Уникальный рудно-силикатный пегматит мончеплутона с высокими содержаниями Ni, Cu и PGE (Мурманская область)
- Авторы: Орсоев Д.А.1, Смолькин В.Ф.2, Мехоношин А.С.3
-
Учреждения:
- Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАН
- Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН
- Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН
- Выпуск: Том 66, № 3 (2024)
- Страницы: 278-309
- Раздел: Статьи
- URL: https://ogarev-online.ru/0016-7770/article/view/260506
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0016777024030035
- EDN: https://elibrary.ru/dbtyie
- ID: 260506
Цитировать
Полный текст
Аннотация
В начале 60-х годов прошлого столетия в рудном жильном поле Ниттис-Кумужья-Травяная (НКТ) Северной камеры Мончеплутона (Кольский полуостров) было обнаружено крупное тело рудного пегматита воронкообразной формы, сложенного Cu-Ni сульфидными рудами и габброноритовой матрицей. По условиям локализации, размерам, строению, обогащенности сульфидами и ЭПГ он является уникальным образованием, не имеющим аналогов среди других расслоенных комплексов палеопротерозойского возраста Фенноскандинавского щита. Рудный пегматит залегает в верхней части расслоенной зоны горы Ниттис, сложенной гарцбургитами и ортопироксенитами. Его размер по горизонтали составляет 9 × 16 м, по вертикали – 15 м. В строении тела выделены три зоны: I – ядро сплошных сульфидов, II – зона грубо- и гигантозернистых габброноритов, обогащенных интерстициальными сульфидами и III – приконтактовая зона с сидеронитовыми сульфидами с постепенными переходами во вмещающие ортопироксениты. Выполнены петро- и геохимические, минералогические и изотопные исследования пород и руд с использованием современных методов анализа. Рудный пегматит представляет собою наиболее поздний продукт в процессах фракционной кристаллизации магматического расплава, который обособился в виде крупного шлира с сульфидным ядром и силикатной матрицей с высокой концентрацией флюидов. Гипсометрический уровень остановки расплава определялся равновесием внутреннего давления летучих и внешнего давления перекрывающих пород. Значения δ18O (+4.9–+6.1‰) близки к мантийным меткам (δ18O = +5.7‰) и отвечают магматическим породам основного состава. В истории формирования рудного пегматита выделены раннемагматическая, поздне- и постмагматическая стадии минералообразования с последовательным повышением роли флюидных компонентов (H2O, CO2, Cl, F). По результатам расчетов, выполненных с использованием различных минеральных геотермометров, кристаллизация расплава на магматической стадии происходила в интервале ~1100–900оC при давлении около 5 кбар. При температурах 1100–1000оC началось отделение (ликвация) несмешивающейся сульфидной жидкости. По мере снижения температуры первоначально кристаллизовались главные силикатные минералы (клино- и ортопироксены, плагиоклаз), в интерстициях которых накапливался остаточный расплав и сульфидная жидкость, обогащенная ЭПГ, Au, Ag и халькофильными элементами (As, Sn, Sb, Te, Bi, Pb, Zn). Из остаточного расплава сформировалась позднемагматическая ассоциация (паргасит, магнезиальная роговая обманка и флогопит). При остывании сульфидной жидкости при температуре ~1000оС и ниже из нее выделился медьсодержащий моносульфидный твердый раствор (Mss), из которого в результате твердофазных превращений выделились пирротин, пентландит, халькопирит. Из остаточной сульфидной жидкости, обогащенной Cu и благородными металлами, образовался промежуточный твердый раствор (Iss), который при температуре ниже 550оС последовательно разлагался на халькопирит, пирротин и кубанит. Доминирующими минералами ЭПГ являются: майченерит PdBiTe, соболевскит Pd(Bi,Te), фрудит PdBi2, меренскит PdTe2 и мончеит PtTe2. Минералы Au и Ag представлены электрумом (AuAg) и гесситом (Ag2Te). Обнаружен редкий в природе минерал – сервеллеит (Ag4TeS). Содержание Pd в рудном пегматите колеблется в интервале (64.13–0.09 г/т), Pt – (2.70–0.004 г/т). Рудный потенциал Мончеплутона далеко не исчерпан, поэтому выяснение генетических особенностей происхождения рудных пегматитов и их связей с медно-никелевым оруденением имеет не только петрологическое, но и важное практическое значение, в том числе для выработки поисковых признаков на жильный тип ЭПГ–Cu–Ni руд.
Полный текст

Об авторах
Д. А. Орсоев
Геологический институт им. Н.Л. Добрецова СО РАН
Автор, ответственный за переписку.
Email: magma@ginst.ru
Россия, ул. Сахьяновой, 6а, Улан-Удэ, 67004
В. Ф. Смолькин
Государственный геологический музей им. В.И. Вернадского РАН
Email: v.smolkin@sgm.ru
Россия, Моховая ул., д. 11, стр. 11, Москва, 125009
А. С. Мехоношин
Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН
Email: mekhonos@igc.irk.ru
Россия, ул. Фаворского, 1а, Иркутск, 664033
Список литературы
- Ваганов В.И., Соколов С.В. Термобарометрия ультраосновных парагенезисов. М.: Недра, 1988. 149 с.
- Воробьев Ю.К. Фазовые соотношения в центральной части системы Cu–Fe–S // Новое в минералогических исследованиях. Л.К. Яхонтова (науч. ред.). МИНГЕО СССР. ВИМС. МО ВМО АН СССР, 1976. С. 165—168.
- Высоцкий С.В., Орсоев Д.А., Игнатьев А.В., Веливецкая Е.А., Асеева А.В. Источник серы для Ni-Cu сульфидной минерализации Мончегорского интрузивного комплекса (Кольский полуостров, Россия) по мультиизотопным данным // Ультрамафит-мафитовые комплексы. Геология, строение, рудный потенциал: матер. V междунар. конф. Улан-Удэ: изд-во Бурятского госуниверситета. 2017. С. 83—86.
- Геологическая карта Кольского региона. Северо-восточная часть Балтийского щита. Масштаб 1: 500000. Ф.П. Митрофанов (отв. ред.). Апатиты, 1996.
- Глотов А.И., Кривенко А.П., Поляков Г.В. Необычные соотношения палладия и золота в сульфидных медно-никелевых рудах месторождения Колотонк (Северо-Западный Китай) // ДАН. 1998. Т. 363. № 5. С. 670—672.
- Глотов А.И., Орсоев Д.А. Распределение благородных металлов в ЭПГ–Cu–Ni в сульфидных рудах Мончегорского комплекса. Кольский полуостров // ДАН. 1996. Т. 347. № 5. С. 670—673.
- Казанов О.В., Корнеев С.И., Петров С.В., Фролова А.А. Особенности распределения минералов благородных металлов в медно-никелевых жилах участка Западный Ниттис Мончегорского расслоенного плутона (Кольский п-ов) // Проблемы геологии и эксплуатации месторождений платиновых металлов: Матер. Всерос. Конф. с международным участием 25 мая 2016 г. С.- Петербург, Горный университет. СПб: Изд-во СПГУ, 2016. С. 62—66.
- Карпов Р.В. Пегматиты основных пород Мончетудры и связанное с ними сульфидное оруденение // Геология рудн. месторождений. 1959. № 5. С. 74—90.
- Карпов Р.В. Классификация пегматитов основного состава Мончегорского плутона // Советская геология. 1964. № 3. С. 130—132.
- Козлов Е.К. Естественные ряды пород никеленосных интрузий и их металлогения. Л.: Наука, 1973. 283 с.
- Козлов Е.К, Докучаева В.С., Богданов И.С. Уникальный рудный габбро-норитовый пегматит горы Ниттис в Мончетундре // Матер. по минералогии Кольского полуострова, вып. 3. Апатиты: Изд. Кольского филиала АН СССР, 1962. С. 86—99.
- Колонин Г.Р., Орсоев Д.А., Синякова Е.Ф., Кислов Е.В. Использование отношения Ni: Fe в пентландите для оценки летучести серы при формировании ЭПГ-содержащего сульфидного оруденения Йоко-Довыренского массива // ДАН. 2000. Т. 370. № 1. С. 87—91.
- Косяков В.И., Синякова Е.Ф. Направленная кристаллизация железоникелевых сульфидных расплавов в области образования моносульфидного твердого раствора // Геохимия. 2005. № 4. С. 415—428.
- Косяков В.И., Синякова Е.Ф., Ненашев Б.Г. О механизме образования пентландита в системе Fe-Ni-S // ДАН. 2001. Т. 381. № 6. С. 1—4.
- Леснов Ф.П., Аношин Г.Н. Соотношение содержания рения и элементов платиновой группы в породах, рудах и минералах мафит-ультрамафитовых ассоциаций // ДАН. 2011. Т. 437. № 2. С. 228—234.
- Лихачев А.П. Экспериментальное исследование парагенезисов системы Cu–Fe–S // Минералы и парагенезисы минералов рудных месторождений. М.: Наука, 1973. С. 3—19.
- Лялин П.В. Взаимоотношения рудных жил с тектоническими нарушениями и дайками на примере Мончегорского медно-никелевого месторождения // Советская геология. 1956. № 5. С. 51—63.
- Маслеников В.А., Лялин П.В. Сульфидные жилы массива Ниттис-Кумужья-Травяная // Геология и рудные месторождения Мончегорского плутона. Тр. ЛАГЕД АН СССР, Вып. 3. Л.: Изд-во АН СССР, 1956. С. 148—221.
- Медно-никелевые месторождения Балтийского щита. Л.: Наука, 1985. 329 с.
- Меньшиков В.И., Власова В.Н., Ложкин В.И., Сокольникова Ю.В. Определение элементов платиновой группы в горных породах методом ИСП-МС с внешней градуировкой после отделения матричных элементов на катионите КУ-2—8 // Аналитика и контроль. 2016. Т. 20. № 3. С. 190—201.
- Мирошникова Я.А. Жильные образования в зоне сочленения Мончегорского плутона и Мончетундровской интрузии (Кольский полуостров, Россия) // Вестник МГТУ. 2022. Т. 25. № 1. С. 27—37.
- Налдретт А. Дж. Сульфидные никелевые месторождения: классификация, состав и генезис // Генезис рудных месторождений. М.: Мир, 1984. С. 253—343.
- Налдретт А. Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометальных руд. С.- Петербург: Изд-во СПбГУ, 2003. 487 с.
- Перегоедова А.В., Федорова Ж.К., Синякова Е.Ф. Физико-химические условия образования пентландита в медьсодержащих сульфидных парагенезисах (по экспериментальным данным) // Геология и геофизика. 1995. Т. 36. № 3. С. 98—105.
- Перчук Л.Л. Усовершенствование двупироксенового геотермометра для глубинных перидотитов // ДАН СССР. 1977а. Т. 233. № 3. С. 456—459.
- Перчук Л.Л. Пироксеновый барометр и “пироксеновые геотермы” // ДАН СССР. 1977б. Т. 233. № 6. С. 1196—1199.
- Петрология сульфидного магматического рудообразования / В.В. Дистлер, Т.Л. Гроховская, Т.Л. Евстигнеева и др. М.: Наука, 1988. 232 с.
- Расслоенные интрузии Мончегорского рудного района: петрология, оруденение, изотопия, глубинное строение. Ф.П. Митрофанов, В.Ф. Смолькин (ред.). Апатиты: изд. Кольского НЦ РАН, 2004а. Часть I. 177 с.
- Расслоенные интрузии Мончегорского рудного района: петрология, оруденение, изотопия, глубинное строение. Ф.П. Митрофанов, В.Ф. Смолькин (ред.). Апатиты: изд. Кольского НЦ РАН, 2004б. Часть II. 177 с.
- Семенов В.С., Казанов О.В., Корнеев С.И., Сальникова Е.Б., Семенов С.В. Условия формирования расслоенных интрузий Мончегорского магматического узла // Петрология. 2022. Т. 30. № 3. С. 379—403.
- Серова А.А., Спиридонов Э.М. Три типа апатита в норильских сульфидных рудах // Геохимия. 2018. № 5. С. 474—484.
- Смолькин В.Ф., Мокрушин А.В., Баянова Т.Б., Серов П.А., Арискин А.А. Магмаподводящий палеоканал в Мончегорском рудном районе: геохимия, изотопный U–Pb и Sm–Nd анализ (Кольский регион, Россия) // Записки Горного института. 2022. Т. 255. С. 405—418.
- Успенский Н.М. Негранитные пегматиты. М.: Недра, 1968. 344 с.
- Федорова Ж.Н., Синякова Е.Ф. Экспериментальное исследование физико-химических условий образования пентландита // Геология и геофизика. 1993. Т. 34. № 2. С. 84—92.
- Холмов Г.В., Шолохнев В.В. Сравнительная характеристика жильных сульфидных медно-никелевых месторождений Мончегорского плутона // Геология рудн. месторождений. 1974. № 1. С. 18—27.
- Чащин В.В., Иванченко В.Н. Сульфидные ЭПГ–Cu–Ni и малосульфидные Pt–Pd руды Мончегорского рудного района (Западный сектор Арктики): геологическая характеристика, минерало-геохимические и генетические особенности // Геология и геофизика. 2021. № 18. С. 622—650.
- Чащин В.В., Баянова Т.Б., Савченко Е.Э., Киселева Д.В., Серов П.А. Петрогенезис и возраст пород нижней платиноносной зоны Мончетундровского базитового массива, Кольский полуостров // Петрология. 2020. Т. 28. № 2. С. 150—183.
- Чащин В.В., Петров С.В., Киселева Д.В., Савченко Е.Э. Платиноносность и условия образования сульфидного ЭПГ—Cu—Ni месторождения Нюд-II Мончегорского плутона, Кольский полуостров, Россия // Геология рудн. месторождений. 2021. Т. 63. № 2. С. 99—131.
- Челищев Н.Ф. О двух генетических группах пегматитов Мончегорского плутона // Тр. ИМГРЭ, 1962. Вып. 8. С. 249—263.
- Шарков Е.В. Происхождение пегматитовых и жильных образований расслоенных интрузий // ЗВМО. 1981. Вып. 2. С. 135—144.
- Шарков Е.В. Формирование расслоенных интрузивов и связанного с ними оруденения. М.: Научный мир, 2006. 368 с.
- Шарков Е.В., Чистяков А.В. Геолого-петрологические аспекты ЭПГ–Cu–Ni оруденения в раннепалеопротерозойском Мончегорском расслоенном мафит-ультрамафитовом комплексе (Кольский полуостров) // Геология рудн. месторождений. 2014. Т. 56. № 3. С. 171—194.
- Alapieti T.T., Filen B.A., Lahtinen J.J., Lavrov M.M., Smolkin V.F., Voitsekhovsky S.N. Early Proterozoic layered intrusion in the northeastern part of the Fennoscandian Shield // Miner. Petrol. 1990. V. 42. № 1—4. P. 1—22.
- Bekker A., Grokhovskaya T.L., Hiebert R., Sharkov E.V., Bui T.H., Stadnek K.R., Chashchin V.V., Wing B.A. Multiple sulfur isotope and mineralogical constrains on the genesis of Ni–Cu–PGE magmatic sulfide mineralization of the Monchegorsk Igneous Complex, Kola Peninsula, Russia // Miner. Deposita. 2015. V. 51. P. 1035—1053.
- Blundy J.D., Holland J.B. Calcic amphibole equilibria and a new amphibole-plagioclase geothermometer // Contr. Miner. Petrol. 1990. V. 104. P. 208—224.
- Brey G.P., Kӧhler T. Geothermobarometry in four-phase lherzolite II. New thermobarometers, and practical assessment of existing thermobarometers // J. Petrol. 1990. V. 31. P. 1353—1378.
- Chaussidon M., Albarede F., Sheppard S.M.F. Sulfur isotope heterogeneity in the mantle from ion microprobe measurements of sulfide inclusions in diamonds // Nature. 1989. V. 330. P. 242—244.
- Evstigneeva T., Boeva N., Vymazalova A., Trubkin N. Peculiarities of phase formation in the system Pd–Bi–Te. // 21st General Meeting of the International Mineralogical Association, Sandton Convention centre in the Gauteng province of South Africa. 2014. V. 702. P. 103.
- Hoffman E., Maclean W.H. Phase relations of michenerite and merenskyite in the Pd—Bi—Te system // Econ. Geol. 1976. V. 71. P. 1461—1468.
- Holland J.B., Blundy J.D. Non-ideal interactions in calcic amphiboles and their bearing on amphibole-plagioclase thermometry // Contr. Miner. Petrol. 1994. V. 116. P. 433—447.
- Holwell D.A., Zeinab A., Ward L.A., Smith D.J., Graham S.D., McDonald I., Smith J.W. Low temperature alteration of magmatic Ni–Cu–PGE sulfides as a source for hydrothermal Ni and PGE ores: A quantitative approach using automated mineralogy // Ore Geol. Rev. 2017. V. 91. P. 718—740.
- Kolotilina T.B, Mekhonoshin A.S., Orsoev D.A. Re sulfides from Zhelos and Tokty-Oi intrusions (East Sayan, Russia) // Minerals. 2019. № 9. 479.
- Karykowski B.T., Maier W.D., Groshev N.Y., Barnes S.-J., Pripachkin P.V., McDonald I., Savardі D. Critical Controls on the Formation of Contact-Style PGE–Ni–Cu Mineralization: Evidence from the Paleoproterozoic Monchegorsk Complex, Kola Region, Russia. Economic Geology. V. 113. 2018. № 4. 911—935.
- Kullerud G. The Fe–Ni–S system // Carnegie Inst. of Washington Year Book 62, 1963. P. 175—189.
- Kullerud G., Yund R.A., Moh G. Phase relations in the Fe–Ni–S, Cu–Fe–S and Cu–Ni–S systems // Econ. Geol. Monograph 4, 1969. P. 323—343.
- Mansur E.T., Barnes S.-J., Duran C.J. Textural and compositional evidence for the formation of pentlandite via peritectic reaction implications for the distribution of highly siderophile elements // Geology. 2019. V. 47. P. 351—354.
- McDonough W.F., Sun S.S. The composition of the Earth // Chem. Geol. 1995. V. 120. P. 223—253.
- Mercier J.-C.C. Single-pyroxene thermobarometry // Tectonophysics. 1980. V. 70. № 12. P. 1—37.
- Misra R.C., Fleet M.E. The chemical compositions of synthetic and natural pentlandite assemblages // Econ. Geol. 1973. V. 68. P. 518—539.
- Mori T., Green D.H. Laboratory duplication of phase equilibria observed in natural garnet therzolites // J. Geology. 1978. V. 86. P. 83—97.
- Morimoto N., Fabries J., Ferguson A.K., Ginzburg I.V., Ross M., Seifert F.A., Zussman J., Aoki K., Gottardi G. Nomenclature of pyroxenes // Amer. Miner. 1988. V. 73. P. 1123—1133.
- Mungall J.E., Brenan J.M. Partitioning of platinum-group elements and Au between sulfide liquid and basalt and the origins of mantle-crust fractionation of the chalcophile elements // Geochim. Cosmochim. Acta. 2014. V. 125. P. 265—289.
- Nimis P., Taylor W.R. Single clinopyroxene thermobarometry for garnet peridotites. Part I. Calibration and testing of a Cr-in-Cpx barometer and an enstatite-in-Cpx thermometer // Contr. Miner. Petrol. 2000. V. 139. P. 541—554.
- Palme H., OʹNeill H. St.C. Cosmochemical estimates of mantle composition // In: Treatise on Geochemistry. Elsevier Ltd. 2014. V. 3. P. 1—39.
- Patten C., Barnes S.-J., Mathez E.A., Jenner F.E. Partition coefficients of chalcophile elements between sulfide and silicate melts and the early crystallization history of sulfide liquid: LA–ICP–MS analysis of MORB sulfide droplets // Chem. Geol. 2013. V. 358. P. 170—188.
- Rollinson H.R. Using geochemical data: evaluation, presentation, interpretation // Essex: London Group UK Ltd., 1994. 352 p.
- Rudnick R.L., Gao S. Composition of the continental crust // In: Treatise on Geochemistry. Elsevier Ltd. 2003. V. 3. P. 1—64.
- Sharkov E.V., Smolkin V.F. Types of the Early Proterozoic layered intrusions of the russian part of the Baltic Shield: a review // Trans. Instn. Min. Metall. (Section B: Applied Earth Sci.). 1998. V. 107. B23—38.
- Sharp Z.D.A. Iaser-based microanalytical method for the in situ determination of oxygen isotope ratios of silicates and oxides // Geochim. Cosmochim. Acta. 1990. V. 54. № 5. P. 1353—1357.
- Smol’kin V.F., Mokrushin A.V. Paleoproterozoic layered intrusions of the Monchegorsk ore district: geochemistry and U–Pb, Sm–Nd, Re–Os isotope analysis // Minerals. 2022. V. 12. 1432.
- Smol’kin V.F., Mokrushin A.V., Chistyakov A.V. Layered intrusions of Paleoproterozoic age in the Kola and Karelian region // Minerals. 2023. V. 13. 597.
- Sugaki A, Kitakaze A. High form pentlandite and its thermal stability // Amer. Miner. 1998. V. 83. P. 133—140.
- Tischendore G., Fӧrster H.-J., Gottesmann B., Rieder M. True and brittle micas: composition and solid-solution series // Mineralogical Magazine. 2007. V. 71. № 3. P. 285—320.
- Fleet M.E., Tronnes R.G., Stone W.E. Partitioning of platinum-group elements (Os, Ir, Ru, Pt, Pd) and gold between sulfide liquid and basalt melt // Geochim. Cosmochim. Acta. 1996. V. 60. P. 2397.
- Wells P.R.A. Pyroxene thermometry in simple and complex systems // Contr. Miner. Petrol. 1977. V. 62. № 2. P. 129—139.
- Whitney D.L., Evans B.W. Abbreviations for names of rock-forming minerals // Amer. Miner. 2010. V. 95. P. 185—187.
- Wood B.J., Banno S. Garnet-orthopyroxene and orthopyroxene-clinopyroxene relationships in simple and complex systems // Contr. Miner. Petrol. 1973. V. 42. № 2. P. 109—124.
- Yund R.A., Kullerud G. Thermal stability of assemblages in the Cu–Fe–S system // J. Petrol. 1966. V. 7. № 3. P. 454—488.
Дополнительные файлы
