ГЕОЛОГИЯ И ГЕОХИМИЯ МАГМАТИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА САДБЕРИ (ОНТАРИО, КАНАДА) И ГЕНЕЗИС СУЛЬФИДНО-НИКЕЛЕВОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ, СВЯЗАННОЙ С ИМПАКТНЫМ РАСПЛАВОМ

Abstract

Образование магматического комплекса Садбери (МКС) (Sudbury Magmatic Complex, SIC) обычно связывают с брекчированием и плавлением коры в результате удара метеорита. Изверженные породы, слагающие комплекс, представлены габбро, норитами, диоритами и гранофирами, состав которых соответствует коровому источнику. Однако происхождение Ni-Cu-PGE-сульфидных руд, которые локализованы на нижнем контакте МКС или непосредственно возле него, принято рассматривать как результат сегрегации магматических сульфидов в основной магме некорового происхождения. Это несоответствие можно разрешить, выяснив пространственное распределение минерализации в связи с геохимическими вариациями располагающейся выше силикатной части магматического комплекса и степенью обедненности норитов МКС по Ni, Си и PGE. Огромные запасы и ресурсы Ni-Cu-PGE-сульфидных руд, ассоциирующихся с Донной залежью и ответвлениями МКС, рассматриваются как результат сегрегации сульфидного расплава, несмесимого с насыщенной сульфидом магмой Донной залежи (Sublayer) и оффсетными (Offsets) дайками МКС, и последующей эволюции магмы при температуре значительно выше ликвидусной. Нориты, габбро и гранофиры Главного массива (Main Mass) имеют сходные, но повышенные отношения несовместимых малых элементов. Породы обогащены кремнеземом и характеризуются высокими изотопными отношениями радиогенного Sr и нерадиогенного Nd. Это свидетельствует о гомогенизации магмы в отношении несовместимых малых элементов и о большом вкладе вещества из верхнекорового источника. Вариации химического состава пород по разрезу через Главный массив около рудника Крэйтон (Creiton) соответствуют систематическим изменениям уровня содержания главных и редких элементов. Причем отсутствуют резкие скачки состава пород, которые могли бы указывать на смещение вдоль главных широтных разломов. Некоторые вариации состава можно объяснить магматической дифференциацией, но в основном они связаны с двумя противоположно направленными трендами кристаллизации магмы (от подошвы вверх и от кровли вниз) при узких пределах вариации отношений несовместимых редких элементов, сравнимых с таковыми в оффсет-ных (Offset) дайках кварцевых диоритов МКС. Развитие норитовых и гранофировых магматических слоев, вероятно, происходило после образования гомогенного кварц-диоритового расплава, на что указывает более раннее формирование оффсетных даек МКС. Однако оно предшествовало возникновению вариаций состава магмы на удалении как от подошвы (основная магма), так и от кровли (кислая магма). Модели, объясняющие эту тенденцию, основываются на развитии жидкостной несмесимости в магме и эффективном выбросе расплава, захваченного при кристаллизации. Норитовые породы в основании южного сегмента МКС около месторождения Крейтон содержат 1-5% модального сульфида (пирротин, халькопирит и пентландит), варьирующие количества MgO (4-8.5 мае. %), повышенные количества Ni (30-200 г/т) и Си (20-200 г/т). Эти породы перекрыты норитами, которые содержат рассеянный пирит, но мало никеля (20-50 г/т) и Си (10-50 г/т). Количество вкрапленных сульфидов в норитах над Донной залежью очень мало, что, вероятно, связано с близостью к месторождениям прогиба Крэйтон. Поэтому геохимический ореол Ni + Си в норитах Главного массива, прилегающих к этому прогибу, отсутствует. Нориты с низким содержанием Ni и Си обеднены этими металлами в 5-10 раз относительно содержания, ожидаемого в породах с таким содержанием магния, но все же не настолько, насколько обеднены нориты самых верхних частей Северной гряды (North Range). Обеднение норитов никелем, по-видимому, является результатом равновесного распределения металлов между магмой и магматическими сульфидами. Такое предположение согласуется с образованием Ni + Си + PGE-сульфидных месторождений путем осаждения и аккумуляции тяжелых магматических сульфидов из магмы вышележащих слоев Главного массива. Сульфиды отлагались в прогибах (Embayment structures) у нижнего контакта магматического комплекса. По нашим данным, последовательность кристаллизации и насыщение их сульфидами не были гомогенными в магмах МКС. В более мощном комплексе Южной гряды (South Range) насыщение расплава, по-видимому, достигалось при меньшей степени извлечения Ni и Си из магмы. Однако более значительная общая мощность магматического слоя в южном секторе, вероятно, объясняет концентрацию там крупнейших из известных в районе сульфидных Cu-Ni-PGE-месторождений, подобных Крэйтону, Коппер Клифф (Copper Cliff) и Фруд-Стоби (Frood-Stobie).