Генетические типы Fe-Ni-Cu-сульфидного и платинометального оруденения в расслоенном базит-ультрабазитовом интрузиве Луккулайсваара

Актуальность. В современном мире, наряду с углеводородами, важнейшую экономическую роль играют запасы и разработка месторождений благородных металлов. Если в недавнем прошлом львиная доля добытых редких металлов шла на производство ювелирных изделий, то сегодня основная область применения платины и ее сплавов — промышленное производство. Это автомобилестроение, электротехника, нефтехимический и органический синтез. Из платины и ее сплавов изготавливаются высокотемпературные термопары и термометры сопротивления, электроды в электролизных аппаратах, кислотнои жароупорная аппаратура химических заводов и многое другое. При этом стратегические запасы благородных металлов достаточно ограничены.

Одним из ведущих по добыче благородных металлов в мире являются собственно платиновые месторождения малосульфидного типа, связанные с ультрабазитовыми комплексами докембрийских щитов (Бушвельд, Скергаард, Стиллуотер, Великая Дайка, Федорово-Панский интрузив и др.). Актуальным вопросом является собственно происхождение богатых полезной минерализацией месторождений. Существует два основных научных направления, предлагающих модели формирования платиноидов. Первая модель предполагает смешение новых порций магм с остаточной жидкостью и аккумуляцией сульфидной жидкости из конвектирующего расплава, с дальнейшей концентрацией (ассимиляцией) платиноидов благодаря высокому коэффициенту распределения ЭПГ в сульфидах. Вторая модель рассматривает растворение полезной минерализации из первично аккумулирующих ее толщ, флюидную транспортировку и последующее отложение сульфидов и платиноидов в ограниченных горизонтах благодаря резкой смене физико-химической обстановки среды. Разный генезис ЭПГ минерализации может означать фундаментальные различия в процессах, генерируемых интрузиями на стадии затвердевания расплава в магматической камере и на постмагматической стадии. Не смотря на обилие петрографических, геохимических и минералогических данных по различным платиносодержащим объектам существенное понимание генезиса ЭПГ-минерализации не достигнуто. Есть основание предполагать, что на формировании ЭПГ-содержащих горизонтов в расслоенных сериях оказывают оба процесса.

В последние годы собран богатый фактический материал подтверждающий связь платинометального оруденения с процессами постмагматического изменения пород в расслоенных интрузиях расположенных в северо-западной части Балтийского Щита (Федорово-Панский и Мончегорский интрузивы на Кольском Полуострове, Комплекс Портимо и Интрузия Пеникат в Финляндии и др.). В последние годы коллективом, в котором работает автор, собран огромный фактический материал, указывающий на существенную роль постмагматических процессов в формировании платинометальной минерализации в расслоенной базит-ультрабазитовой интрузии Луккулайсваара. В этой интрузии Ре-№-Си-ЭПГ минерализация концентрируется в преобразованных породах. Особенностями этих пород является устойчивая ассоциация Ре-№-Си-сульфидов, минералов ЭПГ и гидросиликатоввысокие содержания хлора во вторичных силикатахналичие флюидных включений с высоким содержанием ЫаС1 в кварце. Эти признаки указывают на проявление процессов постмагматических преобразований пород с участием водно-солевого флюида, способного к растворению и транспортировке элементов.

Цель исследования: установить генетические типы и механизмы формирования сульфидной и платинометальной минерализации в массиве Луккулайсваара.

Задачи исследования:

1. Выявить закономерности локализации рудоконтролирующих пород в структуре интрузива.

2. Установить связь процессов постмагматического преобразования и рудоотложения в массиве Луккулайсваара.

3. Получить данные по составу вторичных силикатных и связанных с ними рудных минералов. Определить термодинамические условия и последовательность формирования вторичных минеральных ассоциаций.

4. Определить основные факторы, контролирующие формирование рудосодержащих остаточных расплавов и потоки гидротермальных растворов.

5. Установить химическую форму транспортировки и отложения ЭПГ.

Для решения поставленных задач использовались результаты комплексных геологических, минералогических, геохимических и изотопно-геохимических исследований в сочетании с численным моделированием с помощью программных пакетов МАОМОО, ТУЕЕС>и, ОВРЬО¥-.

Фактический материал. Базу для диссертационной работы составили материалы, собранные коллективом, в который входил автор, в течение полевых сезонов 1998 — 2008 гг. Документация, зарисовка, фотографирование обнажений и точек детального отбора проб велись главным образом в зонах габбро-норитов-1 — норитов-П расслоенного интрузива Луккулайсваара (участки «Надежда», «Лысый Череп» и «Чиж»), где широко представлены депрессионные структуры, сложенные телами микрогабброидов и выклинивающимися с ними среднезернистыми породами расслоенной серии. Кроме того, были использованы материалы, собранные членами коллектива по полному и частным разрезам интрузива, а также данные, заимствованные автором из публикаций.

Общий объем использованного фактического материала составляет: 281 проб, отобранных для проведения исследований химического состава пород, Из них: 60 проб отобрано на участке «Надежда», 29 на участке «Лысый Череп», 6 на участке «Чиж», 196 из пород расслоенной серии. Проанализировано 513 петрографических шлифов и прозрачно полированных пластин (из них: 137 из пород участка «Надежда», 82 — участка «Лысый Череп», 37 — участка «Чиж», 257 — из пород расслоенной серии). Проведено 1680 микрозондовых определений минералов. Все использованные образцы имеют привязку к центральному разрезу интрузива.

Научная новизна. В массиве Луккулайсваара 1. Предложена модель формирования интрузива. 2. Определен возможный первоначальный состав и тип магмы главной и дополнительной фаз внедрения. Оценены термодинамические условия внедрения этих магм. 3. В работе впервые проведена полная оценка термодинамических условий формирования вторичных силикатных и связанных с ними рудных минеральных ассоциаций. Предложены механизмы формирования рудной минерализации. 4. Выявлена связь малосульфидных платинометальных месторождений со средне-низкотемпературными постмагматическими процессами в пределах депрессионных структур. 5. Впервые выделены генетические типы сульфидной и платинометальной минерализации.

Практическое значение. Установленная связь рудопроявления благородных металлов с постмагматическими наложенными ассоциациями в депрессионных структурах может служить критерием для поисково-оценочных работ на благородные металлы в пределах интрузива Луккулайсваара и схожих с ним объектах.

Защищаемые положения.

I. Тела микрогабброидов в расслоенном интрузиве Луккулайсваара сформированы за счет бонинитоподобной магмы дополнительной фазы внедрения, имеющей общий источник с магмой главной фазы внедрения.

II. Fe-Ni-Cu-сульфидная и богатая ЭПГ минерализация приурочена к депрессионным структурам и локализуется в экзоконтактах тел микрогабброидов и в породах жильной фации, заключенных в этих телах. В породах жильной фации вторичные минеральные ассоциации формировались в интервале Р~ 10−2.5 кбар и Т — 800−350°С. В породах экзоконтакта вторичные минеральные ассоциации формировались при Р > 1.5 кбар и Т-700−250°С.

III. В расслоенном интрузиве Луккулайсваара выделяется два генетических типа сульфидных и платинометальных руд: 1. Формирование экзоконтактового типа связано с постмагматическими гидротермальными процессами, протекавшими в условиях открытой системы- 2. Формирование жильного типа связано с кристаллизацией остаточных расплавов в условиях закрытой системы.

Апробация работы. Материалы работы были представлены на: 1. The 5th Biennial Meeting of the Society for Geology Applied to Mineral Deposits (SGA) combined with the 10th Quadrennial Symposium of the International Assotiation of the Genesis of Ore Deposits (IAGOD), London, UK, August 22nd-25th, 1999; 2. MSF Mini-Symposium, Espoo Finland, июнь 11−17, 2000 г.- 3. 18th General Meeting of IMA, Edinburgh, 3rd -5th September. 2002. Результаты исследований были опубликованы в 5 статьях и 2 тезисах и отчете по проекту INTAS № YSF 01/1−179. Структура и объем работы. Объем работы составляет 168 страниц, содержит 50 рисунков и 50 таблиц. Текст состоит из введения, 11 глав, заключения, выводов и списка литературы, содержащего 55 наименований.

Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю В. А. Глебовицкому, сотруднику ИГГД РАН B.C. Семенову, сотруднице ЗАО «Полиметалл Инжиниринг» O.A. Яковлевой за рекомендации и помощь в обработке материала, всестороннее обсуждение полученных результатов, а также проф. А. Б. Кольцову за консультации при работе с программами компьютерного моделирования постмагматических процессов.

ВЫВОДЫ.

1). В интрузиве Луккулайсваара тела микрогабброидов сформированы за счет бонинитоподобной магмы дополнительного внедрения, близкой по составу с магмой главного внедрения и, следовательно, имеющей с ней общий источник и сходные условия внедрения.

2). Богатая сульфидная и ЭПГ минерализация в интрузиве пространственно связана с крупными телами микрогабброидов, залегающими в депрессионных структурах. Она (минерализация) локализуется в зонах экзоконтактов микрозернистых тел с вмещающими породами и в породах жильной фации, заключенных в телах микрогабброидов, залегающих в наиболее высокой части разреза интрузива. Последний факт позволяет считать, что полезные компоненты в основном отделились в процессе дифференциации в головные части магматической колонны, сформировавшей тела микрогабброидов с породами рудной жильной фацией.

3). (а). Формирование пород жильной фации происходило за счет обогащенного летучими компонентами легкоплавкого материала, который выжимался из кристаллизующейся магмы, сформировавшей тела микрогабброидов, насыщался несовместимыми элементами, хлором, серой, водой и другими компонентами- (б). В результате быстрой кристаллизации магмы микрогабброидов, в остаточных расплавах, формировавших породы жильной фации, происходило локальное повышение давления (до 10 кбар), что вызвало формирование высокобарической гранатсодержащей минеральной ассоциации. Дальнейший процесс эволюции пород жильной фации происходил с понижением температуры и давления вплоть до формирования Сго-Ер-СЫ-Атр11-Р1КИСл-(^г (до Г³⁵⁰−450°С и Р -1.5−3.0 кбар) — (в). Процесс замещения магматических ассоциаций минералов в породах жильной фации протекал в условиях закрытой системы. Весь флюид был израсходован на гидратацию первичных минералов еще до полного их исчезновения. Кристаллизация сульфидов и платиноидов происходила в широком диапазоне температуры и давления.

4). (а). В процессе остывания тела микрогабброидов, из-за разных коэффициентов сжимаемости у микрозернистых пород и вмещающих их пород расслоенной серии, реализовался процесс контракции. В результате этого процесса возникли зоны деформации растяжения, служившие «ловушкой» для флюидов и способствующие формированию рудной минерализации в породах экзоконтакта микрозернистых тел- (б) Кристаллизация доминирующих рудоконтролирующих ассоциаций Ас1(Тг)-СЫ-Р1ю-Сго и АтрЬ-В1:-Р1ИзМ-СИг происходила в условиях декомпрессии в режиме интенсивного флюидного потока. Высокотемпературный флюид характеризовался повышенным содержанием хлора, который удалялся из раствора в результате активной кристаллизации гидроксилсодержащих силикатов (главным образом высокоглиноземистой роговой обманки и апатита) — (в) Основной этап кристаллизации МПГ приходился на средне-низкотемпературную стадию преобразования пород при достижении температуры ниже 450 °C, когда в растворе превалировали соединения серы- (г). Повышенные значения еШ для измененных пород экзоконтакта относительно пород микрогабброидов и пород расслоенной серии интрузива подтверждает гидротермально-метасоматическую природу преобразования этого типа пород. 5). (а) Формирование ЭПГ-месторождения в интрузиве Луккулайсваара можно подразделить на ряд стадий: на первой стадии формировалась рассеянная ЭПГ минерализация магматического генезиса. На следующей стадии происходило ее растворение и транспортировка в виде хлоридных комплексных соединений в зоны локальных растяжений, т. е. в зоны контактов тел микрогабброидов и вмещающих их пород расслоенной серии. На низкотемпературной стадии (ниже 450°С) происходило перераспределение ЭПГ с помощью комплексов серы. С этим связан разрыв между высокими концентрациями хлора и платиноидов, и высокая корреляционная связь между последними и серой в породах экзоконтакта. Главными осадителями ЭПГ служили Те, Вь Аб и в меньшей степени 8;

12.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

При подъёме диапиров, астенолитов, магматических колонн из разогретых глубинных зон коры и верхней мантии важную роль играет термодинамика адиабатических процессов и связанная с ними декомпрессия водосодержащего силикатного расплава. Адиабатический процесс является предельным случаем большой скорости подъёма вещества. При постоянном давлении магма квазиэвтектична, что затрудняет перенос тепла в объёме частично расплавленного диапира по механизму теплопроводности. Возможность проникновения расплава в верхние ярусы коры зависит от размера и скорости подъёма диапира" (Френкель, 1995).

Подвижность магмы определяется ее вязкостью. Поскольку расплав легче, чем твердые породы, а его вязкость на 10−20 порядков ниже, магматические очаги механически неустойчивы, и расплав, возникающий при частичном плавлении, выжимается из связной системы межзерновых пор. В результате этого расплав накапливается в верхней части области зарождения магмы, а твердый остаток — в нижней. Скопления относительно легкой жидкости обладают некоторым избыточным давлением и начинают пробивать путь наверх самостоятельно (Попов, 1995). Расплав остановится, когда положительное давление, накопленное в столбе расплава, будет компенсировано давлением выше этого уровня. Этот момент отвечает формированию магматической камеры будущих расслоенных интрузивов. В природных системах внутреннее избыточное давление достигается в небольших изолированных карманах насыщенной водой магмы (Бернем, 1982). Избыточное давление может превышать АР > 5 кбар и передаваться всей магматической системе. Природа избыточного давления, по мнению К. Бернема, связана с вскипанием магмы и отделением газовой фазы. Сверхвысокое давление может достигаться не только в участках магмагенерации, но и в промежуточных магматических камерах. Это является причиной отрыва магмы от камеры и движения ее в верхние слои литосферы. Таким образом, магма поднимается к поверхности под давлением, эквивалентным давлению в магматическом источнике РоЕсли по пути движения магмы встречаются породы не способные выдержать это давление, то формируется магматическая камера, в которой кристаллизуется интрузив. Формирование камеры сопряжено с работой магмы, в процессе которой теряется ее энергия, в том числе и кинетическая. В итоге давление в магматической камере, наполненной первой порцией магмы Р-, будет соответствовать литостатическому давлению вмещающих пород.

В формировании многих расслоенных интрузий участвуют дополнительные фазы внедрения новой магмы. Очевидно, что новые магмы также будут иметь термодинамические параметры соответствующие своему источнику, т. е. Ро>Р/, что делает возможным внедрение новой магмы в уже сформированную магматическую камеру.

Тела микрогабброидов интрузии Луккулайсваара были сформированы за счет примитивной (бонинитоподобной) магмы дополнительного внедрения. На это указывают: (1) положение микрозернистых тел в структуре интрузива, (2) текстурно-структурные особенности строения, (3) близкое к симметричному распределение хрома через разрезы крупных тел, (4) высокое средневзвешенное содержание этого элемента, (5) пониженное содержание РЗЭ по сравнению с вмещающими породами расслоенной серии.

Характер строения интрузива Луккулайсваара указывают на то, что объем порции новой водонасыщенной магмы (вторая порция) меньше порции магмы главного внедрения (Vo"Vj). Внедрение второй порции рассматривается как гидравлический удар. При попадании в магматическую камеру, где давление меньше, эта порция подвергалась локальному растяжению (разуплотнению), которое приводило, в частности, к разрыву сплошности ее материала. Водонасыщенная магма при резкой разгрузке оказалась переохлажденной и быстро закристаллизовалась, что привело к формированию тел с микрозернистыми структурами.

Магмы, сформировавшие тела микрозернистых пород в интрузиве Луккулайсваара, скорее всего имели единый источник. Давление внедрения могло превышать 10 кбар (Берковский и др., 1999; Семенов и др. 2008). Кристаллизация магмы микрогабброидов протекала при давлении ниже 4.5 кбар, что отвечало давлению в магматической камере.

На заключительной стадии становления тел микрогабброидов из объема кристаллизующейся магмы выжимался легкоплавкий материал, обогащенный флюидной фазой, который формировал богатые рудными компонентами породы жильной фации.

Гидротермальные процессы влияли на формирование почти всех месторождений ЭПГ, в том числе в таких крупных интрузивах как Бушвельд, Стиллуотер, Дулут, Великая Дайка и др. (Wood, 2002). Однако, остается не до конца ясным играют ли летучие компоненты главную роль в концентрации экономических уровней ЭПГ или же только видоизменяют ЭПГ концентрации произведенные первично магматическими процессами? Если их роль существенна, то на какой стадии происходит подключение к формированию месторождений и в какой форме происходит массоперенос ЭПГ в гидротермальных растворах в условиях высоких и низких (Т<400°С) температур?

С. Вуд (Wood, 2002) считает, что точный момент вовлечения летучей фазы в процесс концентрации ЭПГ не известен. Поэтому достоверно не известны физико-химические и термодинамические условия ее вовлечения. Если летучая фаза присутствовала на ранней стадии развития расслоенной интрузии, то температуры ее существования должны быть порядка 1200 °C. Остывание этого мощного источника тепла должно вызвать гидротермальную конвекцию, в широком диапазоне температур. Недостаток термодинамических данных для растворимостей МПГ при Т" 300 °C не дает сделать какиелибо окончательные утверждения о способности транспортировки ЭПГ гидротермальными растворами при 1200 °C и ниже. Тем не менее, для таких условий часто предлагается перенос в виде хлоридных комплексов. Это предположение основано на оценках содержания хлора в высокотемпературных растворах.

В настоящей работе детально исследовались наиболее богатые ЭПГ месторождения экзоконтактовых пород и пород жильной фации, связанных с крупным телом микрогаббро-норитов участка «Надежда». Экзоконтактовые месторождения.

На участке «Надежда» сульфидная и ЭПГ минерализация формируется по всему периметру тела микрогабброидов. Формированию рудной минерализации по периметру тела способствовала деформации растяжения. Особенно высокие содержания благородных металлов приурочены к породам нижнего экзоконтакта, претерпевшим значительные постмагматические преобразования. Минералы платиновой группы чаще встречаются в ассоциации с сульфидами, на границе сульфидов и вторичных силикатных минералов, среди вторичных минералов (это сростки с амфиболами, кварцем и кальцитом, встречаются сростки с пренитом и пумпеллиитом). Сильно измененные породы экзоконтакта обогащены РЗЭ, фосфором и хлором. Содержание последнего элемента в породах нижнего экзоконтакта иногда превышает 2500 ррЬ. Такой характер распределения указанных элементов на границе неоднородностей (тело микрозернистых пород — вмещающие породы) с учетом низкой температуры, на фоне которой протекало формирование рудных и вторичных силикатных минеральных ассоциаций, свидетельствует о большой роли гидротермальных процессов в формировании полезной минерализации.

Итак, водный раствор характеризовался высокой концентрацией хлора, о чем свидетельствует высокие содержания этого элемента в гидроксилсодержащих минералах и газово-жидких включениях с солями натрия в кварце. Кроме того, во флюиде присутствовали И, СН4 (данные изучения газово-жидких включений, ОкЬоукэку й а1. 2001), а также фосфор и фтор, «связанные» в последствии в апатите и турмалине.

Богатые хлором породы характеризуются повышенным содержанием хлорсодержащего апатита, присутствием скаполита и высоким содержанием хлора в высоко глиноземистых амфиболах. Высокоглиноземистые амфиболы, формирование которых связывают с высокотемпературными условиями, обнаруживают максимально большое содержание хлора в анионной группе, т. е. таким путем хлор удалялся из раствора (флюида) еще на высокотемпературной стадии кристаллизации. Основной же этап рудоотложения приходился на средне-низкотемпературную стадию преобразования пород, когда основная часть хлора была уже выведена из раствора. На это указывают невысокие концентрации ЭПГ в богатых хлором породах. Максимальные содержания ЭПГ приходятся на наиболее измененные породы (рис. 47, 48), где наибольшее развитие получили ассоциация Czo-Amph-СЫ-Р1ИЗМ и низкотемпературные ассоциации с пренитом и пумпеллиитом, формирование которых происходило главным образом в режиме декомпрессии в зонах деформации и растяжений. Формирование ЭПГ минерализации на низкотемпературной стадии: (а) отражает длительность процесса постмагматического преобразования пород до самых низких температур и (б) объясняет «разрыв» между аномальным содержанием в породах серы, меди, никеля, платиноидов и хлора (рис. 49, разрез IV).

Остановимся подробнее на всех этих моментах. При высоких температурах в гидротермальных растворах наряду с благородными металлами важную роль играли хлоридные комплексы Na, К, Fe, Mg. При понижения Р и Т хлор связывался в высокотемпературных амфиболах, апатите и других вторичных минералах, что способствовало нарушению равновесия.

СГ (т)+ОН" (т) <-" HCl (v) + Сг (т), и увеличению роли соединений серы в растворе.

В то же время, при потере воды из раствора в связи с активной кристаллизацией гидроксилсодержащих минералов (например, того же амфибола), нарушалось равновесие SH" (melt) + OH" (m) <-" H2S («) + 02» (m). ЭТО также приводило К повышению фугитивности (ff/s) во флюиде. В результате стали возможными реакции типа.

1) 3HS" (v)+ Fe304H = 3FeSl + Н+ + 20Н" +202″, (mрасплав, v — газ;

2) МеС12° + HS" <-«• MeS j + Н+ + 2С1» или.

3) 2HSYvJ + 40Н" + 6Н++ 10(Fe0.2,Mgi.8)2Si206(s) -«¦ 2FeS + 6Mg3Si4O10(OH)2.

В процессе реакции (3) совместно с (Mg, Fe)7Si8022(0H)2 мог кристаллизоваться пирротин. Реакция (1) могла привести к повышению фугитивности кислорода и кристаллизации магнетита. Реакция (2) сопровождалась высвобождением хлора, который впоследствии мог входить в гидроксильные группы более низкотемпературных вторичных силикатов.

При понижении температуры до 450 °C происходила активная кристаллизация гидроксилсодержащих силикатов с высокими концентрациями хлора (Bt, НЫ, Scap). При достижении температуры ниже 450−350°С в гидротермальных растворах должны были z 2 превалировать соединения серы (возможно, комплексы бисульфида — Me (HS)2 ', где Z-заряд металла, Wood, 2002; Pan, Wood, 1994), в результате чего на низкотемпературной стадии происходила кристаллизация благородных металлов, сульфидов и низкотемпературных гидроксилсодержащих силикатов, обедненных хлором или полностью его лишенных. Это подтверждается отсутствием корреляционных связей между платиноидами и хлором, и высоким коэффициентом корреляции ЭПГ с элементами Cu-Ni-Au-S.

Гидротермальные растворы в зоне нижнего экзоконтакта оказались заблокированными залегающими выше слабо проницаемыми микрозернистыми породами и, в отличие от растворов зоны верхнего контакта, где высокие содержания серы, меди, платиноидов, фосфора и хлора иногда совмещаются, концентрировались до самых низких температур и оставались там до полной кристаллизации.

Источником флюида могли быть магмы основного состава, сформировавшие тела микрогабброидов и породы расслоенной серии. При этом изотопно-геохимические данные, в частности повышенные значения? N (1 относительно пород тел микрогабброидов и пород расслоенной серии, свидетельствуют о заметной доле мантийного вещества во флюиде, ответственном за преобразование пород. Такая закономерность подчеркивает метасоматическую природу вторичных минеральных ассоциаций, главная фаза формирования которых пришлась на завершающую стадию формирования массива 2.44 млрд. лет.

В обобщённом виде процессы низкотемпературного замещения пород анортозитгаббро-норитового составов могут быть записаны следующим образом: Р1 + Орх + Срх ± К+ + Н++ ОН" + СГ АЬ + СЫ + Ер (Сго) + АтрЬ ± Бсар ± Bt (Мв) + (¿-гг.

Кристаллизация основной массы платиноидов связывается с поздними (низкотемпературными <450°С) стадиями рудообразования, когда в гидротермальных растворах преобладали соединения серы.

Таким образом, можно предложить следующую схему формирования месторождения: 1). Сульфиды магматической стадии богатые элементами платиновой группы на поздне-пост магматическом этапе становления интрузива растворялись в хлорсодержащем флюиде с образованием комплексных соединений- 2). ЭПГ транспортировались в виде хлоридных комплексных соединений в зоны локальных растяжений, т. е. в зоны контактов тел микрогабброидов и вмещающих их пород расслоенной серии. 3). На низкотемпературной стадии (ниже 450°С) происходило перераспределение ЭПГ с помощью комплексов серы (возможно, комплексов бисульфида — Ме (Ш)22'2, где г-заряд металла). Этим процессом можно объяснить разрыв между высокими концентрациями хлора и платиноидов, и высокая корреляционная связь между последними и серой в породах экзоконтакта. 4). Осадителями ЭПГ служили Те, В1, Аб и в меньшей степени Б. Жильный тип месторождений.

Как уже отмечалось, кристаллизация крупных тел микрозернистых пород протекала от краев к центру магматических резервуаров (направленная кристаллизация). Из этого следует, что:

1). Легкоплавкий материал, обогащенный флюидной фазой, выжимался из объема кристаллизующейся магмы и формировал шлиры и жилы пород жильной фации. Поэтому этот процесс скорее можно отнести к позднемагматической стадии кристаллизации. Учитывая отсутствие первичных водосодержащих минералов в породах мелкозернистой матрицы, концентрация воды в остаточном расплаве могла возрастать во много раз, достигая насыщения.

2). В процессе кристаллизации микрозернистых пород, из-за разности коэффициентов сжимаемости пород системы микрозернистые породы — шлиры с остаточным расплавом, в жильных породах достигалось давление порядка 10 кбар. Эти давления контролировались только пределом прочности вмещающей микрозернистой матрицы. С началом кристаллизации вещества жильных пород давление понижалось до 5−6 кбар и ниже (данные автора и Вагкоу е! а1., 1999).

3). Остаточный расплав и сосуществующая флюидная фаза насыщалась несовместимыми элементами (породы жильной фации резко обогащены ЛРЗЭ, халькофильными и сидерофильными элементами относительно вмещающих их микрозернистых пород). Породы нижней части разреза микрозернистого тела обогащены ЛРЗЭ относительно пород верхней части разреза), серой и водой, «собранными» из кристаллизующегося объема расплава, до пределов насыщения, когда, например, появляется сульфидная жидкость.

4). Насыщенность флюидом остаточного расплава, присутствие сульфидной жидкости приводило к формированию среднезернистых пород с сидеронитовой текстурой (локализация рудных минералов в интерстициях между магматическими минералами).

Очевидно, что изменения условий кристаллизации (охлаждение) должны были повлиять на физико-химические условия формирования рудной минерализации и, в частности, на изменение концентрации хлора (захватывалась гидроксилсодержащими минералами), серы в водном флюиде, и в конечном случае на кристаллизацию рудных минералов.

Верхний предел температур, определенный для ранних наложенных ассоциаций минералов порядка 800−900°С (тальк — антофиллитовая и гранатсодержащая ассоциации), хорошо согласуется с положением линии солидуса водонасыщенного расплава. Это предполагает развитие процесса биметасоматического взаимодействия минералов непосредственно после завершения кристаллизации интеркумулуса в породах жильной фации.

При понижении давления и главным образом температуры, выделяющаяся из кристаллизующегося расплава сера реагировала с ним с формированием сульфидной жидкости и воды, например: Н28 ^ + РеО (т) РеБ (т) + Н20 ^.

Известно, что растворы, обогащенные хлором, обладают высокой растворяющей способностью по отношению к силикатам магния, железа и кальция с образованием хлоридных комплексов металлов. О высокой концентрации хлоридов на этом этапе кристаллизации свидетельствует высокое содержание хлора в амфиболах и др. гидроксилсодержащих минералов. Поэтому формирование вторичных минералов можно записать в виде обобщенной реакции:

Орх + PI + Н+ + ОН" + СГ +Na ± К+ Amph + Tic + Grt ± Bt + Chi + PI (Ab) ± Qtz.

В породе обычны каймы из сростков Tlc+Ant+Sulf вокруг ромбического пироксена. Это свидетельствует о высоком содержании серы в гидротермальном растворе. Когда «сульфидная» сера уже израсходована, т. е. в растворе наблюдается недостаток железа («сульфидного») она реагировала с Орх, в результате чего формировались, например, сульфиды железа и тальк по схеме 2НЗД + 40Н" + 6Н+ + 10(Feo.2,Mgi.8)2Si206(s) 2FeS + 6Mg3Si4O10(OH)2.

Дальнейшая кристаллизация сульфидов и ЭПГ происходила на фоне понижения температуры и давления вплоть до формирования низкотемпературных ассоциаций с хлоритом и клиноцоизитом.

Таким образом, формирование вторичных минералов в породах жильной фации связано с реакциями гидратации (Кольцов, Семенов, 2000), а наблюдаемые особенности преобразований (формирование минеральной зональности на границах пироксен-плагиоклаз) хорошо согласуются с моделью межзернового биметасоматического взаимодействия: Орх -> (Ant+Tlc±Sulf) ->Amphj (Al<) -> Amph2(Al>) ^ PI,(вторичный) ^ Р12(первичный). Количество воды, которое участвовало в процессе замещения, должно было полностью израсходоваться на гидратацию первичных минералов еще до момента полного их исчезновения (Кольцов, Семенов, 2000). Интегральное отношение W/R (отношение водапорода) при этом должно было составлять величину, равную приблизительно пуЛ (У2. Такие низкие значения W/R не позволяют рассматривать процессы изменений пород как собственно метасоматические. Метасоматические процессы, как известно, протекают в открытых системах с вполне подвижными компонентами, что предполагает флюидодоминирующий режим с высоким W/R. Недостаток воды не позволил реализоваться и сценарию метаморфического процесса с полной амфиболитизацией пород, что возможно при W/R около единицы. В связи с этим в породах жильной фации переработка пород ограничилась частичным замещением магматических минералов и формированием реакционных зон между зернами минералов без установления равновесия по всему объему породы. Отсутствие следов химического взаимодействия с вмещающими микрозернистыми породами свидетельствуют о том, что формирование жильных пород происходило в закрытой системе.