СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛАТИНО-ПАЛЛАДИЕВОЙ И МЕДНО-НИКЕЛЕВОЙ МЕТАЛЛОГЕНИЧЕСКОЙ СПЕЦИАЛИЗАЦИИ БАЗИТ-ГИПЕРБАЗИТОВОГО РАССЛОЕННОГО МАССИВА АРХЕЙСКОГО КРИСТАЛЛИЧЕСКОГО ЩИТА Российский патент 2014 года по МПК G01V9/00 

Изобретение относится к комплексному определению металлогенической специализации базит-гипербазитовых расслоенных массивов архейских кристаллических щитов, в частности к способам раздельного прогноза и поиска промышленных объектов платинометалльного и медно-никелевого горнорудного сырья, и может быть использовано при планировании воспроизводства минерально-сырьевой базы платиноидов и цветных металлов.

Многие достоверные запасы стратегических видов полезных ископаемых, таких как элементы платиновой группы (ЭПГ), золото, медь, никель, кобальт и др., связаны с базит-гипербазитовыми расслоенными массивами, расположенными преимущественно в пределах докембрийских щитов. Массивы базитов-гипербазитов дифференцируют по их вещественно-структурным характеристикам, времени формирования, рудной специализации и масштабу проявления. При этом каждый из геолого-промышленных типов оруденения, ассоциирующихся с базит-гипербазитовыми массивами, имеет свои особенности геологического строения и локализации, которые определяют индивидуальные подходы к поиску и разведке, включая места заложения скважин и горных выработок, а также выбора плотности разведочной сети. Надежное обоснование металлогенической специализации расслоенных массивов базит-гипербазитов на ранних стадиях геологического изучения недр повышает эффективность и снижает затраты временных, трудовых и финансовых ресурсов воспроизводства минерально-сырьевой базы стратегических полезных ископаемых.

Известен способ определения платино-палладиевой и медно-никелевой металлогенической специализации базит-гипербазитового расслоенного массива архейского кристаллического щита (см. Методические рекомендации по применению Классификации запасов и прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Никелевые и кобальтовые руды. - М.: ФГУ ГКЗ, 2007, 36 с.), основанный на установлении аналогии с известными месторождениями и группировке перспективных геологических тел и структур в рудные узлы, районы и провинции по сходству структурно-вещественных характеристик массивов, расположенных территориально близко. Способ включает определение сходства геологии, вещественного состава и строения поисковых объектов с известными рудным месторождениями и проявлениями, расширенный поиск геофизических и геохимических аномалий, отвечающих скоплениям массивных сульфидных руд, бурение опорных поисковых скважин и в случае обнаружения рудных пересечений - последовательное расширение разведочной сети скважин и горных выработок по простиранию и падению согласно принципам стадийности и последовательной детализации геологоразведочных работ.

Недостатком известного способа, является относительно низкая эффективность, большая ресурсоемкость и повышенное негативное воздействие на окружающую среду по причине массовости применения буровой и горной техники для расширенного поиска первых рудных пересечений и подтверждения металлогенической специализации, задающей особенности пространственного размещения и плотности разведочной сети. Кроме того, малосульфидный тип платино-палладиевых руд не отражается в заметных геофизических и геохимических аномалиях, что затрудняет определение мест заложения опорных поисковых скважин.

Известен также принятый в качестве прототипа способ определения платино-палладиевой и медно-никелевой металлогенической специализации базит-гипербазитового расслоенного массива архейского кристаллического щита (см. Митрофанов Ф.П. Поисковые индикаторы новых промышленных месторождений родий-платиново-палладиевых, кобальт-медно-никелевых и хромовых руд на Кольском полуострове / Ф.П. Митрофанов // Отеч. геология. - 2006. - №4. - С.3-9), в основе которого лежит разбраковка базит-гипербазитовых массивов Кольского региона по изотопно-геохимическим и геолого-петрологическим индикаторам. Все эти массивы, в отличие от архейских пород подобного же состава, связаны с плюм-рифтовой тектоникой, проявленной в этом регионе 2530-1980 млн. лет назад. Известный способ включает определение связи генезиса базит-гипербазитовых расслоенных массивов с геодинамической обстановкой рифтогенеза, отбор проб, их анализ и определение вещественного и минералогического состава всех петрографических разновидностей и серий горных пород по разрезу массива с выделением участков наиболее контрастного строения расслоенности и границ магматических серий, определение концентрации изотопов U, Pb, Sm, Nd в минералах-геохронометрах с расчетом абсолютных возрастов разновидностей пород, общей длительности формирования базит-гипербазитовых расслоенных массивов и величин изотопного индикатора εNd(T) горных пород массива, сравнение полученных данных с индикаторными значениями возрастов и длительности формирования расслоенного массива, а также величин изотопного индикатора εNd(T) и формулирование вывода о перспективности тестируемого расслоенного массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию. На основе этих индикаторов определяются потенциально рудоносные базит-гипербазитовые массивы плюм-магматического раннепротерозойского ряда. После этого ставится задача определения их более конкретной металлогенической специализации.

Недостатком известного способа является его относительно низкая избирательность по смежным временным интервалам, широкий диапазон времени образования без дифференциации на рудные и безрудные фазы, ограничение по количеству, конкретности и избирательности индикаторов и прогнозно-поисковых признаков, а также отсутствие прогноза о локализации рудных скоплений в расслоенных массивах. Все это снижает эффективность определения металлогенической специализации при поиске платино-палладиевых и медно-никелевых руд.

Настоящее изобретение направлено на достижение технического результата, заключающегося в повышении эффективности и снижении ресурсоемкости определения металлогенической специализации расслоенных массивов базит-гипербазитов на ранних стадиях геологического изучения недр за счет расширения числа и уточнения значений индикаторов и прогнозно-поисковых признаков на платино-палладиевую или медно-никелевую промышленную минерализацию.

Технический результат достигается тем, что в способе определения платино-палладиевой и медно-никелевой металлогенической специализации базит-гипербазитового расслоенного массива архейского кристаллического щита, включающем установление связи генезиса расслоенного массива с геодинамической обстановкой рифтогенеза, отбор проб, их анализ с определением вещественного и минералогического состава петрографических разновидностей горных пород по разрезу массива, выделение участков наиболее контрастного строения расслоенности и границ магматических серий, определение концентрации изотопов U, Pb, Sm, Nd в минералах и породах анализируемых проб с расчетом абсолютных возрастов разновидностей горных пород, общей длительности формирования расслоенного массива и величины изотопного индикатора εNd(T) горных пород массива, сравнение полученных данных с индикаторными значениями возрастов и длительности формирования расслоенного массива, а также величин изотопного индикатора εNd(T) и формулирование вывода о перспективности тестируемого расслоенного массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию, согласно изобретению, дополнительно на основе данных геофизических исследований с учетом состава глубинно-коровых ксенолитов и возраста деплетированной мантии tDM осуществляют оценку строения нижней коры и верхней мантии на наличие в основании коры гранулит-базитового слоя, который создает благоприятные условия для предварительного концентрирования металлов платиновой группы и характеризуется скоростью продольных волн на границе перехода от коры к мантии Vp=7,7-7,1 км/с, определяют режим развития рифтогенеза по признаку окраинного или континентального типа, при этом формирование базит-гипербазитового массива на начальной стадии континентального рифтогенеза свидетельствует о платино-палладиевой металлогенической специализации, а на завершающих стадиях рифтогенеза окраинного типа - о медно-никелевой металлогенической специализации, расчет длительности формирования расслоенного массива ведут с дифференциацией на рудные и безрудные магматические стадии и определением возрастных интервалов формирования рудной минерализации платино-палладиевой или медно-никелевой металлогенической специализации, сравнение полученных данных с индикаторными значениями длительности формирования массива, производят с учетом того, что для платино-палладиевого рудной минерализации с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh индикаторные значения длительности формирования оцениваются в 2530-2420 млн. лет, при этом магматические рудоносные фазы на Балтийском щите имеют возраст 2490±10 млн. лет, 2470±10 млн. лет, 2450±10 млн. лет, а для массива с медно-никелевым оруденением с попутно извлекаемыми Со, S, MПГ, Se, Те - индикаторные значения длительности формирования находятся в интервале 2200-1980 млн. лет с основной рудной фазой, имеющей возраст 1980±3 млн. лет, а вывод о перспективности тестируемого базит-гипербазитового массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию делают с учетом локализации оруденения контактового типа в нижней по разрезу серии, оруденения риф-типа - на границе серий-мегациклов со сменой химического состава магм, а оруденения офсетного типа - в тектонических нарушениях в толще вмещающих пород.

Достижению технического результата способствует также то, что на основе данных петрологических исследований дополнительно определяют условия и параметры наложенного метаморфизма, при этом установление параметров метаморфизма выше условий среднетемпературной амфиболитовой фации ограничивает применение поисковых признаков и индикаторов в отношении платинометалльного оруденения, а установление условий коллизионного метаморфизма свидетельствует о перспективности поиска переотложенных медно-никелевых руд как внутри базит-гипербазитового массива, так и в офсетной локализации.

Достижению технического результата способствует также и то, что при анализе проб дополнительно определяют концентрации изотопов ⁸⁷Sr, ⁸⁶Sr, ³He, ⁴He, ¹⁸⁷Os, ¹⁸⁸Os, вычисляют изотопные отношения I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os, ³He/⁴He и сравнивают их с индикаторными значениями, имеющими для массива с платино-палладиевым оруденением значения соответственно ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,702-0,705, ³He/⁴He=n·(10^-5-10-⁶), где n - натуральное число от 1 до 9, а для массива с медно-никелевым оруденением - значения ⁸⁷St/⁸⁶St=0,703-0,704, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os=0,935±0,03.

Сущность способа базируется на иерархически структурированной последовательности выполнения геолого-геофизических, петрографических, петрологических, минералогенических и изотопно-геохимических исследований. Исследования проводятся на ограниченном количестве образцов горных пород-штуфов, отобранных с поверхности или из керна скважин, с результирующим определением главной металлогенической специализации расслоенных базитовых массивов по комплексу геодинамических, петрологических, и изотопно-геохронологических признаков и индикаторов. Применение заявляемого способа позволяет значительно уменьшить объем и ускорить прогнозно-поисковые работы, как по площади, так и по количеству объектов, а также обосновать целесообразность постановки детальных геологоразведочных работ с целью увеличения минерально-сыревой базы платино-палладиевых (Pt-Pd) или/и медно-никелевых (Cu-Ni) руд.

В основу изобретения положена концепция, согласно которой результаты проявления стереотипных геологических процессов от зарождения магмы до ее внедрения и кристаллизации в близких и схожих условиях не всегда конвергентны. То есть массивы основного - ультраосновного состава, образованные в сходных геологических условиях и имеющие похожие черты строения и вещественного состава пород, могут нести различную рудную минерализацию или вообще оказаться пустыми. К числу основных факторов, влияющих на конечный результат, относятся, в первую очередь, мантийная позиция магматогенного источника. При этом особенно благоприятен промежуточный слой на границе кора-мантия, обуславливающий накопление в фертильной магме халькофильных и сидерофильных элементов, в том числе платиноидов. Кроме того, важны особенности геодинамического режима внутриплитного базитового плюма в рифтогенных прогибах и межформационная локализация магматического очага, а также последовательность, длительность и направленность кристаллизации магм, обуславливающие концентрацию и форму нахождения полезных компонентов, что определяется по соотношению ряда маркирующих изотопов: U-Pb, Rb-Sr, Sm-Nd и др. При этом должна учитываться также изменчивость магматических и гидротермальных процессов, обусловленная как закономерным фракционированием и обеднением или обогащением исходных компонентов в результате кристаллизации и/или контаминации магмы - смешения мантийного и коревого источников вещества, так и эволюцией и цикличностью открытия/закрытия системы по отношению к мантийным источникам. Все эти особенности фиксируются весьма многочисленными параметрами и характеристиками: степенью дифференциации строения, вариациями химического и петрологического состава различных слоев и тел, их халькофильностью, изотопными соотношениями и мантийными индикаторами εNd(T), tDM, ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os, ³He/⁴He и др., а также содержанием и соотношениями редких и рассеянных элементов.

Индикатор εNd(T) соответствует первичному изотопному составу Nd породы в момент времени Т и представляет собой разницу между первичным изотопным отношением ¹³⁴Nd/¹⁴⁴Nd, полученным по изохроне породы, и изотопным отношением в модельном однородном хондритовом резервуаре - CHUR (chondritic uniform reservoir). Индикатор возраста деплетированной мантии tDM является характеристикой изотопного состава пород и представляет модельный Sm-Nd возраст.

Все предложенные индикаторы металлогенической специализации базитовых интрузивных массивов на Pt-Pd и Cu-Ni руды, могут быть использованы, в основном, для геологических ситуаций раннедокембрийских кристаллических щитов. В России - это Балтийский (Фенноскандинавский), Воронежский, Присаянский и другие древнейшие блоки.

В основе заявляемого способа определения малосульфидной Pt-Pd или Cu-Ni главной металлогенической специализации базит-гипербазитового массива архейского кристаллического щита лежит учет следующих факторов:

- расслоенность и многофазность комплексных базит-гипербазитовых интрузивов с формированием, соответственно, пироксенит-габбронорит-анортозитовых и верлит-габбровых серий пород;

- недеплетированный глубинный характер для платиноносных базитов федорово-панского типа и дебетированные изотопные характеристики для Cu-Ni рудоносных массивов печенгского типа, определяемые, главным образом, изотопными индикаторами εNd(T) и I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr

Предлагаемый способ ускоряет и удешевляет задачу воспроизводства стратегических полезных ископаемых за счет введения таких приоритетных индикаторов, как изотопно-геохимические характеристики и соотношения, количественно отражающие совокупность геологических процессов формирования массивов и месторождений. Они позволяют с большой долей вероятности судить о глубине зарождения мантийных базитовых магм, отделять фертильные малосульфидные Pt-Pd магмы преимущественно глубинного мантийного генезиса от преимущественно сульфидных Cu-Ni верхне-мантийных магм со значительной добавкой серы субдукционного происхождения.

На Фиг.1 изображена принципиальная схема проведения исследований и использования поисковых критериев при определении платино-палладиевой и медно-никелевой металлогенической специализации базит-гипербазитовых расслоенных массивов.

В результате проведенных исследований был разработан эффективный комплекс прогнозно-поисковых признаков и индикаторов условий образования комплексной промышленной минерализации: малосульфидной платино-палладиевой с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh (см. Таблицу 1) и сульфидной медно-никелевой с попутно извлекаемыми Со, S, MПГ, Se, Те и др. (см. Таблицу 2). Эти критерии позволяют на самых ранних стадиях геологических работ определять указанные малосульфидную Pt-Pd или сульфидную Cu-Ni специализации базитовых расслоенных массивов кристаллических щитов, что особенно важно для проектируемых металлургических промышленных предприятий.

Согласно Таблицам 1 и 2 предлагаются следующие прогнозно-поисковые признаки для отличий в металлогенической характеристике малосульфидного Pt-Pd и сульфидного Cu-Ni оруденений: геофизический, структурный, геодинамическая обстановка, вещественный, изотопно-геохимические характеристики, геохронологическая характеристика, метаморфизм

Соответствие характеристик конкретного исследуемого объекта какому-либо из признаков и индикаторов, перечисленных в Таблицах 1 и 2, отражает сочетание целого комплекса благоприятных геологических, геодинамических и петрологических условий, способствующих формированию промышленно значимых по масштабам и концентрациям рудных тел малосульфидного с Pt-Pd специализацией или сульфидного с Сu-Ni специализацией типов.

Вместе с тем, несоответствие или существенное отклонение от вышеупомянутой совокупности признаков и индикаторов принципиально не отрицает возможность обнаружения в исследуемом геологическом массиве повышенных концентраций элементов и минералов Pt, Pd, Cu, Ni и др., однако обусловливает весьма малую вероятность нахождения в рассматриваемом массиве промышленно значимых месторождений малосульфидного Pt-Pd или сульфидного Cu-Ni типов руд. При этом не исключается возможность локализации в пределах исследуемого геологического массива месторождений и проявлений других стратегических полезных ископаемых: титано-ванадиевых, хромистых и других типов руд.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет определять главную металлогеническую специализацию базит-ультрабазитового массива архейского кристаллического щита и может быть использован для обоснования металлогенического прогноза, ранжирования очередности и оптимизации ресурсных затрат при геологическом изучении недр. Способ позволяет оперативно диагностировать и ранжировать базит-гипербазитовые массивы по главной металлогенической специализации на перспективные для постановки детальных геологоразведочных работ на малосульфидные Pt-Pd комплексные руды; перспективные для постановки геологоразведочных работ на сульфидные Cu-Ni комплексные руды; неперспективные для постановки геологоразведочных работ на малосульфидные Pt-Pd комплексные руды и/или сульфидные Cu-Ni комплексные руды с вероятностью обнаружения других типов руд стратегических полезных ископаемых. Заявляемый способ может быть использован для планирования воспроизводства минерально-сыревой базы платиноидов и цветных металлов.

Указанные выше особенности и преимущества предлагаемого способа могут быть проиллюстрированы нижеследующими примерами.

Пример 1. Производится определение металлогенической специализации массивов и участков Федорово-Панского комплекса, включая массивы Федорова Тундра, Западной Паны (Киевей), и Мончеплутона - массив Вурэчуайвенч. Для этих массивов в результате выполненных комплексных исследований определены:

- наличие на глубине ареального анортозитового слоя с геофизической характеристикой Vp=7,7-7,1 км/с;

- структурное положение рудоконтролирующих массивов в контакте фундамента и рифтогенных прогибов;

- локализция рудных тел в базальных контактах или рифовых залежах массивов;

- базиты формируются на инициальной стадии континентального рифтогенеза;

- многократное пульсационное внедрение высокомагнезиальных и анортозитовых магм с дифференциацией пород от пироксенитов, габбро-норитов до анортозитов;

- глубинный мантийный источник фертильных магм, изначально обогащенных рудными и литофильными элементами, что проявляется в таких изотопных индикатарах, как εNd(T)=(-1)-(-3), I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,702-0,705; ³He/⁴He=(3-5)·10^-5

- расчетный индикатор возраста деплетированной мантии tDM - архейский, что указывает на длительность эволюции источника магмы;

- возраст формирования изученных массивов находится в интервале 2530-2420 млн. лет с возрастами отдельных магматических рудоносных фаз 2490±10 млн. лет, 2470±10 млн. лет, 2450±10 млн. лет;

- метаморфизм в известных месторождениях слабый или непроявленный.

Вышеуказанные характеристики полностью соответствуют прогнозно-поисковым признакам и индикаторам условий образования малосульфидной Pt-Pd с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh комплексной промышленной минерализации (см. Табл.1). Проведенные поисково-разведочные работы с проводкой контрольных скважин выявили наличие промышленной малосульфидной Pt-Pd с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh минерализации и позволили разведать и утвердить в Государственной комиссии по запасам (ГКЗ) РФ запасы трех крупных месторождений, включая самое крупное в Европе Федоровское месторождение.

Пример 2. Производится определение металлогенической специализации группы промышленных Cu-Ni месторождений, содержащих малые интрузивы, локализованные в Печенгской структуре. Для этих массивов в результате выполненных комплексных исследований определены:

- локальные глубинные гравитационные аномалии с концентрацией их в узких линейных зонах;

- массивы расположены в узкой зоне верхней части разрезов палеопротерозоя; руда находится в базальных контактах интрузивов и в переотложенных жильных телах;

- базиты формируются в период смены внутриконтинентального рифтогенеза на режим раннего спрединга;

- характерен габбро-верлитовый состав субвулканических и гипабиссальных тел;

- верхнемантийный источник деплетированной магмы с изотопными индикаторами εNd(T)=(+0,5)-(+4), I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,703-0,704; ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os=0,935±0,03 (единичное определение);

- расчетный индикатор возраста деплетированной мантии tDM может быть как архейский, так и раннепротерозойский;

- возраст базитов находится в интервале 2200-1980 млн. лет и не древнее;

- проявлен коллизионный метаморфизм, приводящий к образованию переотложенных рудных тел, как внутри самих рудоносных интрузивов, так и в офсетных локализациях.

Эти характеристики соответствуют прогнозно-поисковым признакам и индикаторам условий образования сульфидной Cu-Ni с попутно извлекаемыми Со, S, MПГ, Se и Те комплексной промышленной минерализации (см. Табл.2). Результаты ретроспективных и текущих геологоразведочных работ полностью подтверждают этот вывод. Все известные месторождения и проявления, ассоциирующиеся с массивами базит-гипербазитов этого типа, имеют ярко выраженную медно-никелевую специализацию с минимальным содержанием платиноидов (менее 0,3 г/т).

Из вышеприведенного описания и Примеров видно, что заявляемый способ позволяет эффективно определелять малосульфидную платино-палладиевую и сульфидную медно-никелевую главные металлогенические специализации расслоенных массивов в восточной части Балтийского щита - в Финляндии, на Кольском полуострове и в Карелии. Результаты могут быть использованы в российских поисково-геологических исследованиях на Воронежском кристаллическом массиве, на Присаянском, Алданском и Анабарском кристаллических щитах Сибири. Предлагаемый способ не требует на ранних стадиях геологоразведочных работ массового использования дорогостоящих и несущих экологические риски горных выработок и скважин. Использование индикаторов металлогении базит-гипербазитов, свидетельствующих о плюмовой природе и обширности проявления магмо- и рудообразующих процессов, увеличивает эффективность и степень рациональности геологоразведочных работ, задает алгоритм действий по целевому признаку, оптимизирует поисково-разведочную сеть и модель, значительно упрощает установление локализации рудных тел и снижает объемы геологоразведочных работ, а также минимизирует негативное воздействие на окружающую среду. Достигаемый при этом технический результат заключается в повышении оперативности и эффективности металлогенического прогноза, снижении стоимости и экологических рисков поисково-разведочных работ.

Таблица 1 № п/п Наименование поискового признака Параметры 1. Геофизический Наличие по данным глубинной геофизики в основании коры гранулит-базитового (анортозитового) слоя с характеристиками кора-мантия (Vp=7,7-7,1 км/с), сформированного в результате плюмового андерплейтинга (состав слоя определяется по глубинно-коровым ксенолитам в трубках взрыва). 2. Структурный Региональный: распространение на обширной площади архейских доменов фундамента дискордантного ансамбля рифтогенных осадочно-вулканогенных прогибов, даек и многофазных расслоенных базитовых массивов. Локальный: рудные тела локализуются в базальных (нижних) контактах, протяженных рифовых залежах, в участках пегматоидных базитов, в жильных и офсетных локализациях. 3. Геодинамическая обстановка Масштабное, долговременное и пульсационное проявление глубинных плюмовых или астеносферно апвеллинговых процессов, обуславливающих формирование обширной изверженной базитовой внутриплитной континентальной провинции (LIP's) несубдукционного типа. Смена геодинамического режима архейского орогенеза на внутриконтинентальный рифтогенез (с формированием разноориентированных энсиалических поясов). Формирование рудоконтролирующих базит-гипербазитовых массивов происходит на инициальной (предрифтовой) стадии континентального рифтогенеза. 4. Вещественный Кремнистая высоко Mg (бонинитоподобная) и анортозитовая магмы. Цикличность (закономерная полистадийность) строения раслоенных комплексов и резкая измечивость кумулусной стратиграфии ассоциаций и геохимической специализации расплава. Большинство палеопротерозойских расслоенных

    интрузивов имеют в своем строении от 2 до 5 и более мегациклических подразделений -закономерно расслоенных серий от ультрабазитовых разновидностей к менее основным - габброидам. Приуроченность оруденения к наиболее контрастным сериям чередования тонких прослоев пород, разных по составу - лейко- и мезократовых габбро, норитов, анортозитов, плагиопироксенитов, разнозернистых и неоднородных текстур (например, varitextured gabbro), лейкократовых разностей (лейкогаббро, анортозитов, «пятнистых габбро»), разнозернистых, грубозернистостых и пегматоидных пород с эруптивными магматическими взаимоотношениями. Все известные стратиформные месторождения рифового типа приурочены к границам мегациклов, которые при этом, как правило, отражают смену высокохромистой на малохромистую магму. Характерно интенсивное проявление в породных комплексах глубинных восстановительных флюидов, обогащенных соединениями С, F, Cl, H и др. Минералогический факторы: связь MПГ с рассеянной сульфидной минерализацией, аномально высокая концентрация платиноидов в сульфидах. Коэффициент распределения платиновых металлов между ликвирующими силикатными и сульфидными расплавами достигает 100000 и более. 5 Изотопно-геохимические характеристики Глубинный мантийный источник магм, изначально обогащенный рудными компонентами (фертильный источник) и литофильными элементами, что проявляется в таких изотопных индикаторах, как εNd(T) - малые отрицательные значения от -1 до -3, I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,702-0,705, ³He/4⁴He=n·(10^-5-10^-6), где n - натуральное число от 1 до 9. Источник магмы и руд, отличный от источников срединноокеанических хребтов и зон субдукции. 6. Геохронологическая характеристика Внутриплитные базитовые обширные изверженные провинции с малосульфидными

    платино-палладиевыми месторождениями (Восточно-Скандинавская на Фенноскандинавском (Балтийском) щите, Восточно-Саянская - на выступе фундамента Сибирской платформы, Гуронская - на Канадском щите) формируются в самом начале эпох разрушения суперконтинентов, чаще всего, на геохронологической границе "Архей - Палеопротерозой" 2600-2400 млн. лет назад. Для Восточно-Скандинавской провинции - это эпоха Сумия - начала Сариолия: 2530-2400 млн. лет. Рудно-магматические комплексы развиваются длительно и пульсационно (фазы 2490±10 млн. лет; 2470±10 млн. лет; 2450±10 млн. лет) со сменой бонинитовых магм на анортозитовые, а их рудной специализации - от Сr и Cu+Ni к Pt+Pd и Ti+V. 7. Метаморфизм Известные промышленные месторождения находятся в регионально неметаморфизованных породах. В регионально метаморфизованных расслоенных базитовых комплексах известны только Pt-Pd рудопроявления. Имеются данные, что превышение РТ параметров условий среднетемпературной амфиболитовой фации ведет к обеднению оруденения.

Таблица 2 № п/п Наименование поискового признака Параметры 1. Геофизический Наличие по данным геофизики локальных гравитационных аномалий с концентрацией их в узких линейных зонах. Подъем границы Мохоровичича с 40-42 км в обрамлении до 39-38 км в рудоконтролирующих структурах. 2. Структурный Региональный: узкие протяженные пояса в общем композитном ансамбле палеопротерозойских орогенов кристаллических щитов (например, Печенгская структура). Рудоносные интрузивные тела инъецированы в верхней части разреза вулканогенно-осадочных толщ раннего палеопротерозоя. Локальный: руда находится в базальных контактах инрузивов, в переотложенных жильных телах, в том числе в офсетной локализации. 3. Геодинамическая обстановка Рудогенные процессы и магматизм локализованы в пространстве и во времени в период смены геодинамического режима от внутриконтинентального рифтогенеза (энсиалического) на режим раннего спрединга красноморского (энсиматического) типа. Формирование рудоконтролирующих базит-гипербазитовых массивов происходит на завершающей стадии континентального рифтогенеза. 4. Вещественный Первичная магма деплетирована и по резкоземельному спектру близка к типу базальта срединно-океанического хребта (БСОХ). Продукты ферропикритовой магмы, обогащенной Fe и Ti, образуют единую вулкано-плуто-ническую серию пород. Для интрузивных рудоносных тел характерен габбро-верлитовый состав, субвулканические и гипабиссальные условия кристаллизации, широкая дифференциация пород с образованием сингенетического ряда: верлит-клинопироксенит-габбро-ортоклазовое габбро.

5 Изотопно-геохимические характеристики Верхнемантийный источник деплетированной магмы с изотопными индикаторами: εNd(T) - малые положительные значения (от +0,5 до +4), I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,703-0,704, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os=0,935±0,03 (единичное определение). 6. Геохронологическая характеристика Базитовый магматизм спредингового типа в кристаллических щитах проявлен в конце внутриконтинентального рифтогенеза, завершая "Переходный период" и начиная эпохи типичной тектоники литосферных плит (2200-1980 млн. лет). В пределах Фенноскандинавского щита эта эпоха начала формирования Свекофенского палеоокеана. 7. Метаморфизм Коллизионный метаморфизм приводит к образованию переотложенных (ремобилизованных) рудных тел, как внутри самих рудоносных интрузивов, так и в офсетных локализациях.

Изобретение относится к способам комплексного определения металлогенической специализации базит-гипербазитовых расслоенных массивов архейских кристаллических щитов и может быть использовано для раздельного прогноза и поиска промышленных объектов платинометалльного и медно-никелевого горнорудного сырья. Сущность: устанавливают связь генезиса расслоенного массива с геодинамической обстановкой рифтогенеза. Отбирают пробы, анализируют их и определяют вещественный и минералогический состав петрографических разновидностей горных пород по разрезу массива. Выделяют участки наиболее контрастного строения расслоенности и границ магматических серий. Определяют концентрацию изотопов U, Pb, Sm, Nd в минералах и породах анализируемых проб. Рассчитывают абсолютные возраста разновидностей горных пород, общую длительность формирования расслоенного массива и величину изотопного индикатора горных пород массива. Сравнивают полученные данные с индикаторными значениями возрастов и длительности формирования расслоенного массива, а также величин изотопного индикатора. Делают вывод о перспективности тестируемого расслоенного массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию. Дополнительно на основе данных геофизических исследований с учетом состава глубинно-коровых ксенолитов и возраста деплетированной мантии оценивают строение нижней коры и верхней мантии на наличие в основании коры гранулит-базитового слоя. Этот слой создает благоприятные условия для предварительного концентрирования металлов платиновой группы и характеризуется скоростью продольных волн на границе перехода от коры к мантии Vp=7,7-7,1 км/с. Далее определяют режим развития рифтогенеза по признаку окраинного или континентального типа. При этом формирование базит-гипербазитового массива на начальной стадии континентального рифтогенеза свидетельствует о платино-палладиевой металлогенической специализации, а на завершающих стадиях рифтогенеза окраинного типа - о медно-никелевой металлогенической специализации. Рассчитывают длительность формирования расслоенного массива с дифференциацией на рудные и безрудные магматические стадии. Определяют возрастные интервалы формирования рудной минерализации платино-палладиевой или медно-никелевой металлогенической специализации. Сравнивают полученные данные с индикаторными значениями длительности формирования массива с учетом того, что для платино-палладиевой рудной минерализации с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh индикаторные значения длительности формирования оцениваются в 2530-2420 млн. лет, при этом магматические рудоносные фазы на Балтийском щите имеют возраст 2490±10 млн. лет, 2470±10 млн. лет, 2450±10 млн. лет, а для массива с медно-никелевым оруденением с попутно извлекаемыми Со, S, MПГ, Se, Те индикаторные значения длительности формирования находятся в интервале 2200-1980 млн. лет с основной рудной фазой, имеющей возраст 1980±3 млн. лет. Вывод о перспективности тестируемого базит-гипербазитового массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию делают с учетом локализации оруденения контактового типа в нижней по разрезу серии, оруденения риф-типа - на границе серий-мегациклов со сменой химического состава магм, а оруденения офсетного типа - в тектонических нарушениях в толще вмещающих пород. Технический результат: повышение эффективности и снижение ресурсоемкости определения металлогенической специализации расслоенных массивов базит-гипербазитов на ранних стадиях геологического изучения недр. 2 з.п.ф-лы, 1 ил.

1. Способ определения платино-палладиевой и медно-никелевой металлогенической специализации базит-гипербазитового расслоенного массива архейского кристаллического щита, включающий установление связи генезиса расслоенного массива с геодинамической обстановкой рифтогенеза, отбор проб, их анализ с определением вещественного и минералогического состава петрографических разновидностей горных пород по разрезу массива, выделение участков наиболее контрастного строения расслоенности и границ магматических серий, определение концентрации изотопов U, Pb, Sm, Nd в минералах и породах анализируемых проб с расчетом абсолютных возрастов разновидностей горных пород, общей длительности формирования расслоенного массива и величины изотопного индикатора εNd(T) горных пород массива, сравнение полученных данных с индикаторными значениями возрастов и длительности формирования расслоенного массива, а также величин изотопного индикатора εNd(T) и формулирование вывода о перспективности тестируемого расслоенного массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию, отличающийся тем, что дополнительно на основе данных геофизических исследований с учетом состава глубинно-коровых ксенолитов и возраста деплетированной мантии tDM осуществляют оценку строения нижней коры и верхней мантии на наличие в основании коры гранулит-базитового слоя, который создает благоприятные условия для предварительного концентрирования металлов платиновой группы и характеризуется скоростью продольных волн на границе перехода от коры к мантии Vp=7,7-7,1 км/с, определяют режим развития рифтогенеза по признаку окраинного или континентального типа, при этом формирование базит-гипербазитового массива на начальной стадии континентального рифтогенеза свидетельствует о платино-палладиевой металлогенической специализации, а на завершающих стадиях рифтогенеза окраинного типа - о медно-никелевой металлогенической специализации, расчет длительности формирования расслоенного массива ведут с дифференциацией на рудные и безрудные магматические стадии и определением возрастных интервалов формирования рудной минерализации платино-палладиевой или медно-никелевой металлогенической специализации, сравнение полученных данных с индикаторными значениями длительности формирования массива производят с учетом того, что для платино-палладиевой рудной минерализации с попутно извлекаемыми Ni, Cu, Au, Со, Rh индикаторные значения длительности формирования оцениваются в 2530-2420 млн. лет, при этом магматические рудоносные фазы на Балтийском щите имеют возраст 2490±10 млн. лет, 2470±10 млн. лет, 2450±10 млн. лет, а для массива с медно-никелевым оруденением с попутно извлекаемыми Со, S, MПГ, Se, Те индикаторные значения длительности формирования находятся в интервале 2200-1980 млн. лет с основной рудной фазой, имеющей возраст 1980±3 млн. лет, а вывод о перспективности тестируемого базит-гипербазитового массива на платино-палладиевую или медно-никелевую металлогеническую специализацию делают с учетом локализации оруденения контактового типа в нижней по разрезу серии, оруденения риф-типа - на границе серий-мегациклов со сменой химического состава магм, а оруденения офсетного типа - в тектонических нарушениях в толще вмещающих пород.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что дополнительно определяют условия и параметры наложенного метаморфизма, при этом установление параметров метаморфизма выше условий среднетемпературной амфиболитовой фации ограничивает применение поисковых признаков и индикаторов в отношении платинометалльного оруденения, а установление условий коллизионного метаморфизма свидетельствует о перспективности поиска переотложенных медно-никелевых руд как внутри базит-гипербазитового массива, так и в офсетной локализации.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что при анализе проб дополнительно определяют концентрации изотопов ⁸⁷Sr, ⁸⁶Sr, ³He, ⁴He, ¹⁸⁷Os, ¹⁸⁸Os, вычисляют изотопные отношения I_Sr=⁸⁷Sr/⁸⁶Sr, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os, ³He/⁴He и сравнивают их с индикаторными значениями, имеющими для массива с платино-палладиевым оруденением значения соответственно: ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,702-0,705, ³He/⁴Не=n·(10^-5-10^-6), где n - натуральное число от 1 до 9, а для массива с медно-никелевым оруденением - значения ⁸⁷Sr/⁸⁶Sr=0,703-0,704, ¹⁸⁷Os/¹⁸⁸Os=0,935±0,03.