WEB-ресурс научно-практических конференций

Д.геол.-мин.н. Скуфьин П.К.

Геологический институт Кольского Научного Центра РАН, Российская Федерация

ПРОБЛЕМА БЛАГОРОДНОМЕТАЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ В КАРЕЛО-КОЛЬСКОМ РЕГИОНЕ КАК РЕЗУЛЬТАТ КАГУСИТ-БАЗАЛЬТОВОГО РАСЩЕПЛЕНИЯ ПРИ ФЛЮИДНОМ ПЛАВЛЕНИИ МАНТИЙНОГО СУБСТРАТА

Печенгская структура относится к числу наиболее изученных раннедокембрийских структур мира, что обусловлено наличием связанных с этой структурой крупных месторождений Cu-Ni руд, четко стратифицированным разрезом, который рассматривается как стратотип нижнего протерозоя, а также заложением и проходкой Кольской сверхглубокой скважины, по-прежнему остающейся самой глубокой в мире ( 12262 м ). Эта структура представляет собой асимметричный синклинорий, сложенный породами печенгского (время формирования 2500-1905 млн. лет) и южнопеченгского (1905-1700 млн. лет) комплексов.

Рис. 1. Схема геологического строения Печенгской структуры. 1 – габбро-верлитовые интрузии; 2 – метаосадки продуктивной свиты (а) и предполагаемые их метаморфические аналоги в южном обрамлении (б); 3 – переслаивающиеся осадки и лавы различного состава, в том числе полуторакилометровая толща толеитовых базальтов в основании продуктивной свиты; 4 – толеитовые и субщелоченые базальты; 5 – гнейсы архейского фундамента; 6 – породы южнопеченгского комплекса; 7 – габбро; 8 – граниты (1.94 млрд. лет); 9 – разломы; 10 – элементы залегания.

Кагуситами называются ультракислые (до почти чисто кварцевых) магнетит-содержащие вулканические породы, впервые описанные в 1934 г . в лавовых потоках вулкана Кагуси в Африке. В вулканитах Печенгской структуры эти породы, содержащие до 80-95 мас.% SiO 2, были обнаружены в районе Ждановского медно-никелевого сульфидного месторождения и в базальтовой матертской свите, непосредственно перекрывающей продуктивную свиту, разделяющую нижние толеит-базальтовые породы заполярнинской свиты и верхние матертские пикриты и субщелочные базальты [2,4]. Можно считать, что эти необычные породы закономерно вписываются в общую картину эволюции тектоно-магматических процессов в раннем протерозое Кольского геоблока. Районы находок кагуситов показаны квадратными знаками на схеме геологического строения Печенгской структуры (рис. 1). В целом разрез матертской свиты на 92% сформирован базальтами, на 6% – ферропикритами и на 2% – фельзическими лавами и туфами [4]. Монотонный разрез вулканитов свиты нарушается локальным проявлением высокодифференцированного вулканизма широкого спектра составов (титанистые щелочные базальты, эвкриты, андезиты, риолиты, кагуситы), что было обусловлено кратковременным импульсом сжатия на фоне перманентных условий рифтогенного растяжения земной коры в доматертское время. Кагуситы наблюдаются в виде покровов лав, палеоигнимбритов, а также формируют эруптивные брекчии бимодального пикрит-кагуситового состава. В палеоигнимбритах и спекшихся туфах они наблюдаются в виде угловатых и округлой формы обломков с порфировой и микропорфировой структурой, своеобразных лавовых обломков сотовидной структуры, сложной формы почковидных обособлений, а также образуют фрагменты, внешне напоминающие кварцевую гальку. В процессе флюидного плавления мантийного субстрата матертские базальты повышенной щелочности, обогащенные Rb, Ba и Sr, формировали ликваты, с одной стороны, пикритового, с другой – кремнекислого состава, что неизменно сопровождает щелочной уклон в магматизме . В общем случае кремнезем отделяется в трансмагматические флюиды, выносящие его из магматических систем. С обогащением флюидов кремнеземом и силикатными компонентами возникает переход от флюидов к флюидным ультракислым расплавам, остающимся в магматических системах в контрастных взаимоотношениях жидкостной несмесимости с основными, кислыми и щелочными магмами. При повышении в субщелочных базальтах отношения (K+Na):Al формировались кагуситы плюмазитового и агпаитового типов. При недостатке Al 2 O 3 вместо образования полевых шпатов и слюд возникают щелочные гидрооксиды K ( OH ) и др., или соответствующие им сульфидные и галогенидные комплексы. Агпаитовые кагуситы , практически не содержащие алюминия, представляют собой среду, наиболее благоприятную для эффективной экстракции золота, платиноидов и других рудных компонентов из силикатных расплавов. В результате их образования растворимость рудных металлов во флюидных кварцевых расплавах при достаточно высокой их щелочнометальности может значительно превосходить их растворимость в силикатных расплавах, и тем более в трансмагматических флюидах (гидротермальных растворах), отличающихся низкой растворимостью в них рудных металлов. В кислых и нейтральных растворах золото, образующее нейтральные комплексы AuHSo и др., обладает низкой растворимостью, но с переходом к щелочнометальной среде растворимость его резко возрастает благодаря образованию легко растворимых одновалентных и трехвалентных соединений KAu ( HS )2, KAuO 2, KAuS 2. Этот эффект, экспериментально исследованный применительно к гидротермальным растворам, приложим и к щелочнометальным ультракремнекислым флюидным расплавам, содержащим “свободные” щелочные металлы, не связанные в алюмосиликатные структуры. Кварцевые расплавы, практически не содержащие алюминия, в наибольшей мере отвечают этому условию, представляя среду, наиболее благоприятную для эффективной экстракции золота из силикатных расплавов. Именно с появлением чисто кварцевых агпаитовых флюидных расплавов связывается проблема генезиса кварцевых типов рудных месторождений. На основе подобной экстракции формируются кварцевые рудные залежи, в т.ч. и в Печенгской структуре, характеризующиеся широким распространением и разнообразием металлических руд. В последние годы в Южнопеченгской зоне, в районе оз. Брагино выявлены значительные по мощности зоны проявления полиметаллической и благороднометальной минерализации, связанной с телами кагуситов. Здесь с рудными концентрациями Au (до 8 г/т) ассоциируют аномальные содержания Pt и Pd (0,1-0,3 г/т) с выделением самостоятельных минеральных фаз этих металлов. Агпаитовый характер флюидных золотоносных кварцевых расплавов может способствовать образованию гигантских рудных месторождений типа Витватерсранд в Африке. Сейчас мало кто сомневается в эндогенном происхождении пседоконгломератов Витватерсранда. Рудоносный цемент псевдоконгломератов содержит высокопробное золото, уранинит, тухолит (углеводород с ураном и торием), мелкие алмазы, хромит, минералы осмия, иридия, рутения и платины. Платиновые минералы играют в рудах индикаторную роль, отражая связь депрессии Витватерсранд с глубинным развитием базит-гипербазитового магматизма. Урановая специфика рудообразования характеризует развитие в магматизме щелочного уклона. Вероятно, золотоносные флюидные расплавы периодически выбрасывались взрывами подобно тагамитовым расплавам псевдоастроблем и формировали покровы (золотоносные рифы) на всем длительном протяжении образования депрессии Витватерсранд. Подобные газово-расплавные туффизитовые смеси очень подвижны и под большим давлением могут формировать не только плащеобразные отложения типа «водораздельных галечников» [1], но и проникать во вмещающие породы в виде инъекционных интрузивных пирокластитов. И.И. Дорофеева [1]в свое время в обзорной работе по золотоносным, платиноносным и алмазоносным «водораздельным галечникам» перечислила наиболее характерные признаки подобных отложений: размещение «галечников» на различных гипсометрических уровнях палеорельефа в виде изолированных пятен, достигающих многих десятков км в поперечнике; близкое подобие составов «галечников» из различных регионов мира (кварцевые и кремнистые гальки, иногда описываемые как «кварцевые стяжения», иногда обилие «экзотических» обломков магматических глубинных пород при отсутствии местного материала; сходство минерального состава и характера обломков и цементирующей массы. Алмазоносность подобных образований известна давно, но в последнее время установлено, что промышленные концентрации алмазов в них нередко сопровождаются золотом и платиноидами [3]. Мощность таких отложений непостоянна и варьирует от единиц до многих десятков метров. Породы напоминают селевые отложения, характерные для высокогорных областей, но таковыми не являются, будучи развиты в платформенных условиях. Золотоносные и алмазоносные «водораздельные галечники» эксплуатируются в Африке, Австралии, С. Америке, Бразилии, Индии и Индонезии. В этих отложениях характерно присутствие округленных (оплавленных?) фрагментов минералов с большими градиентами температур плавления: циркон, пирохлор, монацит, сфен, рутил, турмалин, муассанит, рудные шарики магнетита, самородные цинк и железо.

В заключение можно констатировать, что высококремнистые вулканиты Печенгской структуры являются характерными породами ликвационных процессов в раннепротерозойском магматизме Балтийского щита. Эти породы могут служить надежным поисковым критерием обнаружения благороднометальной минерализации и алмазов.

Список литературы:

1. Дорофеева И.И. О происхождении некоторых типов алмазоносных водораздельных галечников // Изв. ВУЗов. Геол. и разв. - 1963. - № 8. - С. 19-25. Рудные месторождения СССР (ред. Смирнов В.И.). - В 3 т. - М. : Недра, 1974.

2. Маракушев А.А., Скуфьин П.К. Базальт-кагуситовое расщепление лав раннепротерозойской Печенгской депрессии на Кольском полуострове // ДАН. - 2008. - Т. 419, № 5. - С. 656-660.

3. Остроумов В.Р., Морозов А.Ф., Киреев А.С. и др. Открытие коренных источников уральских алмазов // Геол. изучение и использование недр. - М. : АОЗТ «Геоинформмарк» . - 1996. - В. 6. - 76 с.

4. Скуфьин П.К. Раннепротерозойские вулканогенные формации Печенгско-Варзугского пояса как индикаторы геодинамических режимов (Северо-Восток Балтийского щита) : Автореф. дис. доктора геол.-минерал. наук . - М., 1998 . - 66 с.