Первые данные о распределении элементов платиновой группы в мантийных включениях шпинелевых перидотитов из базанитов вулкана Сверре (Шпицберген)

Авторы: Маслов В.А., Лазаренков В. Г. Санкт-Петербургский Горный институт (Технический Университет) им. Г.В. Плеханова, С.-Петербург, Россия

Вопрос о содержании элементов платиновой группы (ЭПГ), а также золота в мантийных ультрамафитах и выявлении благороднометалльной геохимической специализации этих пород представляет значительный генетический интерес, в том числе в связи с проблемой образования месторождений этих металлов. В отечественной и зарубежной литературе приводятся ограниченные сведения о концентрации в мантийных ЭПГ и золота в мантийных включениях. Для исследований распределения ЭПГ в мантийных ксенолитах шпинелевых перидотитов было отобрано три наиболее характерных разновидности этих пород. С точки зрения платиноносности, наибольший интерес представляют те разности, которые обогащены хромшпинелидами. Известно, что существуют корреляционная связь между содержанием хрома и платиноидов.

Вулкан Сверре располагается  в северо-западной части о. Западный Шпицберген на западном побережье Бокк-фьорда. Сверре - стратовулкан (центрального типа), имеет вид конуса, вершина которого находится на высоте 506 м. над уровнем моря. Площадь основания вулкана 2 км². Породы слагающие конус вулкана Сверре и вмещающие ксенолиты, ксенокристаллы мантийных пород представлены базанитовыми лимбургитами. Иногда включения составляют до 50 % объема породы и щелочной базальт выступает в роли цемента. В среднем по вулкану включения составляют 10 - 15 % объема породы. Калий-аргоновые датировки по различным определениям дают возраст четвертичных вулканов от 1 млн.  до 4000 - 6000 лет. Т.к. породы, в своем большинстве, представляют ряд от шпинелевых гарцбургитов до шпинелевых лерцолитов, то для анализа были взяты:

11/3 - шпинелевый гарцбургит (энстатит - 50 - 55  %, оливин - 40 - 45 %, хромдиопсид - 5 - 8 %, шпинель - 0,9 %)

18 - шпинелевый лерцолит (оливин - 65 - 70 %, энстатит - 20 - 25 %, клинопироксен -  7 %, шпинель - 1-2%)

27 - шпинелевый лерцолит (оливин - 50 %, энстатит - 30 %, хромдиопсид - 9 - 15 %, шпинель - 2-3 %)

Образец 11/3 в своем составе имеет небольшое количество диопсида содержащего от 0.5 до 1.5 % Cr₂O₃,  количество шпинели минимально. Образец 18 представляет промежуточный член ряда, где хромдиопсида в среднем 7% , а количество шпинели возрастает (по сравнению с обр. 11/3). В образце 27 наблюдается максимальное количество хромовой шпинели. Кроме того этот образец несет в себе следы активного взаимодействия с базанитовой магмой в виде частичного плавления ксенолита, появления в трещинах стекла, новообразованных минералов - в особенности, оливина 2 генереции и клинопироксена.

Табл. 1. Содержание элементов платиновой группы в мантийных включениях вулкана Сверре, архипелаг Шпицберген, (в г/т).  

Именно в трещинах, на продолжении жилок вулканического стекла и самостоятельно располагаются мелкие зернышки или агрегаты рудных минералов в тесной ассоциации с карбонатами, которые располагаются в виде цепочек концентрически-зональных овоидов (Маслов, Лазаренков, 2000).

Из ксенолита N27 была изготовлена минералогическая проба с максимальной крупностью агрегатов зерен около 5-8 мм, массой около 400 грамм. В дальнейшем, данная проба была подвергнута обогащению по методике предложенной В.В. Кнауфом. Полученный тяжелый концентрат был изучен на рудном микроскопе и микрозондовой установке  (АВТ-55(Япония) с энергодисперсионным спектрометром ) ИГГД РАН (аналитик М.Д. Толкачев, М.Р. Павлов). Чувствительность анализа 0,1%.

В тяжелом концентрате были определены сульфиды группы пирита, халькопирита. Это собственно пирит и халькопирит, пользующиеся наибольшим распространением, а также борнит, блеклая руда и некоторые другие. Пирит наблюдается в виде изометричных зерен светло-желтого цвета. Желтый халькопирит в большинстве случаев находится в сростках с коричневато-розовым борнитом и блеклой рудой светло-серого цвета, реже в виде самостоятельных зерен неправильной формы. Борнит с блеклой рудой почти всегда образует субграфические, пластинчатые, линзовидные структуры распада. В малом количестве обнаружены самородный свинец, медь, железо, природные сплавы свинца и олова, несколько зерен серебра и зерно станнида платины (рустенбургит). Все самородные минералы и интерметаллиды имеют белый цвет и обладают высокой отражательной способностью (см. рис. 1 - 3, табл. 2).

Табл. 2 Химический состав акцессорных микрофаз (масс. %).

По нашему мнению (2000), мантийные ксенолиты вулкана Сверре взаимодействовали с магмой и подвергались метасоматическому воздействию флюидной фазы базанитов разной степени. Вероятно, в результате этого взаимодействия некоторое количество рудных элементов было привнесено в ксенолиты

1.    Мантийные ксенолиты вулкана Сверре, архипелага Шпицберген, в среднем характеризуются низкими содержаниями этих элементов, что соответствует мировым данным (С. Сан, С. Барнс, 1990). Однако образец 27 почти в 2 раза богаче ЭПГ чем мантийный перидотит по С. Сану.

2.    Платинометальная геохимическая специализация характеризуется преобладанием палладия и платины с предположительным типом распределения ЭПГ: Pd>Pt>Ru>Os>Ir>Rh.

3.    Полученные результаты наглядно показывают, что максимальные содержания ЭПГ  соответствуют хромшпинелевым разновидностям перидотитовых пород, где носителями  ЭПГ является именно хромшпинелиды. Обедненный хромшпинелидом образец наиболее беден ЭПГ.

4.    В мантийных включениях вулкана Сверре  нами впервые была установлена микрофаза платиновых минералов, представленная рустенбургитом.

Опубликовано в:

Маслов В. А., Лазаренков В. Г. Структурные типы мантийных ксенолитов из базанитов вулкана Сверре, Шпицберген. // Изв. Вузов. Геология и разведка, Геология и Разведка, N6, 1999, с. 45 -52

Маслов В. А. Мантийные включения в щелочных базальтоидах вулкана Сверре, архипелаг Шпицберген: петрография, геохимия, платиноносность. // Автореферат дисс. на соискание степени к.г.-м.н., 2000.