Металлы платиновой группы являются важнейшим валютным сырьем, возрастающая их потребность в связи с требованиями экономики ставит перед геологией важную и актуальную задачу по выявлению новых месторождений.
На территории Карелии за последние годы выделен ряд месторождений и рудопроявлений металлов платиновой группы (МПГ), что позволило считать ее новой перспективной платиноносной провинцией на Северо-Западе России. Наиболее перспективными типами платиноидного оруденения в настоящее время являются месторождения малосульфидного типа в расслоенных интрузиях и массивах (Голубев А.И., 2006). Таким объектом, в частности, явилось Луккулайсваарское платинометальное месторождение.
Основной целью данной работы является выявление особенностей строения и закономерностей распределения руд Луккулайсваарского интрузива — типичного объекта для новой потенциально платиноносной провинции северо-запада России.
В основу работы^ положен открытый материал, содержащийся в двух отчетах с предварительной оценкой ресурсов МПГ месторождения-Луккулайсваара. А также отчет по технологическим исследованиям платинометальных руд на обогатимость выполненных в ФГУП «ЦНИГРИ». В качестве исходного материала использовалась полная документация 219 буровых скважин и 142 канав и журналы опробования платинометальных горизонтов и вмещающих пород. Общее число обработанных геохимических проб — 4649. Самим автором было отобрано на участках «Анорозитовый», «Надежда», «Клюнинский», «Перспективный», «Западная КЗ», «Восточная КЗ» — 463 керновых, 618 бороздовых, 48 штуфных проб платинометальных руд и вмещающих пород- 5 проб флотационного концентрата. Пробы были проанализированы в лаборатории ООО «Алекс Стюарт ГеоАналитика» пробирным методом для определения содержаний платины, палладия и золотаи химическим методом для определения содержаний никеля, меди и сульфидной серы. Изучено 68 аншлифов и 157 шлифов. Также для корректировки разрывных нарушений использовались геофизические данные. Вся эта информация позволила создать автору базу данных. Исходные данные проверены и отредактированы. Определены причины снижения обогатимости руд на отдельных участках. Произведен статистический анализ данных химических анализов. Посредством геостатистического анализа определены оптимальные параметры разведочной сети. Построены разнообразные двухи трехмерные компьютерные модели участка «Надежда».
Основными применяемыми методами в ходе исследования были: трехмерная горная геометрия, маркшейдерия и геодезия, воплощенные в комплексы программ трехмерного моделирования месторождений полезных ископаемых. В качестве основного программного комплекса использовалась интегрированная система MicroMine. Привлекались также такие программные продукты как: DataMine, SurPack, AutoCAD. В качестве подсобных программ широко использовались ArcGIS, Statistica, Excel и др.
Многие известные платинометальные месторождения мира связанные с ультраосновными и основными массивами изучались в течении длительного времени. На основе полученных данных написаны учебники, методические рекомендации, статьи, диссертации, книги. Однако вновь и вновь в процессе изучения появляются до сих пор не решенные вопросы. Некоторые из них возникли при изучении Луккулайсваарского платинометального месторождения.
Принято считать что, минералы платины имеют непосредственную генетическую связь с сульфидами. В Луккулайсваарском массиве впервые выявлена разобщенность медно-никелевых и платинометальных горизонтов.
Особенно это проявлено в рудных уровнях «КЗ» и «Норитовом». Выявлена закономерность геологического положения платинометальных горизонтов относительно медно-никелевых руд в разрезе массива (снизу-вверх): рудный уровень «Норитовый» является бессульфидным и сопутствующие ему медно-никелевые руды не установлены (возможно в связи с недостаточной изученностью) — в рудном уровне «КЗ» наблюдается наложение платинометальных и медно-никелевых руд с незначительным их разобщениемв рудном уровне «Надежда» установлено полное перекрытие платинометальных и медно-никелевых руд.
Впервые выявлена закономерная смена платино-палладиевого отношения, как в пределах отдельных платинометальных уровней, так и в разрезе массива в целом. В рудном уровне «КЗ», соотношение платины и палладия в рудах закономерно изменяется в отдельных рудных горизонтах с увеличением составляющей палладия: от 0,40−0,60 в их подошве до 0,25−0,35 в кровле. Причём, на участках слияния горизонтов происходит двух-, реже трёхкратное повторение указанной зональности. Мощности отдельных ритмов составляют от 2,5 до 3,5 м.
В целом по массиву наблюдается подобная тенденция увеличения составляющей палладия в рудах от краевой зоны к центру массива. Рудный уровень «Норитовый» несет, существенно, платиновую минерализацию (платино-палладиевое отношение составляет 40/1) — платино-палладиевое отношение в рудном уровне «КЗ» в среднем составляет 0,3- в рудных зонах рудного уровня «Надежда» платино-палладиевое отношение в среднем составляет 0,2.
Получены новые данные, подтверждающие мнение о том, что крупное рудоконтролирующее тело микрогаббро-норитов формировалось во вторую фазу внедрения. Об этом свидетельствуют:
— интенсивные эндоконтактовые изменения микрогаббро-норитов в области выклинивания в западной части массива (участок.
Анортозитовый"), обнаруженной автором в составе геологической партии при проведении геологоразведочных работ 2008 года.
— низкая петрографическая изменчивость тела микрогаббро-норитов резко различная по отношению к значительной петрографической изменчивости пород массива в целом.
— наличие зон метасоматических изменений прослеженных вдоль подошвы тела на незначительном расстоянии от контакта, во вмещающих габбро-норитах.
Сформирована модель формирования комплекса массивов Олангской группы. В отличие от известных платинометальных массивов мира (Стиллуотер (Канада), Бушвельд (ЮАР), Бураковский (Россия), в Луккулайсваарском массиве отсутствуют горизонты хромитовых руд. Эта характерная особенность связана с этапами формирования системы ультраосновных и основных массивов Олангской группы.
В результате исследования был выявлен ряд практически значимых моментов.
Уточнено пространственное положение основных разрывных нарушений, посредством трехмерного компьютерного моделирования участка «Надежда» Луккулайсваарского платинометального месторождения. Это позволит обойтись оптимальными объемами бурения при дальнейшей разведке.
Геостатистическими методами установлена изменчивость содержаний полезных компонентов платинометальных руд рудной зоны «С» уровня «Надежда», а таюке вычислена оптимальная разведочная сеть для отдельных блоков участка, что в дальнейшем позволит в значительной степени удешевить геологоразведочные работы.
Установлены причины снижения обогатимости платинометальных руд участка «Юпонинский». Руководствуясь результатами проведенных исследований можно минимизировать вложения средств в разведку участков, в пределах которых располагаются слабо обогатимые руды.
Основные положения диссертационной работы докладывались: на научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодые — наукам о Земле» в Российском государственном геологоразведочном университете (март 2008 г.) — на Российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Планета Земля» в Московском Государственном Университете им. М. В. Ломоносова (апрель 2008 г.) — на XVI Международной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» в Московском Государственном Университете им. М. В. Ломоносова (апрель 2009 г.) — на Российской конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Планета Земля: актуальные вопросы геологии глазами молодых ученых и студентов» в Московском Государственном Университете им. М. В. Ломоносова (апрель 2009 г.).
Работа изложена на 126 страницах машинописного текста, состоит из введения, 9-и глав, 1 приложения и заключения, сопровождается 15 таблицами, 51 рисунком, списком литературы из 54 наименований и списком сокращений.
1. Георгафо-экономическая характеристика района.
Месторождение Луккулайсваара располагается в северо-западной части Лоухского района Республики Карелия, в 36 км южнее границы с Мурманской областью и 50 км. восточнее границы с Финляндией. В 10 км западнее от него проходит восточной граница национального парка «Панаярви» (рис. 1).
Каленальский [циойгапьный р-н у Площадь рудопроявления Луккулайсваара.
Рис. 1. Обзорная географическая карта.
Максимальные отметки рельефа на месторождении принадлежат вершине горы Луккулайсваара, которая является локальным водоразделом рельефа между бассейном мелких ручьев, впадающих в оз. Ципринга, и ручьев бассейна р. Ноя. Озеро Ципринга, расположено западнее и юго-западнее от месторождения и начинается от подножья г. Луккулайсваара.
Крупные реки — р. Оланга и Кума располагаются на расстоянии 16 и 8 км соответственно от месторождения.
Характер рельефа северной части месторождения мелкосопочный, с умеренной степенью расчлененности. В рельефе обычны скалы и их каскады, часто разделяемые узкими заболоченными ложбинами. Относительные превышения в каскадах составляют десятки метров (до 100 метров). Склоны имеют среднюю крутизну 10−15 градусов, покрыты хвойным сосново-еловым лесом с высотой стволов до 15−20 метров и диаметром до 25 см. Расстояние между деревьями 3−7 метров.
Климат района умеренно-континентальный, холодный с продолжительной и довольно суровой зимой, коротким безморозным периодом (85−90 дней), с пониженным количеством осадков от 450 до 500 миллиметров в год. Число дней с осадками 176. Абсолютный минимум температуры района -47°, абсолютный максимум +35°. Средняя температура самого холодного месяца января — 16°, самого теплого — июля +15°. Продолжительность сезона со среднесуточной температурой выше 0° 185−190 дней, выше +5°- 130 -135 дней. Постоянный снежный покров в районе работ устанавливается в последней декаде октября — начале ноября и на залесенных участках сходит в последней декаде мая. Температура воды в слое 0−3 метра в озере Ципринга в ноябре составляет +2°, в апреле +1°. Гарантированная длительность промывочного сезона составляет 135−145 дней. Ледостав на реках и озерах начинается в начале ноября, и вскрываются они в середине мая. Толщина льда достигает 0,8−1 метра.
Экономика Лоухского района базируется на заготовках и переработке древесины, гидроэнергетике, транспорте, добыче керамического сырья, слюды, блочного камня. Среди наиболее крупных предприятий можно отметить ОАО «Чупинский ГОК», леспромхоз Пяозерский, гидроэнергетическое предприятие «Каскад Нивских ГЭС», объединяющее гидроэлектростанции на р. Куме — ГЭС «Кумапорог», Зареченская и Зеленоборская ГЭС.
Ближайшим населенным пунктом является поселок Зашеек, расположенный в 10 км юго-восточнее месторождения. Участок работ соединяется 20 км грунтовой дорогой с ГЭС «Кумапорог» и далее круглогодично действующей дорогой с пос. Зареченск и городом Кандалакша Мурманской области, где проходит автомобильная трасса федерального значения Петербург-Мурманск. Расстояние от месторождения до города Кандалакша составляет 180 км. От ГЭС «Кумапорог» до пос. Зашеек проведена ЛЭП напряжением 10 000 вольт. Завозка грузов на участок работ может осуществляться автомобильным транспортом. В г. Кандалакша имеется морской порт, который может принимать суда водоизмещением до 15 000 тонн.
Особенностью Карело-Кольского региона в целом являетсяналичие в нем высокоразвитой горнодобывающей промышленности и подготовленных профессиональных кадров. Здесь располагается ряд крупных горнодобывающих предприятий с объемами добычи и переработки руд более 5 млн. тонн в год: Костомукшский ГОК ОАО «Северосталь», разрабатывающего Костомукшское и Корпангское железорудные месторождения (г. Костомукша северная Карелия), железорудный Оленегорский ГОК ОАО «Олкон», (Оленегорское месторождение, Мурманская область г. Оленегорск), ОАО «Апатит» добывающего апатитовые руды Хибинского массива (г. Апатиты Мурманской области).
Кроме того, в Мурманской области наряду с добычей медно-никелевых руд Печенгской группы месторождений, действует крупный Мончегорский металлургический комбинат ОАО «Кольская горно-металлургическая компания» (г.Мончегорск). На этом комбинате может осуществляться переработка платинометальных концентратов месторождения Луккулайсваара. Расстояние от месторождения до комбината составляет 320 км (Родионов B.C., 2002).
Заключение
.
По данным американских ученых (Кривцов, 1988) ожидается, что к 2000 году по сравнению с 1970 г. потребность Mill' возрастет почти в 4 раза и может достичь 380 т. Наиболее высоким промышленным потенциалом платиновых руд обладают коренные сульфидсодержащие породы расслоенных мафит-ультра-мафитовых интрузий докембрия,(Бушвелд и др.). В последние годы богатые платино-палладиевые концентрации были обнаружены также в малосульфидных мафитовых породах: .'Стиллуотерской расслоенной интрузии, что привлекло к ней повышенный интерес. Наличие крупных концентраций платиновых металлов в той части разреза, которая ранее считалась непродуктивной (и не опробовалась на платиноиды), открывает новые перспективы поисков и показывает необхожимость более внимательного подхода к изучению расслоенных мафит-ультрамафитовых интрузий.
Учитывая, что в отрабатываемых рудах Норильских месторождений солержание платиноидов уменьшается, а на Кольском полуострове ведется лишь попутная добыча Mill при переделе медно-никелевых руд Печенгских месторожденийАроссыпные месторождения России интенсивно отрабатываются, вопрос о поисках месторождений Mill' Стиллуотерского типа и типа рифа Меренского становится весьма актуальным.
Поиски и изучение рулопроявлений этого типа в России проводятся впервые на массивах Олангской группы и Панских тундр. В связи с этим изучение расслоенных массивов имеет как научный, так и прикладной интерес. Наибольший практический интерес при изучении платиноносности расслоенных интрузий представляют вопросы закономерностей размещения платиноносных зон в разрезах базитовых и ультрабазитовых серий. Несомненно, что первоочередной промышленный интерес могут представлять образования, подобные рифам Меренского и UG-2 Бушвелдского массива, а также J-M и Пикет-Пин Стиллуотерского массива, на поиски аналогов которых и должны нацеливаться работы. При этом необходимо помнить мировой опыт, который показывает, что поиски рудных горизонтов даже в заведомо платиноносных интрузиях является весьма сложной задачей, так как эти горизонты маломощны, характеризуются низким содержанием или отсутствием сульфидов. Так, например, от времени обоснования сходства массива Стиллуотер с Бушвельдским массивом потребовалось более 40 лет до обнаружения первого горизонта с промышленной платиноносностью (Кривцов, 1988).
Первые попытки проведения специализированных исследований на МПГ в Карело-Кольском регионе были предприняты в 1979;83г.г. на массивах Мончегорского плутона (Нюп, Сопча, Ниттис и Мончетундра). Работы проводила ЩПСЭ ПГО «Севзапгеология» (Сотникова М.А. и др.) совместно с ИГЕМ АН СССР (Дистлер В.В. и пр.). Основное внимание при этих исследованиях было уделено опробованию керна ранее пробуренных скважин, вскрывших зону переслаивания основных и ультраосновных пород. Авторы пришли к вывопу, что перспективы Мончегорского плутона в отношении возможного выявления платиновой минерализации стиллуотерского типа оцениваются отрицательно для всех изученных наиболее дифференцированных частей массива. Некоторым исключением в этом отношении, несмотря на отрицательные результаты, полученные в рамках указанной работы, являются, вероятно, породы «критического» горизонта массива Нюп, изученного явно недостаточно.
В период 1980;87 г. г. ТКЭ ПГО «Севзапгеология» были проведены ревизионно-опробовательские работы на пяти массивах ультраосновныхосновных пород Карело-Кольского региона и тематические работы по систематизации всех сведений по платиноносности региона (Полферов Д. В, и др.).Автор отмечает, что характерной особенностью Карело-Кольского региона является постоянное присутствие платины и палладия в качестве примесей к хромовым, медно-никелевым сульфидным, титано-магнетитовым и редкометально-титано-магнетитовым рудам, генетически связанным с магматическими формациями основных-ультраосновных пород. Содержание платины и палладия в перечисленных видах руп обычно варьирует в пределах 0, On — 0, п. г/т и лишь в существенно халькопиритовых разностях мепно-никелевых руд габбро-норитовой и норит-пироксенит-перилотитовой формаций (г.Генеральская и глубокие горизонты Монче-плутона) они достигают п — 10 г/т. Перспективы открытия месторождений собственно платино-паллапиевогп орупенения автором в основном связываются с указанными выше магматическими формациями.
Параллельно с работами Полферова Д. В. в 1981;1987г.г. в Северной Карелии при ГДП-50 и ГГС-50 проводились общие поиски на Mill в пределах Олангской группы массивов (Клюнин С.Ф. и пр.) В результате этих работ выявлены два рудопроявления МПГ промышленного типа на массиве Луккулайсвара и рупопроявление с невыясненными перспективами на массиве Кивакка, что явилось основанием пля постановки поисковых.
Автор выражает глубокую благодарность своему научному руководителю кандидату геолого-минералогических наук Н. Н. Шатагину за постоянную внимательную опеку, а также за помощь в освоении таких программ, как MicroMine и Statistica. Автору были очень полезны консультации младшего научного сотрудника Геологического факультета МГУ К. И. Воскресенского без которых вряд ли удалось бы выявить характерные особенности платинометальных руд и их изменений. Автор от души благодарит своих коллег сотрудников ЗАО «НОРИТ» В. М. Шашкина, Ю. Н. Роднова, М. О. Бандуркина, А. В. Фатеева за дружескую помощь и поддержку в работе над диссертацией. Особую благодарность за опыт при организации и проведении полевых работ автор выражает начальнику Луккулайсваарской геологической партии В. Н. Скворцову.
