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 16-17-10129

НазваниеФизические механизмы и условия образования Os-Ru и Pt-Pd минерализации в расслоенных интрузивах мафит-ультрамафитового состава

РуководительАрискин Алексей Алексеевич, Доктор геолого-минералогических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Московский государственный университет имени M.В.Ломоносова», г Москва

Период выполнения при поддержке РНФ

2019 г. - 2020 г.

Конкурс Конкурс на продление сроков выполнения проектов, поддержанных грантами Российского научного фонда по приоритетному направлению деятельности Российского научного фонда «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований отдельными научными группами».

Область знания, основной код классификатора 07 - Науки о Земле, 07-108 - Петрология магматических пород

Ключевые словаМПГ-минерализация, сульфидная ликвация, хромшпинелид, расслоенный интрузив, моделирование кристаллизации, КОМАГМАТ, кумулат, рентгеновская микротомография, электронная микроскопия, LA-ICPMS

Код ГРНТИ38.37.19, 38.39.15, 38.49.15

СтатусУспешно завершен

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект продолжает наши исследования, направленные на решение проблем переноса и концентрирования основных металлов (Fe, Ni, Cu, Co), ЭПГ и других халькофильных элементов (Rh, Au, Ag, Re, Te, Se) в процессах дифференциации мафит-ультрамафитовых магм в крупных расслоенных интрузивах. Главной задачей является реконструкция механизмов и условий образования разных типов сульфидоносных пород, с которыми связаны проявления богатых Cu-Ni-ЭПГ руд и горизонтов обогащения минералами ЭПГ, золота и серебра – так называемых “ЭПГ-рифов”. Сульфиды и поздние флюиды рассматриваются как главные агенты, транспортирующие халькофильные элементы в магматических системах. Однако их роль различна: результаты проекта 16-17-10129 в 2016-2018 гг. показывают, что поровая инфильтрация сульфидных расплавов на позднемагматической стадии может приводить к концентрированию сульфидов –носителей ЭПГ, тогда как флюидно-метасоматические процессы являются скорее фактором рассеивания и переотложения этих металлов из продуктов кристаллизации протосульфидных растворов. Таким образом, приоритетная задача проекта – не просто обобщение данных, но поиск новых наблюдений в пользу сульфидного контроля поведения благородных металлов и халькогенов (Se, Te). При этом важное придается оценкам физико-химических условий (температура, редокс-потенциал, состав расплава, пористость кумулуса и др.), а также минералогических и геохимических сигналов, когда режим кристаллизации хромшпинелида в недосыщенных относительно серы системах (на ранних стадиях) сменяется на более эффективный контроль ЭПГ сульфидными фазами (на средних и поздних стадиях кристаллизации кумулатов). Физический аспект генетических построений связан с результатами петроструктурного анализа и реконструкций, главным образом, с использованием современных методов рентгеновской компьютерной макро- и микротомографии (КТ). Это направление активно развивается за рубежом, а наша группа занимает теперь ведущие позиции по внедрению подобных разработок в России. “Изюминкой” проекта по-прежнему является комплексный подход, сочетающий методы изучения вещественного состава пород и минералов (XRF, ICPMS геохимия, микроанализ минералов, электронная микроскопия) с результатами КТ и физико-химическими расчетами при помощи программы КОМАГМАТ-5. При реализации проекта 16-17-10129 в 2016-2018 гг., в этой программе появились уникальные возможности моделирования поведения тяжелых и легких платиноидов при кристаллизации хромит-сульфидных котектик – параллельно породообразуюшим силикатам. Зарубежных аналогов модели КОМАГМАТ-5 пока не разработано. Главным объектом верификации наших подходов и моделей остается Йоко-Довыренский расслоенный массив в Северном Прибайкалье. Однако мы намерены расширить область их применения на Мончегорский комплекс в Мурманской области и Бушвельский плутон в Южной Африке. Фактической основой этих работ станет представительная коллекция около 300 образцов, собранных участниками проекта в полевых экскурсиях в 2018 г. Результаты изучения рудоносных пород будут использованы в образовательном процессе – при чтении курсов “Генетическая минералогия” (проф. Э.М. Спиридонов) и “Крупные расслоенные массивы” (проф. А.А. Арискин) для студентов, магистрантов и аспирантов геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. При этом планируется сохранить и усилить межкафедральную группу геологического факультета МГУ, объединенную задачами проекта в 2016-2018 гг. Мы будем продолжать и развивать сотрудничество с другими институтами Российской Академии Наук (ГЕОХИ РАН, ИГЕМ РАН, ГИН СО РАН), включая кооперацию с австралийскими коллегами из Центра экономических ориентиров геологоразведки и университет Кёртина в г. Перт, а также Центра Исследований рудных месторождений в Тасмании (г. Хобарт).

Ожидаемые результаты
Продление проекта предполагает взаимосвязь публикаций и новых результатов, включая: (1) серию статей, обобщающих данные по геохимии сульфидоносных пород и минералогии ЭПГ-минерализованных троктолитов и анортозитов, (2) две статьи по результатам применения рентгеновской компьютерной микромографии при изучении пород-капельников и ЭПГ-анортозитов, (3) статьи, посвященные влиянию контаминации минеральных компонентов на стабильность шпинелида и сульфида в мафит-ультрамафитовых магмах, (4) сводку данных по изотопному составу серы в минерализованных породах и рудах Довырена и (5) новые данные по изотопии серы и Os-Re системе в минерализованных породах и рудах Довырена, (6) новые данные составе пород и минералов из зон малосульфидной минерализации вблизи кровли массива в разрезе “Школьный” в ЮЗ замыкании Йоко-Довыренского массива и (7) структурно-морфологических особенностях распределения сульфидов и минералов ЭПГ и Au-Ag в Главном рифе Довырена, (8) пилотные исследования состава пород и минералов в приконтактовой зоне Мончегорского плутона (с выходом на оценки температуры и состава мончегорской магмы) и (9) изучение сульфидных ассоциаций и минералов ЭПГ в образцах из рифов Бушвельдского комплекса (восточный, западный и северный лимбы), (10) дальнейшее развитие модели КОМАГМАТ-5 с акцентом на усовершенствование интерфейсов, графической поддержки вычислений, облегчение обмена входными и выходными данными, в конечном счете – широкое внедрение в практику геолого-петрологических исследований, (11) использование результатов проекта при подготовке новых материалов к лекционным курсам “Генетическая минералогия” (проф. Э.М. Спиридонов) и “Крупные расслоенные массивы” (проф. А.А. Арискин) для студентов, магистрантов и аспирантов геологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова. Полученные результаты будут положены в основу петролого-геохимической модели, описывающей законы фракционирования благородных металлов при кристаллизации малосульфидных мафит-ультрамафитовых магм в различных редокс-условиях. При этом самостоятельное значение приобретут новые генетические подходы, которые можно использовать при интерпретации минералого-геохимических данных о Cu-Ni-ЭПГ рудах и горизоньтах, возможно, - при проведении поисковых работ на крупных расслоенных массивах. Применение найдут: (1) предсказания растворимости Cu-Ni-Fe сульфидов в магмах различных геодинамических обстановок, (2) моделирование содержаний благородных элементов и других стратегических металлов в продуктах сульфидной ликвации, (3) критерии кристаллизационной связи состава примитивных сульфидов и минерализации ЭПГ-рифов, (4) спецификация кумулатов, маркирующих переход от недосыщенных к насыщенным относительно сульфида системам, (5) моделирование геохимии тяжелых платиноидов и родия в хромите. Полученные данные и модели станут доступны широкому кругу специалистов, а результаты опубликованы в серии статей в высокорейтинговых изданиях. Основные достижения будут представлены на международных и российских конференциях. Важным итогом проекта станет подготовка высококвалифицированных специалистов, владеющих современными методами генетической интерпретации интрузивных пород и критического анализа процессов магматогенного рудогенеза. Это должно явиться залогом дальнейшего развития физико-химических моделей магматической дифференциации и хромит-сульфидного рудообразования – как приоритетного направления, в котором наша группа удерживает ведущие позиции.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
Публикации: Принято к печати и опубликовано 6 новых статей из списков WOS и SCOPUS. Результаты аналитических исследований: Получены данные о содержании петрогенных и примесных (Ba, Be, Bi, Cd, Ce, Co, Cr, Cs, Cu, Dy, Er, Eu, Ga, Hf, Ho, In, La, Li, Lu, Mo, Nb, Nd, Ni, Pb, Pr, Rb, Sb, Sc, Sm, Sn, Sr, Ta, Tb, Th, Ti, Tl, Tm, U, V, W, Y, Yb, Zn, Zr) элементов, а также концентрации серы (с высокой точностью), в 17 образцах сульфидоносных пород разреза Школьный (лаб. GEOLABS, Онтарио, Канада). Получены данные о содержании петрогенных и примесных (XRF) элементов, а также концентрации серы, в 36 образцах из Краевой зоны Мончеплутона (лаб. ИГЕМ РАН). Проведены микрозондовые исследования сульфидоносных габброидов из верхней части Довырена в СВ замыкании интрузива (разрез “Школьный”): в двух образцах установлена необычная для Довырена сульфидная ассоциация с резким преобладанием пирротина и халькопирита над пентландитом/ Зерна МПГ обнаружены на краях сульфидов и в небольшом удалении от них: это майченерит (PdBiTe), реже гессит (Ag2Te) и электрум. Re-Os систематика изучена для двух пикродолеритов, двух плагиоперидотитов, сульфидоносного троктолита и ЭПГ-анортозита из Главного рифа. Получены надежные оценки исходного отношения 187Os/188Os (0.1228-0.1322) на время образования пород массива 728 млн. лет. Результаты рентгеновской компьютерной томографии (КТ): Макросъемка на полноразмерных (от 5 до 30 см) образцах проведена при помощи сканера РКТ-180 для 11 сульфидоносных анортозитов и лейкогабброидов из верхов Довырена. Это позволило выбурить миницилиндры с сульфидной минерализацией (диаметром 10 и 16 мм) для изучения на микротомографе SkyScan-1172 с разрешением 3-4 мкм. Крупный шлир DV653 из Главного ЭПГ-рифа (30х10х7 см) изучен детально: статистическая обработка полученных изображений позволила установить слабую связанность сульфидных фаз на фоне максимального количества и размера зерен МПГ. При этом обнаружена (впервые для анортозитов Довырена!) сульфидная глобула (около 4 мм) - это прямое свидетельство сульфидной ликвации. Продолжены работы по сегментация минеральных фаз с близкой рентгеновской абсорбцией по результатам рентгеновских съемок на медицинском сканере Siemens SOMATOM с разрешением около 200 мкм. Новые уравнения равновесия минерал – расплав: Перекалибровка геотермобарометров оливин – расплав проведена на выборке экспериментальных данных, включающих 638 пар составов оливина и расплава в сухих системах при температурах 1050-1600оС: 357 при 1 атм., 281 - при давлениях до 15 кбар. Термобарометрические зависимости для констант реакций образования фаялита, форстерита, Mn- и Ca-оливина были встроены в обобщенную модель равновесия оливин – расплав, которая по точности почти вдвое превосходит точность геотермометра Форда при атмосферном давлении (7.7оС против 12.7оС); при высоких давлениях удалось достигнуть точности около 20оС против 26оС “по Форду”. Перекалибровка геотермобарометров плагиоклаз – расплав проведена на результатах 339 экспериментов в сухих системах при атмосферном давлении, в диапазоне температур 1032-1300оС. Термобарометрические зависимости для констант реакций образования An, Ab, Ort и фиктивного компонента FeAl2Si2O8 были встроены в новую модель равновесия плагиоклаз – расплав, которая демонстрирует среднюю точность около 9оС, при этом состав плагиоклаза воспроизводится в пределах ±3 мол.% для An и Ab, 0.2% Ort и 0.8% Fe-An. Программа R-Melts (Gualda et al., 2012) для той же выборки дает точность около 20оС. Петрологические расчеты: Моделирование эволюции протосульфидных расплавов проводилось в режиме прогрессирующей ликвации и для кристаллизующегося сульфидного расплава. В обоих случаях исследованы различия равновесной и фракционной сепарации фаз. Сравнение с природными данными показало, что в случае силикатно-сульфидной несмесимости средний сульфидной фазы в породах можно описать в терминах равновесной ликвации. В случае кристаллизации протосульфидных расплавов модельные дериваты хорошо воспроизводят геохимические особенности “средних сульфидов” для минерализованных троктолитов и платинометальных анортозитов. Впервые проведена геохимическая реконструкция полных спектров платиновых и других металлов в главных типах сульфидоносных пород – с пересчетом на 100% сульфидной массы. Установлено подобие распределения ЭПГ в троктолитах и анортозитах, которое указывает на близкий механизм формирования богатых сульфидами меди ассоциаций. Вероятно, они представляют остаточный продукт кристаллизации протосульфидных расплавов, относящихся к разным стадиям кристаллизации довыренских магм. Участие в шести российских и зарубежных конференциях - все доклады устные или приглашенные. Проведены дополнительные полевые работы на Довырене (5 по 15 июля 2019 г.), в результате которых в 7 маршрутах собрано 125 образцов. Петроструктурные исследования проводены на 15 образцах наиболее свежих оливиновых и оливин-плагиоклазовых кумулатов из нижней и средней части Довырена. По этим результатам С.Н. Соболев защитил бакалаврскую работу “Петроструктурные индикаторы условий образования кумулатов в магматических камерах”. Дополнительно к плану 2019 г. проведены расчеты, моделирующие эффекты растворения в расплавах компонентов породообразующих силикатов – форстерита, фаялита, анортита, альбита, энстатита, ферросилита и диопсида. Показано, что на стабильность алюмохромита сильнее всего влияет растворение анортита и диопсида, причем с разными знаками. Под руководством проф. Э.М. Спиридонова магистрант кафедры минералогии II года Н.И. Синопальников защитил магистерскую работу по теме “Минералогия контактовых зон дунитов с магнезиальными скарнами Йоко-Довыренского интрузива, Северное Прибайкалье”.

Публикации

1. Корост Д.В., Арискин А.А., Пшеницын И.В., Хомяк А.Н. Рентгеновская компьютерная томография как метод реконструкции 3D-характеристик рассеянных сульфидов и шпинелида в плагиодунитах Йоко-Довыренского интрузива Петрология, т. 27, №4, с. 401-419 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31857/S0869-5903274401-419

2. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. Численное моделирование влияния петрогенных компонентов на растворимость хромшпинелида в расплаве и возможный механизм образования хромититов Доклады Академии наук, т. 487, № 1, с. 78-81 (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31857/S0869-5652487178-81

3. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. SPINMELT-2.0: Численное моделирование равновесия шпинелид-расплав в базальтовых системах при давлениях до 15 кбар: III. Влияние петрогенных компонентов расплава на растворимость хромшпинелида и возможный механизм образования хромититов Геохимия, т. 65, № 1, с. 1-11 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.1134/S0016752520010112

4. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Николаев Г.С., Кислов Е.В., Япаскурт В.О., Рязанцев К.М., Соболев С.Н. Морфология, минералогия и состав сульфидных капель в пикродолеритах из придонных апофизов Йоко-Довыренского расслоенного интрузива Петрология, - (год публикации - 2020)

5. Спиридонов Э.М. Минералы бария – барит и хлордоминантный феррокиношиталит BaFe23[Cl2/Al2Si2O10] в плагиоперидотитах Йоко-Довыренского интрузива (Северное Прибайкалье) – продукты эпигенетического низкоградного метаморфизма Геохимия, Т. 64. № 11. С. 1196-1205. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31857/S0016-752564111196-1205

6. Спиридонов Э.М., Орсоев Д.А., Арискин А.А., Кислов Е.В., Коротаева Н.Н., Николаев Г.С., Япаскурт В.О. Германий-содержащие минералы палладия – палладогерманид Pd2Ge, Ge-паоловит Pd2(Sn, Ge), звягинцевит сульфидоносных анортозитов Йоко-Довыренского интрузива, Прибайкалье Геохимия, Т. 64. № 5. С. 554-558. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.31857/S0016-7525645554-558

7. Арискин А.А., Бармина Г.С., Коптев-Дворников Е.В., Николаев Г.С. Физико-химические аспекты и признаки дифференциации в закрытых и открытых магматических камерах Материалы Всероссийской конференции “Физико-химические факторы петро- и рудогенеза: Новые рубежи (ИГЕМ РАН, Москва, 7-9 октября 2019 г.)”, посвященной 120-летию со дня рождения выдающегося российского ученого академика Д.С. Коржинского. Москва: ИГЕМ РАН, С. 23-25. (год публикации - 2019)

8. Арискин А.А., Пшеницын И.В., Данюшевский Л.В., Фиорентини М.Л., Николаев Г.С., Кислов Е.В. The early stages of silicate-sulfide immiscibility at crystallization of primitive cumulates in layered intrusions (exemplified by the Yoko-Dovyren massif in Northern Transbaikalia) Large Igneous Provinces Through Earth History: mantle plumes, supercontinents, climate change, metallogeny and oil-gas, planetary analogues (LIP – 2019). Tomsk: CSTI Publishing house, V. 1. P. 11-12. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.17223/9785897024568

9. Арискин А.А., Пшеницын И.В., Николаев Г.С., Кислов Е.В., Бармина Г.С., Соболев С.Н. Физико-химические аспекты формирования и эволюции протосульфидных расплавов как прекурсоров ЭПГ-минерализации довыренских пород Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 12-17 (год публикации - 2019)

10. Арискин А.А., Пшеницын И.В., Николаев Г.С., Кислов Е.В., Кубракова И.В., Тютюнник О.А. Эволюция сульфидных расплавов при дифференциации довыренских магм Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2019). Москва: ГЕОХИ РАН, Т. 1, С. 7-8. (год публикации - 2019)

11. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Yoko-Dovyren massif, Irkutsk LIP: genesis of chromitites Large Igneous Provinces Through Earth History: mantle plumes, supercontinents, climate change, metallogeny and oil-gas, planetary analogues (LIP – 2019). Tomsk: CSTI Publishing house, V. 1. P. 66-68. (год публикации - 2019) https://doi.org/10.17223/9785897024568

12. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Хромититы Йоко-Довыренского массива: немагматическое происхождение Материалы IV научно-практической конференции “Росгеология. В поисках новых открытий” (Иркутск, 17-18 октября 2019 г.). Иркутск: Изд-во “Оттиск”, C. 26-29. (год публикации - 2019)

13. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Хромититы Йоко-Довыренского массива: метасоматический парагенезис Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 153-159 (год публикации - 2019)

14. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Верхнепротерозойский Йоко-Довыренский массив: генезис хромититов Материалы VI Российской конференции по проблемам геологии и геодинамики докембрия “Этапы формирования и развития протерозойской земной коры: стратиграфия, метаморфизм, магматизм, геодинамика” (Санкт-Петербург, ИГГД РАН). СПб: «Свое издательство», Т. 1, С. 86-87. (год публикации - 2019)

15. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. Влияние петрогенных компонентов на растворимость хромшпинелида в расплаве и возможный механизм образования хромититов Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 219-225. (год публикации - 2019)

16. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. О природе стратиформных хромититов Материалы Всероссийской конференции “Физико-химические факторы петро- и рудогенеза: Новые рубежи (ИГЕМ РАН, Москва, 7-9 октября 2019 г.)”, посвященной 120-летию со дня рождения выдающегося российского ученого академика Д.С. Коржинского. Москва: ИГЕМ РАН, С. 138-141. (год публикации - 2019)

17. Николаев Г.С., Арискин А.А., Бармина Г.С. Влияние петрогенных компонентов расплава на растворимость хромшпинелида в приложении к проблеме генезиса хромититов Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2019). Москва: ГЕОХИ РАН, Т. 1, С. 62. (год публикации - 2019)

18. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Корост Д.В., Хомяк А.Н., Кубракова И.В., Тютюнник О.А. Структурно-геохимические свидетельства эволюции сульфидных фаз из придонной части Йоко-Довыренского массива (Северное Прибайкалье, Россия) Труды Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2019). Москва: ГЕОХИ РАН, Т. 1, С. 66-67. (год публикации - 2019)

19. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Корост Д.В., Хомяк А.Н., Кубракова И.В., Тютюнник О.А. Структурно-геохимическая эволюция сульфидов в породах подошвы Йоко-Довыренского расслоенного массива Материалы Всероссийской конференции “Физико-химические факторы петро- и рудогенеза: Новые рубежи (ИГЕМ РАН, Москва, 7-9 октября 2019 г.)”, посвященной 120-летию со дня рождения выдающегося российского ученого академика Д.С. Коржинского. Москва: ИГЕМ РАН, С. 168-170. (год публикации - 2019)

20. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Корост Д.В., Хомяк А.Н., Николаев Г.С., Кубракова И.В., Тютюнник О.А, Соболев С.Н. Структурно-геохимическая эволюция сульфидов в породах подошвы Йоко-Довыренского расслоенного массива Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 219-225. (год публикации - 2019)

21. Смолькин В.Ф., Мокрушин А.В., Арискин А.А. Расслоенные интрузии Палеопротерозоя Мончегорского рудного района: петрология, геохимия, изотопный возраст (Кольский регион) Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 273-278. (год публикации - 2019)

22. Соболев С.Н., Шкурский Б.Б., Япаскурт В.О., Арискин А.А., Бухарев А.Ю. Петроструктурные характеристики кумулатов Нижней части разреза Йоко-Довыренского массива Материалы VI Всероссийской с международным участием конференции “Ультрамафит-мафитовые комплексы: геология, строение, рудный потенциал (Сахюрта, 16-20 сентября 2019 г.)”. Иркутск: Изд-во “Оттиск”, С. 279-284. (год публикации - 2019)

23. Соболев С.Н., Шкурский Б.Б., Япаскурт В.О., Арискин А.А., Бухарев А.Ю. Петроструктурный подход в анализе условий образования дунит-троктолитовой части разреза Йоко-Довыренского массива Материалы Всероссийской конференции “Физико-химические факторы петро- и рудогенеза: Новые рубежи (ИГЕМ РАН, Москва, 7-9 октября 2019 г.)”, посвященной 120-летию со дня рождения выдающегося российского ученого академика Д.С. Коржинского. Москва: ИГЕМ РАН, С. 212-213. (год публикации - 2019)

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
Опубликовано 5 новых статей из списков WOS и SCOPUS; важнейшие результаты: Демонстрация положительной зависимости концентраций благородных металлов от серы и теллура, что указывает на контроль распределения этих элементов сульфидной фазой для всех типов сульфидоносных и ЭПГ-минерализованных пород Довырена. Показано, что средние составы “100%-сульфидов” подразделяется на две группы – резко обедненные платиноидами, Au, Cu, Te (существенно Fe-Ni Mss) и обогащенные (богатые медью Iss). При этом состав наиболее примитивной несмесимой сульфидной жидкости, оцененный методами термодинамического моделирования, ближе к сульфидам первого типа, будучи промежуточным между составами Mss и Iss. Подобная бимодальность согласуется с экспериментальными данными о кристаллизации сульфидных жидкостей, указывая на важную роль посткумулусной кристаллизации и пространственного разделения фракций сульфидного прекурсора. Обоснован вывод о крупномасштабном переносе и концентрировании ЭПГ и халькогенов в довыренской камере перколирующими сульфидными расплавами. Данные об изотопном составе кислорода в оливине из довыренских кумулатов позволяют разделить их на два типа - неконтаминированные (δ18O=5.8±0.2‰) и контаминированные (δ18O=6.2±0.3‰) карбонатами. Оценки δ18O исходного расплава, рассчитанные с использованием этих данных, составили 6.6±0.2 ‰ и 7.1±0.3 ‰, соответственно. Подобные соотношения отвечают незначительной (не более первых %) контаминации исходных довыренских магм карбонатным материалом, которая в масштабах камеры носила локальный характер. В метасоматически измененных анортозитах Главного платинометального рифа Довырена установлено присутствие нильсенита - редкого интерметаллида палладия и меди (Pd1.01Cu2.81Fe0.17Ni0.01). ОБоснован вывод, что этот минерал формировался в условиях пренит-пумпеллиитовой фации метаморфизма при повышенной летучести кислорода и температуре около 300°C. Результаты аналитических исследований: Определены концентрации ЭПГ+Au+Ag+Se+Te в 18 образцах представительных пород разреза “Школьный” в СВ окончании Довырена и 10 образцах из рудоносного апофиза ниже его основания в срединной части. В 16 рудоносных габброанортозитах из срединной части Довырена методом XRF определены содержания главных элементов. Проведены микрозондовые исследования состава сульфидной капли размером около 4 мм, впервые обнаруженной в платинометальных анортозитах Главного рифа, по результатам которых оценен ее средний состав - примерно 12 мас.% Cu при 6.5 мас.% Ni. Эти содержания отвечают низкотемпературному сульфидному расплаву (Iss), стабильному при температурах ниже 850-800°C. Уточнены изотопные характеристики Re-Os системы для 6 образцов, включая два пикродолерита из нижней зоны закалки, два плагиоперидотита, сульфидоносный троктолит и ЭПГ-анортозит из Главного рифа. Полученные данные указывают на субхондритовое исходное отношение 187Os/188Os = 0.1279±0.0007 ко времени образования Йоко-Довыренского интрузива (728 млн. лет). На основе рентгеновской микротомографии (КТ): Изучены особенности объемного распределения рентгеноконтрастных фаз и морфология сульфидных зерен в образцах из открытого карьера Могалаквена (северный лимб Бушвельдского комплекса). При этом установлены среднее содержание сульфидов (5.9-7.5%) и минералов ЭПГ (примерно 0.2%), а также низкая связанность сульфидного вещества (от 10 до 20%). Представлены стереореконструкции пространственных соотношений сульфидов и МПГ, согласующиеся с наблюдениями для ЭПГ-минерализованных анортозитов Довырена. Новые геотермобарометры минерал – расплав: Завершена перекалибровка модели плагиоклаз – расплав с учетом 4-х миналов (анортита, альбита, ортоклаза и фиктивного компонента FeAl2Si2O8), которая обеспечивает среднюю точность 7.1±5.5°C при P=1 атм. и 13.1±10.8°C при высоких давлениях. Это наиболее точная модель плагиоклаза, предложенная в петрологии. Разработан новый алгоритм моделирования температуры кристаллизации и состава пироксенов, как многокомпонентных растворов в системе диопсид-геденбергит-энстатит-ферросилит-чермакит. На примере равновесия высока-Са клинопироксен (авгит) – расплав и данных 217 экспериментов при 1 атм. показано, что предложенная модель позволяет достичь в точности 7.7±5.6°C, при погрешностях оценки содержания чермакита около 2 мол.%. Петрологические расчеты: При помощи “сульфидно-шпинелевой” версии программы КОМАГМАТ-5.3.3 проведены расчеты распределения благородных металлов, халькогенов и других халькофильных элементов в расплаве и рудных минералах при совместной кристаллизации оливина, шпинелида и выделении несмесимых сульфидов. Показано, что обновленная модель устойчиво работает в режиме множества микроэлементов, сильно различающихся по коэффициентам разделения шпинель – расплав и сульфид – расплав, включая ЭПГ и халькогены. Аналогов подобной модели за рубежом нет. По результатам моделирования кристаллизации примитивных пород из краевой зоны Мончеплутона получены оценки состава вероятной исходной магмы (~55% SiO2, 16% MgO) при температуре около 1400°C, в равновесии с оливином ~Fo91. Расчеты стабильности шпинелида на ликвидусе такого состава при давлениях от 1 атм. до 6 кбар предсказывают высокохромистый состав, что согласуется с обобщениями по минералогии пород этого комплекса. Петроструктурные реконструкции: Для 24 дунитов из срединной части Довырена установлены три разновидности распределений кристаллов оливина по размеру (CSD): (1) нормальные линейные, (2) логнормальные и (3) бимодальные (с изломом линейных трендов). Показано, что бимодальные CSD проявляются ближе к контакту массива, указывая, на внедрение более горячих пикритоидных магм в частично закристаллизованные и менее прогретые слои более ранних протокумулатов. Эти наблюдения рассматриваются как дополнительный аргумент в пользу идеи о гетерогенности исходных довыренских магм, представленную на основе петрологических реконструкций. Участие в конференциях: В 2020 г. исполнителями проекта подготовлено более 20 докладов на международные и всероссийские конференции. В связи с пандемией большая часть из них не состоялась или прошла в онлайн режиме. В случае семи конференций представленные нами материалы опубликованы. Полевые работы и командировки: На керноскладе бывшего Холоднинского ГОКа в п. Перевал отобрано 39 образцов метаморфитов чуйской серии с порфировыми вкрапленниками граната различной морфологии, которые планируется изучить в следующем году методами LA-ICPMS в Тасманийском университете (г. Хобарт, Австралия).

Публикации

1. Cоболев C.Н., Арискин А.А., Николаев Г.С., Пшеницын И.В. CSD нефелина и лопарита из уртит-фойяит луявритовой пачки расслоенной серии Ловозерского плутона Материалы XXI Международной конференции “Физико-химические и петрофизические исследования в науках о Земле”. М.: ИГЕМ РАН., с. 240-242 (год публикации - 2020)

2. Арискин А.А., Данюшевский Л.В., Фиорентини М.Л., Николаев Г.С., Кислов Е.В., Пшеницын И.В., Япаскурт В.О., Соболев С.Н. Петрология, геохимия и происхождение сульфидоносных и ЭПГ-минерализованных троктолитов из зоны Конникова в Йоко-Довыренском расслоенном интрузиве Геология и геофизика, Т. 61. № 5-6. С. 748-773 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.15372/GiG2019185

3. Арискин А.А., Фомин И.С., Дубинина Е.О., Авдеенко А.С., Николаев Г.С. Изотопный состав кислорода в оливине и расплавах из кумулатов Йоко-Довыренского расслоенного массива (Северное Прибайкалье, Россия) Геохимия, Т. 66. № 2. С. 1-16. (год публикации - 2021) https://doi.org/10.31857/S0016752521020023

4. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Флюидосодержащие минералы – показатели метасоматического происхождения хромититов Йоко-Довыренского массива, Северное Прибайкалье Геологическая эволюция взаимодействия воды с горными породами: Материалы IV Всероссийской конференции с международным участием. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН., с. 347-350 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.31554/978-5-7925-0584-1-2020-347-350

5. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Хромититы Йоко-Довыренского дунит-троктолит-габбрового массива: скарновый парагенезис Материалы XI Всероссийской молодежной научной конференции «Минералы: строение, свойства, методы исследования». Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН., c.129-131 (год публикации - 2020)

6. Кислов Е.В., Каменецкий В.С., Вантеев В.В. Йоко-Довыренский массив, Северное Прибайкалье: хромититы метасоматического происхождения Металлогения древних и современных океанов - 2020/ Критические металлы в рудообразующих системах. Миасс: Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН., с. 53-56 (год публикации - 2020)

7. Кислов Е.В., Худякова Л.И. Yoko–Dovyren Layered Massif: Composition, Mineralization, Overburden and Dump Rock Utilization Minerals, V. 10. Iss. 8. 682. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.3390/min10080682

8. Спиридонов Э.М. Метаморфогенно-гидротермальный нильсенит PdCu3 сульфидоносных анортозитов Йоко-Довыренского интрузива в байкалидах Северного Прибайкалья ДОКЛАДЫ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК. НАУКИ О ЗЕМЛЕ, том 494, № 1, с. 49–52. (год публикации - 2020) https://doi.org/10.31857/S2686739720090170

9. Тимофеева С.С., Кислов Е.В., Худякова Л.И. Yoko-Dovyren layered dunite-troctolite-gabbro massif, North Baikal region, Russia^ Structure, composition and use of mineral raw materials Earth Science Frontiers, Vol. 27, № 5, pp. 262-279 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.13745/j.esf.sf.2020.8.2

10. Арискин А.А., Пшеницын И.В., Николаев Г.С., Кислов Е.В. Физико-химическая природа концентрирования ЭПГ в сульфидоносных породах расслоенных интрузивов (на примере Йоко-Довыренского массива) Материалы XII Международной школы по наукам о Земле имени профессора Л.Л. Перчука (ISES-2020). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН., с. 11 (год публикации - 2020)

11. Арискин А.А., Фомин И.С., Дубинина Е.О., Николаев Г.С. Изотопный состав кислорода в оливине из кумулатов Довырена (Сев. Прибайкалье) как показатель степени контаминации исходных магм карбонатным материалом Тезисы докладов Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2020), М: ГЕОХИ РАН., с. 9 (год публикации - 2020)

12. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Корост Д.В., Кубракова И.В., Хомяк А.Н. Эволюция сульфидных расплавов в нижней части ЙокоДовыренского массива (Северное Прибайкалье, Россия) Материалы XII Международной школы по наукам о Земле имени профессора Л.Л. Перчука (ISES-2020). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН., с. 45 (год публикации - 2020)

13. Пшеницын И.В., Арискин А.А., Корост Д.В., Хомяк А.Н., Рязанцев К.М. Морфологические и структурные особенности анортозитов из зоны малосульфидной ЭПГ-минерализации в Йоко-Довыренском массиве Тезисы докладов Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2020), М: ГЕОХИ РАН., с. 98 (год публикации - 2020)

14. Соболев С.Н., Арискин А.А., Бухарев А.Ю., Тарквини С., Пшеницын И.В., Николаев Г.С., Шкурский Б.Б. CSD оливина в дунитовой зоне Йоко-Довырена: связь с геохимией и динамикой компакции кристаллической каши Материалы XII Международной школы по наукам о Земле имени профессора Л.Л. Перчука (ISES-2020). Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН., с. 54 (год публикации - 2020)

15. Соболев С.Н., Арискин А.А., Тарквини С., Пшеницын И.В., Николаев Г.С., Шкурский Б.Б. Genetic interpretation of CSD for olivine through the dunite section of the Dovyren layered intrusion: linking with geochemistry and probable dynamics of the cumulate mush XXII EGU General Assembly. Vienna, Austria., #11377 (год публикации - 2020) https://doi.org/10.5194/egusphere-egu2020-11377

16. Соболев С.Н., Бухарев А.Ю., Арискин А.А., Тарквини С. Распределение кристаллов оливина из дунитовой секции Йоко-Довырена по размерам: связь с геохимией и возможной динамикой кумулусной каши Тезисы докладов Всероссийского ежегодного семинара по экспериментальной минералогии, петрологии и геохимии (ВЕСЭМПГ-2020), М: ГЕОХИ РАН., с. 112 (год публикации - 2020)

Возможность практического использования результатов
1. Разработанная нами “сульфидно-шпинелевая” версия программы КОМАГМАТ-5.3.3 может использоваться специалистами в области Cu-Ni-PGE сульфидного рудообразования для оценок состава исходных магм и рудного потенциала первичных сульфидов при проведении генетических реконструкций условий образования малосульфидных горизонтов расслоенных интрузивов. 2. Вывод о бимодальности составов исходных несмесимых сульфидов в породах Довыренского комплекса несет потенциал для применения геохимических характеристик пород при поисках локализованных Cu-Ni-PGE сульфидных горизонтов малой мощности в других интрузивных комплексах.