CC BY
78
УДК 553.491
Вестник СПбГУ. Сер. 7. 2013. Вып. 2
Е. С. Семиколенных, А. А. Предовский
ОНТОГЕНИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ И ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ФОРМИРОВАНИЯ ХРОМШПИНЕЛИДОВ ПЛАТИНОНОСНОГО ГОРИЗОНТА UG-2 ВОСТОЧНОГО СЕКТОРА БУШВЕЛЬДСКОГО КОМПЛЕКСА
Положенные в основу настоящей статьи полевые исследования хромититового горизонта UG-2 Восточного сектора Бушвельдского комплекса были проведены с июля по сентябрь 2006 г. Е. С. Семиколенных при поддержке компании «Англо Платинум» («Anglo Platinum») под руководством Гордона Чаннетта (Gordon Chunnett). Полученные материалы затем подверглись камеральной обработке и анализу на базе лабораторного комплекса Mineralogical Research Department компании «Англо Платинум» в Йоханнесбурге (микрозонд JEOL JSM). Экспериментальная часть работы была продолжена в ходе обучения в аспирантуре СПбГУ в Центре Рудных Месторождений Университета Тасмании с сентября по ноябрь 2011 г. при поддержке проф. Дмитрия Каме-нецкого (оптические микроскопы Olympus BX60 и Nikon, сканирующий электронный микроскоп FEIQUANTA 600, микрозонд Cameca SX-100) и в СПбГУ (оптическая микроскопия, микрозонд HITACHI TM3000). Исследования выполнены при поддержке гранта СПбГУ на стажировки аспирантов в зарубежных вузах (шифр 3.39.1138.2011). Результаты проведённой работы представлены в данной публикации. В ходе обобщения полученных фактических данных и их интерпретации А. А. Предовский, внёс ряд предложений по совершенствованию модельных представлений о процессах породо-и рудообразования Бушвельда.
Крупнейшие мировые месторождения собственно платинометалльных руд связаны c интрузивными комплексами Бушвельд (ЮАР), Стиллуотер (США) и Великая Дайка (Зимбабве) [1, 2]. Магматический комплекс Бушвельд является эталонным в группе ритмично-расслоенных массивов, и именно в нём сконцентрировано более 80 % запасов суммы элементов платиновой группы (ЭПГ) и около 88% запасов платины. Эти запасы приурочены к трём главным уровням (слоям): хромититовому горизонту UG-2, а также Рифу Меренского и Платрифу [3, 4]. Главные центры добычи плати-нометалльных руд расположены в пределах наиболее изученного Западного сектора Бушвельдского комплекса (Аток, Рустенбург, Юнион, Бафокенг, Аманделбалт, Мессина, Марикана и др.). Месторождения Восточного сектора (Бракфонтейн, Витервельд, Онвервахт, Твикенхем, Ричмонд, ДерБрохен) в настоящее время активно разведываются и подготавливаются к промышленному освоению. Среднее суммарное содержание ЭПГ в рудах колеблется в диапазоне 4-7 г/т [5].
Хромититовый горизонт UG-2 является на сегодняшний день уникальным и крупнейшим в мире источником металлов платиновой группы, в нем сосредоточено более 50% ресурсов ЭПГ всего Бушвельдского комплекса [6]. Запасы ЭПГ в этом
Семиколенных (Назимова) Евгения Сергеевна — аспирант, Санкт-Петербургский государственный университет; e-mail: geny_shen@mail.ru
Предовский Александр Александрович — д-р геол.-минерал. наук, профессор, Геологический институт Кольского научного центра РАН.
© Е. С. Семиколенных, А. А. Предовский, 2013
горизонте (32,27 тыс. т) превосходят суммарные запасы рифов Меренского и Платри-фа вместе взятых [1].
Бушвельдский комплекс является эталонным источником информации при разработке методов прогноза и поисков новых месторождений ЭПГ в мире. Вследствие этого представляется весьма важным создание общей модели формирования плати-ноидного оруденения. В данной статье основное внимание уделено результатам изучения хромшпинелидов горизонта иО-2 Восточного сектора Бушвельдского комплекса. Онтогенический подход к исследованию этой группы минералов позволил выделить несколько разновидностей, наметить последовательность их кристаллизации во времени, а также предварительно обозначить возможные факторы их преобразования. Установлена взаимосвязь условий образования хромшпинелидов и вариаций содержаний платиноидов в пределах изучаемого горизонта иО-2.
Работа основана на фактическом материале, отобранном из 10 скважинных пересечений (с севера на юг) хромититового горизонта иО-2 Восточного сектора Бушвель-дского комплекса (рис. 1).
Интрузивный комплекс Бушвельд, имеющий возраст 2060 млн лет, является крупнейшей в мире мафит-ультрамафитовой интрузией, его размеры в плане составляют 450 х 250 км. Бушвельдский комплекс подразделяют на пять зон [7]. Маргинальная зона представлена норитами с подчиненными прослоями пироксенитов. Нижняя зона сложена, преимущественно, бронзититами, гарцбургитами и дунитами. Вышележащая критическая зона характеризуется ритмичным чередованием норитов, пироксенитов, анортозитов и хромититов [8]. Главная зона комплекса сложена норитами, габбро и анортозитами. За ней следует Верхняя зона, представленная феррогаббро и ферродиоритами [9, 10].
Хромититовый горизонт иО-2 с богатой платиновой минерализацией находится в верхней части Критической зоны между хромититовым горизонтом иО-1, который залегает ниже, и рифом Меренского, находящимся выше [11]. За исключением некоторых перерывов он прослеживается по простиранию на десятки километров как в Западном, так и Восточном секторах Бушвельдского комплекса. Горизонт иО-2 залегает на 30-50 м ниже рифа Меренского в северо-западной части массива, на 140-180 м ниже его в юго-западной части и более чем на 400 м ниже в северо-восточной [12].
Горизонт иО-2 имеет отчетливые резкие ограничения и представлен единым пластом мощностью от 40 до 70 см на севере и от 1 до 1,5 м на юге Восточного сектора Бушвельдского комплекса, в кровле и подошве которого субпараллельно общей рас-слоенности пород развиты сопутствующие сателлитные хромититовые прослои (иТ). Их мощность составляет от первых мм до 1 см в северных участках и от 5 мм до 15 см в южных. Внутри основного пласта нередко встречаются линзообразные удлинённые тела более лейкократовых пород, которые представляют серию от норитов до анортозитов. Подошву основного горизонта, как правило, слагает пегматоидный полевошпатовый пироксенит, ниже по разрезу переходящий в крупнозернистый полевошпатовый пироксенит (реже — более лейкократовые разности: от норита до анортозита), кровлю — средне-мелкозернистый полевошпатовый пироксенит (рис. 2).
Порода основного пласта иО-2 состоит из хромшпинелида (обычно 30-60%, в ряде случаев до 90%), плагиоклаза (битовнит), ортопироксена (бронзит), в меньшей степени клинопироксена. В сопутствующих хромититовых прослоях, находящихся в кровле и/ или подошве главного слоя, содержание хромшпинелида также может достигать 90%. В подчиненном количестве здесь встречаются минералы платиновой группы, сульфиды,
Рис. 1. Схематическая геологическая карта Бушвельдского комплекса с выносом расположения участков отбора проб в Восточном секторе. По Whitney and Naldrett (1990), с изменениями.
Рис. 2. Строение рудного горизонта UG-2, южная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса (участок ДерБрохен).
а также кварц, кальцит, доломит, цоизит, альбит, рутил, апатит, гематит, калиевый полевой шпат, йодерит, флогопит, клинохлор, гидробиотит, тальк, клинтонит, эденит, псевдоильменит, стивенсит, лизардит, пумпелиит, актинолит.
Онтогенические особенности хромшпинелидов довольно сильно варьируют как по разрезу, так и по латерали. По наблюдениям полированных препаратов выделяются три разновидности хромшпинелидов, при этом первая генерация представлена двумя морфологическими типами (рис. 3).
Рис. 3. Различные разновидности хромшпинелидов в нижней части горизонта UG-2, южная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса, образец Rm44-39. Цифры соответствуют номеру разновидности хромшпинелида (оптический микроскоп OlympusBX60, Университет Тасмании).
Хромшпинелиды первой разновидности — 1А и 1Б (табл. 1, рис. 3-5) наблюдаются в пределах основного горизонта преимущественно внутри зерен битовнита и бронзита, реже — на границах этих минералов. В первом случае хромшпинелид-1А имеет гипидиоморфные очертания, его содержание в породе обычно не превышает 1-2 об.%. Наиболее распространёнными (до 20 об.%) являются хромшпинелиды-1Б, для которых характерна округлая, часто изометрическая форма. Зерна нередко подвержены взаимному слиянию, или «спеканию» друг с другом с образованием агрегатов неправильных очертаний как с явной, так и незаметной переходной границей. Размеры хромшпинелидов первой генерации не превышают 20-50 мкм. Агрегаты хромшпинелида-1Б нередко окружены каёмками водосодержащих минералов, например, амфибола. С ними ассоциируют некоторые сульфиды и минералы платиновой группы (преимущественно платиновой специализации) в количестве до 2-3 об.%.
Хромшпинелид-2 (см. табл. 1, см. рис. 3-5) наблюдается, в основном, в верхних и нижних частях основного горизонта (в количестве 2-30 об.% в зависимости от положения в разрезе) внутри зерен породообразующих силикатных минералов, реже — в их интерстициях. Хромшпинелид данной разновидности представляет собой спекшиеся агрегаты как минимум 4-х зерен хромшпинелида-1Б размерами от 80 до 800 мкм. Одной из наиболее характерных особенностей подобных агрегатов является их гипидио-морфизм. С хромшпинелидом данной разновидности связаны проявления рутила, флогопита с повышенной магнезиальностью и титанистостью, хлорита, тремолита и апатита. В этой же ассоциации присутствуют сульфиды (преимущественно халькопирит и пентландит) и минералы ЭПГ. Все рудные минералы располагаются вдоль границ и в интерстициях зерен хромшпинелидов в количестве не более 3-5 об.%, в единичных случаях представляют собой твердофазные включения внутри отдельных агрегатов. Среди минералов ЭПГ преобладают сульфиды, главным образом, платины (куперит), в меньшей степени — палладия (брэггит). В более редких случаях минералы платиновой группы встречаются внутри агрегатов хромшпинелидов и представлены лауритом.
Хромшпинелид-3 (см. табл. 1, рис. 3, 5-7) наблюдается в основной массе хромити-тового горизонта иО-2 и проявлен, в большинстве случаев, в верхних и средних частях основного пласта, кроме того, он является основным породообразующим минералом сателлитных хромититовых прослоев. Для него характерно образование агрегатов неправильных форм в результате спекания хромшпинелида 2-й разновидности. В большинстве случаев подобные выделения вытянуты субпараллельно общей расслоенности пород и имеют извилистые, заливообразные, иногда изъеденные границы. В пределах сопутствующих хромититовых прослоев могут встречаться отдельные зерна гипидио-морфных очертаний (2-5 об.%). С данной разновидностью ассоциирует наиболее разнообразный по составу набор водосодержащих и других минералов в количестве от 5 до 10 об.%. Здесь обнаружены: флогопит, актинолит, диопсид, клинохлор, биотит, пум-пелиит, тальк, серпентин, стивенсит, йодерит, апатит, кварц, рутил, гематит, кальцит, доломит, самородное серебро, калиевый полевой шпат, сульфиды основных металлов (пентландит, халькопирит, пирит, пирротин, миллерит, борнит), минералы ЭПГ (сульфиды палладия, в меньшей степени — платины, а также винсентит и лаурит). Данные минералы занимают интерстиции агрегатов хромшпинелидов, реже представляют твердофазные включения внутри кристаллов хромшпинелидов. Для амфибола, отличающегося повышенной хромистостью, и диопсида свойственно образование каёмок вокруг агрегатов хромшпинелидов.
Таблица 1. Характеристика хромититового горизонта иб-2 с севера на юг Восточного сектора Бушвельдского комплекса
№пп № образца Положение в разрезе Общее содержание хромшп-да в породе, об.% Содержание различных разновидностей хромшпи-нелида в породе, об. % Вторичные минералы, содержание в породе, об.% Сульфиды, содержание в породе, об.% Основные минералы ЭПГ ЕЭПГ*, ppb
1А 1Б 2 3 Pt Pd
Северная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса
1 Dt43-19 Хромитит в кровле (иТ1) -90 -90 Амфибол, доломит, калиевый полевой шпат, кварц, рутил, кальцит, 5 Пирит, пентлан-дит, пирротин, халькопирит, 7-10 Бреггит Нет данных
- -
2 Dt43-21 Верхняя часть горизонта -70 -1-2 -10 -7-10 -50 Кальцит, кварц, гидробиотит, флогопит, йодерит, кли-нохлор,5 Халькопирит, пентландит, борнит, 5-7 Винсентит, мон-чеит 6473
2489 2343
3 Dt43-23 Средняя часть горизонта -85 - <2 <5 -70 Кальцит, гидробиотит, рутил, флогопит, диопсид, тальк, <2 Пентландит, 1 Не опр. 5877
2265 1780
4 Dt43-24 Нижняя часть горизонта -60 -1-2 -7-10 -30 -20 Тальк, гидробиотит, 2-5 Пентландит, халькопирит, 3 Самородный палладий, ко-тульскит, плюм-бопалладинит 14292
4786 6551
5 Dt43-25 Хромитит в подошве -90 - - - -90 Клинтонит, тальк, 2-5 Пентландит, халькопирит, 2 Самородный палладий 2847
385 2321
Средняя часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса
6 Ov69-21 Верхняя часть горизонта -50 -1-2 -10-15 -30 <5 Тальк, 2-3 Халькопирит, 20 Бреггит 20602
7918 9995
Окончание табл. 1
7 Ov69-24 Средняя часть горизонта -60 -1-2 -7-10 -40 -10 Флогопит, эденит, диопсид, рутил, 2-5 Пентландит, халькопирит, 2 Куперит 6766
3082 2127
8 Ov69-27 Нижняя часть горизонта -45 -1-2 -2-5 -35 <2 Флогопит, тальк, диопсид, рутил, 5 Пентландит, халькопирит, 5 Бреггит, лаурит куперит, самородная платина 20988
6849 9920
9 Ov69-29 Хромитит в подошве -90 - - - -90 Стивенсит, псевдоильменит, диопсид, апатит, доломит, серпентин, кальцит, гематит, 2-5 Пирит, пентландит, халькопирит, 2 Лаурит, куперит, бреггит 5861
873 4274
Южная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса
10 Rm86-25 Хромитит в кровле (иТ2) -90 - - - -90 Кварц, рутил, пумпелиит, флогопит, хлорит, цоизит, гидробиотит, кальцит, 2-5 Пентландит, халькопирит, 2 Куперит, бреггит 3916
1990 558
11 Rm86-52 Верхняя часть горизонта -50 -1-2 -17-20 -20 -10 Рутил, флогопит, 1-2 Пентландит, халькопирит, 1 Куперит 4555
2411 584
12 Rm86-58 Средняя часть горизонта -30 -1-2 -20 -10 - Флогопит, цоизит, кварц, альбит, 2 Пентландит, халькопирит, <1 Куперит 5276
2429 1397
13 Rm86-63 Нижняя часть горизонта -50 -1-2 -10 -30 -10 Рутил, флогопит, актинолит, серпентин, кварц, апатит, 2-5 Пентландит, халькопирит, 1 Куперит 13352
7143 2056
Примечание: ЕЭПГ* — по данным пробирного анализа пород на 6 платиновых элементов (Йоханнесбург, ЮАР).
Рис. 4. Особенности хромшпинелидов 1Б и 2-й разновидностей в нижней части горизонта иС-2, образец Db119-55 (сканирующий электронный микроскоп FEIQUANTA 600, Университет Тасмании).
Пентландит + халькопирит
/ 1 Хромшпинепид-2
Хромшпинелид-3 Битовнит
Минерал группы рутила Пентландит Хромшпинелид 1Б
26/ЗерЯ011 НУ Бро1 НПЛ/ Мад \ЛЮ Ое! &д всап ] —50 Орт— 131019 > 25 0кУ 70 0 40 тт 683х 10 8 тт ЭБО ВБЕ 9 48 & СЭЬ ИТАЭ
Рис. 5. Особенности хромшпинелидов нижней части горизонта ив-2, образец Db119-55 (сканирующий электронный микроскоп FEIQUANTA 600, Университет Тасмании).
Флогопит
- Пентландит
Флогопит
/
— Пумпелиит
Минерал группы рутила
Хромшпинелид-3
Бронзит
23/5ер/2011 НУ вро! НРУУ Мад WD 0«! &д всап --50 0|лп-
13 57 28 25 0кУ 6 0 0 27 тт 1000х 104 тт ЭЭО ВЭЕ 9 48 & СЭ1 ЦТАБ
Рис. 6. Особенности хромшпинелидов 3-й разновидности в средней части горизонта иО-2, образец Яш44-38 (сканирующий электронный микроскоп БЕЩиАКГА 600,Университет Тасмании).
Самородный Рс1
Тальк
Биотит
\ й - ^ ^^ Кальцит
Халькопирит ^
Кальцит
\
Халькопирит + борнит
Доломит Тальк
16 43 05 25 0кУ 70 1 ОЗтт 264х Юбтт ВЭЕ 9485 СвШТАЗ
Рис. 7. Особенности хромшпинелидов 3 и ассоциирующие с ними минералы в горизонте иО-2, образец Dt43-24 (сканирующий электронный микроскоп FEIQUANTA 600, Университет Тасмании).
Вышеописанные разновидности хромшпинелидов заметно отличаются по химическому составу: наиболее магнезиальными и глинозёмистыми являются хромшпине-лиды второй разновидности, наиболее железистыми и хромистыми — хромшпинели-ды 3 (табл. 2, рис. 8).
-1
-2
-з
Fe3+96 / 00 / • /"'«У / Mg98. Alщ/. Л\ 0 / , __ / Л\ It 7 Ч , М Fef 96,
/'♦ Sv! U о,/ /V «♦/ 1 2 Г* rat * А А А ^ /1 АА 1 \ А 1
Сг39, з\ 1 Э \ 1 VJ ' А121
Cr85, Fe 3+26
-4
-3,0 -2,5 -2,0 -1,5 -1,0 -0,5 0,0 0,5 1,0 1,5 2,0 Фактор 1
о генерация 1, север
♦ генерация 2, север д генерация 3, север
• генерация 1, юг о генерация 2, юг а генерация 3, юг
Рис. 8. Диаграмма значений факторов факторного анализа данных химического состава хромшпинелидов горизонта UG-2 (микрозонд HITACHI TM3000, СПбГУ).
При вероятности f = 95%, количество анализов n = 124 и уровень значимости r = 0,17.
Изменчивость химического состава хромшпинелидов имеет региональный тренд с севера на юг Восточного сектора Бушвельдского комплекса, выраженный в увеличении магнезиальной и глинозёмистой составляющей в хромшпинелидах на севере и в возрастании железистой и хромистой составляющей на юге (рис. 9). Подобные закономерности были впервые отмечены нами и рассматривались в более ранних публикациях [13, 14].
Хромититы горизонта отличаются и по другим геохимическим особенностям: для северной части характерны повышенные содержания ЭПГ (относительно южной части) с преобладанием легкоплавких платиноидов. Ассоциация минералов ЭПГ связана с сульфидами Fe, Си, N1, Zn, что находит своё отражение в составе этих минералов. Здесь в основном развиты сульфиды и теллуриды платины и палладия. В южном секторе в хромититах преобладают тугоплавкие ЭПГ, здесь характерно повышенное Р1:/ Рё отношение и преобладание высокотемпературной ассоциации минералов ЭПГ, т. е. самородной платины, интерметаллических соединений, лаурита, ирарсита [14].
Таблица 2. Средний состав различных разновидностей хромшпинелидов горизонта иб-2 Восточного сектора Бушвельдского комплекса
№ пп № обр. Расстояние от нижнего контакта горизонта (вверх по разрезу), см Кол-во анализов Разновид. хромшп. М8, масс% А1, масс% Сг, масс% Бе2+, масс% Бе3+, масс% ре3+/ре2+ Си, ррт ррт в, ррт Рг, ррЬ Рс1, ррЬ рг/ра
Северная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса
1 Ог43-19 60 14 3 4,6 8,0 31,3 17,8 5,9 0,3 нет данных
2 Т>гАЪ-2\ 40 3 1 6,7 11,2 29,6 14,5 4,6 0,3 822 2002 2689 2489 2343 1,1
3 Т>гАЪ-2\ 40 4 2 8,7 15,0 26,1 11,3 3,5 0,3
4 Т>гАЪ-2\ 40 7 3 6,0 10,5 29,7 15,7 5,0 0,3
5 тхАЪ-гъ 20 7 1 7,4 7,9 29,9 12,3 9,5 0,8 407 1566 1519 2265 1780 1,3
6 тхАЪ-гъ 20 7 3 5,5 8,5 30,9 16,1 6,3 0,4
7 Т>гАЪ-2А 10 7 1 7,1 12,0 27,9 13,9 5,3 0,4 14467 2785 4625 4786 6551 0,7
8 Т>гАЪ-2А 10 6 2 9,0 14,5 26,2 10,6 4,5 0,4
9 Т>гАЪ-2А 10 3 3 4,8 8,4 30,6 17,6 6,9 0,4
10 Т>гАЪ-25 0 14 3 4,1 6,8 29,1 18,7 9,4 0,5 нет данных
Южная часть Восточного сектора Бушвельдского комплекса
11 Rm86-25 363 17 3 3,9 6,7 33,5 18,9 5,9 0,3 53 1030 219 1990 558 3,6
12 Rm86-52 103 1 1 4,5 6,0 32,1 17,7 9,1 0,5
13 Rm86-52 103 3 2 8,5 12,1 28,1 11,0 6,0 0,5 59 912 294 2411 584 4,1
14 Rm86-52 103 9 3 3,1 5,3 35,7 20,2 5,3 0,3
15 Rm86-58 53 4 1 5,7 8,9 30,7 15,9 6,3 0,4 65 1023 296 2429 1397 1,7
16 Rm86-58 53 5 2 8,2 12,9 27,8 11,8 4,7 0,4
17 Rm86-63 0 5 1 5,1 8,0 30,7 16,8 7,6 0,5 2,3 588 200 7143 2056 3,5
18 Rm86-63 0 8 3 4,1 7,0 32,4 18,5 6,7 0,4
Примечание: анализы хромшпинелидов выполнены в СПбГУ (микрозонд HITACHI ТМ3000); содержания Си, Ni, S получены по результатам рентгено-флюоресцентного анализа хромититов, а ЭПГ — по результатам пробирного анализа (Йоханнесбург, ЮАР).
Рис. 9. Диаграмма значений факторов на основе данных микрозондового анализа хромшпинелидов горизонта иС-2 (микрозонд Сатеса 8Х-100).
При вероятности f = 95%, количество анализов п = 134 и уровень значимости г = 0,17.
Заключение
В результате проведенных исследований выявлено три разновидности хромшпинелидов, различающихся по онтогеническим особенностям и сменяющих друг друга во времени.
Хромшпинелиды разновидностей 1А и 1Б, наиболее ранние в общей последовательности, имеют одинаковый химический состав на близких уровнях общего разреза горизонта. Хромшпинелиды разновидности 1А, в отличие от разновидности 1Б, обладают более четко выраженной идиоморфностью, и для них не характерны ассоциации с водо-содержащими минералами. Наличие безрудных хромшпинелидов первой разновидности может свидетельствовать о магматическом (1А) и поздне-постмагматическом (1Б) этапах образования горизонта.
Хромшпинелиды 2-й разновидности, образовавшиеся в результате спекания хромшпинелидов 1Б, отличающиеся идиоморфностью, имеют повышенную магнези-альность, что может быть отражением высокотемпературного воздействия на руды.
Хромшпинелиды 3-й разновидности, образовавшиеся в результате спекания хром-шпинелидов-2, слагают агрегаты неправильной формы, отличаются повышенной железистостью и завершают этап, начавшийся с появления второй генерации. Они являются наиболее поздними в общей последовательности хромшпинелидов и отражают, по-видимому, наиболее поздние процессы перекристаллизации и автомета-соматического преобразования под воздействием гидротермальных растворов. При этом происходит наиболее интенсивное преобразование минералов, содержащих ЭПГ, и перераспределение платиноидов внутри горизонта иО-2.
В общей последовательности формирования хромшпинелидов намечается закономерная ритмичность. Она выражается в двукратной смене более идиоморфных форм на округлые неправильные формы спекания, которыми завершается каждый цикл. Наличие второго этапа, начинающегося с образования хромшпинелида-2, может свидетельствовать о том, что после формирования исходного для интрузива магматического расплава и даже после полной консолидации плутонитов может иметь место возобновляющаяся глубинная подача активных и высоконагретых флюидов и растворов из глубинных и сверхглубинных центров Земли, при которой долгоживущие глубинные линеаментные зоны (ДЛЗ) [15] играют роль каналов дальнего транспорта флюидов-теплоносителей и сопровождающих веществ, включая рудные компоненты.
Одной из особенностей горизонта иО-2 является приуроченность повышенных содержаний платиноидов к верхнему и нижнему контактам основного пласта (см. табл. 1, рис. 8), что подтверждается и работами других исследователей [11]. Подобный факт может быть связан с наличием хромшпинелидов 2-й и 3-й разновидностей, находящихся в тесной взаимосвязи с платиноидами, сульфидами, водосодержащими и другими минералами, ассоциирующими с данными разновидностями.
Различие геохимических особенностей хромититов севера и юга Восточного сектора Бушвельдского комплекса может быть объяснено с точки зрения онтогенических особенностей хромшпинелидов, в разной степени проявленных в различных участках. В проведенных исследованиях намечается тенденция связи платиновой минерализации с хромшпинелидами 1-й и 2-й разновидности, а палладиевой — с более поздними хромшпинелидами 3-й разновидности. Хромитит северных участков Восточного сектора Бушвельдского комплекса отличается повышенным содержанием хромшпинели-да в породе за счёт более заметно проявленных процессов спекания, а именно — большей степенью проявленности хромшпинелида второй и, особенно, третьей разновидности (см. табл. 1). Таким образом, обогащенность севера платиноидами и повышение Рё/Р1 отношения в сравнении с южными участками могут быть связаны именно с этим фактором.
Обобщения, изложенные в данном Заключении, позволяют пока лишь в форме осторожного предположения наметить некоторые возможности совершенствования общей модели породо- и рудообразования в крупных эндогенных минерагенических системах с главенствующей ролью гипербазит-базитового магматизма. Здесь намечается несколько аспектов, связанных, прежде всего, с признанием того обстоятельства, что в состав этих систем входят не только мантийные очаги магмообразования, но и, как управляющий фактор, крупные долгоживущие разломные структуры, выделенные в последние годы как ДЛЗ (долгоживущие сложно построенные линеаментные зоны глубинного заложения), контролирующие периодическое поступление из внутренних областей Земли флюидов-теплоносителей и сопровождающих веществ, в том числе рудных компонентов [15]. Высшими членами в иерархии ДЛЗ являются линеамент-ные зоны и пояса глобального значения, образующие единую для океанов и континентов совокупность. Крупнейшие минерагенические области планеты связаны с узлами сложного пересечения ДЛЗ.
Сказанное выше определяет первый аспект совершенствования моделирования процессов развития крупных эндогенных минерагенических областей: необходимость выявления и картирования ДЛЗ и подчиненных им региональных и локальных раз-ломных структур, что актуально для области Бушвельда и Великой Дайки Зимбабве.
Второй важный аспект — необходимость применения к рудоносным комплексам достаточно детального датирования этапов и стадий эндогенной минерализации, в частности, этапов развития последовательных разновидностей хромшпинелидов горизонта UG-2 и Бушвельдского комплекса в целом, а не только возраста вмещающих магматических пород.
Третий аспект — выявление и датирование эпизодов возобновления эндогенной глубинной активизации, не связанных непосредственно с этапами становления собственно магматических ассоциаций пород, но отражающих позднейшие флюидно-гидротермальные и метасоматические, в том числе рудообразующие, процессы, как это было показано, например, применительно к Норильско-Хараелахскому рудному узлу Э. М. Спиридоновым и Ю. Д. Гриценко [16].
Благодарности
Авторы считают приятной необходимостью поблагодарить коллег, способствовавших проведению работ и подготовке данной публикации: главного геолога компании «Англо Платинум» Гордона Чаннетта за организацию производственной практики в ЮАР, сотрудников компании «Англо Платинум» и CCIC за помощь в проведении полевых и лабораторных работ на Бушвельдском комплексе. Огромную благодарность авторы выражают Аллану Вилсону за проведение необходимых для работы анализов и предоставление их результатов. Большое влияние на начальном этапе работы оказали плодотворные и интересные консультации с А. Дж. Налдреттом, П. Хеем, К. Коффод.
Особую признательность авторы выражают профессору Центра Рудных Месторождений Университета Тасмании Д. Каменецкому за предоставленную возможность проведения ряда исследований на различных приборах: оптических микроскопах Olympus BX60 и Nikon, сканирующем электронном микроскопе FEIQUANTA 600, микрозонде Cameca SX-100, а также возможность ознакомления с большим количеством тематической литературы. Исследования были проведены при поддержке гранта СПбГУ на стажировки аспирантов в зарубежных вузах (шифр 3.39.1138.2011).
Авторы искренне благодарят С. И. Корнеева за всестороннюю помощь, постоянное внимание к работе и незаменимые консультации при решении ряда проблем на различных этапах работы. Глубокую признательность авторы выражают С. В. Петрову и Ю. В. Назимовой за помощь в организации работ, ценные замечания и постоянную поддержку.
Литература
1. Лазаренков В. Г., Петров С. В., Таловина И. В. Месторождения платиновых металлов. М.: «Недра», 2002. 298 с.
2. Магматические рудные месторождения. Ланкастр, США, 1969. Пер. с англ. / под ред. акад. В. И. Смирнова. М.: Недра, 1973. 208 с.
3. Назимова Е. С. Особенности состава и распределения МПГ в хромититовом горизонте UG-2, Восточный Бушвельд (ЮАР). Геология — наше будущее // Материалы молодежной науч. конф. 2007 г. геологического факультета СПбГУ / под ред. Е. Г. Пановой. СПб., 2007. С. 35-38.
4. Назимова Е. С. Платиноносность хромититового горизонта UG-2 Восточного Бушвельда, ЮАР // Проблемы геологии и освоения недр: труды XV Международного симпозиума имени академика М. А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 110-летию со дня основания горногеологического образования в Сибири. Томский политехнический университет. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2011. Т. I. C. 126-128.
5. Налдретт А. Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых платинометальных руд. СПб.: СПбГУ 2003. 487 с.
6. Предовский А. А. Формационный анализ супракрустальных толщ (введение в проблему стратисферы Земли). Учеб. пособие для студентов 130100 «Геология и разведка полезных ископаемых». Мурманск: Мурманский государственный технический университет, 2011. 182 с.
7. Спиридонов Э. М., Гриценко Ю. Д. Эпигенетический низкоградный метаморфизм и Co-Ni-Sb-As минерализация в Норильском рудном поле. М.: Научный Мир, 2009. 218 с.
8. Cawthorn R. G. The role of magma mixing in the genesis of PGE mineralisation in the Bushveld Complex. Thermodynamic calculations and new interpretations — a discussion // Economic Geology, 2002. Vol. 97. P. 663666.
9. Hall A. L. The Bushveld Igneous Complex of the central Transvaal // South Africa Geological Survey Memoir, 1932. Vol. 28. 560 p.
10. Lee C. A. A review of mineralization in the Bushveld Complex and some other layered intrusions. Elsevier, Amsterdam, 1996. P. 103-145.
11. McLaren C. H., De Villiers J. P. R. The Platinum-Group Chemistry and Mineralogy of the UG2 Chromitite Layer of the Bushveld Complex // Economic Geology. Vol. 77. 1982. P. 1348-1366.
12. Molyneaux T. G. A geological investigation of the Bushveld Complex in Sekhukhuneland and apart of the Steelpoort Valley // Geologycal Society South Africa Transactions, 1974. Vol. 77. P. 329-338.
13. Naldrett A. J. Magmatic Sulfide Deposits: Geology, Geochemistry and Exploration, Springer Verlaag, 2004. 728 р.
14. Schouwstra R. P., Kinloch E. D., Lee C. A. A short geological review of the Bushveld Complex // Platinum Metals Review, 2000. Vol. 44. P. 33-39.
15. Von Gruenewaldt G. The main and upper zones of the Bushveld complex in the Roossenekal area, Eastern Transvaal // Geological Society South Africa Transactions. 1973. Vol. 76. P. 207-227.
16. Von Gruenewaldt G. The mineral resources of the Bushveld Complex // Minerals Science and Engineering. 1977. Vol. 9, N 2. P. 83-95.
Статья поступила в редакцию 24 декабря 2012 г.
