Особенности геологического строения и платиноносность расслоенного массива Луккулайсваара в Северной Карелии

Введение.

Актуальность исследований

Металлы платиновой группы являются важнейшим валютным сырьем, возрастающая их потребность в связи с требованиями экономики ставит перед геологией важную и актуальную задачу по выявлению новых месторождений.

На территории Карелии за последние годы выделен ряд месторождений и рудопроявлений металлов платиновой группы (МПГ), что позволило считать ее новой перспективной платиноносной провинцией на Северо-Западе России. Наиболее перспективными типами платиноидного оруденения в настоящее время являются месторождения малосульфидного типа в расслоенных интрузиях и массивах. Таким объектом, в частности, явилось Луккулайсваарское платинометальное месторождение.

Цели и задачи работы

Целью данной работы является выявление особенностей строения и закономерностей распределения руд Луккулайсваарского интрузива - типичного объекта для новой потенциально платиноносной провинции северо-запада России.

Фактический материал и методика исследования (личный вклад автора)

В основу работы положен открытый материал, содержащийся в двух отчетах с предварительной оценкой ресурсов МПГ месторождения Луккулайсваара. А также отчет по технологическим исследованиям платинометальных руд на обогатимость, выполненным в ФГУП <ЦНИГРИ>. В качестве исходного материала использовалась полная документация 219 буровых скважин и 142 канав и журналы опробования платинометальных горизонтов и вмещающих пород. Общее число обработанных геохимических проб - 4649. Самим автором было отобрано на участках <Анортозитовый>, <Надежда>, <Клюнинский>, <Перспективный>, <Западная КЗ>, <Восточная КЗ> - 463 керновых, 618 бороздовых, 48 штуфных проб платинометальных руд и вмещающих пород; 5 проб флотационного концентрата. Пробы были проанализированы в лаборатории ООО <Алекс Стюарт ГеоАналитика> пробирным методом для определения содержаний платины, палладия и золота; и химическим методом для определения содержаний никеля, меди и сульфидной серы. Изучено 68 аншлифов и 157 шлифов. Также для корректировки разрывных нарушений использовались геофизические данные. Вся эта информация позволила создать автору базу данных. Исходные данные проверены и отредактированы. Определены причины снижения обогатимости руд на отдельных участках. Произведен статистический анализ данных химических анализов. Посредством геостатистического анализа определены оптимальные параметры разведочной сети. Построены разнообразные двух- и трехмерные компьютерные модели участка <Надежда>.

Основные методы исследования

Трехмерная горная геометрия, маркшейдерия и геодезия, воплощенные в комплексы программ трехмерного моделирования месторождений полезных ископаемых. В качестве основного программного комплекса использовалась интегрированная система MicroMine. Но привлекались также DataMine, SurPack, AutoCAD. В качестве подсобных программ широко использовались ArcGIS, Statistica, Excel и др.

Научная новизна

1) В мире на данный момент изучено достаточно большое количество платинометальных месторождений, связанных с основными и ультраосновными расслоенными массивами, в пределах платинометальных горизонтов которых, как принято считать, минералы платины имеют непосредственную генетическую связь с сульфидами.

В Луккулайсваарском массиве впервые выявлена разобщенность медно-никелевых и платинометальных горизонтов. Особенно это проявлено в рудных уровнях <КЗ> и <Норитовом>. Выявлена закономерность геологического положения платинометальных горизонтов относительно медно-никелевых руд в разрезе массива (снизу-вверх): рудный уровень <Норитовый> является бессульфидным и сопутствующие ему медно-никелевые руды не установлены (возможно в связи с недостаточной изученностью); в рудном уровне <КЗ> наблюдается наложение платинометальных и медно-никелевых руд с незначительным их разобщением; в рудном уровне <Надежда> установлено полное перекрытие платинометальных и медно-никелевых руд.

2) Впервые выявлена закономерная смена платино-палладиевого отношения, как в пределах отдельных платинометальных уровней, так и в разрезе массива в целом. В рудном уровне <КЗ>, соотношение платины и палладия в рудах закономерно изменяется в отдельных рудных горизонтах с увеличением составляющей палладия: от 0,40-0,60 в их подошве до 0,25-0,35 в кровле. Причём, на участках слияния горизонтов происходит двух-, реже трёхкратное повторение указанной зональности. Мощности отдельных ритмов составляют от 2,5 до 3,5 м.

В целом по массиву наблюдается подобная тенденция увеличения составляющей палладия в рудах от краевой зоны к центру массива. Рудный уровень <Норитовый> несет, существенно, платиновую минерализацию (платино-палладиевое отношение составляет 40/1); платино-палладиевое отношение в рудном уровне <КЗ> в среднем составляет 0,3; в рудных зонах рудного уровня <Надежда> платино-палладиевое отношение в среднем составляет 0,2.

3) Создана модель формирования комплекса массивов Олангской группы. В отличие от известных платинометальных массивов мира (Стиллуотер (Канада), Бушвельд (ЮАР), Бураковский (Россия), в Луккулайсваарском массиве отсутствуют горизонты хромитовых руд. Эта характерная особенность связана с этапами формирования системы ультра-основных и основных массивов Олангской группы.

Практическая значимость

1) Создана компьютерная модель участка <Надежда> Луккулайсваарского платинометального месторождения, которая позволила уточнить пространственное положение основных разрывных нарушений, и как следствие позволит обойтись оптимальными объемами бурения при дальнейшей разведке.

2) Геостатистическими методами оценена изменчивость содержаний полезных компонентов платинометальных руд рудной зоны <С> уровня <Надежда>, а также вычислена оптимальная разведочная сеть для отдельных блоков участка, что в дальнейшем позволит в значительной степени удешевить геологоразведочные работы.

3) Установлены причины снижения обогатимости платинометальных руд участка <Клюнинский>. Руководствуясь результатами проведенных исследований можно минимизировать вложения средств в разведку участков, в пределах которых располагаются слабо обогатимые руды.

Апробация работы

Основные положения диссертационной работы докладывались: на научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Молодые - наукам о Земле> в Российском государственном геологоразведочном университете (март 2008г.); на XV Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Ломоносов-2008> в Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова (апрель 2008г.); на XVI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Ломоносов-2009> в Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова (апрель 2009г.); на Российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых <Планета Земля: актуальные вопросы геологии глазами молодых ученых и студентов> в Московском Государственном Университете им. М.В. Ломоносова (апрель 2009г.)

Объем и структура работы

Работа изложена на 122 страницах машинописного текста, состоит из введения, 9-и глав и заключения, сопровождается 15 таблицами, 51 рисунком, списком литературы из 54 наименований и списком сокращений.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук Н.Н. Шатагину за постоянную внимательную опеку, а также за помощь в освоении таких программ, как MicroMine и Statistica. Автору были очень полезны консультации младшего научного сотрудника Геологического факультета МГУ К.И. Воскресенского без которых вряд ли удалось бы выявить характерные особенности платинометальных руд и их изменений. Автор от души благодарит своих коллег сотрудников ЗАО <НОРИТ> В.М. Шашкина, Ю.Н. Роднова, М.О. Бандуркина, А.В. Фатеева за дружескую помощь и поддержку в работе над диссертацией. Особую благодарность за опыт при организации и проведении полевых работ автор выражает начальнику Луккулайсваарской геологической партии В.Н. Скворцову.