Платинометалльно-алмазоносная Большепатокская провинция (Приполярный Урал)

ПЛАТННОМЕТАЛЛЬНО-АЛМАЗОНОСНАЯ БОЛЬШЕПАТОКСКАЯ ПРОВННЦНЯ (ПРНПОЛЯРНЫЙ УРАЛ]

На Приполярном Урале, в пределах западной континентальной рифтовой системы северо-западного (тиманского) и наложенного на него субмеридио-нального (уральского) направлений, непосредственно к востоку от полосы карбонатный отложений позднего ордовика, силура и девона развиты породы двух формаций — трапповой и щелоч-но-базальтоидной. Они представлены как интрузивной, так и вулканической (эффузивной) фациями (см. рисунок). Последняя по типу магматизма представляет собой аналог Меймеча-Катуй-ской провинции Сибирской платформы и магистрали Южной Африки, которые сформировались в краевых частях платформ и сопровождались алмазоносными кимберлитами [1—4].

Несомненный интерес вызывает вангыръюско-седъюская формация щелочных базальтоидов — аналог Меймеча-Катуйской провинции — как наиболее благоприятная для нахождения в ней кимберлитовых тел. В пределах рифтовой зоны в области Вашыръ-юских озер и в водораздельной части рек Седъю и Большого Патока отмечаются жерловые фации, трубки взрыва и субвулканические тела, покровные, околожерловые и экструзивные фации (см. рисунок). Именно в составе пород базальтоидной формации обнаружены эксклюзивные брекчии, содержащие ультрамафитовые кимберлиты, обломки базанитов, авгититов, эклогитов и мегакристы шпинели, гранатов, сапфира, диопсида, платины — показатели высоких термодинамических условий формирования. Здесь Б. А. Голдиным были найдены единичные зерна алмаза и его генетические спутники: пикро-ильмениты, хромистые пиропы, Ре— 2п-шпинели, коэсит, хромгроссуляры и содержащий оксид цинка хроммагне-тит, имеющий важное поисковое значение [5].

Проявление кимберлитового магматизма отмечено нами на западном склоне севера Урала в бассейне р. Большой Паток. Здесь на одном из ручьев (обн. 1790, Р1 0.5 мас. %), впадающем

Д. г.-м. н. Б. А. Голдин

goldin@presidium.komisc.ru

в систему Вангыръюских озер, обнажается небольшая (20—30 см) как бы «приваренная» к щелочным базальтои-дам полоса эксплозивных брекчий, в которых был найден обломок кристалла алмаза. Выше по ручью до его истоков фиксируется крупное овально-округлое тело (2.0 х 1.0 км в плане) эруптивных брекчий с серпентин-клинохлор-флого-пит-диопсидовым цементом, перспективных на алмазы и платину.

В 1980 г. Б. А. Голдиныым быш вновь обнаружен кристалл алмаза вместе с платиной уже в русловых песках этого ручья, рассекающего всю полосу щелочных базальтоидов, интерпретируемых как палеовулкан (обн. 1786). Здесь в его строении принимают участие вулканиты основного и щелочно-ультраос-новного составов. В современном эрозионном срезе отчетливо выделяются жерловая и прижерловая фации, а также субинтрузивное тело лерцолитовых клинопироксенитов. Центральная жерловина диаметром 870 м сложена каль-цит-лейцит-диопсидовыми образованиями и окружена зоной брекчий того же состава, образующих полузамкнутый контур шириной 100 м. Брекчии характеризуются однородностью обломков размером до 25 см, но имеющих разнообразную форму: овальную, угловатую. Брекчии сменяются туфами, которые локализуются в понижениях древнего вулканического рельефа. Мощность туфовых образований колеблется от нескольких до 120 м. Нижняя часть тела сложена беспорядочно расположенными отдельными обломками и глыбами щелочно-базальтоидных вулканитов и пород субстрата. Центральная часть тела изобилует кальцитовы-ми и гематитовыми прожилками, содержит вкрапленность 2п—Ре-шпинели, гроссуляра и перовскита. К востоку прослеживаются дайки пикритодолери-тов, сменяющихся мелкозернистыми клинопироксенитами с прожилково-вкрапленным халькопирит-пирит-пир-ротиновым оруденением. К югу по левому борту ручья расположено тело ванадийсодержащих эссексит-долеритов,

К г.-м. н. Е. П. Калинин

minraw@geo.komisc.ru

между которыми и песчаниками лапто-пайской свиты наблюдаются полевошпатовые метасоматиты с прожилково-вкрапленной пирит-пирротиновой минерализацией с 1г, Р1, 08, Яи, N1, Та, № (обн. 1787). К западу размещаются кар-бонатиты с ТЯ (см. рисунок).

Трубчатое тело эруптивнык брекчий щелочно-базальтоидного состава расположено к северо-востоку от озера Сиговое (самого северного из Вангыръ-юских озер). Вмещающими породами являются шпинель-диопсидовые кли-нопироксениты, лейкократовые доле-риты, песчаники. В клинопироксенитах содержатся платиноиды, Аи и теллури-ды Аи, Ag, Си. К северо-востоку и востоку в пределах эродированной зоны в экзоконтакте интрузивных щелочно-базальтоидных брекчий развито про-жилково-вкрапленное оруденение халь-копирит-зигенит-пирротиновой ассоциации, приуроченное к трахибазальтам и трахидолеритам.

Значительную площадь на водоразделе рек Седъю и Большой Паток занимает кальдера (см. рисунок), в пределах которой размещаются две формации — трапповая и щелочно-базальто-идная. Вулканические жерла цилиндрической, дайкообразной и более сложной формы имеют вертикальное и крутое залегание. Размеры их в поперечнике колеблются от нескольких сотен метров до нескольких километров (обычно 0.5—2.0 км). Они выполнены интрузивными брекчиями и лавобрекчиями. Субвулканическая фация представлена различными по составу и форме телами (силлами, локколитами, штоками, дайками). В центральной части среди пород субстрата, представленных ри-фейскими пестроокрашенными филлитами, размещается (обн. 30) овальнопродолговатое тело эруптивных брекчий с угловатыми обломками, сцементированными флогопит-диопсидовыми клинопироксенитами. Наблюдается густая вкрапленность гроссуляра, шпине-лидов, цинкхромсодержащего магнетита. Имеются определенные перспективы на алмазы и платину.

Геологическое строение рифтогенной золо-то-платиноидо-алмазоносной прогнозноперспективной Вангыръюско-Болыпепа-токской провинции (Приполярный Урал).

I — карбонатные породы (Оо^з); 2 — конгломераты, кварцитопесчаники (О]); 3— песчаники, редкогалечниковые конгломераты (V}); 4 — филлиты, серицитокеарцееые сланцы (V); 5 —мраморы (ТР, Ни, шпинель); б — базальты, долери-ты, трахибазалыпы (V); 7—долериты, пикри-тодолериты; 8 — трахипипариты, микросиениты; 9 — трахибазапъты, нефелиниты, базани-ты; 10 — габбро-долериты, клинопироксениты;

II — субщелочные пикритодолериты, щелочные клинопироксениты, ийолиты, мелилитолиты, уртиты; 12— карбонат-флогопитовые мета-соматиты; 13 —интрузивные брекчии, лаобрек-чии гцелочно-ультраосновной формации, перспективные на апмазы; 14 — интрузивные брекчии с клинохлор-флогопит-диопсидовым цементом (апмазы, РО; 15— 2п—Ре-итинель-диоп-сидовые и гроссуляр-диопсидовые скарны (ме-тасаматиты) с Си, Р?, Ри, Ь; ТР, Ип оруденением; 16 — пирит-хапькопирит-пирротиновая минерализация с зигенитам, твердым растворам (Р1 + Ри + /г + Ов); 17— эруптивные брекчии щелочно-базалътоидной формации; 18 — гема-титовое оруденение с наложеннсп1 сульфидной минерализацией, Ag, ТР, Р?, Аи; 19 — разломы; 20 — титаномагнетит-апатитовое оруденение с Ри, шпинель, корунд, апмазы; 21 —лерцо-лит-пикриты — алмаз + коэсит; 22 — карбона-титы с ЫЬ, ТР; 23 — места находок алмаза и платины; 24 — места взятия минералогических и геохимических проб

Номера обнажений с рудной и редкометалльной минерализацией, с проявлениями Аи, Ag, Р1 и алмазов

30 — брекчии с алмазами;

1786 — флогопит-диопсид-шпинель-гроссуляровые породы с алмазом и Р^

1738 — тешениты, карбонат-клино-хлор-флогопитовые метасоматиты с Яи, 1г, 08, Р^ Аб, Аи, ТЯ;

104 — карбонатные метасоматиты с Ві, Мо, ТЯ, Яи;

1871 — пикритодолериты с Си—Яи— 1г оруденением;

1849 — 2п—Бе-шпинель-диопсидовые скарны с Си—Яи оруденением;

1850 — нефелиниты (опробовать на алмазы);

1848 — трахибазальты с овально-круглыми образованиями размером 15 X 15 см;

1779, 1787, 1764, 1765 — Яи, Іг, Р1,

Аб, Аи;

1790 — ультрамафитовые брекчии с алмазом, Р1 (0.5 мас. %);

1788 — пикриты, пикритодолериты, клинопироксениты (авгититы) с Си, №, Аи, №;

1756 — пикритолерцолиты с Си, № и Аи и Р1;

1779, 1780 — авгититы

Т а б л и ц а 1

Химический состав магматитов и интрузивных брекчий Сивъягинско-Большепатокского района, мае. %

Компонент 1794-1 1851 1848 1756 1788 1788-а 1779 1786-а 1790-11 1790-Ш 1786

8Ю2 44.41 37.50 43.22 37.48 38.28 46.67 43.88 43.70 40.60 41.94 45.28

ТЮ2 1.65 1.46 2.53 1.28 0.82 2.44 1.60 1.06 1.35 1.35 1.88

М2О3 13.98 12.64 14.22 5.45 7.16 14.42 13.58 11.85 17.19 14.43 19.24

Бе2Оз 2.71 1.76 2.09 5.25 5.54 3.44 3.21 4.06 4.25 2.56 3.43

БеО 7.92 6.47 8.62 6.69 7.87 6.03 8.22 4.75 7.11 9.12 5.40

МпО 0.23 0.20 0.17 0.32 0.26 0.17 0.25 0.15 0.21 0.26 0.14

МяО 10.96 8.25 7.35 28.11 25.87 7.01 12.07 3.90 12.45 14.88 6.34

СаО 9.41 15.60 10.49 4.44 4.50 12.44 8.97 14.78 7.62 6.01 8.18

№2О 2.65 3.24 3.03 0.08 0.06 0.54 2.42 3.07 1.87 2.32 2.19

К2О 0.79 0.26 1.04 0.19 0.02 0.23 0.50 0.54 0.83 0.19 3.57

Р2О5 0.27 0.30 0.42 0.23 0.12 0.31 0.23 0.22 0.25 0.27 0.37

П.п.п. 4.90 11.81 6.48 9.22 8.44 3.38 5.34 11.07 н/оп

Примечание. Цифры в заголовке — номера образцов: 1794-1, 1779 — пироксениты щелочные (тефриты); 1851 — нефелиниты (базаниты); 1848 — трахибазальт; 1756, 1788 — ультрамафиты (пикритолерцолиты); 1788-а — клинопироксениты; 1786 — лейцито-вый клинопироксенит; 1786-а — субщелочной клинопироксенит; 1790-11, 1790-Ш — интрузивные брекчии повышенной щелочности.

В области правобережья р. Большой Паток (к западу от обн. 1871) по ручью среди тиллитов отмечаются брекчии с вкрапленностью чистых

прозрачных кристаллов коэсита. Химический состав магматитов Сивъягинско-Большепатокского района представлен в табл. 1 и 2.

Т а б л и ц а 2

Химический состав магматитов Большепатокского района, мас. %

Компонент 1849-VI 1871 1871-г 1871 -г1 1871-аТУ 1849^ 105

8Ю2 37,14 41,86 42,50 43,52 46,04 47,52 48,43

ТЮ2 0,75 0,73 2,03 2,04 2,54 1,80 1,32

А12О3 22,20 21,88 13,88 13,90 16,01 18,29 17,68

Бе2О3] общ 8,89 10,92 13,57 13,15 11,27 8,75 13,67

МпО 0,15 0,18 0,32 0,31 0,22 0,12 0,22

MgO 4,58 8,24 9,91 10,28 6.40 4,24 10,84

СаО 18,58 16,43 4,79 5,76 6,21 8,04 3,85

№2О 0,14 3,81 1,80 1,83 2,66 4,24 3,62

К2О 0,11 022 0,94 0,82 3,17 0,57 0,052

Р2О5 0,084 - 0,26 0,36 0,30 0,28 0,07

П.п.п. 6,69 Не обн. 9,64 7,38 4,33 4,20

Сумма 99,31 99,63 99,35 99,15 98,05 99,75

СО2 <0,1 2,86 1,05 0,24

Н2О 0,14 0,35 0,11

БеО 4,58 8,15 6,67 1,58

ZnO Не обн. 0,017 Не обн. Не обн. Не обн. Не обн.

8 - « - 0,064 - « - - « - - « - - « -

8гО - « - 0,015 0,008 - « - - « - 0,095

ZrO2 - « - 0,019 0,021 - « - 0,027 Не обн.

ЯЬ2О - « - Не обн. 0,007 - « - Не обн. - « -

СиО - « - <0,02 0,02 0,1 0,590 0,3

Примечание. 1849-VI — туфобрекчия клинопироксенитов; в 1871-г, 1871-г1, 1871-а1У — пикритодолерит; 1856-1, 1871 — ультрамафиты; 105 — субщелочной габбро-до-лерит; 1849^ — лейкодолерит. Аналитик О. В. Кокшарова.

Т а б л и ц а 3

Межплоскостные расстояния монокристалла (М) и алмаза (А), обр. 22-РФА

Номер линии А (Михеев, 1957) М обр. 22а Номер линии А (Михеев, 1957) М обр. 22а

I а/п, А а/п, А а/п, А I а/п, а а/п, а а/п, а

1 10 2,05 2,085 2,052 5 6 0,813 0,814 0,812

2 8 1,260 1,29 1,257 6 — — 0,78

3 7 1,072 1,070 1,079 7

4 4 0,885 — 0,888 9 0,721 —

Большепатокские алмазы бесцветны и прозрачны. Кристаллографически они представлены уплощенными ромбоэдрами с гладкими и тонкослоистыми гранями. Рентгенографические исследования методом Дебая-Шерера (табл. 3) подтвердили идентичность дифракционных линий линиям алмаза. Очевидно, этот ареал щелочных базаль-тоидов можно выделить как зону ким-берлитового магматизма. Кальцит-кли-нохлорит-флогопит-диопсидовые брекчии и аллювий ручьев в бассейне р. Большой Паток можно рекомендовать в качестве первоочередных объектов для опробования на алмазы.

Другим прогнозно-перспективным алмазоносным районом является Ко-сью-Манарагская субширотная структура, в пределах которой наблюдаются реликты карелид и рифейские образования. Здесь размещаются овально-округлые платиноносные субинтрузив-ные массивы щелочной базальтоидной формации. В их составе принимают участие габбро-долериты, щелочные габбро, клинопироксениты, субщелоч-ные долериты, реже сиениты (массив Олений), апофорстеритовые серпентиниты. Широкое развитие получили оли-вин-пироксен-кальцит-гроссуляровые и карбонат-флогопитовые метасоматиты, содержащие жильно-пластообразные тела с алмаз-берилловой минерализацией (обн. 22).

Таким образом, в пределах бассейна р. Большой Паток (Приполярный Урал) развита рифтогенная базальто-идная формация — аналог Меймеча-Котуйской алмазоносной провинции (Сибирская платформа). Именно здесь обнаружены единичные алмазы как в

коренных магматитах, так и в аллювиальных отложениях. Установлены эруптивные брекчии, цемент которых представлен клинохлор-серпентин-флогопит-кальцит-диопсидовой ассоциацией. Минералы-спутники представлены хромдиопсидом, гроссуля-ром, коэситом, перовскитом, 2п—Бе-шпинелью, платиной, а также содержащим оксид цинка хромистым магнетитом — спутником большинства алмазоносных месторождений мира. Реже встречаются пироп и пикроиль-менит. В ассоциации с изученными нами кимберлитами наблюдаются кар-бонатиты, связанные общностью тер-

модинамического режима, сопутствующего алмазообразованию.

Литература

1. Голдин Б. А., Пучков В. Н. Тектоническая эволюция и вулканизм западного обрамления Уральской эвгеосинклинали на севере Урала // Изв. АН СССР. Сер. геол., 1974. № 1. С. 59—69. 2. Голдин Б. А., Пучков В. Н. Раннепалеозойский (рифто-вый) магматизм западного склона Урала // Тр. Ин-та геологии и геохимии Урал. науч. центра АН СССР. Свердловск, 1978. С. 63—72. 3. Голдин Б. А., Калинин Е. П. Проявления кимберлитового магматизма и алмазоносности на Приполярном Урале //

Алмазоносность европейского севера России: Тр. XI геол. конф. Коми АССР. Сыктывкар, 1993. С. 103—107. 4. Голдин Б. А., Пучков В. Н. Формация щелочных базаль-тоидов Приполярного Урала и ее тектоническое положение // ДАН АН СССР, 1974. Т. 216. № 6. С. 1349—1352. 5. Голдин Б. А., Калинин Е. П. Минерагения западного склона севера Урала. Сыктывкар, 2004. 196 с. (Коми научный центр УрО Российской АН). 6. Голдин Б. А., Калинин Е. П. Косью-Парнукский рудный район // Вестник Ин-та геологии Коми НЦ УрО РАН, 2005. № 6. С. 6—8. 7. Михеев В. Н. Рентгенографический определитель минералов // Госгеолтехиздат, 1957.

РАДИОСПЕКТРОСКОПИЯ ЖИЛЬНОГО КВАРЦА И ГОРНОГО ХРУСТАЛЯ ПРИПОЛЯРНОГО УРАЛА

Первые работы по изучению кварца Приполярного Урала методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) были выполнены в 60—70-е гг. И. Л. Комовым, А. И. Новожиловым, М. И. Самойловичем, Л. Н. Хетчиковым, Л. И. Цинобером [2, 3 и др.]. Тогда главное внимание исследователи уделяли горному хрусталю (в нем были установлены основные парамагнитные центры и некоторые особенности их распределения внутри индивидов). Более детальное изучение и горного хрусталя, и жильного кварца позднее проведено В. П. Лю-тоевым [7]. Получены новые данные о собственных и примесных парамагнитных центрах в кварце, определены концентрации центров в основных типах жильного кварца и горного хрусталя, выявлены закономерности их распределения в пределах жил, отмечены некоторые эволюционные закономерности.

В настоящее время нами продолжено изучение примесных дефектов в жильном кварце и горном хрустале приполярноуральских месторождений. Задачей исследований являлась оценка содержания основных структурных элементов-примесей в промышленных и потенциально промышленных типах жильного кварца. К таковым относятся гигантозернистый молочно-белый и прозрачный жильный кварц, в том числе его высокопрозрачные разности, гранулированный кварц, первично-мелко-

К. г. -м. н. Е Н. Котова

enkotova@geo.komisc.ru

зернистый кварц, а также горный хрусталь. В рабочую коллекцию было включено около сотни образцов кварца, отобранного на месторождениях (Желанное, Николайшор, Центральная Лапча, Центральный и Верхний Парнук) и некоторых кварцевожильных проявлениях Верхнекожимского района.

Исследования проводились методом электронного парамагнитного резонанса (ЭПР) на порошковых препаратах кварца (радиоспектрометр Х-ди-апазона 8Е/Х-2547). Содержание структурных примесей алюминия и германия в кварце оценивалось по стандартной методике на основе измерения концентраций связанных с ними парамагнитных центров [12]. Такие центры образуются при радиационном облучении кварца и обусловлены возникновением областей с локальным избытком электрического заряда при изоморфном замещении примесями алюминия и германия ионов кремния в структуре минерала. Предварительная подготовка проб включала дробление и отбор мо-номинеральных кварцевых фракций, промывку крупки в соляной кислоте и дистиллированной воде, сушку. Для активации примесных дефектов и перевода их в парамагнитное состояние применялась процедура радиационно-термического воздействия, включающая высокотемпературный отжиг проб с последующим гамма-облучением. Так,

выявление примесей алюминия в структуре кварца производилось следующим образом: пробы кварца отжигались в течение часа при температуре 500 °С и облучались дозой гамма-лучей в 30 Мрад. Такая процедура приводит к интенсивному захвату дефектами свободных электронов, или дырок и обеспечивает переход регулярных алюмо-щелочных комплексов в парамагнитные [А1О4]0-центры, их концентрация — С1. Кроме того, проводился высокотемпературный отжиг проб при температуре 1000 °С, в течение часа, с последующим облучением дозой 30 Мрад. Как отмечается в ряде работ, при этом в кварце происходит заметное возрастание содержания алюминиевых парамагнитных центров [1, 9, 10 и др.]. Активация германиевых парамагнитных центров осуществлялась отжигом проб при 500 °С с последующим низ-кодозовым г-облучением (0.5 Мрад).

В таблице приведены результаты оценки содержания в различных типах жильного кварца и горного хрусталя структурных примесей алюминия и германия. Парамагнитные центры, регистрируемые в кварце после отжига при температуре 500 °С и высокодозового облучения, отвечающие алюмощелоч-ным комплексам дефектов были установлены во всех пробах кварца. Содержание их варьируется в разных типах кварца от 1 до 119 усл. ед., достигая