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 проекта 25-17-00116
НазваниеЗолото-платиноидные месторождения Маймеча-Котуйской провинции: вещественная характеристика, источники рудного вещества, генезис
Руководитель Малич Крешимир Ненадович, Доктор геолого-минералогических наук
Организация финансирования, регион федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого Уральского отделения Российской академии наук , Свердловская обл
Конкурс №104 - Конкурс 2025 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами»
Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле; 07-113 - Геология и генезис рудных месторождений
Ключевые слова Минералы платиновой группы, самородное золото, золото-платиноидные месторождения, ультрамафиты, щелочные породы, карбонатиты, источники рудного вещества, условия образования, Маймеча-Котуйская провинция
Код ГРНТИ38.49.15
ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ
Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы происхождения и концентрирования сильно сидерофильных элементов (ССФ: Re, Os, Ir, Ru, Rh, Pt, Pd, Au) при формировании комплексных золото-платинометальных месторождений, являющихся вторым по значимости источником платиноидов после сульфидных платиноидно-медно-никелевых руд «норильского» типа. Актуальность предлагаемого исследования определяется его направленностью на (i) выявление вещественных характеристик и условий образования комплексного золото-платиноидного оруденения на примере Гулинского и Бор-Уряхского массивов ультраосновных и щелочных пород с карбонатитами и (ii) формирование новых подходов при прогнозировании месторождений стратегических видов минерального сырья.
Новизна ожидаемых результатов определяется возможностью исследования уникальных геологических объектов Маймеча-Котуйской провинции на основе междисциплинарного сочетания минералого-геохимического и изотопно-геохимических подходов с использованием сканирующей электронной микроскопии, рентгеноспектрального микроанализа, экспериментального изучения многофазных включений в минералах осмия и золота, рамановской спектроскопии и самых современных изотопно-геохимических методов анализа. Комплексный характер предлагаемых исследований позволит: (1) сравнить минеральные ассоциации платиноидов и золота из пород и благороднометальных россыпных месторождений и охарактеризовать последовательность образования рудных фаз, (2) диагностировать расплавный, гибридный или твердофазный характер захвата минеральных включений в рудных минералах для выявления состава среды кристаллизации природных Os-Ir сплавов и самородного золота, (3) определить вариации изотопного состава серы для сульфидных минералов из ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов и сопоставить их с таковыми во включениях сульфидов в минералах платиновой группы (МПГ) и самородном золоте россыпей, (4) выявить особенности изотопного состава меди для Cu-содержащих природных Au-Ag-(Cu) сплавов, тетрааурикуприда (AuCu), аурикуприда (Cu3Au), Pt-Fe- и Pt-Cu минералов для идентификации изотопных параметров рудного вещества, (5) определить первичные Pt-Re-Os изотопные составы Os-Ir сплавов, ультрамафитов, щелочных пород и карбонатитов для оценки роли мантийных и коровых компонентов при формировании благороднометального оруденения.
Результаты исследований, направленные на выявление генетических соотношений и закономерностей сонахождения платиноидного и золотого оруденения, а также роли щелочного магматизма при его формировании, будут использованы для тестирования существующих моделей/гипотез происхождения МПГ и самородного золота (магматической, ремобилизационной, гидротермальной и др.) и разработки минералогических и изотопно-геохимических критериев при прогнозной оценке золото-платиноидного оруденения в сходных геологических объектах России и мира. Таким образом, решение фундаментальной задачи проекта позволит на примере Маймеча-Котуйской провинции: (i) охарактеризовать вещественный состав минеральных ассоциаций платиноидов и золота из коренных пород и россыпей, (ii) выявить источники рудного вещества и роль мантийных и коровых компонентов при формировании благороднометального оруденения, (iii) обосновать новые минералогические и изотопно-геохимические оценочные признаки прогноза золото-платиноидного оруденения для данного класса геологических объектов.
Ожидаемые результаты
Проект нацелен на выявление вещественного состава, изотопно-геохимических параметров рудного вещества и условий образования комплексных золото-платиноидных месторождений Маймеча-Котуйской провинции на примере Гулинского и Бор-Уяхского массивов ультраосновных и щелочных пород с карбонатитами. Полученные в ходе реализации проекта результаты по геохимии и минералогии сильно сидерофильных элементов, минеральным включениям в рудных минералах, вариациям изотопного состава серы, меди и осмия минералов и пород позволят: (1) определить уровень концентраций и характер распределения ССФ в ультрамафитах, щелочных породах и карбонатитах, (2) выявить типоморфные минеральные ассоциации платиноидов, золота и сульфидов и охарактеризовать последовательность образования рудных фаз, (3) сопоставить первичные и вторичные минеральные ассоциации платиноидов и золота в коренных породах и россыпях, (4) выявить состав среды кристаллизации природных Os-Ir сплавов и самородного золота на основе диагностирования расплавного, гибридного или твердофазного характера захвата минеральных включений, (5) определить вариации изотопного состава меди Cu-содержащих минералов благородных металлов на примере природных Au-Ag-Cu и Pt-Fe-Сu сплавов, (6) охарактеризовать вариации изотопного состава серы для сульфидных минералов из ультраосновных, щелочных пород и карбонатитов и сравнить их с таковыми во включениях сульфидов в МПГ и самородном золоте россыпей, (7) определить первичные Pt-Os и Re-Os изотопные составы Os-Ir сплавов, ультрамафитов, щелочных пород и карбонатитов.
Предлагаемый в проекте передовой уровень исследований комплексных золото-платиноидных месторождений предполагает создание новых подходов решения поставленных задач, не имеющих аналогов в мире, что позволит внести значительный вклад в проблему благороднометального рудообразования и, в частности, дать ответы на следующие нерешенные вопросы: (1) Какие породы являлись коренными источниками для платиноидной и золотой минерализации россыпей? (2) Какие источники рудного вещества были определяющими при формировании минеральных ассоциаций платиноидов и золота? (3) Насколько значима роль мантийных и коровых компонентов при формировании комплексного золото-платиноидного оруденения? Молодые участники проекта будут иметь возможность работать в ведущих аналитических лабораториях России, что позволит им овладеть новейшими методами минералогических, экспериментальных и изотопно-геохимических исследований.
Совершенствование методов научного прогноза и поиска месторождений стратегических видов минерального сырья с позиций современных научных разработок, составляющих основу предлагаемого проекта, определяет его высокую практическую значимость. Обоснование новых минералогических и изотопно-геохимических оценочных признаков золотого и платиноидного оруденения повысит эффективность оценки рудоносности подобных геологичеcких объектов (в том числе расположенных в Кольской и Алданской провинциях), а также уменьшит затраты на поисково-оценочные работы на благородные металлы.
ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Аннотация результатов, полученных в 2025 году
В рамках первого этапа работ по проекту был использован комплексный подход с применением самых современных методов подготовки и изучения вещества минералого-геохимическими и изотопно-геохимическими методами. Аналитические исследования включали: 1) выявление морфологических особенностей и химического состава индивидов и минеральных ассоциаций природных Au-Ag-Cu сплавов (высокопробного золота, электрума, тетрааурикуприда, аурикуприда), сульфидов (пентландита, пирротина, халькопирита, сфалерита, джерфишерита и др.), МПГ (Os-Ir сплавов, Ru-Os сульфидов и др.) из ультраосновных пород и карбонатитов Гулинского массива при помощи сканирующей электронной микроскопии (СЭМ Tescan Mira LMS с энергодисперсионной приставкой “INCA Energy” 450-X-Max 80, ИГГ УрО РАН) и рентгеноспектрального микроанализа (CAMECA SX-100 с пятью волновыми спектрометрами, ИГГ УрО РАН, ГЕОХИ РАН), 2) определение вариаций изотопного состава серы в сульфидах из ультраосновных пород и карбонатитов Гулинского массива с помощью лазерной фемтосекундной системы абляции (NWR Femtosecond UC with laser Pharos 2mJ-200-PPam and harmonics module HE-4Hi-A) и масс-спектрометра МАТ-253 Thermo Fisher Scientific, Germany) в ДВГИ ДВО РАН (Владивосток), 3) выявление изотопного состава меди для Cu-cодержащих Au-Ag сплавов, тетрааурикуприда (AuCu) и аурикуприда (Cu3Au) из кальцит-доломитовых карбонатитов и четвертичных отложений р. Гулэ в южной части Гулинского массива с помощью хроматографического выделения меди из раствора исследуемого образца самородного золота с последующим определением изотопного отношения 65Cu/63Cu на ThermoFisher Neptune Plus MC ICP-MS (ИГГ УрО РАН). Результаты исследований были представлены на IX Всероссийской конференции с международным участием "Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, петрология, рудный потенциал" в Екатеринбурге и XIV Всероссийском петрографическом совещании в Санкт-Петербурге. По результатам выполненных работ подготовлены две статьи, которые приняты в печать в изданиях, индексируемых в Web of Science Core Collection/Scopus/ядре РИНЦ (Доклады РАН. Науки о Земле/Doklady Earth Sciences) и Scopus/ядре РИНЦ (Литосфера).
В 2025 году по проекту были получены следующие важнейшие результаты:
1. Впервые для Гулинского массива Маймеча-Котуйской щелочной провинции охарактеризованы вариации изотопного состава серы для пирротина, халькопирита, сфалерита, пирита, джерфишерита, алабандина и валлериита из магнетит-диопсид-флогопитовых фоскоритов и кальцитовых карбонатитов. При этом впервые в мировой практике получены S-изотопные данные для джерфишерита, алабандина и валлериита. Определение температур образования сульфидных ассоциаций (алабандин-вюртцитовой, пирит-пирротиновой и пирит-аргентопирит-самородное серебро) выявило уменьшение температуры среды кристаллизации от 660 до 150 °С. При этом флюидная система карбонатитов с увеличением окислительно-восстановительного потенциала обогащалась летучими компонентами, CO2 и H2O (кристаллизация флогопита). Для сульфидов из фоскоритов и карбонатитов не зафиксировано положительных значений δ34S, а массовая кристаллизация сульфатов не обнаружена. По сравнению с S-изотопным составом сульфидов фоскоритов для сульфидов карбонатитов установлено смещение изотопного состава серы в сторону её облегчения (δ34S от -3.0 до -5.8‰ и от -3.9 до -6.9 ‰, соответственно), что обусловлено эволюцией состава рудообразующего флюида. Изотопный состав серы сульфидов из пород карбонатитовой серии свидетельствует об источнике магматического происхождения. Выделенные генерации для наиболее распространенных сульфидов (пирротина, джерфишерита, пирита) и установленные в них вариации значения δ34S показали, что эволюция магматического флюида проходила на магматической и карботермальной стадиях при последовательной кристаллизации фоскоритов и карбонатитов из карбонатитового расплава.
2. На примере самородного золота из кальцит-доломитовых карбонатитов Южного штока и четвертичных отложений р. Гулэ, дренирующей карбонатиты Гулинского массива ультраосновных и щелочных пород с карбонатитами, охарактеризованы минеральные ассоциации, химические и изотопно-геохимические параметры самородного золота. По внутреннему строению изученные зерна золота подразделяются на монофазные и полифазные. Первые характеризуются однородным химическим составом. Вторые содержат высокопробное золото, электрум, Au-Ag-Cu фазы, тетрааурикуприд, аурикуприд, часто в виде структур распада твердых растворов, сформировавшихся в температурном интервале 550-240 оС. Данные по изотопному составу меди для минералов системы Au-Ag-Cu из кальцит-доломитовых карбонатитов Гулинского массива выявили близкие в пределах погрешности значения δ65Cu со средним значением δ65Cu=−0.49±0.08‰ (n=3). Изотопный состав меди самородного золота из четвертичных отложений р. Гулэ, расположенных в непосредственной близости к кальцит-доломитовым карбонатитам, характеризуется близкими значениями δ65Cu в диапазоне от -0.89 ‰ до 0.10 ‰ со средним значением δ65Cu=−0.30±0.30‰ (n=8). Выявленные Сu-изотопные данные для коренного и россыпного золота неотличимы в пределах погрешности друг от друга, свидетельствуя в пользу ювенильного источника рудного вещества. С учетом геологической обстановки расположения русловых и террасовых отложений р. Гулэ, незначительного характера переноса россыпного золота, сходства минеральных ассоциаций, химического и Cu-изотопного состава самородного золота из кальцит-доломитовых карбонатитов и четвертичных отложений р. Гулэ главными источниками золота являлись породы маймеча-котуйского ийолит-карбонатитового комплекса.
Публикации
1. Малич К.Н., Липенков Г.В., Войтин А.А., Мурзин В.В., Баданина И.Ю., Озорнин Д.А., Солошенко Н.Г. Особенности химического и Cu-изотопного состава самородного золота из карбонатитов и четвертичных отложений Гулинского массива (Маймеча-Котуйская провинция, Россия) Литосфера (год публикации - 2026)
2. Малич К.Н., Баданина И.Ю., Булатов В.А., Войтин А.А., Липенков Г.В., Озорнин Д.А., Чебыкин Н.С. Особенности состава платиноидной и золотой минерализации из пород и россыпей Гулинского массива Маймеча-Котуйской провинции Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, петрология, рудный потенциал. «Материалы IX Всероссийской конференции с международным участием». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН, 2025. С. 109-110., Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, петрология, рудный потенциал. «Материалы IX Всероссийской конференции с международным участием». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН, 2025. C. 109–110. (год публикации - 2025)
3. Малич К.Н., Сорохтина Н.Г., Изох А.Э., Войтин А.А., Баданина И.Ю., Мурзин В.В. Первые данные об изотопном составе серы сульфидов из фоскоритов и карбонатитов Гулинского массива (Маймеча-Котуйская провинция, Россия) ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ , 2, 526 (год публикации - 2026)
4. Малич К.Н., Липенков Г.В., Озорнин Д.А., Наумов М.В., Баданина И.Ю., Булатов В.А., Войтин А.А., Солошенко Н.Г. Химический и Cu-изотопный состав золотой минерализации карбонатитов Гулинского массива (Маймеча-Котуйская провинция) Петрология и геодинамика геологических процессов: роль в изучении недр и геологическом картографировании. Труды XIV Всероссийского петрографического совещания (28 сентября – 3 октября 2025 г., Институт Карпинского, Санкт-Петербург) / гл. ред. П. В. Химченко, М. А. Ткаченко ; Минприроды России, Роснедра, МПК России, Институт Карпинского. – СПб.: Институт Карпинского, 2025. С. 204-206., Петрология и геодинамика геологических процессов: роль в изучении недр и геологическом картографировании. Труды XIV Всероссийского петрографического совещания (28 сентября – 3 октября 2025 г., Институт Карпинского, Санкт-Петербург) / гл. ред. Химченко П.В., Ткаченко М.А.; Минприроды России, Роснедра, МПК России, Институт Карпинского. – СПб.: Институт Карпинского, 2025. C. 204–206. (год публикации - 2025)
5. Войтин А.А., Малич К.Н. Сульфидные включения в россыпном золоте Гулинского массива (Маймеча-Котуйская провинция) Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, петрология, рудный потенциал. «Материалы IX Всероссийской конференции с международным участием». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН, 2025. C. 45-46., Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, петрология, рудный потенциал. «Материалы IX Всероссийской конференции с международным участием». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии им. академика А.Н. Заварицкого УрО РАН, 2025. C. 45–46. (год публикации - 2025)