авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ  БИБЛИОТЕКА

АВТОРЕФЕРАТЫ КАНДИДАТСКИХ, ДОКТОРСКИХ ДИССЕРТАЦИЙ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Петрогеохимические особенности и рудоносность таловского габбро-гипербазитового массива

на правах рукописи

Грицук Алексей Николаевич Петрогеохимические особенности и рудоносность Таловского габбро-гипербазитового массива Специальность 25.00.11.

Геология, поиски и разведка месторождений твердых полезных ископаемых, минерагения.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва-2003 2

Работа выполнена в Институте геологии Уфимского научного центра Российской Академии наук Научный руководитель – доктор геолого-минералогических наук В.И. Сначев Официальные оппоненты – доктор геолого-минералогических наук, профессор В.В. Дистлер (ИГЕМ), кандидат геолого-минералогических наук А.В. Щербакова (ЦНИГРИ) Ведущая организация – Федеральное государственное унитарное геологическое предприятие “Челябинскгео съемка”, г. Челябинск

Защита состоится в 14-30 " " апреля 2003г на заседании диссертационного Совета Д.501.001.62. в Московском государственном университете им.

М.В. Ломоносова по адресу:

119992, Москва, Ленинские горы, МГУ, Геологический факультет, кафедра геологии и геохимии полезных ископаемых, ауд. 415 гл. здания.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Геологического фа культета Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова (зона “А”, 6 этаж).

Автореферат разослан "03" марта 2003 г.

Введение Актуальность. История развития складчатых сооружений, особенно ранних ее этапов, теснейшим образом связана с проблемой формирования габбро-гипербазитовых массивов. Кроме того, они являются вмещающими по родами для целого ряда полезных ископаемых, в том числе хромитов, золота, элементов группы платины, никеля, меди и т.д.

В силу широкого развития и высокой степени изученности гипербазиты Урала представляют в этом отношении эталонный объект. Работами ряда ис следователей было показано, что габбро-гипербазитовые массивы Урала укла дываются в две формации: альпинотипную дунит-гарцбургитовую (хромито носную) и зональную дунит-клинопироксенит-габбровую (платиноносную). В пределах Южного Урала, куда входит рассматриваемый нами Таловский мас сив, известна только первая из них. Однако, в силу своего структурного поло жения различными исследователями он относился то к дунит-гарцбургитовой, то к дунит-клинопироксенит-габбровой формациям, что автоматически предо пределяло ту или иную его потенциальную рудоносность, так как ранее пред полагалось, что платиноносными могут быть только породы дунит клинопироксенит-габбровой формации, а хромитоносными – породы дунит гарцбургитовой формации.

Вместе с тем, в последние десятилетия накопилось много данных, проти воречащих этому положению. В частности, появилась информация о высоких содержаниях элементов группы платины в сульфидизированных породах и хромитовых рудах дунит-гарцбургитовой формации (Смирнов и др., 1993;

Вол ченко и др., 1993;

Знаменский и др., 1994;

Сначёв и др., 1995;

Савельев, 2000), о многочисленных месторождениях и проявлениях золота в метасоматически из мененных и тектонически преобразованных альпинотипных гипербазитах (Бер зон, 1983;

Сазонов, 1987).

Определенный интерес представляет и вопрос о геодинамической обста новке формирования Таловского габбро-гипербазитового массива, выяснение которой поможет сделать еще один шаг в понимании истории развития области сочленения Южного и Среднего Урала.

Целью настоящей работы является установление на основе изучения гео логического строения, петрогеохимических особенностей пород и руд, химиче ского состава породообразующих и акцессорных минералов формационной принадлежности и геодинамической позиции Таловского массива, а так же оценка его перспектив на хромитовое и благороднометальное оруденение.

Фактический материал. Работа написана на основе материала собран ного и проанализированного автором за период 1997-2002 г.г. в процессе вы полнения хоздоговорной темы “Изучение магматизма, метаморфизма и метал логении Миасской площади (лист №-40-VII, новая серия)” с ФГУГП “Челябин скгеосъемка”. Описано около 150 прозрачных шлифов, 60 полированных шли фов, обработано 227 силикатных анализов, в том числе 62 собственных (хими ческая лаборатория ИГ УНЦ РАН, аналитик С.А. Ягудина), изучено 60 проб слабо измененных габброидов и гипербазитов нейтронно-активационным ме тодом на редкоземельные и малые элементы и 25 проб на элементы группы платины в испытательном центре “ЦЛАВ” при ГЕОХИ (г. Москва, зав. лаб.

Г.М. Колесов). Определение содержаний благородных элементов в хромитовых рудах и сульфидизированных породах проводилось химико-спектральным ме тодом с выделением суммы металлов на органическом сорбенте и спектраль ным окончанием в ИГЕМе (г. Москва, зав. лаб. В.В. Дистлер). Изучение хими ческого состава породообразующих и акцессорных минералов (75 анализов) проведено в Институте минералогии УрО РАН (г. Миасс, аналитик Е.Н. Чурин) на рентгеноспектральном микроанализаторе Superprobe-733 JEOL. В Институте геологии УНЦ РАН проанализировано 60 проб гипербазитов термическим ме тодом (аналитик Т.И. Черникова), а также изохронным Rb-Sr методом выпол нено абсолютное датирование диоритов и плагиогранитов (анализ выполнен В.М. Горожаниным). Анализ расплавных включений в кварце диоритов и пла гиогранитов проведен в ИГЕМе (проф. В.Ю. Прокофьев).

Научная новизна проведенных исследований заключается в следующих основных положениях.



1. Уточнено геологическое строение Таловского массива, составлена кар та степени его серпентинизации.

2. Детально изучены геохимические особенности всех разновидностей пород (РЗЭ, ЭПГ, малые элементы) от кислых до ультраосновных.

3. Обоснована принадлежность Таловского массива к альпинотипной ду нит-гарцбургитовой формации.

4. Показано, что массив сложен породами двух комплиментарных друг другу комплексов – реститовым гипербазитовым и магматическим базитовым, имеющих различный механизм формирования.

5. Обоснована полигенность и полихронность образования известных в пределах Таловского массива золоторудных объектов. Установлен возраст свя занного с диоритовыми интрузиями продуктивного золотого оруденения, а так же температура и глубина их образования.

6. Изучен химический состав породообразующих, акцессорных и рудных минералов в породах базитового и гипербазитового комплексов, рассчитаны температуры их образования.

7. Проведена оценка хромитовой, сульфидной и золоторудной минерали зации на элементы группы платины.

8. Впервые в пределах золоторудных объектов Таловского массива выяв лены минералы группы платины.

9. Дана прогнозная оценка на хромитовое оруденение, составлена карта дунитовой составляющей восточного фланга массива.

Практическая ценность. Результаты исследований по Таловскому габб ро-гипербазитовому массиву вошли составной частью в отчет Миасского отря да ФГУГП “Челябинскгеосъемка” по завершению геолого-съемочных работ в пределах листа N-41-VII (новая серия, Миасский лист, масштаб 1:200000). От несение массива к дунит-гарцбургитовой формации позволяет положительно оценить его перспективы на хромитовые руды и благороднометальную минера лизацию. Проведенные исследования по изучению благородных металлов в различных типах рудной минерализации указывают на необходимость поста новки более детальных работ на ряде выделенных участков развития пород ду нит-гарцбургитового комплекса. Дана оценка перспектив массива на флангах уже известных золоторудных и хромитовых объектов, а так же на выявление новых хромитовых тел. Переданные в ФГУГП “Челябинскгеосъемка” материа лы используются для направления поисковых работ в пределах Таловского массива.

Защищаемые положения.

1. Таловский габбро-гипербазитовый массив относится к альпинотипной дунит-гарцбургитовой формации и сложен породами двух комплиментарных друг другу комплексов – реститовым дунит-гарцбургитовым и магматическим верлит-клинопироксенит-габбровым.

2. Хромитовое оруденение массива является высокохромистым и при урочено к жильным дунитам дунит-гарцбургитового структурно вещественного комплекса. Оно образовано в интервале температур 1280 1330єС и преобразовано в коровых условиях в антигоритовую фацию метамор физма ультрабазитов.

3. Благороднометальная минерализация Таловского массива формирова лась на протяжении длительного интервала времени, начиная от становления гипербазитовой его составляющей до внедрения малых тел габбро-диорит– плагиогранитного состава.

4. По комплексу характеристик Таловский массив заметно отличается от других массивов Главного Уральского разлома и сформировался в океаниче ской структуре щелевого типа.

Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, 9 глав и заключения. Она изложена на странице текста и сопровождается 62 иллюст рациями и 21 таблицей. Список литературы включает 142 наименования.

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на VI, VII и VIII научных студенческих школах “Металлогения древних и совре менных океанов” (Миасс, 2000-2002 г.г.), научном симпозиуме студентов, ас пирантов и молодых ученых “Проблемы геологии и освоения недр” (Томск, 2002), на IV Республиканской геологической конференции “Геология и пер спективы расширения сырьевой базы Башкортостана и сопредельных террито рий” (Уфа, 2001), на конференциях молодых ученых по проблемам геологии Урала (Уфа, 1999-2000), а также на заседаниях Ученого Совета ИГ УНЦ РАН, лаборатории “Изотопной геологии и рудных месторождений”. По теме диссер тации опубликовано 7 работ.

Работа выполнена в лаборатории “Рудных месторождений” Института геологии УНЦ РАН под руководством доктора геол.-мин. наук В.И. Сначёва, которому автор выражает особую признательность. Автор благодарит кандида та геол.-мин. наук Д.Е. Савельева за ценные советы при обсуждении результа тов исследований, кандидатам геол.-мин. наук М.В. Рыкусу и Н.Г. Рыкус и дру гим сотрудникам лаборатории – Р.А. Насибуллину, А.Ф. Габидуллину, Е.Н. Савельевой, А.В. Сначёву за помощь на всех стадиях подготовки диссер тации.

Содержание работы Глава I. Геологическое строение Таловского габбро-гипербазитового массива Глава состоит из четырех частей. В ней приводится краткая историческая справка о проводившихся исследованиях в пределах рассматриваемой террито рии, рассматривается геология Таловского массива, глубинное его строение и возраст пород.

Научное исследование района начато в XIX столетии в связи с открытием старателями сначала россыпных, а в 1870 г. коренных месторождений золота.

Основные представления о геологическом строении рассматриваемой террито рии были заложены в трудах Д.С. Белянкина, А.Е. Ферсмана, А.Н. Заварицкого, Е.А. Кузнецова, В.С. Коптева-Дворникова и других исследователей. Исследо вания во второй половине XX века связаны с такими фамилиями как Р.О. Берзон, Д.А. Лобанов, С.П. Усенко, С.В. Москалева, В.В. Бабкин, В.Ф.

Турбанов, А.Н. Черноостровец, В.Н. Сазонов, В.И. Петров, И.С. Чащухин, Д.С. Штейнберг, Г.Б. Ферштатер, В.И. Попова, В.А. Попов и многие другие. В последние десятилетия работы на рассматриваемой территории проводятся, главным образом, сотрудниками ФГУГП “Челябинскгеосъемка”.

Таловский габбро-гипербазитовый массив относится к полосе ультрабази тов Главного Уральского разлома и располагается в зоне сочленения Южного и Среднего Урала между допалеозойскими образованьями Башкирского поднятия с запада и Вишневогорско-Ильменогорским микроконтинентом с востока. Мас сив сложен породами двух комплексов альпинотипной формации: магматиче ским клинопироксенит-габбровым и реститовым дунит-гарцбургитовым.

Реститовый комплекс. Дуниты и гарцбургиты альпинотипной формации восточной части массива полностью серпентинизированы в лизардитовые, хри зотиловые и антигоритовые разности. В основном преобладают апогарцбурги товые серпентиниты с лизардитовыми баститами. В виде вытянутых полос присутствуют их метаморфизованные разности – тальковые и тальк карбонатные породы. Внешне серпентиниты – темно-светлозеленые плотные образования. Аподунитовые серпентиниты имеют грязно-черную корку “зага ра”, характерную для высокомагнезиальных гипербазитов. Нередко по зонам тектонических нарушений встречаются “краевые” давленые серпентиниты, оп ределить первичный состав которых не представляется возможным.

Реститовые гипербазиты западной части массива претерпели меньшее воздействие регионального метаморфизма. Здесь присутствуют как полностью серпентинизированные разности, подобные восточной окраины, так и практи чески свежие дуниты и гарцбургиты, впервые установленные нами в процессе полевых исследований. Неизмененные дуниты имеют темнозеленую окраску со светло-желтой коркой “загара”. Зерна оливина размером 1-3 мм находятся в серпентинитовой матрице лизардитового состава с акцессорной примесью хромшпинелидов. Гарцбургиты представлены буро-желтыми легко крошащи мися породами. Сложены лизардитом, оливином и ортопироксеном. Размер зе рен ортопироксена достигает 1 см. Здесь, как и в дунитах, присутствует акцес сорная примесь хромшпинелидов. На границе с вмещающими породами, по всей линии контакта, узкой полосой – 50-100 м расположены “краевые” сер пентиниты. Ширина западной полосы гипербазитов в 3-4 раза уступает восточ ной.

Магматический комплекс. Основу комплекса составляет верлит клинопироксенитовое тело, расположенное в центре массива и имеющее пло щадь порядка 60 км2. С запада и востока оно обрамляется гипербазитами. К этому же комплексу относятся габброиды, относительно равномерно распреде ленные по всей площади массива, находясь как в верлит-клинопироксенитовой, так и в гипербазитовой части. Суммарная площадь габброидов примерно равна 50 км2.

Переход от верлитов к клинопироксенитам плавный. Фактически это еди ный монолитный блок, условно разделяющийся по количественному соотно шению оливина и клинопироксена. Среди текстурных особенностей характерно прожилковое распределение мономинеральных зон оливина и клинопироксена.

Какой-либо полосчатости, зональности или слоистости не обнаруживается.

Оливин серпентинизирован на 90 %. Как правило, не затронутыми серпентини зацией остаются только реликтовые части крупных зерен оливина. В процессе метаморфических изменений пород, помимо лизардита, образуются хлорит, амфибол и карбонаты.

В ассоциации с габброидами встречаются диориты, кварцевые диориты и жилы биотитовых плагиогранитов и плагиоклазовых графических пегматитов, распространенных лишь вдоль восточного эндоконтакта Таловского массива.

Макроскопически диориты представлены среднезернистыми светло-серыми породами, трудноотличимыми от габбро.

По минеральному составу практически все габброиды являются рогово обманковыми и сложены черно-зеленым амфиболом и грязно-белым плагиок лазом. Очень редко встречается пироксеновое габбро. Структурно-текстурные особенности габброидов очень разнообразны, присутствуют все переходы от микрозернистых до пегматитовых пород с размером кристаллов до 20 см. Пег матоидные габбро, как и диориты, приурочены к восточной части массива.

Преобладают монотонные серые среднезернистые габбро, однако распростра нены и другие текстурные разновидности – полосчатые и прожилковые.

По геофизическим данным Таловский массив имеет клинообразную фор му, которая обусловлена двумя главными разломами (Петров, 2001ф) – с запада Малосыростанским, плоскость сместителя которого круто падает на восток под углом 750 с выполаживанием на глубине 2-4 км до угла 50-600, и с востока Но вотагильским, с падением на запад под углом 75-850. На глубине около 5 км (в северной части массива) картируются маломощные корневые ультрабазиты.





Субпараллельно двум главным разломам в центральной части массива нахо дится третий – Центральный с падением на запад под углом 45-500 (Черноост ровец, 1995ф).

По нашему мнению массив сложен двумя тектонически совмещенными блоками: 1) западным, в состав которого входят дунит-гарцбургитовый рести товый комплекс (западная часть блока) и перекрывающий его верлит клинопироксенитовый магматический (восточная часть) и 2) восточным, пред ставленным генетически родственным нижней части западного блока – дунит гарцбургитовым комплексом. Сочленение между ними проходит по Централь ному разлому. Таким образом восточный блок “подстилает” западный.

Можно предположить, что реститовые образования западного блока со ставляют непрерывный разрез с магматическими верлитами и клинопироксени тами и были выведены на поверхность одновременно. Реститовые дуниты и гарцбургиты восточного блока имеют иную природу тектонического выведения на поверхность, на что указывает сильная метаморфическая проработка пород (глава 2), наличие горнблендитов, пегматоидных габброидов, диоритов и пла гиогранитов, присущих только этой части разреза.

В заключительной части главы рассматривается возрастная характеристи ка пород массива. Реститовые дуниты и гарцбургиты имеют среднеордовик ский возраст, магматические верлиты, клинопироксениты и габбро – позднеор довикский (Петров и др., 2001ф). Нами Rb-Sr изохронным методом было сде лано датирование диоритов, с которыми связывается продуктивный этап золо того оруденения (глава 6). Установленный возраст этих образований – 308±27 млн.лет. является более молодым по сравнению с датировками В.И. Петрова и др. (2001ф).

Изучение расплавных включений в кварце (определения проф.

В.Ю. Прокофьева, ИГЕМ) диоритов и плагиогранитов позволило сделать вывод о заключительном этапе становления Таловского массива в гипабиссальных ус ловиях и незначительном современном эрозионном срезе.

Глава II. Петрографическая характеристика пород массива В данной главе приведено описание различных разновидностей пород Та ловского массива и их петрографическая характеристика.

Дунит-гарцбургитовый комплекс. Серпентиниты можно разделить на две группы: 1) с реликтами первичной породы и 2) без каких либо признаков первичной породы. Первая группа сложена антигоритом и хризотилом. Анти горит образует гребенчатые шнуры поперечно-волокнистого и радиально лучистого строения, а также мелкочешуйчатые агрегаты. Хризотил отмечен в виде прожилков продольно-волокнистого и поперечно-волокнистого строения и развит по трещинкам как в реликтах оливина, так и в антигорите. Среди ак цессорных минералов присутствуют магнетит, гематит, хромшпинелиды, пи рит, халькопирит, пентландит, брусит, аваруит, маггемит. Серпентиниты вто рой группы с не установленной природой сложены хризотилом, серпофитом, лизардитом. Нередко имеются тонкие секущие прожилки карбонатов и хризо тил-асбеста. Последний иногда образует промышленные скопления.

Гарцбургиты. Основными породообразующими минералами являются магнезиальный оливин (Fa7-12) и энстатит (Fs8-10). Соотношения их довольно стабильны 1 : 5 соответственно. Обычно энстатит присутствует в виде дефор мированных зерен с облачным погасанием. Деформация выражена во внутри зерновом скольжении (микросдвиги), в изгибах линейно-плоскостных элемен тов структуры минерала – трещин спайности. Серпентинизированный оливин представлен антигоритом и хризотилом. Первый образует крупнопластинчатые псевдоморфозы по оливину гребенчатого поперечно-волокнистого строения.

Хризотил же образует оторочки вокруг магнетитовых псевдоморфоз по хром шпинелидам гипидиоморфнозернистой структуры. Акцессорные хромшпине лиды имеют струйчатое распределение и представлены магнохромитом.

Дуниты. Наиболее свежие их разновидности серпентинизированы на 5 10 %. Главными минералами дунитов являются оливин (+серпентин) и хром шпинелид (+магнетит). Характерна неравномернозернистая протогранулярная структура, обусловленная наличием двух генераций оливина. Первая генерация представлена наиболее крупными – 0,5-1,5 мм изометричными или вытянутыми зернами оливина. Оливины второй генерации на порядок меньше – 0,1-0,3 мм и располагаются в интерстициях крупных зерен. Хромшпинелиды представлены магнохромитом и ферримагнохромитом. Среди второстепенных и акцессорных минералов присутствуют ортопироксен и относительно крупные зерна сфена (1-2 мм), магнетит (1-3 %), сульфиды.

Верлит-клинопироксенит-габбровый комплекс. Верлит клинопироксени-товая ассоциация. Подавляющий объем приходится на клино пироксениты (90-95 % диопсида), оливиновые клинопироксениты и верлиты (30-70 % оливина). Наименьшим распространением пользуются вебстериты и ортопироксеновые вебстериты. Практически отсутствуют разновидности без оливина. Акцессорный магнетит отмечен в количестве 3-5 %. Все породы ассо циации имеют массивную текстуру со “сливным” обликом. Наблюдаются как плавные переходы от микрозернистых (0,n мм) разновидностей до средне- и крупнозернистых (0,n-n см), так и резкие переходы в пределах одного шлифа.

Кроме этого широко распространена порфиробластовая структура. Оливин (и серпентинит по нему) в оливиновых клинопироксенитах и верлитах имеет как равномерное распространение в интерстициях между зерен пироксенов, так и неравномерное – пятнистое, струйчатое. Серпентин представлен антигоритом и хризотилом. Постоянно присутствуют магнетит и сульфиды. Содержания ам фибола может достигать 30 %. Как правило он находится совместно с клино- и ортопироксеном. По серпентинам развивается тальк и карбонаты.

Габброидная ассоциация представлена большим спектром разновидностей – роговообманковое габбро от мелкозернистой до пегматоидной структуры, меланогаббро, горнблендиты, габбро-диориты и диориты. Плагиоклазы, рого вая обманка и пироксены – породообразующие минералы габброидов – сильно изменены. Типичные габбро представлены микро- среднезернистыми разно видностями. Плагиоклаз большей частью замещен соссюритом, а пироксен полностью амфиболами волокнистого, либо игольчатого строения, образуя идиоморфные и гипидиоморфные зерна. Преобладающая структура – габбро вая. Иногда присутствует небольшое количество оливина. В локальных наибо лее дислоцированных зонах габброиды пиритизированы до 5-10 % от общего объема породы. Кроме пирита наблюдаются мелкие (0,0n-0,00n мм) кристаллы халькопирита, пирротина, магнетита, каплевидные округлые включения пент ландита, магнетита.

Далее в главе описаны менее распространенные типы пород, а именно:

меланократовое, полосчатое, пегматоидное габбро;

горнблендиты;

габбро диориты, диориты и плагиограниты.

Глава III. Петрогеохимическая характеристика пород массива В главе на основе обширного фактического материала (главным образом собственного) сделан вывод о формационной принадлежности массива, показа на комплиментарность двух основных комплексов пород Таловского массива – ультрабазитового и базитового.

Целым рядом наглядных диаграмм показана магматическая природа вер лит-клинопироксенит-габбрового комплекса в противоположность остаточной (рестивовой) природы дунит-гарцбургитового. Так, например, на диаграмме О.М. Глазунова (1981), где приводятся соотношения MgO/FeO* – Cr2O3/TiO2, габброиды, верлиты и клинопироксениты занимают строго определенную об ласть пород железистого типа. У них отмечено повышенное содержание титана и суммарного железа и пониженное – магния и хрома, что подтверждает пред положение о природе габбро-верлит- клинопироксенитового комплекса как вы плавки. В тоже время дуниты и гарцбургиты занимают область гипербазитов магнезиального типа альпинотипной формации. Кроме этого видно, что дуниты и гарцбургиты образуют тренд, параллельный границе магнезиальной и желе зистой областей, что говорит об их одинаковой истощенности легкими TiO2 и FeO* и обогащенности тяжелыми MgO и Cr2O3. Это подтверждает их остаточ ную природу. В то же время верлиты, клинопироксениты, габбро и диориты, попадая в поле железистых пород, образуют тренд постепенного обогащения легкими элементами от менее к более кислым породам, направленный перпен дикулярно границе магнезиальной и железистой областей. Это свидетельствует об их генезисе, как магматической выплавки.

На диаграмме CaO-Al2O3-MgO показано, что большинству габбро гипербазитовых комплексов Урала присуще два тренда – гипербазит-габбровый и пироксенит-габбровый (Ферштатер, 1987;

Смирнов, 1995). Такое распределе ние говорит о различном генезисе габброидов. В первом случае речь идет о ранних “плутонических”, а во втором – о поздних “вулканоплутонических” габброидах. Однако, для пород Таловского массива характерен третий вид тренда. В этом случае химический состав плавно изменяется от дунитов к гарц бургитам, далее к клинопироксенитам через верлиты с увеличением CaO, уменьшением MgO и стабильностью Al2O3. Затем происходит резкий скачек в отношении алюминия от клинопироксенитов к габброидам и диоритам с рав номерным уменьшением как CaO, так и MgO. В связи с этим, при консолида ции верлит-клинопироксенитового комплекса пород Таловского массива боль шая роль могла принадлежать кристаллизационной дифференциации.

Диаграмма AFM так же иллюстрирует эволюцию магмы при образовании пород габброидного комплекса Таловского массива. Наиболее магнезиальные (реститовые) гипербазиты здесь также занимают очень узкое изолированное поле. В ультраосновных породах магматического происхождения наблюдается постепенное обогащение железом от верлитов к пироксенитам, то есть при уве личении кремнекислотности пород. Дальнейшее возрастание железистости в габброидах идет в сочетании с нарастанием щелочности пород. В габбро диоритах и габброидах более поздних даек наблюдается понижение железисто сти и более значительный рост суммы щелочей. Таким образом, для магмати тов Таловского массива в целом характерен толеитовый тренд дифференциации с проявлением в поздних членах известково-щелочного уклона. Возможно, од нако, что известково-щелочные габброиды являются более поздними и не вхо дят в единую генетическую ассоциацию с остальными разновидностями бази тов и гипербазитов. На диаграмме хорошо видно, что породы Таловского мас сива по главным петрохимическим характеристикам принадлежат офиолитовой (дунит-гарцбургитовой) формации.

На основе геохимии микроэлементов (Cr, Ni, Co, Sc, Zn, Se, Ba, Rb, U, Th) так же показано отличие в генезисе магматического и реститового комплексов.

На диаграмме средних значений редкоземельных элементов всех разно видностей пород Таловского массива отчетливо вырисовывается комплимен тарность двух различных комплексов (реститового и магматического) единой формации. Так, график распределения средних значений в альпинотипных ги пербазитах имеет “U”-образную форму с некоторым наклоном в сторону легких лантаноидов. В то же время верлит-клинопироксенит-габбровый комплекс име ет “”-образную форму с повышенной суммой всех лантаноидов. Пониженные содержания легких и повышенные тяжелых лантаноидов в реститовых гиперба зитах компенсируются их содержанием в кислых плагиогранитах, в изобилии развитых в пределах Таловского массива.

Из всего выше сказанного, а также учитывая данные геологии, петрогра фии и петрогеохимии можно сделать следующий вывод – Таловский габбро гипербазитовый массив сложен породами дунит-гарцбургитовой формации и состоит из двух комплиментарных друг другу комплексов.

1. Реститовый комплекс, сложенный дунитами, гарцбургитами и лерцоли тами, имеет повышенные содержания MgO, Cr2O3, Co, Ni, тяжелых лантанои дов и пониженные концентрации FeO*, TiO2;

истощен средними лантаноидами по сравнению с содержанием их в пиролите, в нем отмечено преобладание тя желых лантаноидов над легкими.

2. Магматический (верлит-клинопироксенит-габбровый) комплекс сложен верлитами, вебстеритами, клинопироксенитами, габброидами, а так же диори тами и плагиогранитами. Он обладает противоположными первому комплексу характеристиками: низкими содержаниями MgO, Cr2O3, Co, Ni и повышенными FeO*, TiO2, общей суммы лантаноидов;

образует выгнутый вверх график лан таноидов в противоположность реститовым гипербазитам;

имеет значительное повышение легких лантаноидов в средних и кислых породах, что компенсирует их недостаток в реститах.

Глава IV. Состав и термобарометрия породообразующих, рудных и акцессорных минералов В главе рассматривается химизм главных породообразующих минералов Таловского массива – оливинов и клинопироксенов, а так же рудообразующих и акцессорных хромшпинелидов. Проведена оценка p-T условий формирования пород Таловского массива.

Оливины гипербазитов Таловского массива, обладая стабильным соста вом, являются высокомагнезиальными и низкожелезистыми с общей желези стостью в 8,25-8,71 %, что указывает на их реститовую природу. Железистость оливинов верлит-клинопироксенитового комплекса прямо пропорциональна количеству клинопироксена в породе. Содержание MgO обратно пропорцио нально железистости и находится на уровне 39-44 %. Оно также, как и FeO, связано с количеством клинопироксена в породе, но имеют обратную зависи мость. Резкий отрицательный скачек содержаний магния и положительный же леза при переходе от дунитов к верлит-клинопироксенитам говорит о различ ном генезисе этих образований. Это подтверждает состав оливина из лерцоли та, содержание MgO и FeO в котором соответствует средним значениям между истощенными реститами и магматическими перидотитами.

Рудообразующие хромшпинелиды проявлений Таловского массива харак теризуются высокой хромистостью и магнезиальностью, что сближает их с хромитовыми месторождениями дунит-гарцбургитовой формации. В то же время, акцессорные хромшпинелиды из дунитов и серпентинитов обладают бо лее высокой железистостью и большей концентрацией Al2O3, меньшей хроми стостью и магнезиальностью. К тому же окисное железо здесь преобладает над закисным в больших пропорциях. Из диаграммы Al-Cr-Fe3+ видно, что: 1) со став акцессорных хромшпинелидов дунитов подтверждает принадлежность ги пербазитов Таловского массива к дунит-гарцбургитовой формации, 2) хром на капливается в реститовых породах.

На основании результатов микрозондового рентгено-спектрального ана лиза породообразующих и акцессорных минералов гипербазитов Таловского массива нами были проведены пересчеты равновесных температур для клино пироксеновых (верлиты, клинопироксениты, лерцолиты) и оливин хромшпинелевых (дуниты) минеральных парагенезисов по различным версиям геотермометров.

Анализ полученных температур позволяет говорить о температуре обра зования дунитов и связанных с ними хромитовых тел на уровне 1280-1330єС. В целом полученные температуры оказываются на уровне температур образова ния типичных альпинотипных гипербазитов 1200-1400єС (Малахов, 1979;

Пла тина России, 1999).

Температуры образования верлит-клинопироксенитового комплекса за метно ниже. Так, клинопироксенсодержащие породы массива – клинопироксе ниты, верлиты, лерцолиты – сформировались в довольно широком интервале температур – 800-1250єС. Однако, подавляющее количество анализов находит ся на уровне 850-1050єС. Анализ порфировых выделений клинопироксенов в верлитах и клинопироксенитах показал, что они являются более магнезиальны ми по сравнению с клинопироксенами основной массы породы. Температуры образования вкрапленников составляют 950-1100єС, для клинопироксенов ос новной массы – 840-1050єС. Хотя поля значений накладываются, все же видно, что кристаллизация вкрапленников происходила при более высоких температу рах, возможно в момент отделения магматического расплава от рестита.

По типоморфным минеральным ассоциациям (Добрецов, 1980;

Рингвуд, 1981) следует полагать, что давление в момент образования альпинотипных ги пербазитов Таловского массива находилось в пределах 7-15 кбар, что соответ ствует среднеглубинной фации шпинелевых перидотитов.

Верлит-клинопироксенитовый комплекс имеет тот же минеральный на бор, из чего можно сделать вывод о близких значениях давления при их форми ровании, но при значительно меньших температурах. По петрогеохимическим данным (глава 3) был установлен их различный механизм образования, что подтверждается различием температурных данных. После кристаллизации вы сокотемпературных оливинов, хромшпинелидов и ортопироксенов произошло отделение магматического расплава при значительном падении температуры в среднем на 300єС и образовании верлит-клинопироксенитового комплекса.

Причем отсутствие плагиоклазовых парагенезисов в этом комплексе указывает на близкий реститовому уровень давления. Сам пироксенитовый комплекс формировался при постепенной кристаллизации пород и плавном падении тем пературы, на что указывает большой разброс значений 800-1250єС. Наличие же порфировых включений с наибольшими значениями температур говорит об их более ранней кристаллизации относительно остальной клинопироксен оливиновой массы.

Далее вверх по разрезу находится габброидный комплекс. По геологиче ским данным – наличию габброидов в виде небольших интрузивов, разбросан ных по всей площади массива;

их магматическим контактам как с реститовыми, так и с магматическими гипербазитами – можно сделать вывод о более позднем времени (чем верлит-клинопироксенитовый комплекс) их формирования.

В результате изучения включений силикатного расплава в кварце удалось установить температуру и давление образования диоритов и плагиогранитов массива. Начало плавления силикатных фаз фиксируется для гранитов при 670 660 °С, а для диоритов – 730-720 °С. Давление воды, рассчитанное для темпе ратур начала плавления, составляет 4010-2460 бар для плагиогранитов и 2040 1640 бар для диоритов. Таким образом, можно сделать вывод о том, что форми рование Таловского массива закончилось внедрением интрузий в гипабиссаль ных условиях.

Глава V. Благородные металлы в породах и рудах Методом нейтронной активации нами проанализированы содержания платиноидов в несульфидизированных слабоизмененных породах Таловского масива. Сумма МПГ меняется в дунитах в пределах 12-20 мг/т, в гарцбургитах – 25-30 мг/т, в клинопироксенитах – 5-20 мг/т, в габбро – 1-7,5 мг/т, в серпен тинитах – 12-37 мг/т. В целом для перечисленных выше разновидностей пород выстраиваются следующие геохимические тренды: дуниты и гарцбургиты – RuIrOs=Pt;

серпентиниты, клинопироксениты и габбро – Ru=PtOs=Ir. Такое расположение платиноидов указывает на резкое отличие пород массива от ти пичных расслоенных и зональных комплексов, где платина всегда преобладает над суммой всех остальных МПГ (Лазаренков, 1999;

Смирнов, Волченко, 1999;

Малич, 1997). Кроме этого Таловский массив несколько отличается и от ти пичных офиолитовых комплексов, так как в последних уровень концентрации рассматриваемых платиноидов находится примерно на одном уровне без нако пления рутения и истощения платины.

На диаграмме средних значений хондрит-нормализованных (n) платинои дов реститовые гипербазиты Таловского массива образуют следующий ряд (по убыванию содержания ЭПГn): IrOsPt, т.е. отчётливо обеднены легкоплавкой платиной. Напротив, магматический комплекс характеризуется отчётливым обогащением платиной по сравнению с тугоплавкими осмием и иридием. Вы вод о генезисе габбро-пироксенитовой части, как выплавка, сделанный по пет рогеохимическим данным (глава 2), подтверждается общим уровнем содержа ний платиноидов. Породы Таловского массива по распределению платиноидов ближе всего стоят к Средне Кракинским гипербазитам, сформировавшимся в условиях щелевой океанической структуры (Савельев, 2000;

Сначев и др., 2002). В обоих случаях они характеризуются плавным повышением хондрит нормированных содержаний от платины к рутению через осмий и иридий.

Наибольшие концентрации золота (4,9 мг/т) и серебра (442,3 мг/т) при урочены к вмещающим золоторудные объекты диоритам с максимальными концентрациями непосредственно на их контактах с серпентинитами. Послед ним свойственно повышенное значение только серебра (175,3 мг/т), а концен трация золота находится ниже кларка (0,4 мг/т). В габброидах, клинопироксе нитах и перидотитах средние содержания золота и серебра находятся на уровне кларка – 0,4 и 13,1 мг/т;

3,6 и 36,6 мг/т;

3 и 40 мг/т соответственно. Проанали зированные кварцевые жилы – "Толстухи", образование которых, по мнению Р.О. Берзона (1975ф), связано с процессами антигоритовой серпентинизации, дают содержания золота на уровне первых граммов.

Результаты атомно-абсорбционного анализа на благородные металлы сульфидизированных пород показали содержания золота в измененных клино пироксенитах от 200 до 600 мг/т, что на два порядка выше кларкового значения для ультраосновных пород – 5 мг/т (Войткевич, 1990), концентрация серебра в этих породах варьирует от 800 до 1400 мг/т, что на порядок выше кларкового – 100 мг/т, а платины – остается фоновым – десятые доли грамма на тонну. Со держание золота в оталькованном серпентините – 220 мг/т, серебра – 3100 мг/т, платины – 40 мг/т.

В образцах окварцованых диоритов и тальк-карбонатных пород, отобран ных на Наилинском и Тыелгинском золоторудных месторождениях, по данным атомно-абсорбционного анализа содержание золота не превышает 1000 мг/т, в среднем составляя 600 мг/т, серебра до 4000 мг/т, платины от 10 мг/т до 30 мг/т.

По данным Р.О. Берзона (1975ф) в пиритизированных, оталькованных и хлори тизированных серпентинитах, а так же в оталькованных сланцах и тальк карбонатных породах содержание Au доходило до 80 г/т (в среднем 5-6 г/т), в окварцованных диоритах – до 20 г/т (в среднем 3 г/т). В протолочках сульфиди зированных кварцевых диоритов нами получены содержания золота до 10 г/т.

Микрозондовый анализ показывает их осмий-иридиевую специализацию. Здесь же впервые были выявлены зерна минералов платиновой группы. При изучении на рентгено-спектральном микрозонде удалось установить их состав: Os 58,72;

Ir - 36,14;

Ru - 5,14, о чем подробнее будет сказано в шестой главе.

В хромитовых рудах проявлений Осиновый Лог, Карымкин Лог, Тыел гинское кроме невысоких содержаний Pt (10-20 мг/т) и Pd (10-60 мг/т) в замет ных количествах ничего обнаружить не удалось. Примечательно, что в полиро ванных шлифах хромитовых руд из этих же объектов были обнаружены зерна платиноидов размером 1-3 микрон.

Кроме этого, были сделаны анализы сульфидизированных палеозойских вулканитов, с востока обрамляющих Таловский массив. Сульфиды в них со ставляют до 1-3 % объема породы и представлены пиритом и пирротином. Со держание золота достигает 600 мг/т, в среднем 200 мг/т, серебра – 500 1000 мг/т, платины – от 25 мг/т до 40 мг/т.

Глава VI. Рудные полезные ископаемые массива В главе рассматриваются хромитовые и золоторудные месторождения и проявления Таловского массива. Дается описание их строения и запасов, обсу ждается генезис. Обоснована принадлежность хромитовых объектов массива к дунитам дунит-гарцбургитового структурно-вещественного комплекса.

Хромитовое оруденение. Гипербазиты Таловского массива вмещают хромитовых объектов, наиболее крупные среди которых 3 проявления (Осино вый Лог, Тыелгинское, Сардаткульское) и одно месторождение (Августовское).

Все рудные тела массива приурочены к полностью серпентинизирован ным ультрабазитам, главным образом восточного фланга и до настоящего вре мени их структурно-вещественная принадлежность не была установлена. Одна ко выяснение этого необходимо не только с научной точки зрения, но и на пря мую связана с прогнозом хромитовой минерализации для всего массива.

На подавляющем большинстве хромитовых объектов данные о размерах, элементах залегания, качестве руд к настоящему времени к сожалению утеря ны. Многие из них полностью выработаны. Анализ имеющегося материала по зволяет сделать следующие выводы:

1. Преобладающая форма рудных тел линзообразная, падение – субвер тикальное, мощность их меняется от первых сантиметров до 5 м, протяжен ность – до первых десятков, реже сотен метров.

2. Большинство рудных тел разбито разрывными нарушениями, образуя при этом серию кулис, и выклинивается на глубине 5-15 м.

3. Хромитовые руды представлены преимущественно вкрапленным ти пом (от бедно- до густовкрапленных), иногда отмечаются и сплошные их раз ности. Последние приурочены обычно к центральным частям рудных тел.

4. Серия хромитовых объектов образует субмеридианального простира ния рудную зону, приуроченную к жильным дунитам.

Изучение геологической позиции, петрографических и петрогеохимиче ских особенностей наиболее крупного Августовского месторождения позволи ло сопоставить его с хромитовыми объектами массивов Среднего и Южного Крака, сходных с рассматриваемым нами Таловским габбро-гипербазитовым массивом. Копией Августовского месторождения следует считать хорошо раз веданные месторождения Лактыбаш, Муромцево (Южный Крака) и Правый Саксей (Средний Крака) (Савельев и др., 2002;

Сутягина и др., 2002), где пока зана приуроченность хромитового оруденения к жильным дунитам дунит гарцбургитового структурно-вещественного комплекса.

Известно, что в альпинотипных массивах Урала выделяется два типа раз резов – лерцолитовый и гарцбургитовый (Савельева, 1987), которые включают в том или ином наборе лерцолитовый, гарцбургитовый, дунит-гарцбургитовый и верлит-гарцбургитовый структурно-вещественные комплексы (Перевозчиков, 1995), отвечающие определенным геодинамическим условиям формирования гипербазитов. Кроме того, каждому из перечисленных комплексов характерен и определенный состав хромитового оруденения. Изучение материала по хроми товым объектам Таловского массива позволил сделать вывод об их принадлеж ности к дунит-гарцбургитовому структурно-вещественному комплексу.

Данный вывод подтверждается и сопоставлением результатов микрозон дового анализа рудных хромшпинелидов массивов Южного Урала (Перевозчи ков, 2000;

Макеев, 1992) с таковыми Таловского массива. Таким образом, глав ный вывод данного подраздела главы можно сформулировать таким образом – хромитовые руды Таловского массива приурочены к жильным телам дунитов дунит-гарцбургитового структурно-вещественного комплекса альпинотипной формации.

Золотое оруденение. На территории Таловского массива известно два ме сторождения рудного золота – Наилинское и Тыелгинское – состоящие из не скольких участков, вытянутых в субмеридианальном направлении. Все объекты находятся в пределах восточного борта массива и пространственно связаны с реститовым дунит-гарцбургитовым комплексом.

Наиболее промышленно значимые золотоносные участки приурочены к контактам минерализованных сульфидами диоритов с кварцевыми жилами или метасоматически измененными серпентинитами. Менее значимые участки ме сторождений соответствуют внутренним частям диоритовых тел и совсем не значительные концентрации характерны для мономинеральных кварцевых жил и серпентинитов.

В результате проведенных исследований сделан вывод, что золоторудная минерализация Таловского массива имеет полигенный характер и сформирова лась в несколько этапов. Так, альпинотипные гипербазиты имеют изначальную специализацию на золото и непосредственно вмещают золоторудные объект.

Можно полагать, что именно эти породы явились материнскими. Кроме про странственной связи это подтверждается составом золотин (глава 5), которые имеют осмий-иридиевую специализацию, а так же обнаруженными нами в пре делах золоторудных объектов знаками платиноидов осмий-иридий-рутениевого состава, свойственного только альпинотипным гипербазитам.

Второй этап перераспределения золота связан с процессами антигорито вой серпентинизации, в результате которых образовались кварцевые жилы "Толстухи" большой мощности (Берзон, 1975ф). Это привело к концентрации золота в самих жилах и вмещающих их серпентинитах, что подтверждается ре зультатами проведенных нами анализов.

Линейная ориентировка и приуроченность месторождений к разломам, установленным геофизическими работами (глава 1), позволяет предположить, что в дальнейший период становления массива наиболее ослабленные и прони цаемые его части были подвержены метасоматическим процессам и наложению сульфидной минерализации, обусловленные внедрением многочисленных ма лых интрузий среднего и кислого состава. Произошел третий (продуктивный) этап концентрации благородных компонентов в благоприятных структурах.

Глава VII. Метаморфизм гипербазитов массива В главе на основе петрографического и термографического методов про ведено изучение степени серпентинизации пород массива. Показана этапность метаморфизма, степень его влияния на рудные объекты.

Учитывая тот факт, что вопросы метаморфизма частично рассмотрены в главах, касающихся геологического строения Таловского массива и петрогра фического описания его пород, во избежание повторений в данном подразделе автореферата кратко приведены лишь новые данные, полученные при картиро вании рассматриваемой интрузии, а так же при анализе карты степени серпен тинизации (в %) ее пород.

Для восточной, наиболее серпентинизированной (60-100 %) части мас сива, характерны антигоритовые и хризотил-антигоритовые разновидности серпентинитов, заметную роль играет здесь и лизардит.

Слабо серпентинизированные гипербазиты реститового комплекса ус тановлены лишь в западной и северо-западной частях массива.

На контактах с крупными диоритовыми телами развиты лизардит хризотиловые и хризотиловые серпентиниты, а так же тальк-карбонатные по роды. Последние наиболее широко представлены в пределах золоторудных объектов.

Степень серпентинизации пород магматического комплекса преиму щественно 10-40 % и носит неравномерный пятнистый характер.

Приведенный в работе материал позволяет предположить следующую по следовательность метаморфических преобразований пород. Гипербазиты Та ловского массива претерпели значительные метаморфические преобразования:

породы обоих комплексов (дунит-гарцбургитового и габбро-пироксенитового) серпентинизированы в антигоритовой фации, которая соответствует эпидот амфиболитовой фации регионального метаморфизма.

Первый (регрессивный) этап метаморфизма ультрабазитов Таловского массива связан с их остыванием и почти не отражен в породах. Реликты ранней петельчатой лизардитизации сохранились лишь на западе массива в дунитах и гарцбургитах реститового комплекса.

Второй (прогрессивный) этап преобразования гипербазитов выразился в антигоритизации. В пределах массива наблюдается асимметричная зональность в интенсивности проявления данного процесса: в наибольшей степени серпен тинизированы породы восточного фланга, к западу степень серпентинизации плавно уменьшается. При этом в большей степени подверглись серпентиниза ции породы дунит-гарцбургитового комплекса, по которым в восточной части массива образовались практически мономинеральные серпентиниты с редкими реликтами структур первичных пород. Гипербазиты магматического габбро пироксенитового комплекса изменены в меньшей степени.

Третий этап преобразования гипербазитов затронул только восточную часть массива и выразился в гидротермально-метасоматической проработке серпентинитов (оталькование, карбонатизация, хлоритизация) и формировании проявлений талька и хризотил-асбеста. Он связан с внедрением в гипербазиты малых интрузий диоритов. Парагенетически с данным этапом связано и образо вание месторождений золота известково-силикатной формации и змеевичных жил: Наилы, Тыелга и др.

Примечательно, что хромитовые руды, расположенные преимущественно в восточной части массива, претерпели значительные метаморфические преоб разования первого и второго этапа.

Глава VIII. Перспективы Таловского массива на хромитовое и благороднометальное оруденение В главе рассмотрены региональные и локальные критерии прогноза хро митоносности, дается оценка перспектив Таловского массива на хромитовое, золотое и платинометальное оруденение, а также выделены локальные площа ди для проведения поисковых работ.

Перспективы массива на хромитовое оруденение. Известно (Москале ва, 1974;

Савельева, 1987;

Перевозчиков, 1995 и др.), что для оценки гипербази товых массивов на хромитовые руды используются региональные и локальные критерии прогноза. Среди первых – отнесение массива к той или иной форма ции, тип коры в данной складчатой области, тектоническое положение и т.д.

Таловский массив, как это следует из всего приведенного в работе материала, относится к альпинотипной (хромитоносной) дунит-гарцбургитовой формации, расположен в пределах северной части Магнитогорской с фемическим типом коры мегазоны, на границе нескольких жестких блоков, что предопределило высокую его потенциальную перспективность на хромитовое оруденение.

Среди локальных критериев прогноза следует выделить петрографиче ские, структурные, петрогеохимические, минералогические и т.д. К числу пря мых признаков оруденения относят наличие коренных или элювиально делювиальных точек минерализации. Основным же критерием хромитоносно сти определенных участков гипербазитовых массивов является максимальное развитие в их пределах “дунитовой составляющей” (Макеев, 1992). В главах 4 и 6, посвященных изучению петрогеохимических и геологических особенностей пород и руд Таловского массива, было показано, что хромитовое оруденение является высокохромистым и расположено в жильных дунитах дунит гарцбургитового структурно-вещественного комплекса, с которым связаны наиболее интересные с экономической точки зрения скопления руд (Перевоз чиков, 1995;

2000). На основе анализа геофизических материалов (Черноостро вец, 1995), всего комплекса локальных критериев прогноза, прямых и косвен ных признаков, нами выделена площадь размером 2,5-3,5 км в восточной части Таловского массива, для которой составлена карта дунитовой составляющей в масштабе 1:10000. Подобные работы нами уже проводились на Хамитовской, Малобашартовской и Апшакской площадях массивов Крака (Савельев и др., 2002;

Сутягина и др., 2002), где выявлены новые рудные тела с достаточно большими (десятки тысяч тонн до глубины 10-30 м) запасами хромитовых руд.

Сопоставление карты дунитовой составляющей с расположением хромитовых проявлений на изученной площади Таловского массива позволило: 1) расши рить перспективы участков с уже известными объектами;

2) выделить новые участки с аномально высокими значениями (50 %) дунитовой составляющей, где пока неизвестно хромитовое оруденение. Прогнозные ресурсы хромитовых руд, подсчитанные по ряду перспективных участков изученной площади, со ставили до глубины 100 м порядка 18 млн.т.

Перспективы массива на благороднометальное оруденение. Наиболее полная разведка, оконтуривание золоторудных объектов (Наилинского и Тыел гинского) и подсчет запасов проводилась в начале XX в. Следующий и послед ний этап подобных работ датируется 70-ми годами прошлого века (Берзон, 1975ф). В результате – запасы месторождений были увеличены на 30-40 %.

Примечательно, что до настоящего времени рудоносные тела до конца не закартированы как по простиранию, так и по падению в силу своего сложного строения. Это подтверждает проведенное нами геологическое картирование восточной части Таловского массива, в результате которого выявлен целый ряд участков с промышленными содержаниями золота за пределами известных зо лоторудных объектов. Анализ полученного материала позволил наметить не сколько таких участков для проведения дальнейших поисковых работ. В этом случае запасы месторождений могут быть заметно увеличены. Основными ви дами работ на первом этапе должно стать детальное картирование диоритовых тел, кварцевых жил и метасоматически измененных серпентинитов. Перечис ленные разновидности пород должны быть проанализированы не только на зо лото, но и на элементы группы платины, и в первую очередь на Os и Ir, на что указывает: 1) пространственная связь золоторудных объектов с породами аль пинотипной формации;

2) Os-Ir специализация рудного золота (2-3 % МПГ);

3) обнаруженные в элювиальных породах в пределах золоторудных месторожде ний знаки платиноидов Os-Ir-Ru состава. В случае положительного результата при проведении поисковых работ как на золото, так и на элементы группы пла тины вопрос о возобновлении эксплуатации Наилинского и Тыелгинского ме сторождений может быть поставлен вновь.

Кроме этого, как было сказано выше (глава 4), в результате изучения включений силикатных расплавов в кварце удалась установить гипабиссальный уровень формирования золотоносных диоритов. Это указывает на незначитель ный эрозионный срез массива, что позволяет надеяться на обнаружение основ ного объема золотоносных пород на глубине.

Глава IX. Геодинамические условия формирования Та ловского габбро-гипербазитового массива В главе сравниваются петрогеохимические особенности Таловского мас сива с габбро-гипербазитовыми комплексами других структурно формационных зон Южного Урала, в частности Медногорско-Кракинской, Магнитогорской, Восточно-Уральской, Ильменогорско-Сысертской, а так же с полярноуральскими и мировыми аналогами. Это сделано для более точного оп ределения формационной принадлежности массива и правильного понимания истории его становления.

Сопоставление петрохимических и геохимических характеристик пород Таловского габбро-гипербазитового массива с подобными образованиями из вестных формационных типов, имеющих определенную геодинамическую по зицию, показало: во-первых, его принадлежность к альпинотипной (дунит гарцбургитовой) формации, а во-вторых, наличие некоторых специфических особенностей, не позволяющих говорить о чистоте последней. Так, например, распределение РЗЭ в альпинотипных гипербазитах Таловского массива имеет субхондритовый график с некоторым обогащением легкими лантаноидами. В то же время графики распределения РЗЭ в типичных офиолитовых гипербази тах (Ронда, Нурали, Хабарнинский, Войкаро-Сыньинский, Миндякский) исто щены в целом РЗЭ относительно хондрита с пониженными содержаниями лег ких лантаноидов. Такое распределение говорит о большей дифференциации этих пород. На графиках средних значений хондрит-нормализованных (n) пла тиноидов реститовые гипербазиты Таловского массива образуют следующий ряд: RuIrOsPt, т.е. отчётливо обеднены легкоплавкой платиной, тогда как в образованиях типично альпинотипной формации уровень концентрации рас сматриваемых платиноидов находится примерно на удном оровне без накопле ния рутения и истощения платины.

Гипербазиты Таловского массив по многим параметрам близки гиперба зитам Среднего и Южного Крака (Сначев и др., 2001). В результате этого мож но сделать вывод о том, что альпинотипные гипербазиты Таловского массива сформировались в несколько иных условиях, чем типичные представители аль пинотипной формации, и в сходных условиях с породами массива Крака, а именно в щелевой океанической структуре Красноморского типа (Сначев и др., 2001).

Важная информация для выяснения геодинамической позиции становле ния Таловского массива была получена нами и при его сопоставлении с гипер базитами Миасской площади, расположенной в северной части Южного Урала, в зоне сочленения последнего со Средним Уралом.

Особенности петрохимии и геохимии пород, в первую очередь, редкозе мельной, свидетельствуют о слабо проявленной широтной зональности химиз ма гипербазитовых поясов Миасской площади. Она проявляется в том, что с запада на восток в палеозойских габбро-гипербазитовых комплексах (то есть в ряду последовательно сменяющихся поясов: Кемпирсайский – Узункырский – Миасс-Куликовский – Байрамгуловский – Травниковский – Казбаевский) по степенно увеличивается истощенность альпинотипных гипербазитов легко плавкими компонентами (щелочами, легкими РЗЭ, TiO2, Al2O3). Однако, если гипербазиты Травниковского и Казбаевского поясов с полным основанием можно отделить от расположенных западнее, то геохимические различия меж ду другими массивами слабо выражены. По нашему мнению, сходные черты геохимии гипербазитов обусловлены близкими условиями их формирования в режиме раскрытия Уральского подвижного пояса. В пределах изучаемой пло щади с юга происходит замыкание большинства крупных палеозойских струк тур, расположенных южнее (Магнитогорской, Медногорско-Кракинской, зоны Уралтау), вследствие чего пограничные гипербазитовые пояса сближаются и в районе Миасса "утыкаются" в древние континентальные блоки - Тараташский и Вишневогорско-Ильменогорсий. Кроме того, с востока к площади близко под ходит Восточно-Уральское поднятие.

Подобные явления "утыкания" раскрывающихся структур в жесткие кон тинентальные блоки с дальнейшим разветвлением широко распространены как в современных, так и в более древних рифтах (Милановский, 1985). Офиолито вые ассоциации здесь образуются в условиях слабого раскрытия океанической структуры. При этом, в зоне сочленения нескольких офиолитовых поясов, по добие которой мы наблюдаем на изучаемой территории, геохимические разли чия между ними в значительной степени нивелируются. Это находит отражение и в латеральном изменении химизма пород по каждому поясу в отдельности.

Так, в реститовых гипербазитах ГУРа, представленного на Миасской площади массивами Миасс-Куликовского пояса, содержание РЗЭ закономерно уменьшается с севера на юг (от широты г. Миасса к Нуралинскому и Миндяк скому) и затем снова повышается в аналогичных породах Хабарнинского мас сива, расположенного вблизи сочленения ГУРа с Медногорско-Кракинским поясом. При максимальном раскрытии рифтогенных структур наибольшее обеднение гипербазитов РЗЭ происходит главным образом за счет легких ред ких земель. К примеру, наиболее истощенные гипербазиты Войкаро Сыньинского и Восточно-Хабарнинского массивов зачастую содержат тяжелые РЗЭ в количествах, близких к хондритовым, тогда как содержания легких в них составляют 0,1 и менее хондритового уровня (Магматические…, 1988;

Фершта тер, Беа, 1996). Похожими характеристиками обладают и перидотиты средин но-океанических хребтов.

Напротив, слабое раскрытие структуры способствует сохранению соот ношения La/Lu, что свидетельствует о субконтинентальных условиях развития ультрабазитовых комплексов пород. Такие геохимические особенности прису щи ультрабазитовым ксенолитам из континентальных базальтов (Шаварын Царам и др.) (Магматические …, 1988;

Рябчиков, 1988) и гипербазитам основа ния рифтогенных структур пассивных континентальных окраин. Большинство изученных массивов Миасской площади по геохимическим особенностям за нимает промежуточное положение между эмбриональными (субконтиненталь ными) и зрелыми (субокеаническими) офиолитами.

Заключение Основные выводы, вытекающие из приведенного в данной работе мате риала, следующие:

1. Таловский габбро-гипербазитовый массив является представителем альпинотипной дунит-гарцбургитовой формации и сложен породами двух ком плиментарных друг другу комплексов – реститовым дунит-гарцбургитовым и магматическим верлит-клинопироксенит-габбровым.

2. Массив имеет клинообразную форму с падением на восток и просле живается на глубину 1-1,5 км в южной части и до 5 км – в северной. Он состоит из двух тектонически совмещенных блоков. В состав первого входят рестито вые гипербазиты и магматические верлиты и клинопироксениты, в состав вто рого – только реститовые образования.

3. Породы реститового комплекса – дуниты, гарцбургиты и лерцолитам, имеют повышенные содержания MgO, Cr2O3, Co, Ni, тяжелых лантаноидов и пониженные концентрации FeO*, TiO2;

истощены средними лантаноидами по сравнению с содержанием их в пиролите, с преобладанием тяжелых лантанои дов над легкими.

4. Магматический (верлит-клинопироксенит-габбровый) комплекс сло жен верлитами, вебстеритами, клинопироксенитами, габброидами, а так же диоритами и плагиогранитами. Он обладает противоположными первому ком плексу характеристиками: низкими содержаниями MgO, Cr2O3, Co, Ni и повы шенными FeO*, TiO2, общей суммы лантаноидов;

образует выгнутый вверх график лантаноидов в противоположность реститовым гипербазитам;

имеет значительное повышение легких лантаноидов в средних и кислых породах, что компенсирует их недостаток в рестите.

5. Хромитовые руды массива являются высокохромистыми. Их формиро вание связано с телами жильных дунитов дунит-гарцбургитового структурно вещественного комплекса. Анализ температур, полученных по оливин хромшпинелевому геотермометру, показывает, что он был сформирован в ин тервале – 1280-1330єС и метаморфизован в коровых условиях в антигоритовой фации метаморфизма.

6. Золоторудная минерализация Таловского массива имеет полигенный и полихронный характер. Наиболее продуктивный этап ее образования связан с интрузиями диоритового состава. Рудное золото имеет высокую пробность и осмий-иридий-рутениевую специализацию.

7. Восточная часть массива обладает высокой перспективностью на обна ружение хромитовых руд и благороднометальной минерализации.

8. По комплексу геологических, петро-геохимических и металлогениче ских особенностей Таловский габбро-гипербазитовый массив заметно ближе стоит к гипербазитовым массивам западного склона Южного Урала, чем к та ковым Главного Уральского разлома, и сформировался, по-видимому, в щеле вой океанической структуре красноморского типа, зажатой между двумя жест кими блоками – Тараташским и Ильменогорско-Сысертским.

Список работ по теме диссертации 1. Петрогеохимические особенности Таловского габбро-гипербазитового массива // Геологический сборник № 1, Уфа, 2000.

2. Строение и благороднометальное оруденение Таловского габбро гипербази-тового массива // Материалы VI научной студенческой школы “Ме таллогения древних и современных океанов – 2000. Открытие, оценка, освое ние месторождений”, Миасс 2000.

3. Благороднометальное оруденение дунит-гарбургитовой формации за падного склона Южного Урала // Геологический сборник № 2, Уфа, 2001. (В соавторстве с В.И. Сначевым, М.В. Рыкусом, Д.Е. Савельевым).

4. Новые данные по геологии и петрохимии Таловского габбро-гипербази тового массива // Геология и перспективы расширения сырьевой базы Башкор тостана и сопредельных территорий. т. 1, Уфа 2001. (В соавторстве с Д.Е. Савельевым).

5. Новые данные по геохимии элементов платиновой группы Таловского базит-гипербазитового массива // Материалы VII научной студенческой школы “Металлогения древних и современных океанов – 2001. История месторожде ний и эволюция рудообразования”, Миасс 2001.

6. Породообразующие минералы гипербазитов Таловского массива // Ма териалы VII научной студенческой школы “Металлогения древних и современ ных океанов – 2002. Формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах”, Миасс 2002. (В соавторстве с Д.Е. Савельевым).

7. Химический состав и температуры образования породообразующих и акцессорных минералов Таловского габбро-гипербазитового массива (Южный Урал) // Материалы IV международного симпозиума по истории минералогии и минералогических музеев, минерагении, геммологии, кристаллохимии и кри сталлогенезису. Санкт-Петербург 2002. (В соавторстве с Д.Е. Савельевым).



 

Похожие работы:





 
2013 www.netess.ru - «Бесплатная библиотека авторефератов кандидатских и докторских диссертаций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.