Акцессорные хромшпинелиды Мончегорского расслоенного комплекса

В издательстве Кольского научного центра РАН вышла новая книга «Акцессорные хромшпинелиды Мончегорского расслоенного комплекса (Кольский полуостров)». Это коллективный труд ученых Геологического института КНЦ РАН: Татьяны Рундквист, Павла Припачкина, Николая Грошева и Айи Базай.

Хромшпинелиды – это минералы супергруппы шпинели, в кристаллической структуре которых доминирующие позиции занимают хром и железо. Этот термин объединяет хромит, магнезиохромит и хромсодержащий магнетит, наиболее характерные для ультрамафит-мафитовых пород расслоенных интрузий. Их исследование решает две группы задач. Теоретически состав, зональность и морфология зерен фиксируют параметры первичного расплава: температуру кристаллизации, окислительно-восстановительный потенциал, степень эволюции магмы и последовательность магматических импульсов в глубинных камерах. Прикладное значение связано с тем, что хромшпинелиды выступают индикаторами условий образования промышленных залежей. Сравнивая акцессорные и рудные формы, исследователи определяют, формировались ли хромититы простым гравитационным осаждением кристаллов или требуются дополнительные механизмы концентрации вещества. Эти данные напрямую используются для оптимизации поисков стратиформного оруденения на хром, элементы платиновой группы, медь, никель и железо-титан-ванадий.

С начала XXI века разными производственными и научными организациями был накоплен большой массив данных о хромитовых рудах Мончегорского комплекса на Кольском полуострове – древнего геологического образования, сложенного ультраосновными и основными породами. Ученые Геологического института добавили к имеющейся информации по «рудным хромитам» результаты изучения акцессорных хромшпинелидов из четырех детальных участков комплекса, описали их морфологические и геохимические особенности и выявили закономерности изменения состава в ходе формирования Мончегорского комплекса. Авторы сравнили свои данные с характеристиками хромовых руд и вмещающих пород Сопчеозерского месторождения, нижней части Мончетундровской интрузии, а также известных хромитовых месторождений мира, и обсудили некоторые вопросы происхождения магматических фаз и формирования хромитовой минерализации в Мончегорском комплексе.

В первой главе приведен обзор хромитоносных объектов Фенноскандинавского щита, включая месторождение Кеми (Финляндия), проявления Бураковского плутона (Карелия) и хромовые руды Кольского региона. Это создает контекст для понимания места Мончегорского комплекса в общей минерагении расслоенных мафит-ультрамафитовых палеопротерзойских интрузий.

Вторая глава посвящена Сопчеозерскому месторождению хрома. В ней рассмотрены история открытия объекта и его геологическое строение, условия формирования и химические особенности рудного магнезиохромита. Авторы детально сравнивают состав рудной фазы с акцессорными хромшпинелидами вмещающих дунитов и пород Мончетундровской интрузии, демонстрируя, что рудный магнезиохромит кристаллизовался из более примитивного расплава и не может быть объяснен простым механическим накоплением акцессорных зерен.

Основу монографии составляет третья глава. В ней последовательно охарактеризованы акцессорные хромшпинелиды четырех детальных участков: Южносопчинского, массивов Ниттис-Кумужья-Травяная (НКТ), Сопча и Нюд-Поаз. На основе микрозондовых и электронно-микроскопических исследований описаны морфология зерен хромшпинелидов, развитие в них позднемагматических железистых кайм и структур распада твердого раствора. Установлено, что составы хромшпинелидов массивов НКТ и Сопча формируют единый эволюционный тренд, что подтверждает их кристаллизацию в общей магматической камере. Массив Нюд-Поаз демонстрирует собственный, более железистый тренд и отсутствие позднемагматической зональности, что может указывать на формирование его пород в обособленной камере. Отдельно проанализированы высокожелезистые и титанистые жильные хромшпинелиды участка Южносопчинский, которые авторы сопоставили с обогащенными железом ультрамафитовыми пегматитами (IRUP) Бушвельдского комплекса.

Заключительная глава – это синтез полученных данных и их интерпретация в контексте эволюции Мончегорского расслоенного комплекса. Авторы последовательно рассматривают морфологические особенности хромшпинелидов, главные тренды их химического состава, вариации в обобщенном разрезе Мончеплутона, сравнивают их с мировыми аналогами и обсуждают петрологические аспекты формирования комплекса и его хромового оруденения.

В заключении авторы приводят основные выводы своих исследований. Они отмечают, что по внутреннему строению зерна хромшпинелидов комплекса делятся на три типа: однородные, зональные и с неоднородной внутренней структурой. Однородные зерна характерны для магнезиохромита Сопчеозерского месторождения и ксенолитов магнезиохромитоносных дунитов – это свидетельствует о стабильных условиях кристаллизации. Зональное строение с железистыми каймами типично для Рудного Пласта 330 и массива НКТ, что указывает на изменение физико-химических параметров расплава в ходе его эволюции. Неоднородность, выраженная в структурах распада с образованием ильменита и магнетита, преобладает в акцессорных хромшпинелидах массивов НКТ, Сопча и Нюд-Поаз, а также в жильных телах Южносопчинского участка.

На диаграммах состава отчетливо выделяются две группы хромшпинелидов. Первая – высокомагнезиальные и высокохромистые разности Сопчеозерского месторождения и Дунитового блока. Вторая – более железистые и глиноземистые хромиты массивов НКТ, Сопча и Нюд-Поаз. Точки составов массивов НКТ и Сопча образуют сходный тренд, что указывает на их кристаллизацию в единой магматической камере (камера НКТС). Состав хромшпинелидов массива Нюд-Поаз формирует отдельный, более железистый тренд, что свидетельствует о формировании в обособленной камере.

Авторы подчеркивают, что центральным дискуссионным вопросом остается происхождение Дунитового блока – крупного тела ультраосновных пород, вмещающего Сопчеозерское месторождение хрома. Исследователи подробно разбирают две альтернативные концепции: модель «циклической единицы», согласно которой Дунитовый блок сформировался в результате дополнительной инъекции примитивной магмы в уже существующую камеру, и модель «ксенолита», которая предполагает, что Дунитовый блок представляет собой обломок наиболее ранней магматической фазы Мончеплутона, оторванный и перемещенный в растущую камеру под давлением нагнетаемой пироксенитовой магматической «каши».

Авторы в целом придерживаются второй модели и приводят аргументы в ее пользу, однако подчеркивают: представленные ими материалы не ставят окончательную точку в дискуссии о природе Дунитового блока, но создают прочную фактологическую базу для дальнейшего обсуждения. Они выражают надежду, что сопоставление «ксенолитовой» и «циклической» моделей стимулирует создание новых генетических концепций, в которых известные и новые данные будут существовать в диалектическом единстве.

Монография представляет собой обобщение результатов многолетних исследований, выполненных в рамках приоритетных направлений развития минерально-сырьевой базы Арктической зоны России. С 2019 по 2024 год работы проводили проводились в рамках темы «Минерагенические основы поиска высоколиквидных и нетрадиционных полезных ископаемых в целях воспроизводства и развития минерально-сырьевой базы в Евро-Арктической зоне России», а с 2024 года они продолжаются в рамках темы «Процессы рудообразования в месторождениях и проявлениях стратегического и высокотехнологичного сырья Кольского региона».

Новое издание адресовано специалистам в области петрологии расслоенных интрузий, минералогии оксидных минералов и минерагении. Выявленные минералого-геохимические критерии и установленные тренды эволюции состава хромшпинелидов могут использоваться при прогнозировании новых рудных узлов и планировании поисково-оценочных работ в сходных геологических обстановках. Интересна книга будет также преподавателям, студентам и аспирантам геологических специальностей при изучении процессов магматической дифференциации в расслоенных интрузиях, генезиса стратиформного хромитового оруденения и методик микрозондового анализа рудных минералов.