КАРТОЧКА
ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ
Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.
ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
Номер 22-27-00387
НазваниеУстановление главных геолого-геохимических факторов образования платино-медно-никелевых месторождений Арктической зоны Восточной Сибири
РуководительКриволуцкая Надежда Александровна, Доктор геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук, г Москва
| Период выполнения при поддержке РНФ | 2022 г. - 2023 г. |
Конкурс№64 - Конкурс 2021 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами».
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-201 - Геохимия магматических процессов
Ключевые словагеохимия, изотопы серы, никель, платина, Енисей-Хатангский прогиб
Код ГРНТИ38.00.00
СтатусУспешно завершен
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Магматические месторождения, связанные с ультрабазит-базитовыми породами, являются главными поставщиками никеля и платиновых металлов на мировой рынок. Особое место в их ряду занимают месторождения Северо-Сибирской никеленосной провинции, обладающие отличными от других сульфидных месторождений мира геологическими условиями образования. Это – единственный пример локализации сверхкрупных месторождений в пределах молодой Сибирской трапповой формации в противовес крупным протерозойским плутонам. Одним из главных вопросов их генезиса является вопрос об источнике серы, объем которой составляет 10-15% от объема силикатных пород. В существующих моделях формирование сульфидов рассматривается в результате ассимиляции вмещающих ангидритсодержащих пород магмой при ее длительном протекании к поверхности. Главным контрагрументами этой гипотезы являются отсутствие открытой магматической системы в районе и крайне ограниченный в пространстве процесс ассимиляции, в качестве доказательства которого традиционно рассматривается изотопно-тяжелый (δ34S=12‰) состав руд. Обнаружение мантийных пород на Таймыре с аналогичным норильским рудам составом сульфидов обусловило появление гипотезы образования месторождений из обогащенного тяжелой серой мантийного резервуара и длительного накопления сульфидов в системе, которые транспортируются магмами в приповерхностные условия. Такая постановка проблемы и развиваемая авторами проекта модель являются совершенно новыми как для теории магматического рудообразования, так и в целом для геологии. До сих пор мантийные очаги с тяжелой серой на Земле установлены не были. В ходе выполнения работ будет выполнена оценка взаимодействия базальтовых магм с ангидрит- и карбонатсодержащими породами; выявлены границы распространения пород, обогащенных тяжелой серой; рассмотрены условия образования таких аномальных областей либо за счет попадания корового материала в мантию, либо за счет возникновения изотопного фракционирования серы в необычных физико-химических условиях. Решение поставленной проблемы будет носить комплексный характер и выполняться специалистами разных специальностей: геохимиками, геологами, геофизиками. Определение условий образования необычного мантийного источника будет базироваться на геодинамических палеореконструкциях для Енисей-Хатангского прогиба, выполненных по данным сейсмических профилей, в содружестве со специалистами ВНИГНИ и АО «Таймыргеофизика». В проекте будут использованы традиционные геологические и аналитические методы изучения пород и минералов, а также разработанный авторами метод исследования изотопного состава серы (не только отношений 34S/32S, но и 33S/32S и 36S/32S) в породах с низким ее содержанием, который в настоящее время не применяется в России. Эти работы внесут существенный вклад как в теоретическую геохимию, показав возможность существования необычных мантийных резервуаров в раннем триасе, так и в теорию магматического рудообразования, способствуя успешному поиску новых месторождений.
Ожидаемые результаты
В результате работ по проекту будет выполнен большой объем геохимических исследований пород Сибирской провинции, включая определение в них главных, редких элементов и изотопного состава серы, который позволит определить границы распространения эффузивных и интрузивных разновидностей, отличающихся ее тяжелым составом. Для исключения роли ассимиляции в образовании сульфидов будет проведена работа по изучению контактовых зон интрузивов и лав с вмещающими породами, особенно серосодержащими. Доказательство мантийного происхождения тяжелой серы существенно повлияет на теорию магматического рудообразования, в которую будут внесены соответствующие изменения в представления об источниках вещества и их роли в образовании руд. Трансформация представлений об образовании сульфидных медно-никелевых месторождений окажет влияние на стратегию их поисков в пределах Восточной Сибири, а также в других провинциях мира. Доказательство существования необычного резервуара с тяжелой серой и разработка механизма его образования внесет весомый вклад в понимание глобальных геологических процессов, приводящих к формированию аномальных участков мантии Земли. Такие проблемы не рассматриваются геологами для других месторождений мира, и их постановка является совершенно новой.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2022 году
Проблема формирования уникальных PGE-Cu-Ni Норильских месторождений стоит перед исследователями на протяжении десятков лет и решается на примере отдельных месторождений. В рамках данного проекта образование богатых сульфидных руд рассматривается в результате пермь-триасовой тектоно-магматической эволюции северной части Сибирской изверженной провинции. Ключевым вопросом генезиса руд является определение источника серы в них, имеющей тяжелый изотопный состав, который обычно объясняется ассимиляцией сульфатов магмой in situ. Обнаруженные мантийные породы с тяжелой серой на Таймыре свидетельствуют о ее мантийной природе. В ходе выполнения проекта была усовершенствована методика извлечения серы из пород с малым ее содержанием и использована для определения ее изотопного состава в пикритах, верлитах, перидотитах и других породах. На основании обнаруженных новых объектов мантийного генезиса с тяжелой серой была предварительно оконтурена область распространения тяжелой серы в мантии. Она определяется положением рифтогенных структур – Енисей-Хатангского прогиба (ЕХП) и оперяющими ее Норильско-Игаркинским и Приенисейским палеорифтами. Развитие этих тектонических элементов исследуется нами с помощью изучения структуры и состава вулканогенных пород, фиксирующих развитие ЕХП с запада (Норильский район) на восток (Маймеча-Котуйский район). В пределах палеорифтовых зон сосредоточены все медно-никелевые месторождения района, родоначальный состав магм которых исследовался с помощью изучения расплавных включений в оливинах и пироксенах. Он оказался близок к составу внутриплитных толеитовых базальтов по главным, редким и летучим компонентам, но характеризуется повышенной магнезиальностью (10-11 мас.% MgO).
Публикации
1. Криволуцкая Н.А. Теория магматического рудообразования в трудах М.Н. Годлевского и ее современные аспекты. Труды ЦНИГРИ, - (год публикации - 2023)
2. Криволуцкая Н.А. PGE-Cu-Ni Norilsk deposits and Siberian traps: genetic relationships. Advances in Geochemistry and Analytical Chemistry - Special Publication to 75th Anniversary of Vernadsky Institute of Geochemistry and Analytical Chemistry of the Russian Academy of Sciences, - (год публикации - 2022)
3. Криволуцкая Н.А. Основы теории магматического рудообразования в трудах М. Н. Годлевского и их современное развитие. Руды и металлы, № 4 , стр. 87-97 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.47755/0869-55997-2022-10023%
4. Криволуцкая Н.А., Конышев А.А., Кузьмин Д.В., Никогосян И.К., Крашенинников С.П., Гонгальский Б.И., Демидова С.И., Миронов Н.Л., Свирская Н.М., Федулов В.С. Is the Permian - Triassic mass extinction related to the Siberian Traps? Geochemistry International, т. 60, № 13, с.1321-1349 (год публикации - 2022)
5. Криволуцкая Н.А., Михайлов В.Н., Гонгальский Б.И., Кузьмин Д.В., Свирская Н.М. The Permian-Triassic Riftogen Rocks in the Norilsk Area (NW Siberian Province): Geochemistry and Their Possible Link with PGE-Cu-Ni Mineralization Minerals, v.12, 1, pp.1-33 (год публикации - 2022) https://doi.org/10.3390/min12101203.
Аннотация результатов, полученных в 2023 году
Работы отчетного периода были посвящены разработке гипотезы образования платино-медно-никелевых месторождений на севере Восточной Сибири в результате тектоно-магматической эволюции этой территории, приведшей к вовлечению обогащенных серой пород чехла в мантию, образованию в ней сульфидного расплава и его концентрированию его в условиях нижней коры.
По разработанной авторами и опубликованной методике извлечения серы из пород с низким ее содержанием были выполнены анализы вулканитов различных свит Маймеча-Котуйского и Норильского районов – тыванкитской, дельканской, маймечинской, гудчихинской, надеждинской, туклонской, а также массивов катангского и быррангского комплексов (75 анализов). Изотопно-тяжелая сера обнаружена в базальтах гудчихинской свиты и оливиновых габбро и перидотитах быррангского комплекса, характеризующихся близкими геохимическими чертами их мантийных источников.
Эта область расположена в районе западной части Енисей-Хатангского прогиба, заложение которого произошло не позже поздней перми и эволюционировавшего на восток в раннем триасе. Его развитие контролировало размещение рифтогенных магматических пород, для которых выполнен большой объем аналитических работ (145 анализов на главные и редкие элементы в породах Маймеча-Котуйского района), ассоциирующих с типичными платформенными образованиями (породы правобоярской, онкучакской свит). Вероятным механизмом вовлечения коровых пород в мантийный источник и обогащения его тяжелой серой может являться деструкция коры в области коллизии Сибирского и Карского континентов.
Публикации
1. Краснова Е.А. , Бычков А.Ю. , Криволуцкая Н.А. , Веливецкая Т.А. , Косоруков В.Л. Методика определения изотопного состава серы в ультрабазит-базитовых породах с низким ее содержанием Вестник МГУ. Серия 4. Геология., № 5, с.72-77. (год публикации - 2023) https://doi.org/10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-5-72-77
2. Криволуцкая Н.А., Гонгальский Б.И., Конышев А.А. Siberian Large Igneous Province: a combination of rift and platform magmatism during its formation Springer, - (год публикации - 2024)
3. Криволуцкая Н.А., Сидорова Е.В., Колбанцев Л.Р. Нет ничего практичнее, чем хорошая теория Минералогический альманах. В мире минералов., - (год публикации - 2024)
4. Криволуцкая Н.А., Толстых Н.Д., Канимбуе Л.С., Лианг К., Мурашев К.Ю., Гонгальский Б.И., Павлович Г.Д. PGE-Cu-Ni Oktyabr’sky deposit, Norilsk district: new data on its central part. I. Intrusive rocks. Journal of Asian Earth Sciences, - (год публикации - 2024)
5. Латышев А., Радько В., Веселовский Р., Фетисова А., Криволуцкая Н., Фуросва С. Reconstruction of the Magma Transport Patterns in the Permian-Triassic Siberian Traps from the Northwestern Siberian Platform on the Basis of Anisotropy of Magnetic Susceptibility Data Minerals, 13(3), 446 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.3390/min13030446
6. Штокало Р.В.,Криволуцкая Н.А., Коныщев А.А., Расс И.Т., Демидова С.И. Composition, structure and formation conditions of the Arydzhangsky Formation of the Maimecha-Kotuy District of the Siberian Trap Province. IOP Conference Series Earth and Environmental Science, Т. 962, 012059 (год публикации - 2023) https://doi.org/10.1088/1755-1315/962/1/012059
Возможность практического использования результатов
не указано