книги из ГПНТБ / Нестеренко Г.В. Геохимия дифференцированных траппов (Сибирская платформа)

что в дифференцированных траппах никель и кобальт находится главным образом в двух формах — сульфидной и силикатной, и лишь при высоком содержании рудных минералов окисного ряда и при отсутствии или незначительном количестве оливина (желе­ зистые разновидности пород) никель и кобальт могут быть в су­ щественном количестве связаны с титаномагнетитом и ильмени­ том. Это подтверждается на примере никеля из пробы 62-655 (диорит-пегматит), в которой до 50% несульфидной формы на­ хождения элемента связано с титаномагнетитом. По-видимому, никель и кобальт помимо сульфидной и силикатной форм присут­ ствуют в породах и в виде ферритов, например треворита (NiFe2 04), образующих с окисно-рудиыми минералами твердые растворы.

Приведенные данные по особенностям распределения никеля и кобальта в породах дифференцированных траппов и анализ их форм нахождения в минералах позволяют следующим образом интерпретировать их геохимическую историю в процессах диф­ ференциации магмы in situ.

При низком потенциале серы в интрудирующем расплаве ни­ кель и кобальт, более интенсивно входя в ранние, наиболее маг­ незиальные фемические минералы, способные перемещаться в гравитационном поле, обогащают нижние горизонты интрузий. В этом случае оба элемента находятся преимущественно в сили­ катной форме и резкого их концентрирования не наблюдается (Альмухамедов, 1969).

При достаточно большом потенциале серы и условиях глубо­ кой дифференциации (интрузии норильского типа) никель и ко­ бальт связываются в сульфидной жидкости, капли которой кон­ центрируются в приподошвенных участках магматической каме­ ры. Вслед за ликвацией начинается фракционирование расплава с выделением в ранние стадии магнезиальных оливинов, также обогащенных никелем и кобальтом, которые формируют горизонт пикритовых габбро-долеритов, залегающих выше пород с суль­ фидной вкрапленностью. Однако ликвация и гравитация суль­ фидной жидкости продолжается и в течение гравитационной аккумуляции силикатных фаз. Поэтому в пикритах отмечается значительное количество и сульфидов.

Таким образом, уже на ранних этапах дифференциации рас­ плава большая часть никеля и кобальта связывается в минераль­ ных фазах: либо в сульфидной жидкости вследствие высокой активности серы в исходном расплаве, либо в высокотемпера­ турных фемических минералах. Гравитационные процессы пред­ определяют их концентрирование в приподошвенной части мас­ сива.

Такой механизм перераспределения никеля и кобальта при­ водит к обеднению ими остаточных расплавов, что выражается

ж

I

I

Ж

ны горизонты пород в соответствии с рис. 2, 5

в конечном итоге в минимальных концентрациях элементов в про­ дуктах поздних этапов дифференциации интрузий (феррогаббро, габбро-пегматиты, габбро-диориты, гранофиры).

МЕДЬ

Среднее содержание меди в недифференцированных габбро-до- леритах равно 110X10- 4 %, что отвечает содержанию элемента в основных породах, по А. П. Виноградову (1962); в базальтах оно отчетливо ниже — 43X10 - 4 % •

Характерной особенностью траппов является значительная дисперсия содержаний меди как в интрузивных, так и эффузив­ ных породах. В габбро-долеритах максимальные количества эле­ мента превышают минимальные в 5 раз, в базальтах — в 14 раз. Это указывает на значительное перераспределение меди на маг­ матической стадии в процессе докамерной эволюции расплава.

Камерная дифференциация толеитовой магмы приводит к дальнейшему перераспределению меди (Смирнова, Альмухамедов, 1967). Во всех изученных интрузиях максимальные концен­ трации элемента свойственны двум горизонтам: один из макси­ мумов приходится на наиболее высокотемпературные магнези­ альные породы подошвы — пикритовые и троктолитовые габбродолериты, другой — на обогащенные железом породы поздних этапов кристаллизации — габбро-пегматиты, феррогаббро и др. (табл. 10, рис. 14).

Рис. 15. Кинетика выщелачивания меди из пород дифференцированных трап­ пов

/ — пойкнлоофнтовый олпвнн-биотитовый габбро-долерпт (обр. 62-667); 2 —пнкрнтовый габ­ бро-долерпт (обр. 62-672); 3 — таксптовый габбро-долерпт (обр. 62—676)

Рис. 16. Кинетика выщелачивания меди из минералов дифференцированных траппов

моноклинных пироксенов и плагиоклазов уже после первого вы­ щелачивания медь извлекается практически нацело (рис. 16) и

ницина (1965) и др., допускающих изоморфизм меди с M g 2 + , Fe 2 + и Na+ в силикатных минералах основных пород.

Вместе с тем для окисно-рудных минералов — титаномагнетитов и ильменитов — выщелачивание перекисью водорода не при­ водит к полному извлечению меди. Для них остаточные концен­ трации элементов значительно превосходят уровень чувствитель­ ности метода (ІХІ0—4 %) и составляют для титаномагнетитов {36—57) Х Ю - 4 % и для ильменитов (21—28) X 10-4 %. Это позво­ ляет сделать вывод, что отмеченный выше факт неполного извле­ чения меди из пород при действии на них перекисью водорода объясняется присутствием элемента в траппах не только в суль­ фидной форме, но также, возможно, в виде ферритов меди, в не­ значительных количествах растворенных в окисно-рудных мине­ ралах.

Подтверждением этому служат расчеты по определению доли меди, приходящейся на титаномагнетит и ильменит с учетом' их

ные рудные минералы — 4 Х Ю _ 4 % . В пикритовых долеритах эти соотношения соответственны значениям 1,5Х Ю - 4 и ЗХ 10- 4 %. От­ давая предпочтение связи неизвлекаемой из' пород части меди с окисными рудными минералами, мы не отрицаем возможности присутствия элемента, также в других труднорастворимых со­ единениях, таких, например, как вторичный куприт (Феоктистов, 1965). Однако значение таких соединений имеет, по-видимому, резко подчиненное значение.

В свете приведенных фактов, показывающих существование в породах преимущественно сульфидной формы меди и отсутствие для нее изоморфизма с главными петрогенными элементами в силикатных минералах, связь меди как с магнезиальными поро­ дами зоны подошвы интрузий (нижний максимум), так и с верх­ ними горизонтами, обогащенными железом (верхний максимум) следует рассматривать в качестве парагенетической.

Накопление меди в зоне подошвы интрузий, так же как и для никеля с кобальтом, определяется гравитационной отсадкой отликвировавшего сульфидного расплава. Причем ликвация медь­ содержащего сульфидного расплава может несколько опережать фракционирование и аккумуляцию ранних темноцветных мине­ ралов. На это указывает, в частности, факт смещения максиму­ ма меди по отношению к магнезиальным породам зоны подошвы

Т а б л и ц а 16. Результаты фазового анализа меди в минералах дифференцированных траппов (л-10"''%)

расплава, поэтому представление о кристаллизации сульфидов меди на поздних стадиях становления интрузий представляется логичным.

Таким образом, двойственный характер поведения меди в процессах формирования дифференцированных траппов может быть обязан одновременному действию двух процессов. С одной стороны, медь, обладая большим сродством к сере, на ранних этапах эволюции внедрившегося расплава связывается в ликвирующей сульфидной жидкости, которая в гравитационном поле опускается на «дно» магматической камеры. С другой стороны, часть меди, находясь в виде легкоподвижных соединений, обога­ щает остаточные порции расплава, давая второй максимум в по­ родах поздних или заключительных этапов кристаллизации.

Преобладание того или иного процесса обусловливает соотно­ шение максимумов в интрузиях различного типа. Если для интру­ зий норильского типа, для которых свойственно широкое прояв­ ление ликвации и гравитации, характерно резкое преобладание максимума меди в породах нижних горизонтов над максимумом в железистых породах, то для аламджахского типа, где ликвации и гравитации проявлены несравненно слабее, типичен более «вы­ сокий» максимум меди в железистых породах.

СЕРЕБРО

Серебро является одним из элементов, наиболее слабо изученных в изверженных горных породах. Имеющиеся литературные дан­