Платинометалльная специализация зонального профиля кор выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов платиноносного пояса Урала

В последнее время интерес геологов нацелен на поиски альтернативных источников платиновых металлов в пределах Платиноносного пояса Урала, освоенного промышленного региона, в составе которого выделяются одни из крупнейших в мире россыпеобразующих зональных массивов — Светлоборский и Нижнетагильский. Коры выветривания, развитые по ним, до сих пор подробному исследованию не подвергались, хотя на сегодняшний день в мировой практике из вестно множество примеров выявления промышленных концентраций элементов платиновой группы (ЭПГ) в гипергенных покровах на ультраос-новных массивах. Обогащены благородными металлами никелевые месторождения кор выветривания Кубы (Моа и Никаро), Новой Каледонии, Польши (Шкляры), России (никелевые месторождения Урала) [1, 6—8].

Геологическое строение Светлоборского и Нижнетагильского массивов освещено во многих работах, вклю чая классические труды Н. К. Высоцкого, А. Н. Заварицкого, А. Г. Бетехти-на, И. А. Малахова, К. К. Золоева и другие [2—5]. Нижнетагильский и Светлоборский массивы входят в цепочку концентрически-зональных массивов Платиноносного пояса Урала (рис. 1, 2). Зональное строение характеризуется наличием дунитового ядра и клинопироксенитовой оболочки. Породы жильной серии на Нижнетагильском массиве представлены главным образом хромититами, на

Рис. 1. Положение массивов Платиноносного пояса Урала (а) и схематическая геологическая карта (б) Светлоборского массива [3, с доп. авторов]:

• а)    1—16 массивы Платиноносного пояса Урала: 1 — Ревдинский, 2 — Тагило-Баранчинский, 3 — Нижнетагильский, 4 — Арбатский, 5 — Качканарский, 6 — Светлоборский, 7 — Вересовоборский, 8 — Павдинский, 9 — Косьвинский, 10 — Кытлымский, 11 — Княспинский, 12 — Кумбинский, 13 — Денежкинский, 14 — Помурский, 15 — Чистопский, Ялпинг-Ньерский, 16 — Хорасюрский.

Структурно-минерагенические мегазоны Уральской складчатой системы: I — Предуральский краевой прогиб, II — Западно-Уральская, III — Центрально-Уральская, IV—Тагило-Магнитогор-ская, V — Восточно-Уральская, VI — чехол Западно-Сибирской платформы; ГУГР — Главный Уральский глубинный разлом.

• б)    I — Вересовоборский клинопирок-сенит-дунитовый массив, II — Светлоборский клинопироксенит-дунитовый массив, III — Качканарский габбро-клинопи-роксенитовый массив; 1 — кытлымиты, зелёные сланцы выйской свиты среднего верхнего ордовика, 2—тонко- и мелкозернистые дуниты, 3 — средне- и крупнозернистые дуниты, 4 — клинопироксениты, 5 — титаномагнетитовые клинопироксениты, 6 — габбро, 7 — горнблендиты, 8 — платиноносные аллювиальные отложения, 9 — тектонические нарушения, 10 — гидросеть, 11 — некоторые рудопро-явления платины: 1 — Борт Лога № 1,2 — Травянистый Лог, 3 — Высоцкого; 12 — массивы Платиноносного пояса Урала, 13 — Главный Уральский глубинный разлом, 14 — точки отбора проб коры выветривания

Рис. 2. Положение массивов Платиноносного пояса Урала (а) и схематическая геологическая карта (б) Нижнетагильского массива [3, с доп. авторов]:

• б)    1 — тонко- и мелкозернистые дуниты, 2 — средне- и крупнозернистые дуниты, 3 —клинопироксениты, 4 — титаномагнетитовые клинопироксениты, 5 — габбро, 6 — горнблендиты, 7 — мелкозернистые амфибол-плагиоклазовые породы — «кытлымиты», 8 — амфиболиты, 9 — базальты, андезибазальты, зеленые сланцы, 10—11 — континентальносклоновые и шельфовые осадочные образования, 12 — платиноносные аллювиальные отложения, 13 — Главный Уральский глубинный разлом, 14 — гидросеть, 15 — массивы Платиноносного пояса Урала, 16 — точки отбора проб коры выветривания

Светлоборском — дайками клинопи-роксенитов, горнблендитов и иситов.

Коры выветривания в пределах Светлоборского и Нижнетагильского массивов характеризуются сокращенным профилем и прерывистым характером распространения [9]. Их мощность не превышает 10 м на Светлоборском массиве и 5 м на Нижнетагильском. Преобладает серпентинитовая зона, сложенная внизу разреза дезинтегрированными лизардит-хри-зотиловыми, выше — выщелоченными лизардитовыми серпентинитами. На Светлоборском массиве серпентиниты перекрываются глинами сапонитового состава. Оксидно-железная зона в профиле выветривания отсутствует и выражена в некотором обогащении верхних зон гидроокислами Fe и Mn (рис. 3).

Методы исследования

Химический состав пород различных зон профиля выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов исследовался методом масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS). Анализ проб выполнялся в лабораториях ИГМ СО РАН г. Новосибирска и в ЦАЛ ВСЕГЕИ.

Результаты и обсуждение

Концентрации ЭПГ, золота и серебра в различных зонах профиля выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов представлены в табл. 1. Для оценки уровня содержания ЭПГ в корах выветривания представляет интерес количество этих элементов в первичных массивах, которые послужили источником металлов. В таких случаях используются коэффициент накопления (Кн), рассчитываемые как отношение содержания элементов в породах различных зон выветривания к содержаниям в исходной неизмененной породе. Коэффициент накопления ЭПГ, золота и серебра вычислялся относительно углистого хондрита С1 [8] и исходного слабосерпентинизированно-го дунита Нижнетагильского массива (г. Соловьева, скв. 7529, глубина 403.0—453.0 м [1]).

По данным табл. 1, коры выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов характеризуются низкими содержаниями элементов группы платины, золота, серебра, интенсивным выносом из всех зон профиля выветривания с минимальными коэффициентами накопления в ниж-

I - Серпентинитовая зона: а - подзона дезинтегрированных серпентинитов; б - подзона выщелоченных серпентинитов; И - Глинистая сапонитовая зона;

III - Элювиально-делювиальные покровные отложения.

Дуниты серпентинизированные

Горнблендитовые, пироксснитовые, иситовые дайки

Магнезит-серпентиновые и халцедоновые прожилки

Хромитовая вкрапленность

Рис. 3. Профиль кор выветривания Светлоборского (слева) и Нижнетагильского (справа) массивов

Таблица 1

Содержание ЭПГ в корах выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов, мг/т

Примечание: х. э. — химический элемент; n — число проб; х — среднее; s — стандартное отклонение от среднего; (-) — элемент не определялся. 1, 4 — зона лизардит-хризотиловых серпентинитов; 2,5 — зона лизардитовых серпентинитов; 3 — глинистая сапонитовая зона; 6 — неизмененные дуниты Нижнетагильского массива с глубины 403—453 м [1].

них частях разреза (Кн 0.001—0.049 для пород Нижнетагильского массива и 0.001—0.259 для Светлоборского) и максимальными в верхних, что особенно хорошо проявлено на Светлоборском массиве в зоне сапонитовых глин, где Кн достигает положительных значений (1.436). Все ЭПГ накапливаются с разными величинами Кн, что свидетельствует об их дифференцированной способности к накоплению в разных породах массивов.

Рудная специализация в коре выветривания обоих массивов Pd—Pt с повышенными концентрациями Au и Ag отличается от коренной минерализации, которая, по данным [2— 5], в дунитах Нижнетагильского массива преимущественно Ir—Pt. Отно

Элювиально-делювиальные покровные отложения

Ожелезнсние

Сапонитовые глины

Рыхлые лизардитовые серпентиниты

Трещиноватые плитчатые лизардитовые серпентиниты Слаботрещиноватые плотные лизардит-хризотиловые серпентиниты Реликты серпентинизированного дунита в лизардит-хризотиловых серпентинитах шение Pt/Pd больше единицы практически во всех зонах профиля выветривания обоих массивов, за исключением зоны выщелачивания, где в лизардитовых обохренных серпентинитах Светлоборского массива оно падает до 0.67.

В серпентинитовых рудах мощных мезозойских кор выветривания, развитых по ультрамафитам Урала (Бурук-тальский, Еловский офиолитовые комплексы), соотношение Pt/Pd обычно ниже 1, т. е. в них, за некоторым исключением, преобладает палладий, в остальных же зонах преобладает платина. В оксидно-железных рудах Уфалейско-го массива, месторождений Моа и Ни-каро, Дю Сюд, Шкляры величина Pt/Pd больше 1, в серпентинитах Бурукталь- ского и Еловского массивов она меньше 1, а в месторождении Мусонгати вообще падает до 0.44 [1, 6—8]. Другими словами, по сравнению с мощными корами выветривания, развитыми по уль-трамафитам Урала, Австралии, Кубы, процессы геохимической миграции элементов в профиле выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов с их сокращенной мощностью, неполным профилем проходили не в полной мере.

В заключение еще раз подчеркнем основные характеристики плати-нометалльной специфики кор выветривания Светлоборского и Нижнетагильского массивов. Во-первых, они характеризуются низкими содержаниями элементов группы Pt, Au, Ag, интенсивным выносом ЭПГ из серпентинитовой зоны и частичным накоплением Pt в глинистой части разреза. Во-вторых, их геохимическая специализация определяется Pd и Pt, тогда как в дунит-клинопироксени-товом субстрате первичных зональных массивов главными платиноидами являются Ir и Pt. Полученные данные свидетельствуют о перераспределении благородных металлов в профиле выветривания, что может быть использовано в поисково-геохимических целях.