности преобладает халькопирит, количество которого варьирует от 50 до 75 % от общего количества сульфидов. По составу в этом типе оруденения было диагностировано 462 зерна минералов платиновых металлов (МПМ), серебра и золота (табл. 1 и 2). Размер зерен колеблется от 1 до 40 мкм. Более половины минералов благородных металлов (80 %) находятся в силикатах. Около 15 % минералов представляют собой срастания с сульфидами и располагаются на границе силикат/сульфид; 5 % зерен полностью включены в сульфиды. По относительной объемной распространенности основными минералами (> 10 об.% от всех МПМ) являются рустенбургит, мончеит и котульскит, определяющие станнидно- теллуридную ассоциацию МПМ. Морфология и взаимоотношения МПМ с другими минералами показаны на рис. 4, a—e.
Тип ассоциации МПМ в оруденении первого типа показывает обогащение оловом относительно ОРТ. Помимо рустенбургита в нем присутствуют еще четыре минерала и одна минеральная фаза с видообразующей ролью олова: паоловит, атокит, паларстанид, койоненит и фаза MPh-2 (табл. 1, 2). Койоненит (Pd6 5Fe0 1)6 6Sn11Te2 3,
недавно открытый в расслоенном комплексе Стиллуотер минерал [9], является первой находкой в Северном плати-ноносном рифе (рис. 5, а). То же относится и к ассоциирующей с ним минеральной фазе МР^2 (Pd1 8)2 0х х(Те0^п0^е0г)1() [7]. Кроме этого, в качестве примеси олово отмечается в торнроозите (до 5.1 мас. %), стиллуотерите (до 4.7 мас. %), винцентите (до 6.1 мас. %) и кейтконните (до 3.9 мас. %). Вероятно, примесь олова присутствовала изначально также и в мончеите, в котором рустенбургит образует структуру распада твердого раствора (рис. 4, d).
Относительно высоким распространением в орудене-нии этого типа пользуются минералы золота и серебра, самородные соединения которых относятся к часто встречающимся минералам (табл. 1). Среди МПМ отмечаются минералы с видообразующей ролью серебра — теларгпалит, соп-чеит, лукулайсваараит и минеральная фаза МР^2, относящиеся к категории редких. Собственно серебряные минералы представлены гесситом, акантитом, науманнитом, арген-топентландитом (рис. 6, d). Примесь серебра отмечается в паоловите (до 6.58 мас. %) и меренскиите (до 4.21 мас. %), примесь золота — в лафламмеите (до 1.17 мас. %), что также выделяет этот тип оруденения среди остальных.
К типоморфным примесям в МПМ из оруденения первого типа помимо олова, золота и серебра можно отнести свинец. Концентрация свинца в котульските дос-
Таблица 1. Минералы платиновых металлов, золота и серебра из нижних рудных тел месторождения Северный Каменник в сравнении с ОРТ
Table 1. Minerals of platinum metals, gold and silver from the lower orebodies of the North Kamennik deposit compared to the main orebody
Минерал / Mineral
Сокращение Abbreviation
Формула Formula
OPT1 MOB!
Нижние PT / Lower OB
Тип 1 Type 1
Тип 2 Type 2
Тип 3 Type 3
Элементы/ Elements
Золото / Gold Серебро / Silver
An Ag
Au Ag
• • • • • •
Теллуриды-Висмутиды / Tellurides- Vismutides
Гессит / Hessite Теларгпалит / Telargpalite Котульскит / Kotuiskite Майчнерит / Maychnerite Меренскиит / Merenskyyte Мончеит / Moncheite Теллуропалладинит / Telluriopalladinite Кейтконнит / Caitconnite Сопчеит / Sopcheite Лукулайсваараит / Lukulaisvaaraite Торнроозит / Tornroosite Койоненит* / Coyonenite * Темагамит / Temagamite Соболевскит / Sobolevskite
Hes
Tir
Kot
Mch
Mer
Mon
Tip
Keit
Sop
Luk
Tor
Kjn
Tmg
Sob
Ag2Te
(Pd,Ag)3Te
Pd(Te,Bi)
(Pd,Pt)BiTe
PdTe2
Pt(Te,Bi)2
Pd9Te4
Pd20Te7
Ag4Pd3Te4
Pd14Ag2Te9
PdnAs2Te2
Pd7_xSnTe2
Pd3HgTe3
PdBi
• • • • • • • •
• • • •
• • • • • • • • • • • • • • • • •
• • •
»2?
• • • • • • • •
Интерметаллиды-Арсениды-Сульфоарсениды / Intermetallides-Arsenides-Sulfoarsenides
Хонгшиит / Hongshiite Паоловит / Paolovite Атокит / Atokite Звягинцевит / Zvyagintsevite Паларстанид / Palarstanide Изоферроплатина / Isoferroplatinum Рустенбургит / Rustenburgite Арсенопалладинит* / Arsenopalladinite* Мертиит / Mertiite Изомертиит* / Isomertyyte* Сперрелит / Sperrylite Винцентит / Vincentite Атенеит / Atheneite Палладоарсенид / Palladoarsenide Стиллуотерит / Stillwaterite Холлигуортит / Holliguortite Ирарсит / Irarsite
Меныдиковит / Menshikovite_
Hng
Plv
Atk
Zvg
Pis
Ifp
Rust
Apd
Mrt
Iso
Sper
Vin
Atn
Pal
Stl
Hoi
1rs
Men
PtCu
Pd2Sn
(Pd,Pt)3Sn
Pd3Pb
Pd5(Sn,As)2
Pt3Fe
(Pt,Pd)3Sn
Pd8(As,Sb)j
Pd„(Sb,As)4
PdnSb2As2
PtAs,
Pd3As
Pd2(As0 75Hgo 25) Pd2As Pd„As3 RhAsS
(Ir,Ru,Rh,Pt)AsS Pd3Ni2As3_
• • • • • •
• • • • • • •
Сульфиды-селениды / Sulphides-selenides
Акантит / Acantite
Аргентопентландит / Argentopentlandite
Брэггит / Braggite
Высоцкит / Vysotskite
Лафламмеит / Laflammeite
Лаурит / Laurite
Маланит / Malanite
Науманнит / Naumannite
Колдуэллит / Caldwellite_
Akn
Apn
Br
Vys
Lfl
Lrt
Mln
Nau
Cdw
A&S
Ag(Fe,Ni)8S8
(Pt,Pd,Ni)S
(Pd,Pt,Ni)S
Pd3Pb2S2
(Ru,Os)S2
Cu(Pt,Ir)2S4
Ag2Se
Pd3Ag,S
• • • • • • •
• • • .2
• • • • • • •
Примечание: • — единичные зерна, •• — редкий, ••• — часто встречающийся, •••• — основной минерал; * — первая находка в Северном рифе; 1 и 2 — данные из [6] и [4] соответственно; ОРТ — основное рудное тело, РТ — рудные тела.
Note: • — single grains, •• — rare, ••• — often found, •••• — main mineral; * — the first find in the Northern reef; 1 and 2 — data from [6] and [4], respectively; MOB — main ore body, OB — ore bodies.
Рис. 4. Морфология выделений МПМ из различных типов нижних рудных тел Северного рифа (a—e — 1 тип, f—i — 2 тип, j—l — 3 тип). Сокращения минералов см. в табл. 1, за исключением: Ag-Au — сплав серебра и золота, Ccp — халькопирит, Mph — минеральная фаза, Po — пирротин, Pn — пентландит, Py — пирит. BSE-изображения
Fig. 4. Morphology of PGM grains from different types of lower orebodies of the North reef (a—e — 1 type, f—i — 2 type, j—1 — type 3). Mineral abbreviations see tabl. 1, except: Ag-Au — silver and gold alloy, Ccp — chal-copyrite, Mph — mineral phase, Po — pyrrhotite, Pn — pentlandite, Py — pyrite. BSE images
Таблица 2. Минеральные фазы платиновых металлов из нижних рудных тел месторождения Северный Каменник в сравнении с ОРТ
Table 2. Mineral phases of platinum metals from the lower ore bodies of the North Kamennik deposit compared to the main ore body
Фаза Phase Формула Formula OPT1 MOB' Нижние PT / Lower OB
Тип 1 Type 1 Тип 2 Type 2
MPh-1 Pd2Te • •
MPh-2 (Pd, Ag),(Te, Sn) • • •
MPh-3 (Cu,Pt,Rh)2S3 •
MPh-4 (Pd,Ag)3(Ag,Pb)(Te,Se) • •
MPh-5 (Re,Cu,Pt)S2 •
MPh-6 Pd,.s(Bi,Pb)(S,Se) •
MPh-7 (Pd,Au)2+x(As,Sn) •
MPh-8 Pt,Te7 •
MPh-9 (Ni,Fe,Cu,Co),(Rh,Pt)S4 »2
MPh-10 (Pd,Ag)7Se5 »2
MPh-11 Pd,(Pb Bi), •
Примечание: см. табл. 1. Note: see Table 1
Рис. 5. Койоненит (а), арсенопалладинит (b) и изомертиит (с) — новые для Северного рифа МПМ из месторождения Северный Каменник. a — аншлиф 126@348.3; b, с — аншлиф 126@365.25. Сокращения минералов см. в табл. 1 и на рис. 4
Fig. 5. Kojonenite (а), arsenopalladinite (b) and isomertieite (с) — new for the North Reef PGMs from the North Kamennik deposit. a — thick section 126@348.3; b, с — thick section 126@365.25. For mineral abbreviations see table 1 and fig. 4
тигает 2.1 мае. %, в мончеите и теларгпалите — 1.6 и 11.8 мае. % еоответетвенно (рие. 6, г). Минералы е видо-образующей ролью евинца предетавлены редким еульфи-дом ЭПГ лафламмеитом (Pdз 0Р^ 2Аи0 1)3 3(РЬ19BiQ 3)2 ^ 6 и минеральной фазой Мр^11 Pd3 2(РЬ14В^ 5)19.
Второй тип характеризуетея тонкой неравномерной эмульеионной вкрапленноетью еульфидов. Сульфиды для невооруженного глаза едва заметны, их количеетво не превышает 0.5 об. %. Главными еульфидными минералами являютея пирротин, миллерит и халькопирит; пентлан-дит отноеитея к второетепенным минералам. По химичее-кому еоетаву в оруденении диагноетировано 929 зерен минералов благородных металлов. Размер зерен варьирует от 2 до 20 мкм. МПМ большей чаетью (82 %) предетав-ляют еобой включения в еиликатах. Из них 55 % — еамо-етоятельные включения и 27 % — ераетания МПМ между еобой. В ераетании е еульфидами отмечено порядка 17 % минералов, а в виде включений в них — лишь единичные зерна. По отноеительной объемной раепроетраненноети МПМ-руды отноеятея к ареенидно-еульфидно-теллурид-ной минеральной аееоциации. В группу оеновных МПМ (> 10 об. %) входят етиллуотерит, торнроозит, выеоцкит и котульекит (табл. 1; рие. 4, ^Г).
Теллуриды платины и палладия из оруденения второго типа (в отличие от первого) характеризуютея еоета-вом, близким к етехиометричеекому (рие. 6, Ь, с). Незначительные примееи олова и еурьмы уетанавливаютея в
етиллуотерите (М8.0-8.5Р^-0Л)8.0-8.5(А^.4-3.0Те0-0.2^0-0.4х х^ь0-0.2)2.5-3.0 и т°рнр°озите (Мп.0-П.3К0-0.2В^-0Л)П.0-И.4х
х(А51.б-2^П0-0.2)1.7-2.3(Те1.4-1А-0.5)1.5-1.9, что в целом характерно для еиетемы Pd—As. Минеральная фаза МР^2
(Р^.3-1.8А&3.3-0.8)2.0-2Л(Те0.3-0.5^0.3-0.4^0ЛА80-0Л)0.9 обладает наибольшей концентрацией олова. Необходимо отметить, что некоторые еереброеодержащие минералы (еопчеит, МР^2) ветречаютея здееь чаще, чем в первом типе оруденения (табл. 1 и 2).
В еоетаве оруденения второго типа уетановлены ар-еенопалладинит Pd8 0(Аб2 6SibQ 4)3 0 и изомертиит Pd110-112х x(Sb15-16Те0 3)18-1 9Аб2 1 — минералы, которые не отмеча-лиеь ранее в Северном рифе (рие. 5, Ь, с).
Третий тип оруденения предетавлен равномерной еульфидной вкрапленноетью е еодержанием еульфидов 5— 7 об. %. В еоетаве вкрапленноети преобладают пирротин, пентландит и халькопирит. Доля халькопирита, как и в ОРТ, еоетавляет 40—50 % от общего объема еульфидов. Неемот-ря на выеокие концентрации ЭПГ, в этом типе руд ветре-
Рис. 6. Тройные диаграммы составов (ат. %) Pd-Sn-Te (a), Pd-As-Sb (b), Pd-As-Te (с), Pd-Ag-Te (d). Черными точками обозначены идеальные составы известных минералов и минеральных фаз. Цветные значки — наши данные. Курсивом с чертой выделены синтетические минеральные фазы [10]. Сокращения минералов приведены в табл. 1, исключения: AgPn — аргентопентландит, Akn — акантит, Cstn — хрисстанлеит, Hes — гессит, Krv — кравцовит, Mrt II — мертиит II, Nal — налдреттит, Nau — науманнит,
Sad — садбериит, Sbp — стибиопалладинит
Fig. 6. Ternary diagram (at. %) Pd-Sn-Te (a), Pd-As-Sb (b), Pd-As-Te (с), Pd-Ag-Te (d) systems. Black dots indicate ideal compositions of known minerals and mineral phases. Color icons represent our data. Synthetic mineral phases [10] are italicized. Mineral abbreviations see tabl. 1, except: AgPn — argentopentlandite, Akn — acanthite, Cstn — chrisstanleyite, Hes — hessite, Krv — kravtsovite, Mrt II — mertieite II, Nal — naldrettite, Nau — naumannite, Sad — sudburyite, Sbp — stibiopalladinite
чено лишь 51 зерно минералов благородных металлов. Размер зерен колеблется от 1 до 10 мкм. В силикатах располагаются 64 % зерен, на границе силикат/сульфид — 24 %; включения в сульфидах образуют 12 % зерен. Сульфидно-теллуридная ассоциация МПМ, обусловленная набором основных по относительной объемной распространенности минералов (котульскит, мончеит и высоцкит), близка к ассоциации ОРТ (табл. 1; рис. 4, j—l). По данным анализов на энергодисперсионном спектрометре, МПМ из орудене-ния этого типа не содержат примесей, при расчете крис-таллохимических формул состав минералов близок к сте-хиометрическому.
Сравнение основного и нижних рудных тел месторождения Каменник. Детальные исследования минерального состава ОРТ, проведенные на месторождениях Киевей [6] и Каменник [4], показали тесную пространственную и генетическую связь МПМ с сульфидами железа, меди и никеля. Более 70 % зерен МПМ крупнее 10 мкм включены в сульфиды или находятся на границе сульфидных и силикатных минералов. Для зерен МПМ меньшей размерности этот показатель снижается до 50 %. Среди нижних рудных тел по характеру микроассоциаций МПМ наиболее близок к ОРТ третий тип оруденения, в котором 36 % зерен напрямую контактируют или включены в сульфиды. В рудах первого и второго типов число таких зерен не превышает 20 %.
ОРТ на каждом из месторождений характеризуется преобладанием сульфидов и теллуридов ЭПГ, представленных брэггитом, высоцкитом, мончеитом, котульски-том и меренскиитом (табл. 1). В. В. Субботин с коллегами [6] отмечает, что состав доминирующих теллуридов ЭПГ отвечает стехиометрическому. Несмотря на относительно небольшое число обнаруженных зерен МПМ, третий тип нижних рудных тел обладает, как показывает табл. 1, такой же минеральной ассоциацией благородных металлов, как и ОРТ. Необходимо отметить, что теллуриды ЭПГ из оруденения третьего типа также не содержат нарушающих стехиометрию примесей (рис. 6, d).
Сходство минерального состава Северного рифа и нижнего рудного тела третьего типа приводит нас к предположению, что этот тип руд образовался в результате миграции обогащенной ЭПГ сульфидной жидкости в подстилающие кумулаты. По-видимому, это стало возможным благодаря локальному частичному плавлению последних (на уровне интеркумулусного пространства пород) при повышении температуры в связи с первыми дополнительными порциями рудоносной магмы, с которой связывают образование НРГ [3, 5]. Локальность плавления определялась существующими вблизи питающего магматического канала градиентами скорости течения и температуры магмы, которые, по всей вероятности, ответствен-
Таблица 3. Состав основных МПМ (мае. %) из нижних рудных тел месторождения Северный Каменник Table 3. Composition of common platinum group minerals (wt. %) from the lower ore bodies of the North Kamennik deposit
Минерал Mineral Pd Pt Te Bi S Fe Ni Pb As Sn Сумма Total
Kot 40.42 43.4 9.04 0.32 93.18
Kot 39.82 43.05 7.91 0.81 1.43 93.02
Kot 40.83 44.19 7.28 0.4 1.96 94.66
Mer 23.66 2.19 52.78 13.19 91.82
Mer 24.04 2.13 51 12.77 89.94
Mer 28.32 55.7 8.66 92.68
Mon 34.88 49.06 3.76 0.7 0.85 89.25
Mon 0.17 35.47 46.5 7.41 1.18 0.8 91.53
Mon 1.25 34.05 51.38 1.46 0.62 1.23 89.99
Vys 59.58 2.77 20.92 0.73 5.04 89.04
Vys 58.86 1.11 20.41 0.36 5.95 86.69
Vys 69.04 1.02 22.49 0.71 6.02 99.28
Br 0.19 68.39 10.76 0.64 79.98
Br 15.48 46.64 13.49 0.38 3.48 79.47
Br 14.52 49.88 13.67 0.33 3.84 82.24
Stl 70.57 15.96 86.53
Stl 68.18 14.47 1.03 85.461
Stl 66.83 2.13 15.32 0.73 85.782
Tor 65.43 0.49 7.89 1.03 5.94 90.603
Tor 64.45 10.85 0.94 5.26 87.594
Tor 64.35 12.44 0.57 6.22 2.4 88.075
Rust 17.97 47.02 0.45 16.97 82.41
Примечание. Сокращение названий минералов — см. табл. 1; 1—5 — в сумму включена Sb (мас. %): 1 — 1.78; 2 — 0.77;
3 — 9.82, 4 — 6.09; 5 — 2.09.
Note. Abbreviation of mineral names — see Table 1; 1—5 — Sb included in total (wt. %): 1 — 1.78; 2 — 0.77; 3 — 9.82, 4 — 6.09;
5 — 2.09.
ны за формирование еинформных перегибов и перекрие-таллизованных такеитовых габброноритов в руеловых фациях НРГ [2].
Положение нижних рудных тел первого и второго типов в разрезе указывает на возможноеть их формирования также в процееее проеачивания еульфидной жидкоети вниз от уровня движущегоея магматичеекого потока. Различия е ОРТ в минеральном еоетаве (табл. 1 и 2), как и обогащение МПМ оловом и другими примееями, можно объяенить процеееами переработки ранней еульфидной вкрапленно-ети в результате еерии дополнительных рудоноеных маг-матичееких импульеов. Судя по количеетву ритмичееких единиц в НРГ на мееторождении Киевей [8], таких импуль-еов при его формировании было не менее четырех.
Редкие и новые минеральные виды. Как отмечалоеь выше, первый и второй типы нижних рудных горизонтов Северного рифа еодержат редкий минерал койоненит и минеральные фазы МР^1 и МР^2, принадлежащие еиетеме Pd — Sn—
— Те. В экеперименте [10] в еиетеме Pd — Sn — Те были идентифицированы три тройные фазы: фаза А — Pd67SnиTe22, фаза В — Pd72Sn16Te12 и фаза С — PdSnTe (рие. 6, а). Фаза А впоеледетвии была переведена в етатуе минерального вида
— койоненита [9]. Было уетановлено, что еинтетичеекий кой-оненит етабилен до 596 °С, поэтому его приеутетвие в природных минеральных аееоциациях может евидетельетвовать о криеталлизации при этой или более низкой температуре.
По данным экеперимента в той же еиетеме, койоне-нит не может еоеущеетвовать только е такими минерала-
ми ЭПГ, как котульекит, теллуропалладинит и паоловит. В еиетеме приеутетвуют бинарные фазы еоетава Pd3Te2 и Pd2QTe7, а также тройная фаза Pd72Sn16Te12 (рие. 6, а), которые могут возникнуть в аееоциации е койоненитом в природе [10]. В результате наших иееледований были уе-тановлены нееколько неизвеетных ранее природных ео-единений палладия, теллура и олова. Среди них минеральная фаза МР^2 (Pd1.8AgQ.3)2.1(TeQ.5SnQ.4SeQ.1AsQ.1) 1.1 из второго типа оруденения близка по еоетаву к минеральной фазе В, а МР^ 1 при переечете на пять формульных единиц Pd3 2(Te14BiQ 3Аб0 2)19 — к еинтетичееки полученному еоединению Pd3Te2 (рие. 6, а).
Таким образом, изучение МПМ из нижних рудных тел первого и второго типов показывает выеокие перепек-тивы детального изучения их разрезов для выявления новых и редких минералов.
Практическое значение. Федорово-панекий комплеке — один из крупнейших платиноноеных интрузивов в Европе наряду е Мончегореким комплекеом на Кольеком полуоетрове и комплекеом Портимо в Финляндии [1]. При этом шеетая чаеть его запаеов евязана е Северным рифом. Каждый из нижних типов оруденения Северного рифа в виде еерии линз, «виеящих» в данный момент на единичных екважинах, учаетвуют в подечете запаеов мееторож-дения Каменник [4]. Во время дальнейшей разведки и эк-еплуатации мееторождения уетановленные минералоги-чеекие отличия могут быть иепользованы при выделении рудных тел разного генезиеа и промышленного значения.
К примеру, первый тип оруденения, в котором рустенбур-гит имеет статус основного минерала, можно отличить от остальных, включая ОРТ, где станниды встречаются лишь в единичных зернах. Кроме того, этот тип руд, вероятнее всего, будет резко отличаться по геохимии рассеянных элементов (As, Sb, Sn и др.).
Заключение
Проведенные минералогические исследования подтверждают разделение нижних рудных тел месторождения Северный Каменник на три типа и позволяют различать их по ассоциациям МПМ — станнидно-теллуридной, ар-сенидно-сульфидно-теллуридной и сульфидно-теллурид-ной. При изучении двух первых ассоциаций нами было установлено три новых для Северного рифа минерала: арсенопалладинит, изомертиит и койоненит. Эти ассоциации являются перспективными на обнаружение новых минеральных видов в системе Pd — Sn — Te.
Авторы благодарят А. У. Корчагина за доступ к керну скважин. Обсуждение первоначального варианта статьи с Ю. С. Полеховским и В. В. Субботиным, а также конструктивные критические замечания двух анонимных рецензентов привели к улучшению ее качества. Исследования проводились при частичной финансовой поддержке грантов РФФИ (проекты 16-05-00367, 15-35-20501) в рамках госзадания № 0231-2015-0002.
Литература
1. Гурская Л.И., Додин Д.А. Минеральные ресурсы платиновых металлов России: перспективы расширения // Региональная геология и металлогения. 2015. № 64. С. 84—93.
2. Иванов А. Н, Грошев Н. Ю, Корчагин А. У. Трансгрессивные структуры Нижнего расслоенного горизонта на участке малосульфидного платинометалльного месторождения Северный Каменник // Труды ФНС. 2018. № 15. С. 156—159.
3. Корчагин А. У., Субботин В. В., Митрофанов Ф. П., Минеев С. Д. Платинометалльное месторождение Киевей в Западно-Панском расслоенном массиве: геологическое строение и состав оруденения // Стратегические минеральные ресурсы — основа устойчивого развития Севера. Апатиты: КНЦ РАН, 2009. C. 12—33.
4. Корчагин А. У., Гончаров Ю. В., Субботин В. В., Грошев Н. Ю, Габов Д. А., Иванов А. Н, Савченко Е. Э. Геология и вещественный состав руд малосульфидного плати-нометалльного месторождения Северный Каменник в Западно-Панском массиве (Кольский полуостров, Россия) // Руды и металлы. 2016. № 1. C. 42—51.
5. Латыпов Р. М, Чистякова С. Ю. Механизм дифференциации расслоенного интрузива Западно-Панских тундр. Апатиты: КНЦ РАН, 2000. 315 с.
6. Субботин В. В., Корчагин А. У., Савченко Е. Э. Пла-тинометалльная минерализация Федорово-Панского рудного узла: типы оруденения, минеральный состав, особенности генезиса // Вестник Кольского научного центра РАН. 2012. №. 1. C. 55—66.
7. Чернявский А. В., Грошев Н. Ю., Корчагин А. У., Шиловских В. В. Минералы элементов платиновой группы в разрезе Южного рифа Западно-Панского массива // Труды ФНС. 2018. № 15. С. 392—395.
8. Groshev N. Yu., Rundkvist T. V., Korchagin A. U., Ivanov A.N. Concentrations of trace elements in rocks of the Lower
layered horizon of the West-Pana intrusion / Abstracts, 12th International Platinum Symposium. Ekaterinburg. 2014. P. 65-66.
9. Stanley C.J., Vymazalova A. Kojonenite, a new palladium tin telluride mineral from the Stillwater Layered Igneous Intrusion, Montana, U.S.A. // American Mineralogist. 2015.
V 100. P. 447-450.
10. Vymazalova A., Drabek M. The system Pd — Sn — Te at 400° C and mineralogical implications. II. The ternary phases // The Canadian Mineralogist. 2010. V. 48. №. 5. P. 1051—1058.
References
1. Gurskaya L. I., Dodin D. A. Mineralnyye resursy plati-novykh metallov Rossii: perspektivy rasshireniya (Mineral resources of platinum metals of Russia: perspectives for enlargement). Regional geology and metallogeny, 2015, No. 64, P. 84—93.
2. Ivanov A. N., Groshev N. Yu., Korchagin A. U. Trans-gressivnyye struktury Nizhnego rassloyennogo gorizonta na uchast-ke malosulfidnogo platinometalnogo mestorozhdeniya Severnyy Kamennik (Transgressive structures of the Lower layered horizon on the site of the Northern Kamennik low-sulfide PGE deposit). Trudy FNS, 2018, No. 15, P. 156—159.
3. Korchagin A. U., Subbotin V. V., Mitrofanov F. P., Mineev S. D. Platinometallnoye mestorozhdeniye Kiyevey v Za-padno-Panskom rassloyennom massive: geologicheskoye stroyeniye i sostav orudeneniya (Kievey PGE-bearing deposit of the West-Pana layered intrusion: geological structure and ore composition). Strategic Mineral Resources of Lapland — Base for the Sustainable Development of the North. Apatity: KSC RAS, 2009, P. 12—33.
4. Korchagin A. U., Goncharov Yu. V., Subbotin V. V., Groshev N. Yu., Gabov D. A., Ivanov A. N., Savchenko Y. E. Geologiya i veshchestvennyy sostav rud malosulfidnogo platinometalnogo mestorozhdeniya Severnyy Kamennik v Zapadno-Panskom massive (Geology and composition of the ores of the low-sul-fide North Kamennik PGE deposit in the West-Pana intrusion). Ores and Metals. 2016, No. 1, P. 42—51.
5. Latypov R. M., Chistyakova S. Y. Mekhanizm differen-tsiatsii rassloyennogo intruziva Zapadno-Panskikh tundr (Mechanism of differentiation of the West-Pana layered intrusion). Apatity: KSC RAS, 2000, 315 pp.
6. Subbotin V. V., Korchagin A. U., Savchenko Y. E. Plat-inometallnaya mineralizatsiya Fedorovo-Panskogo rudnogo uzla: tipy orudeneniya, mineralnyy sostav, osobennosti genezisa (PGE mineralization of the Fedorovo-Pana ore complex: types of mineralization, mineral composition, features of genesis). Herald of the Kola Science Center of the RAS, 2012, No. 1, P. 55—66.
7. Chernyavsky A. V., Groshev N. Yu., Korchagin A. U., Shilovskikh V. V. Mineraly elementovplatinovoy gruppy v razreze Yuzhnogo rifa Zapadno-Panskogo massiva (Minerals of platinum group elements in the section of the South Reef, West-Pana intrusion). Proceedings of the FSS, 2018, I. 15, P. 392—395.
8. Groshev N. Yu., Rundkvist T. V., Korchagin A. U., Ivanov A. N. Concentrations of trace elements in rocks of the Lower layered horizon of the West-Pana intrusion / Abstracts, 12th International Platinum Symposium. Ekaterinburg, 2014, P. 65—66.
9. Stanley C. J., Vymazalova A. Kojonenite, a new palladium tin telluride mineral from the Stillwater Layered Igneous Intrusion, Montana, U.S.A. American Mineralogist, 2015,
V 100, P. 447-450.
10. Vymazalova A., Drabek M. The system Pd—Sn—Te at 400° C and mineralogical implications. II. The ternary phases. The Canadian Mineralogist, 2010, V. 48, No. 5, P. 1051—1058.
