Халиловский массив, южный Урал

Введение

Ультрамафиты Корякского нагорья
Главная страница

ХАЛИЛОВСКИЙ МАССИВ, ЮЖНЫЙ УРАЛ

Принятые обозначения:

Ol – оливин, Fa – фаялит, Opx – ортопироксен, Cpx – клинопироксен, Spl – хромшпинелид

Hz – гарцбургит, Hz Mg – гарцбургит из магнезиального дунит-гарцбургитового комплекса, Hz Cpx – диопсидовый гарцбургит

Lz – лерцолит, Du – дунит, Du in Hz – дунит среди гарцбургитов, Chrt – хромитит

DMM – составы минералов в depleted MORB mantle [1].

Халиловский массив площадью около 400 км2 сложен преимущественно полосчатым дунит-гарцбургитовым комплексом ультрамафитов с заметным преобладанием гарцбургитов над дунитами [2]. Полосчатость обусловлена наличием среди перидотитов множества линз дунита мощностью от 30-50 см до 20-30 м. Наибольшее количество хромитовых рудопроявлений сосредоточено в центральной части массива. Детальная характеристика их приведена в работах и [3, 4]. Линзообразные тела сплошного и вкрапленного хромита локализованы преимущественно в полосах дунита, реже – непосредственно в гарцбургитах.

Особенностью ультрамафитов Халиловского массива, судя по изученным нами образцам пород из коллекции (ВИМС, Москва), является широкое распространение в гарцбургитах и дунитах идиоморфного (октаэдрического) хромшпинелида, что свойственно предельно истощенным океаническим перидотитам SSZ-типа. Это в какой-то мере согласуется и с составами породообразующих минералов гарцбургитов (Приложение 17): относительно магнезиальным составом оливина (рис. 1) и более хромистым (относительно перидотитов MOR-типа) составом Spl (рис. 2). Однако, состав Spl отличается повышенной, относительно перидотитов SSZ-типа, магнезиальностью и наследует состав Spl в перидотитах MOR, являясь продолжением их кристаллохимического тренда.

В дунитах, почти полностью серпентинизированных, состав оливина более магнезиаленый (Fa = 5,8 – 8,1 мол. %) по сравнению с гарцбургитами (Fa = 8,3 – 8,9 мол. %). Не затронутые метаморфизмом и серпентинизацией хромшпинелиды представлены идеальными кристаллами октаэдрического габитуса. Состав их (при сопоставлении с гарцбургитами) более хромистый (см. рис. 2). Состав рудообразующего хромита по параметру Cr/(Cr + Al) аналогичен таковому акцессорной вкрапленности дунитов, но несколько смещен в магнезиальную область, как и в наиболее истощенных ультрамафитах Корякского нагорья – Красногорского и Чирынайского массивов. Это обстоятельство мы связывает с процессами флюидно-метаморфогенной рекристаллизации рудообразующего хромшпинелида, тренд которой (красная стрелка на рис. 2) направлен в сторону обогащения Spl пикрохромитовым миналом.

Среди платиноносных ультрамафитов Корякско-Камчатского региона наиболее близкими, по составу, к Халиловскому массиву являются гарцбургиты полуострова Елистратова. Оба этих массива занимают, по составу породообразующих минералов гарцбургитов (рис. 1 – 4), промежуточное положение между умеренно деплетированными перидотитами Тамватнейского массива и предельно истощенными гарцбургитами Чирынайского и Красногорского массивов. На фоне составов океанических перидотитов, гарцбургиты Халиловского массива относится к наиболее истощенному типу этого сообщества, наряду с гарцбургитами MAR 15o 20' N FZ, Macquarie Island и ксенолитами Hz в андезитах Авачинского вулкана (рис. 5). При этом важной, в петрогенетическом отношении, особенностью гарцбургитов является более «продвинутый», относительно перидотитов MOR, состав Spl, что связано, по-видимому, с повторными актами частичного плавления мантийного протолита в условиях MOR, приведших к более глубоким процессам трансформации его состава, активной мобилизации рудного вещества и формированию платинометальной минерализации в хромититах.

Особенности платинометальной минерализации

Представление о платинометальной минерализации хромитовых рудопроявлений массива ограничено изучением 15 образцов хромититов с массивной, густовкрапленной и нодулярной текстурами из коллекции (ВИМС, Москва). Минералы платиновой группы (МПГ) обнаружены лишь в 9 образцах. Все находки МПГ связаны с массивными и густовкрапленными рудами. В хромититах с нодулярной текстурой рудная минерализация представлена комковидными выделениями аваруита в "рубашке" серпентина. Концентрации МПГ в хромититах различны – от единичных знаков до нескольких десятков зерен на образец.

В подавляющем большинстве, выделения МПГ представлены идиоморфными кристаллами размером до 100 мкм. Как и в массивах Корякского нагорья, это преимущественно разобщенные мономинеральные, реже двухфазные включения в хромите, в некоторых случаях – включения в негативных октаэдрах серпентина. Фазовый состав платинометальной минерализации в каждом рудопроявлении хромита индивидуален (таблица). В целом же в массиве преобладают дисульфиды ряда лаурит-эрликманит, а в пределах этого ряда – лаурит (рис. 6); примечательно полное отсутствие собственно платиновых и палладиевых минералов (Приложение 18а).

Распространенность различных МПГ в хромититах Халиловского массива

(по количеству выявленных зерен)

Минерал	Образец рудопроявления	Всего
118	51	142	132	83	78	44	60	52	n	%
Рутениридосмин	7	-	12	-	-	1	-	3	-	23	14,1
Иридий	1	-	6	-	4	1	2	-	-	14	8,5
Гексаферрум (Ru, Os)	-	-	-	2	2	-	-	-	-	4	2,4
Дисульфиды	35	40	14	15	5	5	4	-	2	120	73,2
Сульфоарсениды	-	2	-	-	-	1	-	-	-	3	1,8
Всего	43	42	32	17	11	8	6	3	2	164	100,0

Наиболее распространенные в хромититах дисульфиды образуют кристаллы октаэдрического или кубоктаэдрического габитуса, реже - кубического. В одном из рудопроявлений массивного крупнозернистого хромита с множеством интерстициальных и негативных выделений серпентина (обр. 142) кристалл лаурита обнаружен в качестве включения в негативном октаэдре серпентина. Состав дисульфидов варьирует в широких пределах (от лаурита до эрликманита) как в целом по массиву, так и в объеме одного образца. Некоторые различия между отдельными рудопроявлениями фиксируются по содержанию в сульфидах родия и платины.

Кристаллы гексагональных твердых растворов Os, Ir и Ru (рутениридосмина) представлены двумя морфологическими типами: богатые осмием индивиды – тонкими шестиугольными пластинками размером до 100 мкм, а индивиды с примерно равным соотношением Os и Ir – изометричными кристаллами с отчетливо выраженными гранями пинакоида, призмы и дипирамиды, размером до 50 мкм.

В отличие от большинства хромитовых рудопроявлений дунит-гарцбургитовых массивов Корякского нагорья, в Халиловском массиве среди рутениридосминов преобладают бедные рутением индивиды. Это обстоятельство и широкое развитие лаурита свидетельствуют о высокой активности серы в среде рудообразования, когда значительная часть рутения, как наиболее халькофильного ЭПГ, фракционирует в сульфидную фазу.

Примечательно рудопроявление 142: здесь составы большинства индивидов рутениридосмина укладываются в единый тренд, исходящий из вершины Os (см. рис. 6). Это обусловлено, по-видимому, относительно стабильными условиями кристаллизации рудного вещества – последовательным фракционированием осмия (как элемента с повышенной степенью самородности, относительно Ir и Ru) в твердую фазу при длительном сохранении постоянных пропорций между иридием и рутением.

Кубические твердые растворы на основе иридия образуют компактную по составу группу минералов с аномально высоким для них содержанием осмия, что делает целесообразным расширение области кристаллизации природных твердых растворов (Ir, Os, Ru) с кубической решеткой относительно синтетических аналогов в сторону осмия и рутения. Возможность существования среди богатых осмием индивидов иридия тонкого двухфазного агрегата (с участием гексагональной фазы) исключается в данном случае ввиду присутствия визуально различимых под микроскопом срастаний насыщенного осмием иридия с рутениридосмином.

Единичные выделения твердых растворов (Ru, Os, Fe) образуют, как и в ряде других массивов альпинотипных ультрамафитов, характерные для них микропористые агрегаты в виде негативных (относительно хромита) октаэдров с тонкой "рубашкой" серпентина или хлорита. Соотношение в них минералообразующих элементов сопоставимо с таковым в аналогичных микроагрегатах из хромититов Елистратовского массива и характеризуется существенным преобладанием суммы рутения, осмия и иридия над элементами группы железа.

Сульфоарсениды обнаружены в двух образцах хромита: в одном из них два выделения ирарсита в срастании с лауритом и лаурит-эрликманитом, в другом – отдельный кристалл ирарсит-осарсита.

В целом по массиву платинометальная минерализация хромититов, как и в некоторых других платиноносных массивах альпинотипных ультрамафитов, наследует хондритовый характер пропорций Os, Ir и Ru. Отношение Os:Ir:Ru в валовом составе МПГ составляет 25:15:60, что близко к пропорциям этих ЭПГ (21:18:61) в обогащенном железом и наиболее истощенном H-типе обыкновенных хондритов [5].

Таким образом, результаты изучения вещественного состава имевшихся в нашем распоряжении образцов ультрамафитов и хромититов Халиловского массива позволяют говорить о том, что: 1) данный массив является представителем слабо истощенных разновидностей альпинотипных ультрамафитов дунит-гарцбургитового сообщества, характеризующихся наличием частично рекристаллизованных гарцбургитов с варьирующим содержанием предельно истощенных пироксенов MOR-типа и новообразованного идиоморфного хромшпинелида с более «продвинутым», относительно перидотитов MOR-типа, составом; 2) платинометальная минерализация хромититов Халиловского массива, в отличие от крайне истощенных дунит-гарцбургитовых серий SSZ-типа (в традиционном понимании этого термина), имеет ограниченной спектр фазового состава МПГ при существенно Os-Ir-Ru специализации с преобладанием сульфидных форм ЭПГ над самородными при полном отсутствии собственно платиновых и палладиевых минералов; 3) наличие среди сульфидов широкого ряда составов (от лаурита до эрликманита) в парагенезисе с гексагональными и кубическими твердыми растворами (Os, Ir, Ru), с одной стороны, и присутствие в негативных октаэдрах серпентина включений лаурита – с другой, свидетельствуют об устойчивом и, по-видимому, длительном режиме фракционирования ЭПГ из мобилизованного флюидом рудного концентрата при сохранении хондритовых пропорций между минералообразующими ЭПГ в исходном субстрате.

Литература

1. Workman R. K., Hart S. R. Major and trace element composition of the depleted MORB mantle (DMM) // Earth and Planetary Science Letters, 2005, V. 231(1-2), p. 53-72.

2. Варлаков , петрохимия и геохимия гипербазитов Оренбургского Урала. М.: Наука, 1978, 238 с.

3. Бетехтин месторождения хромистого железняка на Южном Урале // Хромиты СССР, Т. 2, М.-Л.: АН СССР, 1940, с. 285-338.

4. , Кашин Халиловских месторождений хромистого железняка на Южном Урале // Хромиты СССР, Т. 1, М.-Л.: АН СССР, 1937, с. 157-249.

5. , Безмен метеоритного вещества, планет и магматических серий. М.: Наука, 1983, 194 с.