Развитие геохимии изотопов благородных газов. Изотопы гелия и аргона в природных флюидах. Геологическое строение Норильского рудного района: изученность, стратиграфия и магматизм. Модели формирования и критерии оценки рудоносности Pt-Cu-Ni месторождений.
Аннотация к работе
ГЛАВА 1. ВОЗМОЖНОСТИ ГЕОХИМИИ ИЗОТОПОВ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ 1.1 История развития геохимии изотопов благородных газов 1.2 Изотопы гелия и аргона в современных природных флюидах 1.3 Изотопный состав гелия и аргона в палеофлюидах ГЛАВА 2. ОБЩИЕ ЧЕРТЫ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО СТРОЕНИЯ НОРИЛЬСКОГО РУДНОГО РАЙОНА (КРАТКИЙ ОЧЕРК) 2.1 История геологической изученности 2.2 Особенности геологического строения 2.3 Стратиграфия и магматизм 2.4 Тектоническое строение 2.5 Модели формирования и критерии оценки рудоносности Pt-Cu-Ni месторождений ГЛАВА 3. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗОТОПОВ БЛАГОРОДНЫХ ГАЗОВ ГЕЛИЯ И АРГОНА 3.1 Образцы и методика исследования 3.2 Извлечение, очистка, разделение и напуск газов в камеру анализатора масс-спектрометра 3.3 Измерения изотопных отношений, расчет и обработка данных ГЛАВА 4. ИЗОТОПНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ НИКЕЛЕНОСНЫХ ИНТРУЗИЙ НОРИЛЬСКОГО РУДНОГО РАЙОНА 4.1 Геолого-экономическая типизация интрузивов 4.2 Промышленно-рудоносные интрузивы 4.3 Рудоносные (забалансовые) интрузивы 4.4 Слаборудоносные интрузивы 4.5 Слабоизученные интрузивы - объекты прогнозной оценки ГЛАВА 5. Сплошные руды, которые разрабатывались в течение нескольких десятилетий, по прогнозам геологов в скором времени иссякнут, и комбинату придется перейти на вкрапленные руды, ранее считавшиеся забалансовыми. Установлено, что в мантийных флюидах и силикатных массах соотношение изотопов гелия 3Не/4Не очень высокое (~10-5), оно примерно в тысячу раз выше, чем во флюидах, возникающих в породах земной коры (~10-8) /Толстихин, 1986/. Зная изотопное отношение 40Ar/36Ar, можно установить долю атмосферного аргона и, соответственно, оценить степень участия близповерхностных вод в минералообразованиии /Прасолов, 1990/. Перспективно использовать эти возможности для выявления условий формирования Cu-Ni-Pt- месторождений в расслоенных мафитовых интрузиях Норильского района. Были получены первые данные об изотопах благородных газов в четырех интрузиях Норильско-Таймырского района. В Талнахской промышленно-рудоносной интрузии по всему разрезу была зафиксирована минимальная доля мантийного гелия по сравнению с породами других, непродуктивных изученных интрузий. Это вызвало обогащение Талнахской интрузии, как радиогенным изотопом гелия, так и атмосферным аргоном. Позже полученные данные по месторождению Норильск-1 /Завилейский, Прасолов 2004/ подтвердили верхнекоровое или атмосферное происхождение флюидов, формировавших малосульфидные платинометальные руды. В качестве дополнительных изотопных данных привлекались сведения о составе серы сульфидов в тех же образцах, также полученные в ЦИИ ВСЕГЕИ, и опубликованные ранее результаты Л.Н.Гриненко и др. Автор признателен за консультации к.г.-м.н. О. В. Петрову, к.г.-м.н. С. А. Сергееву, к.г.-м.н. К. И. Лохову, а также сотрудникам Центра изотопных исследований ЦИИ ВСЕГЕИ н.с. В период подготовки диссертации автор обсуждал отдельные ее положения с В. В. Дистлером, С. Ф. Служеникиным, С. Г. Снисаром, К. Н. Маличем, Ю. Б. Мариным, А. В. Козловым. Работа над диссертацией частично проводилась в рамках заказа по объекту ВСЕГЕИ Опытно-методические работы по разработке прогнозно-поискового изотопно-геохимического комплекса на металлы платиновой группы, золото, медь, никель, кобальт в расслоенных массивах Севера центральной Сибири (Красноярский Край) для государственных нужд по геологическому изучению недр и воспроизводству минерально-сырьевой базы Российской Федерации. Муре представления того времени предполагали первозданное, или астрофизическое, происхождение всех благородных газов на Земле, за исключением части гелия. Поворотным моментом в развитии геохимии инертных газов явилось открытие гелия с чрезвычайно высоким соотношением изотопов 3He/4He в вулканических газах, что должно было означать присутствие в мантии Земли первичного гелия. Это были одни из первых результатов Ленинградской группы (с 1966 г. Группа сотрудников ИГГД АН СССР, ВНИГРИ, ФТИ АН СССР по инициативе И. Н. Толстихина начала работы по исследованию изотопов гелия в различных земных объектах). Крейга), в которой сообщалось о небольшом избытке (10%) изотопа 3He (относительно воздушного) в водах Тихого океана /Clarke, 1969/. Для многих гидротерм внутри острова типичны ювенильный изотопный состав и гелия 3He/4He = 3 х 10-5 и серы δ34S = 0 для всех проявлений серы. /Завилейский, Прасолов, 2004/, изучавших благородные газы в верхней части разреза богатой интрузии Норильск-1, были в целом подтверждены вышеприведенные результаты: доля мантийного гелия находилась в пределах 2-3%, радиогенного аргона 1-2%, почти весь аргон имел атмосферное происхождение. В ней сделаны выводы о том, что близкий к метеоритному, изотопный состав серы большинства медно-никелевых месторождений из различных регионов мира свидетельствует о глубинном подкоровом источнике рудообразующего вещества и исходном физико-химическом процессе формирования руд отдельных месторождений. Интрузивы с сульфидным медно-никелевым оруденением им относятся к мезомафическим. Рудоносные расслоенные интрузивы с сул