Особенности геологического строения и платиноносность расслоенного массива Луккулайсваара в Северной Карелии

Содержание работы.

Луккулайсваарский массив располагается в северо-западной части Лоухского района Республики Карелия (рис. 1). В геологическом плане он расположен в Панаярви-Ципрингской рифтогенной структуре субширотного простирания, находящейся в пределах архейского кратона и относится к Олангской группе массивов. Интрузия прорывает породы архея и с размывом перекрывается вулканогенно-осадочными отложениями протерозоя (рис. 2). Возраст массива, по данным уран-свинцового метода, определен в 2437±11 млн лет. Массив представляет собой фрагмент изометричного тела, длина которого составляет более 8км, а ширина - 5км. По гравиметрическим данным подошва массива находится на глубине около 2км. Породы массива, как правило, имеют крутое падение (60-70^o) и ориентированы в субширотном направлении.

Геологические исследования массива охватывают период с 1940 г по настоящее время. Впервые массив был закартирован Ю.С. Неуструевым в 1940г. повышенные содержания платиноидов были установлены Кравцовым Д.И в 1971 г. С 1983 по 1993 гг. были выполнены значительные объемы поисковых работ, в результате которых на массиве был получен большой фактический материал, уточняющий особенности строения расслоенных серий массива.

В строении массива можно выделить 4 зоны, сводный разрез которых представлен в таблице 1. Ультрамафитовая зона залегает в основании расслоенной серии, далее вверх по разрезу следует Норитовая зона, Габбро-норитовая зона и завершает разрез Габбровая зона, которая с сервера перекрывается вулканитами ятулия.

Наиболее интересными представляются Норитовая и Габбро-норитовая зоны, поскольку являются рудоносными. Остановимся на них подробнее.

В Норитовой зоне выделено пять субзон. В составе нижней норитовой субзоны широко развиты ортопироксен-плагиоклазовые разности пород с самыми различными соотношениями этих кумулятивных фаз от ортопироксенитов до анортозитов. Нижняя критическая субзона характеризуется преобладающим развитием мелко-тонкозернистых микрогаббро-норитов, микроноритов, микрогаббро, реже микрозернистых пироксенитов и перидотитов. Средняя норитовая субзона, разделяет нижнюю и верхнюю критические субзоны и характеризуется наличием прослоев оливинсодержаших пород. В верхней части субзоны оливиновые нориты переслаиваются с норитами, габбро-норитами и анортозитами, в нижней - наблюдается ритмичное переслаивание перидотитов, оливиновых норитов, пироксенитов, норитов, габбро-норитов и анортозитов. Верхняя критическая субзона характеризуется развитием в ее основании оливинсодержащих пород незначительной мощности, а в основном сложена микрогаббро-норитами. Верхняя норитовая субзона представлена мелко - среднезернистыми норитами и микропироксенитами с редкими прослоями оливин-содержащих пироксенитов и оливиновых норитов.

Рис. 1. Схема расположения Луккулайсваарского платинометального месторождения, квадрат - границы Луккулайсваарской площади.

Рис. 2. Схематическая геологическая карта Луккулайсваарского массива: 1 - гранодиориты; 2 - плагиопироксениты; 3 - нориты; 4 - микрогаббро-нориты; 5 - габбро-нориты; 6 - габбро; 7 - андезиты; 8 - дайки основного состава; 9 - геологические границы; 10 - установленные разломы; 11 - предполагаемые разломы; 12 - надвиги.

Габбро-норитовая зона подразделяется на две субзоны (нижняя и верхняя), практически идентичные по составу. Они представлены мелко- и среднезернистыми лейко- и мезократовыми габбро-норитами с прослоями анортозитов. Верхняя и нижняя габбро-норитовые субзоны разделяются телом микрогаббро-норитов значительной мощности, к кровле и подошве которого приурочены оторочки рудоносных анортозитов.

Строение массива осложняют дайки основного состава.

На территории массива в 2002-2008 гг. ЗАО <НОРИТ> проведены геологоразведочные работы, целью которых было выявление и последующее детальное изучение платинометальных горизонтов. Работы включали геологическое картирование м-ба 1:1000, проходку канав и бурение скважин, отбор штуфных, бороздовых и керновых проб. Работы велись в пределах шести участков: <Анортозитовый>, <Надежда>, <Клюнинский>, <Перспективный>, <Западная КЗ> и <Восточная КЗ>. В результате было выявлено три платинометальных уровня <Надежда>, <КЗ> и <Норитовый>.

Рудный уровень <Надежда>. В геологическом плане платинометальная минерализация уровня контролируется пластообразным телом микрогаббро-норитов, которое разделяет габбро-норитовую зону на нижнюю и верхнюю субзоны (рис. 3). Тело хорошо дифференцировано на микрогаббро-нориты и анортозиты, которые отличаются выдержанностью по простиранию и петрографической однородностью. Рудная минерализация ассоциирует с метасоматически измененными плагиоклазитами и лейкократовыми габбро-норитами экзоконтактовых зон тела микрогаббро-норитов и прослежена примерно на 6,5 км. Эти рудные горизонты представлены пластообразными зонами вкрапленной сульфидной минерализации. Мощность зон варьирует от 0,2 до 6,5м.

Рис. 3. Схематическая геологическая карта участка <Надежда> и разрезы к ней: 1 - микрогаббро-нориты; 2 - габбро-нориты; 3 - долериты; 4 - рудные тела; 5 - зоны дробления; 6 - геологические границы; 7 - крутопадающие разломы; 8 - надвиги; 9 - скважины и их направление бурения (а - на карте; б - на разрезе); 10 - канавы; 11 - элементы залегания (а - литологических разностей; б - разрывных нарушений).

Нижняя зона представляет собой горизонт вкрапленной сульфидной минерализации. Количество сульфидов в рассматриваемом горизонте обычно не превышает 1-2% и редко достигает 5%. Размер вкрапленных зерен варьирует от 0,5 до 1-2 мм.

Состав сульфидных парагенезисов зависит от степени преобразования и состава пород. В измененных анортозитах преобладает тонкая вкрапленность халькопирита, замещенного по краям зерен и трещинкам спайности халькозином и ковеллином, иногда встречаются пирит, никелин. Иной характер вкрапленности сульфидов отмечается в более свежих, не измененных породах. В них преобладает интерстициальная вкрапленность пентландит-пирротин-халькопиритового состава.

Минералы платиновых металлов отмечаются как в срастаниях сульфидов, так и силикатной матрице породы и представлены в основном висмуто-теллуридами палладия, в подчиненном количестве отмечаются арсениды и антимониды палладия. Характерным является стиллуотерит, образующий выделения размером 100-300 мкм в срастании с изомертиитом, котульскитом, Sb-котульскитом, сперриллитом.

Верхняя рудная зона по ряду признаков сопоставима с нижней, но отличается низкими содержаниями платиноидов. Она как самостоятельный объект не представляет промышленного значения. Однако при разработке нижней зоны, может рассматриваться как объект второй очереди.

Содержания полезных компонентов в рудах верхней зоны уровня <Надежда> в среднем составляет: Pt - 0,22 г/т; Pd - 0,78 г/т; Au - 0,06 г/т; Cu - 0,1%; Ni - 0,04%; в нижней зоне: Pt - 0,79 г/т; Pd - 3,21 г/т; Au - 0,23 г/т; Cu - 0,2%; Ni - 0,08%. Платинопалладиевое отношение в верхней зоне в среднем составляет - 1/5, в нижней - 1/4.

Рудный уровень <КЗ> приурочен к выходу пород верхней критической субзоны расслоенного интрузива. Он ориентирован согласно расслоенности и протягивается в субширотном направлении почти на 3.5 км при мощности до первых десятков метров. Главными особенностями разреза верхней критической субзоны являются высокая изменчивость петрографического состава, большие вариации текстурно-структурных характеристик пород (от микрозернистых до пегматоидных разновидностей при резком преобладании микро- и мелкозернистых разностей: микрогаббро-норитов, образующих слои и линзы мощностью от 3 до 80 м).

Распределение платинометальной минерализации в пределах рудной зоны носит струйчатый характер. Струи имеют значительную (первые сотни метров) протяжённость и образуют от одного до четырёх рудных горизонтов мощностью от 0,6 - 5,7 м. Сульфидная медно-никелевая минерализация распространена как в пределах платинометальных струй, так и в пустых, соединяющих струи, прослоях пород. Уровень характеризуется наличием сульфидной вкрапленности интерстиционного характера, представленной пентландит-халькопирит-пирротиновой ассоциацией. В породах рудного горизонта присутствует магнетит. Количество сульфидов в рассматриваемом горизонте не превышает 1-2%.

Соотношение платины и палладия в рудах закономерно изменяется в отдельных рудных прослоях от 1/4 в кровле прослоев до 3/5 в их подошве.

Содержания полезных компонентов в рудах уровня <КЗ> в среднем составляет: Pt - 0,31 г/т; Pd - 1,10 г/т; Au - 0,07 г/т; Cu - 0,1%; Ni - 0,09%. Платинопалладиевое отношение в среднем - 0.29.

Рудный уровень <Норитовый> приурочен к выходу пород средней норитовой субзоны расслоенного интрузива, к верхней ее части. Он ориентирован согласно расслоенности и протягивается в субширотном направлении почти на 3,5 км при мощности 5-6 метров. Главными особенностями разреза средней норитовой субзоны являются: в верхней части - переслаивание оливиновых норитов с лейконоритами и норитами, габбро-норитами и анортозитами мощностью от 0,5 - 15 м; в нижней - ритмичное переслаивание перидотитов, оливиновых норитов, норитов, пироксенитов (от 0,3 до 70 м).

Уровень представляет собой рудную зону мощностью от 4,7 до 7,5 м, которая состоит из двух рудных горизонтов, разделённых прослоем пустых пород мощностью 1 - 2 м, и характеризуется наличием сульфидной вкрапленности представленной преимущественно пиритом, пирротином и пентландитом, в меньшей степени распространен халькопирит. Содержание сульфидов в породе крайне низкие. Платинометальная минерализация представлена сперрилитом.

Содержания полезных компонентов в рудах уровня <Норитовый> в среднем составляет: Pt - 1,30 г/т; Pd - 0,05 г/т; Au - 0,01 г/т; Cu < 0,01%; Ni < 0,01%. Платинопалладиевое отношение в среднем - 40/1.

Содержания полезных компонентов в рудах платинометальных уровней показаны на диаграммах (рис. 4).

Рис. 4. Сравнительные блочные гистограммы распределения полезных компонентов по рудным уровням.

Проведены статистические исследования, которые демонстрируют пространственную связь между платиноидным и медно-никелевым оруденением. Рассчитаны корреляционные матрицы элементов (табл. 2). Высокие значения корреляции между серой, никелем и медью свидетельствуют о том, что медь и никель находятся в сульфидной форме, а именно в виде халькопирита и пентландита, что подтверждают результаты изучения аншлифов. Высокие значения коэффициентов корреляции элементов платиновой группы и золота с медью, никелем и серой, указывают на то, что перечисленные элементы драгоценных металлов непосредственно ассоциируют с сульфидными минералами.

Характер взаимосвязи элементов можно представить в виде дендрограмм (рис. 5). На графике видно, что среди элементов можно выделить две группы: группу ЭПГ и золота, и сульфидную группу, к которой можно отнести медь, никель и серу.

Рис. 5. Дендрограмма корреляционных связей между содержаниями химических элементов на участке <Надежда> (борт 2,5 г/т Pd условного)

Рудные уровни имеют ряд сходств и различий, которые позволяют предположить, что формированию уровня <Надежда> предшествовало становление уровней <КЗ> и <Норитового>.

Рудные уровни <Норитовый> и <КЗ>, как было ранее сказано, отличаются высокой изменчивостью петрографического состава и большими вариациями текстурно-структурных характеристик пород. Платинометальные горизонты, как правило, представляют собой то и дело выклинивающиеся зоны, состоящие из нескольких горизонтов, разделённых прослоями пустых пород. Эти структурные характеристики присущи всему массиву в целом. Кроме того, петрографический состав вмещающих оруденение пород также характерен для соответствующих рудным уровням расслоенных серий. Существенно иные структурные и минералого-геохимические особенности присущи рудоконтролирующему телу микрогаббро-норитов, к которому приурочен платинометальный уровень <Надежда>.

Силлообразное тело, контролирующее рудные зоны платинометального уровня <Надежда>, хорошо дифференцировано на микрогаббро-нориты и анортозиты, отличающиеся выдержанностью по простиранию и петрографической однородностью, резко отличающейся от значительной петрографической изменчивости пород массива. В ходе детальных исследований были выявлены секущие микрорасслоенность вмещающих пород контакты тела, интенсивные эндоконтактовые изменения микрогаббро-норитов в области выклинивания в западной части массива (участок <Анортозитовый>), обнаруженной автором и наличие зон метасоматических изменений, прослеженных вдоль подошвы тела на незначительном расстоянии от контакта, во вмещающих габбро-норитах.

Эти факты могут свидетельствовать о том, что уровень <Надежда> сформировался в результате внедрения новой порции насыщенного флюидами расплава в остывающий массив. На это также могут указывать факты магматического брекчирования, установленные предшественниками.

Однако исследования О.В. Казанова свидетельствуют о том, что формирование платинометального оруденения за счет собственно расплава микрогаббро-норитов невозможно в силу дефицита масс. Этот факт свидетельствует о внутрикамерном происхождении вещества микрогаббро-норитов.