Геолого-генетическая модель образования и потенциальная рудоносность мафит-ультрамафитовых комплексов Кулибинского рудного узла Канской металлогенической зоны (Восточный Саян)

Актуальность исследования мафит-ультрамафитовых комплексов Кулибинского рудного узла обусловлена широким спектром дискуссий в научном сообществе, связанных с этими образованиями. Канский зеленокаменный пояс (ЗКП) относят к неопротерозойским ЗКП и единого мнения о его строении, формационной принадлежности структурно-фациальных комплексов и перспективах рудоносности различных его образований нет и по настоящее время. Между тем, магматические комплексы исследуемой территории концентрируют в себе широкий спектр полезных ископаемых – никель, медь, хром, благородные металлы, нерудное сырьё, а повышающийся интерес к потенциально рудоносным площадям Канского ЗКП диктует необходимость разработки научно-методических обоснований постановки ГРР. Широкое разнообразие форм, состава исследуемых образований, сложная взаимосвязь различных критериев с фактической рудоносностью обуславливают необходимость комплексного подхода при изучении потенциально рудоносных территорий. Большое количество научных трудов, посвящённых Канскому зеленокаменному поясу, охватывают, как правило, крупные его зоны и узлы, тогда как для характеристики потенциала рудоносности сложных магматических комплексов необходимы детальные исследования в пределах локальных площадей. На данном этапе изучения, для образований Кулибинского рудного узла остаются дискуссионными формационная принадлежность тех или иных магматических образований, их рудная специализация, потенциал рудоносности и перспективность освоения.
Объектами исследования являются магматические образования Кулибинского рудного узла, в первую очередь – гипабиссальные мафит-ультрамафитовые тела кингашского и идарского комплексов, а также метавулканиты кулижинской и кузьинской толщ.
Цель исследования – комплексная характеристика вулканических и гипабиссальных мафит-ультрамафитовых образований, анализ их вещественного состава и структур для выявления потенциала рудоносности и характеристики рудной специализации.
Задачи исследования. 1. Изучить петрографические, минералогические, структурные, геохимические и петрохимические особенности изучаемых пород. 2. Выявить главные типы рудной минерализации и охарактеризовать особенности распространения рудного вещества в продуктивных телах. 3. Провести типизацию изученных вулканических и гипабиссальных образований, определить их формационную принадлежность. Реконструировать геодинамические условия формирования выделенных типов магматических образований. 4. Разработать критерии рудоносности образований Кулибинского рудного узла и дать прогноз перспектив его освоения.
Фактический материал. В основу исследования положен материал, собранный автором в ходе поисковых работ 2013-2015 гг, проведённых ГПКК «КНИИГиМС». Минералого-
5
петрографическая характеристика дана по результатам изучения 804 прозрачных шлифов (в том числе 164 авторских) и 328 полированных шлифов (в том числе 41 авторский). Оценка петрохимических особенностей пород базируется на 163 силикатных анализах, которые проведены в лабораториях ОАО «Минусинская ГРЭ» (г. Минусинск) и Института геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск). Концентрации редких и редкоземельных элементов изучались методом MS-ISP в лабораториях «Аналитического центра геохимии природных систем» при Томском государственном университете (г. Томск) и в Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск) в количестве 60 анализов. Оценка химического состава породообразующих минералов проведена в «Аналитическом центре геохимии природных систем» при Томском государственном университете (г. Томск) на электронном сканирующем микроскопе Tescan Vega II LMU – 155 определений и в Институте геохимии им. А.П. Виноградова СО РАН (г. Иркутск) на рентгеноспектральном электронно-зондовом микроанализаторе JXA8200 – 159 определений, всего – 314 определений. Химические анализы на медь, никель, кобальт (3081 анализ), ICP-MS на платиноиды (957 анализов), а также атомно- эмиссионные спектральные анализы на 26 элементов заимствованы из материалов поисковых работ ГПКК «КНИИГиМС». При анализе имеющихся материалов использовались опубликованные и фондовые работы, полный список которых приведён в библиографии.
Основные защищаемые положения.
Положение 1. В Кулибинском потенциальном рудном узле впервые выделены и петрологически обоснованы два формационных типа гипбиссальных мафит-ультрамафитовых образований: реститовый дунит-гарцбургитовый (идарский комплекс) и дифференцированный дунит-верлит-пикритовый (кингашский комплекс) и четыре серии вулканогенных образований: пикрит-базальтовая, существенно базальтовая толеитовая, дацит-базальт-пикробазальтовая бимодальная и андезит-базальтовая известково-щелочная.
Положение 2. Интрузивные породы кингашского комплекса и вулканиты пикрит- базальтовой серии слагают единый вулкано-плутонический комплекс и образованы в ходе дифференциации высокомагнезиального расплава, с продуктами эволюции которого связаны два типа месторождений: сульфидные медно-никелевые с платиноидами и малосульфидные платинометальные, существенно палладиевые. Основной прогнозный потенциал рудоносности Кулибинского перспективного рудного узла связан с малосульфидными платинометальными рудами магматического и эпимагматического генезиса, которые приурочены к базальным частям массивов пикритов кингашского интрузивного комплекса и вулканической пикрит- базальтовой серии.
Положение 3. Малосульфидные платинометальные руды, в отличие от сульфидных медно-никелевых, формировались при повышенных температурах и пониженном давлении, что

6
связано с особенностями режима магматических камер и контаминацией различного корового материала. Критериями потенциальной малосульфидной платинометальной рудоносности являются: доля фаялитового компонента в оливине свыше 18%; примеси Co и Ni в сульфидных минералах; соотношения Ni/Cu – 15-100, Pd/Ir – 50-100, Zr/Y<3 при Nb/Y<0,2; обеднение Nb, Ba, Rb, Sr, Ti до уровня менее 1 MORB, ярко выраженная на мультиэлементных спектрах аномалия Zr-Hf отрицательного знака (до 0,1 MORB); наличие распределения Ni антиподного с Cu и Ti; расположение пиков концентраций Cu, Ag и Ti в кровле ритмов, а пиков Cr, Ni, Co, Pd – в подошве. Научная новизна работы. Впервые детально изучены петрографические, минералогические, структурные, геохимические и петрохимические особенности мафит- ультрамафитовых образований кингашского и идарского интрузивных комплексов и метавулканитов кулижинской и кузьинской толщ Кулибинского РУ. Исследованные образования типизированы и впервые подразделены на два интрузивных комплекса и четыре вулканических ассоциации. Изучена рудная минерализация исследуемых комплексов, выявлены закономерности пространственного распространения рудного вещества в пределах продуктивных толщ. Выявлен новый для региона тип оруденения в мафит-ультрамафитовых комплексах – малосульфидный платинометальный, установлена платинометальная специализация исследованной территории. Установлено, что потенциально рудоносными являются субвулканические тела кингашского комплекса и вулканиты пикрит-базальтовой серии, которые вместе образуют единый рудоносный вулкано-плутонический комплекс. Разработаны геолого-генетические модели образования исследованных тел мафит- ультрамафитовых комплексов и обоснованы прогнозно-поисковые модели для наиболее перспективных типов оруденения. Реконструированы геодинамические условия формирования изученных образований. Практическое значение. Проведена оценка перспектив рудоносности мафит- ультрамафитовых комплексов Кулибинского РУ, впервые выделен малосульфидный платинометальный тип оруденения. Разработаны критерии выделения потенциально рудоносных площадей и даны рекомендации по проведению дальнейших ГРР. Потребителями полученной информации являются научно-производственные предприятия Красноярского края, а также недропользователи, ведущие добычу руд платиноидов на его территории (ОАО «Норильский никель», ООО «Русская платина»). Публикация и апробация работы. 8 публикаций, в том числе 4 в изданиях из списка ВАК: 1. Бабинцев Н.А., Чернышов А.И. Кипизация платиноносных пикритов северо-запада Канского зеленокаменного пояса (Восточный Саян) // Известия Томского политехнического 7 университета. Инжиниринг георесурсов. 2018. Т. 329. No 6. С. 118-127 2. Бабинцев Н.А., Чернышов А.И. Перспективы платиноносности кулибинского потенциального рудного узла (Восточный Саян) // Вестник Института геологии Коми НЦ УрО РАН. 2018. No 6 (282). С. 9-15. 3. Бабинцев Н.А., Чернышов А.И. Петрогеохимические особенности платиноносных метапикритов Кулибинского потенциального рудного узла (Восточный Саян) // Известия Иркутского Государственного Университета. Серия: Науки о Земле. 2018. Т. 26. С. 3-17. 4. Чернышов А.И., Бабинцев Н.А., Ворошилов В.Г. Петрографические и минералогические особенности ультрамафитов Кирельского фрагмента Канского зеленокаменного пояса (СЗ Восточного Саяна) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2017, т. 328, No 1, с. 75–88. 5. Бабинцев Н.А., Чернышов А.И. Малосульфидные платинометальные рудопроявления северо-запада Восточно-Саянской платино-никеленосной провинции как аналог платинометальных месторождений комплекса Портимо (Финляндия) // Ультрамафит- мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал. Материалы V международной конференции. Улан-Удэ, 2017, с. 30-32. 6. Бабинцев Н.А., Чернышов А.И. Платиноносные пикриты северо-запада Канского зеленокаменного пояса // Петрология магматических и метаморфических комплексов. Материалы IX международной конференции. Томск, 2017. 7. Бабинцев Н.А. Составы оливинов в ультрамафитах Кулибинской платино- никеленосной площади (Восточный Саян) // Проблемы геологии и освоения недр: труды XX Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 120-летию со дня основания Томского политехнического университета. Том I. – Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета , 2016. – с. 110-112. 8. Бабинцев Н.А. Сравнительная петрохимическая характеристика ультрамафитов Канского зеленокаменного пояса (Восточный Саян) // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Том I. – Томский политехнический университет. – Томск : Изд-во Томского политехнического университета , 2017. Благодарности. Автор выражает глубокую признательность научному руководителю, д.г.-м.н., профессору А.И. Чернышову за неоценимую помощь в написании работы на всех этапах. За критические замечания и ценные советы по наиболее важным вопросам металлогении и рудоносности автор также благодарен д.г.-м.н., профессору С.С. Сердюку. 8 В обсуждении результатов принимали участие д.г.-м.н., профессор О.М. Глазунов, д.г.- м.н. Т.Я. Корнев, Г.И. Шведов, к.г.-м.н., доцент В.И. Совлук и Н.Е. Зобов в дискуссиях с которыми рождалась истина, за что автор им искренне признателен. Особую благодарность автор хотел бы выразить заслуженному геологу РФ, к.г.-м.н. П.П. Курганькову за наставления и поддержку на самых ранних этапах написания работы, без которых она могла и не состояться.