CC BY
32
УДК 550.842.553.491
© А.М. Гайфутдинова, Ю.М. Телегин, И.В. Таловина, С.О. Рыжкова, В.С. Никифорова, 2015
А.М. Гайфутдинова, Ю.М. Телегин, И.В. Таловина, С.О. Рыжкова, В.С. Никифорова
ВТОРИЧНЫЕ ОРЕОЛЫ РАССЕЯНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ ПЛАТИНОВОЙ ГРУППЫ, ЗОЛОТА И СЕРЕБРА СВЕТЛОБОРСКОГО ДУНИТ-КЛИНОПИРОКСЕНИТОВОГО МАССИВА, ПЛАТИНОНОСНЫЙ ПОЯС УРАЛА
По результатам литогеохимического опробования почвообразующих элювиально-делювиальных отложений в пределах Светлоборского массива наряду с аномалиями платины были выявлены вторичные ореолы рассеяния золота, хрома и ряда элементов-примесей. Оценка этих ореолов с применением методики на основе двухмерного моделирования позволила выделить перспективные аномалии платины, в первом приближении пространственно совпадающие с аномалиями хрома. При детальном рассмотрении данных с использованием методов многомерной статистики выявлено, что платина с хромом не коррелирует, что говорит о незначительном вкладе хромитового типа платиновой минерализации в коренное оруденение Свет-лоборского массива. Выявлено, что в элювиально-делювиальных подпочвенных отложениях практически все редкие элементы, за исключением платины, хрома, преимущественно рассеиваются под воздействием экзогенных процессов. Ключевые слова: литогеохимическое опробование, вторичные ореолы рассеяния, Светлоборский массив, элементы платиновой группы.
Введение
В последнее время, в связи с истощением запасов россыпных месторождений платины в России вопрос поисков и освоения новых альтернативных источников платиновых металлов становится все более актуальным. С этой точки зрения наиболее интересными представляются массивы Платиноносного пояса Урала, освоенного промышленного региона, на фоне которого выделяется один из крупнейших россыпеобразующих в мире Светлоборский зональный ду-нит-клинопироксенитовый массив, перспективный на обнаружение коренных рудопроявлений платины.
Как известно, металлы платиновой группы (МПГ) характеризуются низкими кларками, высокой изменчивостью распределения в земной коре, в связи с чем при геохимических поисках
коренных месторождений наряду с определением собственно МПГ традиционно используются геохимические поиски по элементам-спутникам. Учитывая, что главные перспективы платинометалльного оруденения в пределах Платиноносного пояса Урала связаны с мафит-ультрамафитовы-ми массивами с различной степенью сульфидизации, основными индикаторами являются хром, никель и кобальт (хромитовый тип минерализации) титан, ванадий, медь, цинк (медно-ти-таномагнетитовый тип) и т.д. [2, 3]. Так как Светлоборский массив, как и многие другие массивы Урала, характеризуется довольно закрытой труднодоступной территорией, частично перекрытой корами выветривания и молодыми четвертичными образованиями, где механическая миграция элементов ослаблена и преобладает
Рис. 1. Положение массивов Платиноносного пояса Урала и схематическая геологическая карта Светлоборского массива [1, 6]: а) 12 - массивы Платиноносного пояса Урала цифрами 1-16: 1 - Ревдинский, 2 - Тагило-Баранчинский, 3 - Нижнетагильский, 4 - Арбатский, 5 - Качканарский, 6 - Светлоборский, 7 - Вересовоборский, 8 - Павдинский, 9 - Косьвинский, 10 - Кытлымский, 11 - Княспинский, 12 - Кумбинский, 13 - Денежкин-ский, 14 - Помурский, 15 - Чистопский, Ялпинг-Ньерский, 16 - Хорасюрский. 13 - Главный Уральский глубинный разлом. Структурно-минерагенические мегазоны Уральской складчатой системы: I - Предуральский краевой прогиб, II - Западно-Уральская, III - Центрально-Уральская, IV - Тагило-Магнитогорская, V - Восточно-Уральская, VI - чехол Западно-Сибирской платформы. ГУГР - главный уральский глубинный разлом; б) I - Вересовоборский клинопироксенит-дунитовый массив, II - Светлоборский клинопироксенит-дунитовый массив, III - Качканарский габбро-клинопироксенитовый массив; 1 - кытлымиты, зеленые сланцы вый-ской свиты среднего верхнего ордовика; 2 - тонко- и мелкозернистые дуниты; 3 - средне- и крупнозернистые дуниты; 4 - клинопироксениты; 5 - титаномагнетитовые клинопироксени-ты; 6 - габбро; 7 - горнблендиты; 8 - платиноносные аллювиальные отложения; 9 - тектонические нарушения; 10 - гидросеть; 11 - некоторые рудопроявления платины: 1 - Борт Лога № 1, 2 - Травянистый Лог, 3 - Высоцкого
физико-химическая, предпочтение отдается опробованию по нижним горизонтам рыхлых элювиально-делювиальных отложений или подстилающих их кор выветривания.
Геологическое строение. Свет-лоборский клинопироксенит-дунито-вый массив относится к Качканарско-му интрузивному комплексу и входит в цепочку концентрически-зональных массивов Платиноносного пояса Урала (рис. 1). Имеет позднеордовикский возраст и залегает среди зеленых сланцев среднего-верхнего ордовика [1]. Форма массива линзовидная, вытянутая в субмеридиональном направлении, согласная с северо-западным простиранием вмещающих пород. Массив состоит из дунитового ядра и пироксе-нитовой оболочки. Центральную часть дунитового ядра слагают средне- и мелкозернистые дуниты. Мелкозернистые разности образуют несколько крупных полей в северной и южной половинах массива, среднезернистые - небольшие зоны на территории этих полей, а крупнозернистые разновидности имеют довольно ограниченное распространение. По дунитам развивается маломощная прерывистая кора выветривания (до 10 м) и элювиально-делювиальные отложения (до 1,5-2 м).
Хромитовые сегрегации на Свет-лоборском массиве встречаются редко: среди северного и южного поля средне- и мелкозернистых дунитов отмечаются две зоны развития жильных хромититов. Периферическая часть ядра сложена тонкозернистыми дунитами, прорванными дайками кли-нопироксенитов, магнетитовых кли-нопироксенитов, хромдиопсидитов, флогопит-хромдиопсидовых пород, горнблендитов, горнблендит-пегмати-тов, апатитовых горнблендитов и иси-тов. Клинопироксенитовая оболочка прослежена почти по всей периферии массива. Платинометалльное орудене-ние Светлоборского массива представ-
лено двумя минеральными ассоциациями: хромит-платиновой, приуроченной к эпигенетическим хромититовым жилам центральной части дунитового ядра (нижнетагильский тип), и пла-тиноносных дунитов, приуроченной к тонкозернистым дунитам краевой части ядра, прорванных серией субпараллельных даек клинопироксени-тов, горнблендитов и иситов [6].
Методика и результаты работ. В период 2003-2009 гг. под руководством ОАО «Урал-МПГ» на Светлобор-ском массиве проводились поисковые работы, в рамках которых были поставлены площадные геохимические работы по вторичным ореолам рассеяния. Литогеохимическое опробование производилось путем отбора рыхлого глинистого и песчано-глинистого делювиально-элювиального подпочвенного материала весом 200-300 г по сети 200х40 м со сгущением опробования на отдельных наиболее аномальных участках до сети 100х40 м. Отдельные профиля, расположенные на расстоянии 400 м друг от друга, пересекали весь массив, захватывая не только дуниты, но и пироксениты обрамления массива.
С целью комплексной оценки ру-доносности подлежащей поискам площади полученные пробы (1059) анализировались на Pt, Pd, Au пробирным анализом в лаборатории Лэйкфилд, ЮАР (SGS Lakefield Research Africa, Johannesburg), и на ряд редких элементов (Ni, Co, Cr, Mn, V, Ti, P, Cu, Zn, Pb, Ag, As, Sb, Ba, Sr) спектральным анализом в ОАО «Уральская центральная лаборатория»». Качество лабораторных работ контролировалось внутрилабораторным и геологическим контролем. Полученные данные обрабатывались методами математической статистики с использованием программного обеспечения Statistica 6.0 и Surfer 8. Средние концентрации ЭПГ и ряда редких элементов в элю-
Средние содержания ЭПГ, Au и редких элементов в элювиально-делювиальных отложениях, г/т
Элемент Среднее Стандартное отклонение Минимум Максимум
Благородные металлы
И 0,025 0,056 0 0,7
ра 0,008 0,018 0 0,32
Аи 0,005 0,024 0 0,44
Элементы группы железа
Сг 467 327 4 4000
Т1 601 165 60 1000
Мп 203 212 70 5100
N1 48 46 4 200
Со 9 5 1,5 60
V 20 14 0,8 230
Транзитные элементы
Си 6 2 1 40
2п 9 10 2,5 300
РЬ 1,2 0,9 0 19
Ад 0,009 0,037 0 1,015
Р 43 52 0 900
Аб 0 2 0 40
БЬ 1 1 0 4
Крупноионные литофильные элементы
Ва 48 16 1,5 100
Бг 7 9 0 60
виально-делювиальных отложениях представлены в табл. 1.
Распределение платины крайне неравномерное (табл. 1), повышенные содержания платины (0,3-0,7 г/т) наблюдаются в нескольких пробах (северная и центральная части Светлоборского массива), которые, скорее всего, соответствуют концентрациям платины типа «хромитовых шлиров» и не имеют промышленных перспектив. Что касается остальных платиноидов, то было выявлено лишь несколько проб с повышенными содержаниями золота и палладия (0,1-0,5 г/т), то есть специфика оруденения монометалльная.
Из других элементов, кроме платины, резко аномальным является хром. Аномалии платины пространственно совмещены с аномалиями хрома, одна-
ко последние распространены гораздо шире, в то время как перспективные аномалии платины очень локальны (рис. 2). Слабо аномальные поля, совмещенные с аномалиями хрома, образуют никель и кобальт. В незначительной степени повышенные концентрации характерны для титана. Они приурочены к фронтальным частям аномальных полей хрома. Повышенных содержаний каких-либо иных попутных компонентов обнаружено не было.
Основные аномалии платины в целом приурочены к западной границе полей перекристаллизованных средне- и крупнозернистых дунитов центра ядра и мелко-тонкозернистых дунитов периферии. Аномалии имеют вытянутый характер, простираясь в целом в меридиональном направ-
Рис. 2. Вторичные ореолы рассеяния платины (справа) и хрома (слева), г/т:
1 - граница Светлоборского массива, 2 - контур дунитового ядра; 3 - точки отбора проб рыхлых элювиально-делювиальных отложений
лении. Самыми значимыми являются сближенные аномалии, образующие аномальное поле в южной части массива, и единичные, расположенные примерно в 1,5 км по простиранию на север. Протяженность их до 300 м, ширина до 100 м. Содержания платины в центральных частях аномалий превышает 0,1 г/т. Максимальное содержание платины составляет 7,2 г/т. Фоновые содержания составляют 0,02-0,04 г/т. Несмотря на то, что уровень содержаний платины довольно низкий, строение оре-ольной системы свидетельствует об определенном уровне ее упорядоченной организации, а значит, позволяет предполагать наличие повышенных содержаний платины в залегающих под аномалиями коренных породах.
На основе анализа корреляционной матрицы можно сделать выводы о взаимосвязях элементов во вторич-
ных ореолах рассеяния Светлобор-ского массива. Во-первых, обращает на себя внимание довольно высокий коэффициент корреляции между Аи-Pd (0,65). При этом ЭПГ не проявляют сильной корреляционной связи с другими элементами, за исключением Р1, характеризующейся средними положительными связями с N1 (0,34), Со, Мп (0,57) и слабыми положительными - с Сг (0,36) и отрицательными -с Т1 (-0,35) и Ва (-0,47), что может указывать на совместное накопление с образованием минералов состава Р1-Ре-№-Си, которые описывались Н.Д. Толстых [7]. Палладий и золото характеризуются лишь положительной значимой корреляцией с Си (0,46 и 0,56 соответственно). В целом, по результатам многомерной статистики во вторичных ореолах рассеяния выделяются две контрастные ассоциации: хромитовая (Сг, Т1, N1, Со, Мп)
и халькофильная (Аи, Ра, Ад, Си). Платина тяготеет к обеим группам, но в большей степени к первой. В минералогическом отношении это проявляется в преобладании минералов состава Р1-Ре-№-Си [6, 7] в дунитах и изредка в хромитах. Палладий, в свою очередь, более подвижный элемент в экзогенном процессе по сравнению с платиной [9]. Он преимущественно рассеивается, либо концентрируется на геохимических барьерах более глубоких горизонтов, тогда как платина, хотя и обнаруживает сходное поведение, но с очень слабым эффектом, в элювиально-делювиальных отложениях подвижна только в высококислотных и высоко-хлоридных водах [8]. Возможно, что это одна из причин предпочтительной концентрации платины в верхней зоне гипергенного профиля.
Таким образом, среди элементов платиновой группы во вторичных ореолах рассеяния концентрируется преимущественно платина. Палладий, серебро и другие редкие элементы в основном рассеиваются. Наряду с платиной отчетливо выявляются аномалии хрома, которые лишь в первом при-
1. Иванов О. К. Концентрически-зональные пироксенит-дунитовые массивы Урала. - Екатеринбург: Изд-во Уральского ун-та, 1997. - 488 с.
2. Лазаренков В.Г., Таловина И.В., Бе-логлазов И.Н., Володин В. И. Платиновые металлы в гипергенных никелевых месторождениях и перспективы их промышленного извлечения. - СПб: Недра, 2006. - 188 с.
3. Лазаренков В.Г., Таловина И.В. Геохимия элементов платиновой группы. - СПб.: Изд-во «Галарт», 2001. - 266 с.
4. Золоев К.К., Волченко Ю.А., Короте-ев В.А., Малахов И.А. и др. Платинометаль-ное оруденение в геологических комплексах Урала. - Екатеринбург, 2001. - 199 с.
5. Таловина И.В., Лазаренков В.Г., Воронцова Н.И. Платиноиды и золото в оксидно-силикатных никелевых рудах Бурук-тальского и Уфалейского месторождений, Урал // Литология и полезные ископаемые. - 2003. - № 5. - С. 474-487.
ближении совпадают с платиновыми. При более детальном рассмотрении выясняется, что платина ассоциирует как с группой Cr-Ti-Ni-Со-Мп, так и с Au-Pd-Ag-Cu, имея при этом низкие коэффициенты корреляции с хромом, что говорит о незначительном вкладе хромитового типа платиновой минерализации в коренное оруденение Светлоборского массива. Это подтверждается также и почти полным отсутствием крупных самородков платины в россыпях светлоборских логов [4], столь характерных для этого типа минеральной ассоциации, как, например, на Нижнетагильском массиве Платиноносного пояса Урала [1].
В заключение следует отметить, что выявленные в пределах Светло-борского массива и кратко охарактеризованные выше вторичные ореолы рассеяния платины, хрома и других редких элементов позволили нам положительно оценить перспективы обнаружения в пределах рассматриваемой площади рудопроявлений платины и рекомендовать продолжение в этом рудном поле детальных поисково-оценочных работ.
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
6. Телегин Ю.М., Телегина Т.В., Толстых Н.Д. Геологические особенности рудопроявлений платины Светлоборского и Каменушинского массивов Платиноносного пояса Урала / Ультрабазит-базитовые комплексы складчатых областей и связанные с ними месторождения. - Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2009. - Т. 2. - С. 212-215.
7. Толстых Н.Д., Телегин Ю.М., Козлов А.П. Коренная платина Светлоборского и Каменушинского массивов платиноносно-го пояса Урала // Геология и геофизика. -2011. - Т. 52. - № 6. - С. 775-793.
8. Fuchs A.W., Rose A.W. The Geochemical Behavour of Platinum and Palladium in the Weathering Cycle in the Stillwater Complex, Montana. // Econ. Geol., 1974, v. 69, no 3, pp. 332-346.
9. Traore D., Auge T. Alteration and supergene evolution of Platinum-Group Minerals in the Pirogues Mineralization, New Caledonia Ophiolite. Abstr. 10-th Intern. Plat. Symp., 2005, pp. 588-591. ЕИЗ
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ
Гайфутдинова Асия Минякуповна - аспирант, e-mail: [email protected], Национальный минерально-сырьевой университет «Горный»;
Телегин Юрий Михайлович - директор, e-mail: [email protected], ООО «Prospector»; Таловина Ирина Владимировна - доктор геолого-минералогических наук, профессор, зав. кафедрой, e-mail: [email protected],
Рыжкова Светлана Олеговна - кандидат геолого-минералогических наук, секретарь ученого совета, e-mail: [email protected],
Никифорова Виктория Сергеевна - аспирант, e-mail: [email protected], Национальный минерально-сырьевой университет «Горный».
UDC 550.842.553.491
SECONDARY DISPERSION HALOS OF PLATINUM GROUP ELEMENTS, GOLD AND SILVER OF THE SVETLOBORSKY DUNITE-CLINOPYROXENITE MASSIF, PLATINUM BELT OF THE URALS
Gayfutdinova A.M., Graduate Student, e-mail: [email protected],
National Mineral Resource University «University of Mines»;
Telegin Yu.M., Director, e-mail: [email protected], LTD «Prospector»;
Talovina I.V., Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor, Head of Chair,
e-mail: [email protected],
Ryzhkova S.O., Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Secretary of the Academic Council, e-mail: [email protected],
Nikiforova V.S., Graduate Student, e-mail: [email protected], National Mineral Resource University «University of Mines».
According to the results of lithogeochemical sampling of soil-forming eluvial-deluvial sediments within the Svetloborsky massif together with platinum, anomalies of gold, chromium and some trace elements were identified. Evaluation of these halos using the method of two-dimensional modeling allowed to identify prospective anomalies of platinum, which in a first approximation, spatially are coincident with the anomalies of chromium. More detailed analysis of data using multivariate statistical methods revealed that platinum are not correlated with chromium, indicating a minor contribution of chromite type of platinum mineralization in the primary mineralization of the Svetloborsky massif. Also it was revealed that in the eluvial-deluvial subsurface sediments almost all trace elements, except for platinum and chromium, are mostly dispersed under the influence of exogenous processes.
Key words: lithogeochemical sampling, secondary dispersion halos, the Svetloborsky massif, Platinum group elements.
REFERENCES
1. Ivanov O.K. Kontsentricheski-zonalnye piroksenit-dunitovye massivy Urala (Concentrically zoned py-roxenite-dunite massifs of the Urals), Ekaterinburg, Izd-vo Ural'skogo un-ta, 1997, 488 p.
2. Lazarenkov V.G., Talovina I.V., Beloglazov I.N., Volodin V.I. Platinovye metally v gipergennykh nikel-evykh mestorozhdeniyakh i perspektivy ikh promyshlennogo izvlecheniya (Platinum metals in the supergene nickel deposits and prospects for industrial extraction), Saint-Petersburg, Nedra, 2006, 188 p.
3. Lazarenkov V.G., Talovina I.V. Geokhimiya elementov platinovoi gruppy (Geochemistry of platinum group elements), Saint-Petersburg, Izd-vo «Galart», 2001, 266 p.
4. Zoloev K.K., Volchenko Yu.A., Koroteev V.A., Malakhov I.A. Platinometal'noe orudenenie v geolog-icheskikh kompleksakh Urala (PGE mineralization in geological complexes of the Urals), Ekaterinburg, 2001, 199 p.
5. Talovina I.V., Lazarenkov V.G., Vorontsova N.I. Litologiya i poleznye iskopaemye, 2003, no 5, pp. 474-487.
6. Telegin Yu.M., Telegina T.V., Tolstykh N.D. Ul'trabazit-bazitovye kompleksy skladchatykh oblastei i svyazannye s nimi mestorozhdeniya (Mafic-ultramafic complexes of folded regions and related fields), Ekaterinburg: IGiG UrO RAN, 2009, vol. 2, pp. 212-215.
7. Tolstykh N.D., Telegin Yu.M., Kozlov A.P. Geologiya i geofizika, 2011, vol. 52, no 6, pp. 775-793.
8. Fuchs A.W., Rose A.W. The Geochemical Behavour of Platinum and Palladium in the Weathering Cycle in the Stillwater Complex, Montana. Economic Geology, 1974, vol. 69, no 3, pp. 332-346.
9. Traore D., AugH T. Alteration and supergene evolution of Platinum-Group Minerals in the Pirogues Mineralization, New Caledonia Ophiolite. Abstr. 10-th Intern. Plat. Symp., 2005, pp. 588-591.
