Введение к работе
Актуальность темы. В ряде регионов Российской Федерации в чер-носланцевых комплексах обнаружены крупные по ресурсам и запасам месторождения благородных и сопутствующих им металлов. Исключительно широкое развитие высокоуглеродистых толщ, значительная протяженность (сотни - первые тысячи километров), многоуровневый стратифицированный характер их размещения в геологических разрезах Земли позволяют рассматривать полифациальные и полиформационные по своей природе высокоуглеродистые золото-платиноносные образования и сформировавшиеся за их счет россыпные месторождения в качестве глобального источника прироста ресурсов и запасов благородных металлов в XXI столетии. В пределах Воронежского кристаллического массива (ВКМ) к этому типу относится раннепротерозойская золото-платиноидная рудная формация черных сланцев, выделяемая в особый тимской тип.
Актуальность настоящей работы определяется необходимостью формирования целостного представления о закономерностях размещения, формах нахождения, составе и генетических особенностях благороднометалль-ного оруденения тимского типа, определением перспектив наращивания запасов стратегически важных металлов и выработки подходов к их комплексному освоению и переработке.
Цели и задачи исследования. Главная цель работы - установление закономерностей размещения, состава и условий формирования нового нетрадиционного источника благородных металлов в черных сланцах Тим-Ястребовской структуры.
Достижение поставленной цели потребовало комплексного подхода к решению следующих методически и методологически взаимосвязанных задач: 1) детальное комплексное изучение вещественного состава нижне-тимской подсвиты центральной части Тим-Ястребовской структуры на примере наиболее промышленно значимого Луневско-Введенского участка; 2) анализ особенностей распределения и форм нахождения элементов платиновой группы и золота в докембрийских высокоуглеродистых метаоса-дочных образованиях; 3) определение комплекса минералого-петрографи-ческих и петрохимических критериев (признаков), способствующих установлению генетических особенностей оруденения и указывающих на возможность обнаружения промышленных содержаний платиноидов и золота; 4) разработка геолого-генетической модели формирования золото-платино-металльного оруденения тимского типа и определение комплекса региональных и локальных критериев его прогнозирования, поисков и оценки.
Фактический материал и методика исследований. Работа выполнена на кафедре минералогии и петрологии геологического факультета Воронежского государственного университета. В основу диссертации положен фактический материал по геологии, петрографии, минералогии, петро-химии и минерагении черносланцевых пород нижнетимской подсвиты, по-
лученный автором в процессе обучения в магистратуре и аспирантуре в 2004-2007 гг., а также за время работы (2001-2007 гг.) в составе научной группы кафедры под руководством члена-корреспондента РАН, профессора Н.М. Чернышова. В работе также использованы материалы ГГП "Югозап-геология" (п. Черницыно, Курская обл.) и НПП «Хоре» (г. Курск).
Результаты исследований базируются на: а) полной документации керна 5 буровых скважин; б) изучении более 350 прозрачных и полированных шлифов; в) обработке результатов 46 представительных силикатных анализов; г) 50 микрозондовых рентгеноспектральных анализах породообразующих минералов; д) свыше 30 определениях содержаний общего и органического углерода; е) результатах более 200 определений элементов платиновой группы и золота.
Определение химического состава изучаемых пород, оценка содержаний общего и органического углерода выполнены в лаборатории ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург). Микрозондовые исследования химического состава минералов проводились в лаборатории ИГЕМ РАН (г. Москва). Определение концентраций благородных металлов осуществлялось в лабораториях ВСЕГЕИ (атомно-абсорбционный спектроскопический метод), ИГЕМ РАН (спектрально-химический анализ), «Механобр-Аналит» (пробирно-химико-спектральный анализ), ЦНИГРИ (г. Тула, пробирный метод), АмурКНИИ ДВО РАН (комплексное исследование).
Обработка микрозондовых рентгеноспектральных анализов включала пересчет химического состава минералов на миналы с расчетом температуры метаморфизма по гранат-биотитовому термометру с применением термобарогеохимической программы TPF. Для выявления взаимосвязи распределения петрогенных окислов с повышенными содержаниями благородных металлов использовались корреляционный, кластерный и факторный анализы, выполненные при помощи компьютерной программы STATIS-TICA 6.0.
Научная новизна и практическая значимость работы. Большинство полученных данных по минералогии, петрографии и петрохимии рудовме-щающих углеродистых сланцев Луневско-Введенского участка являются новыми. В рамках проведенных исследований в результате детального изучения геологического разреза нижнетимской подсвиты Тим-Ястребовской структуры охарактеризован комплекс метаосадочных горных пород, подверженных воздействию многочисленных наложенных процессов. Предложен авторский вариант расчленения и корреляции разреза подсвиты. Выявлен многоуровневый ритмичный характер распределения углеродистого вещества. Описан ряд минералов, изучение особенностей распределения которых позволило охарактеризовать закономерное положение рудоносных пород в разрезах. По результатам рентгеноспектральных микрозондовых анализов минералов описана прогрессивная ростовая зональность гранатов.
В ходе петрохимических исследований на основе известных классификаций и систематик применительно к изучаемым черносланцевым образованиям разработана авторская петрохимическая схема, наиболее полно характеризующая особенности химического состава описанных породных разновидностей.
В процессе изучения особенностей распределения и форм нахождения благородных металлов впервые статистически обоснованы выводы о связи повышенных концентраций металлов платиновой группы и золота с высокоуглеродистыми сланцами определенного минерального состава с установленными петрохимическими характеристиками.
Существенно дополнен комплекс критериев, определяющих полигенную, многостадийную природу тимской золото-платинометалльной рудо-образующей системы. В высокоуглеродистых сланцах обнаружен ряд новых минералов платиновой группы: рутениридосмин, рутеносмирид, спер-рилит, ирарсит. Предложен авторский вариант геолого-генетической модели формирования оруденения в черносланцевых комплексах Тим-Ястре-бовской структуры.
Практическое значение проведенных исследований заключается в разработке комплекса региональных и локальных критериев прогнозирования, поисков и оценки золото-платинометалльного оруденения тимского типа. Выделены наиболее перспективные в промышленном отношении золото-платиноносные горизонты метаосадочных пород, показано их размещение в разрезе подсвиты.
Публикации и апробация результатов работы. Основные положения диссертационной работы представлялись на Десятой и Одиннадцатой студенческих школах «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2004, 2005 гг.), XXI и XXII Всероссийских молодежных конференциях «Строение литосферы и геодинамика» (Иркутск, 2005, 2007 гг.), VIII Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (Саратов, 2007 г.), VIII Международной конференции «Новые идеи в науках о Земле» (Москва, 2007 г.), а также на ежегодных научных конференциях геологического факультета Воронежского государственного университета.
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ: статьи (в том числе в рецензируемом журнале), материалы и доклады Всероссийских научных конференций. Результаты исследований составили основу ряда научных отчетов по грантам РФФИ (№ 01-05-97401), МПР РФ (АТ-03-28/818), Минобразования РФ (№ 01.20.0007037) и др.
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав и заключения, содержит три защищаемых положения. Объем диссертации составляет 153 страницы машинописного текста, включая 60 рисунков, 28 таблиц и список литературы из 148 наименований. Первое
