Magmatism and Tectonophysical Characteristics of Formation of Ore-Bearing Intrusions in Norilsk Region (Eastern Siberia, Russia)

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In our research features of the field of deep intrusions and tectonics of the Norilsk region are studied. It is shown that the formation of copper-nickel deposits in the study area in the Early Triassic period is associated with the evolution of the stress field in the crust over 50‒100 Ma. It is established that the features of the formation of the intrusive field at the initial stage are associated with the heterogeneity of the stress state that arose before the onset of magmatism in the Early Permian period in the crust of the Khantai-Rybninsky swell (uplift) and adjacent structures. The emergence of this heterogeneity, which had an inherited long-term nature, is due to the formation of uplifts in the region and the processes of denudation of these uplifts on the surface (amplitudes of 1.5‒2.5 km). Since the processes of surface denudation lead to the release of rocks that have experienced a supercritical flow at great depths, in the upper layer and, partially, in the middle layer of the crystalline crust of the Khantai-Rybninsky swell and adjacent territories there were prerequisites for the emergence of a stress state of horizontal compression. In the lower layer of the crust of the Khantai-Rybninsky swell, as well as in the crust of the Norilsk-Kharaelakh trough and the Tunguska syneclise, the horizontal extension regime was preserved. This difference in the stress state of extension and compression of the crust determined the features of the spatial heterogeneity of the development of volcanism and intracrustal magmatism of the Norilsk-Kharaelakh trough and the Tunguska syneclise.

全文:

受限制的访问

作者简介

Yu. Rebetsky

Schmidt Institute of Physics of the Earth of the RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: reb@ifz.ru
俄罗斯联邦, 10, B. Gruzinskaya Str., 123995 Moscow

V. Voytenko

Norilsk Nickel Technical Services LLC

Email: reb@ifz.ru
俄罗斯联邦, 11, Grazhdansky Ave., 195220 Saint Petersburg

参考

  1. Альмухамедов А.И., Медведев А.Я. Геохимия серы в процессах эволюции основных магм. ‒ М.: Наука, 1982. 146 с.
  2. Андерсон Д.Л. Горячие точки, базальты и эволюция мантии. ‒ В кн.: Современные проблемы геодинамики. М.: Мир, 1984. С. 197–217.
  3. Геологическая карта Норильского региона. ‒ М-б 1:200 000. ‒ Под ред. М.Л. Шермана ‒ СПб.: ВСЕГЕИ, 1991. 4 л.
  4. Годлевский М.Н. Условия зарождения и кристаллизации рудоносных магм, формирующих медно-никелевые месторождения. ‒ Т.1. ‒ Основные параметры процессов эндогенного рудообразования. ‒ Под ред. В.А. Кузнецова ‒ Новосибирск: Наука, 1979. С. 109–118.
  5. Годлевский М.Н., Лихачев А.П. Экспериментальные и физико-химические данные о формировании медно-никелевых месторождений. ‒ В кн.: Проблемы петрологии в связи с сульфидным медно-никелевым рудообразованием. М.: Наука, 1981. С. 138–147.
  6. Гольдберг И.С. Проблема источников металлов в месторождениях и ее решение на примерах формирования Cu‒Ni месторождений России, Канады и Австралии в единых геохимических системах от региональных до локальных рангов. ‒ В сб.: Проблема минералогии, экономической геологии и минеральной геологии. ‒ Под. Ред. В.И. Старостина ‒ М.: МаксПресс, 2021. С. 11–46.
  7. Гудман Р. Механика скальных пород. ‒ М.: Стройиздат, 1987. 232 с.
  8. Добрецов Н.Л., Борисенко А.С., Изох А.Э., Жмодик С.М. Термохимическая модель пермотриасовых мантийых плюмов Евразии как основа для выявления закономерностей формирования и прогноза медно-никелевых, благородно- и редкометалльных месторождений // Геология и геофизика. 2010. Т. 51. № 9. С. 1159–1187.
  9. Дюжиков О.А., Дистлер В.В., Кавардин Г.И. Голубков В.С., Служеникян С.Ф., Лурье А.М. Геологическая позиция, глубинное строение и рудомагматические системы Норильского района. ‒ В кн.: Глубинные условия эндогенного рудообразования. ‒ Под ред. В.И. Казанского ‒ М.: Наука. 1986. 204 с.
  10. Дюжиков О.А., Дистлер В.В., Струнин Б.М., Мкртычьян А.К., Шерман М.Л., Служеникин С.Ф., Лурье А.М. Геология и рудоносность Норильского района. ‒ Под ред. В.И. Казанского ‒ М.: Наука. 1988. 279 с.
  11. Дюжиков О.А., Золотухин В.В., Кавардин Г.И. Мезозойская металлогения Таймыро-Норильского района. ‒ В кн.: Закономерности размещения полезных ископаемых. ‒ T.XV. ‒ Металлогения Сибири. ‒ М.: Наука. 1988. С. 203–214.
  12. Егоркин А.В., Зюганов С.К., Чернышев Н.М. Верхняя мантия Сибири. ‒ Мат-лы 27-й МГК “Геофизика” (Докл. советских геологов). ‒ М.: Наука, 1984. Т.8. С. 27–42.
  13. Егоркин А.В., Зюганов С.К., Павленкова Н.А., Чернышев Н.М. Результаты исследования структуры литосферы на профилях в Сибири // Геология и геофизика. 1988. № 5. С.120–128.
  14. Журавлев Е.Г. Тектоника фундамента Западно-Сибирской плиты // Геотектоника. 1986. №3. С.107–115.
  15. Золотухин В. В. Обобщенная модель сульфидного медно-никелевого рудообразования как процесс сульфуризации. ‒ В кн.: Рудообразование и генетические модели эндогенных рудных формаций. ‒ Под ред. А.А. Оболенского ‒ Новосибирск: Наука. 1988. С. 172–181
  16. Золотухин В.В, Лагута О.Н. О фракционировании магнезиальных базитовых расплавов и многообразии траппов на Сибирской платформе // Докл. АН СССР. 1985. Т. 280. № 4. С. 967–972.
  17. Золотухин В.В. Проблема генезиса сульфидного медно-никелевого оруденения в базит-гипербазитовых комплексах. ‒ В кн.: Генезис оруденения в базитах и гипербазитах. ‒ Свердловск: Политех, 1979. С. 48‒57.
  18. Золотухин В.В., Альмухамедов А.И. Фракционирование и щелочность в эволюции исходных магм платформенных базитов (на примере северо-запада Сибирской платформы) // Геология и геофизика. 1990. № 10. С. 15–21.
  19. Золотухин В.В., Васильев Ю.Р. Проблемы платформенного магматизма. ‒ Ст.1. ‒ Глубинность магматических очагов в верхней мантии и ее роль в разнообразии проявлений магмы // Геология и геофизика. 1975. № 2. C. 3–10.
  20. Золотухин В.В., Васильев Ю.Р. Проблемы платформенного магматизма. ‒ Ст.2. ‒ Дифференциация как причина многообразия магм // Геология и геофизика. 1976. № 4. C. 58–67.
  21. Золотухин В.В., Рябов В.В., Васильев Ю.Р., Шатков В.А. Петрология Талнахской рудоносной дифференцированной трапповой интрузии. ‒ Под ред. В.С. Соболева ‒ Новосибирск: Наука, 1975. 434 с.
  22. Коровяков И.А., Нелюбин А.Е., Райкова З.А., Хортова Л.К. Происхождение норильских трапповых интрузий, несущих сульфидные медно-никелевые руды. ‒ М.: Госгеолтехиздат, 1963. 101 с.
  23. Криволуцкая Н. А., Плечова А. А., Костицын Ю. А., Беляцкий Б. В., Рощина И. А., Свирская Н.М., Кононкова Н. Н. Геохимические аспекты ассимиляции базальтовыми расплавами вмещающих пород при образовании норильских медно-никелевых руд // Петрология. 2014. Т. 22. № 2. С. 147–170.
  24. Криволуцкая Н.А. Эволюция траппового магматизма и Pt-Cu‒Ni рудообразование в Норильском районе. ‒ Под ред. А.В. Соболева ‒ М.: КМК, 2013. 306 с.
  25. Куно Г. Платобазальты. ‒ В кн.: Земная кора и верхняя мантия. ‒ М.: Мир, 1972. (англ. перевод) 140 с.
  26. Лихачев А.П. Платино-медно-никелевые и платиновые месторождения. ‒ М.: Эслан, 2006. 496 с.
  27. Лихачев А.П. Возможность самообогащения рудным веществом и тяжёлым изотопом серы (3^) мантийных магм, формирующих Р^^‒М месторождения и перспективное место для локализации руд в Норильском районе // Отечественная геология. 2019. № 3. С. 32–49.
  28. Лихачев А.П. Опоискованность Норильского района и возможности открытия в нём новых Pt-Cu‒Ni месторождений // Отечественная геология. 2020. № 2. С. 3–16.
  29. Лихачев А.П. Платино-медно-никелевые и платиновые месторождения: механизмы накопления, новые источники и методы получения рудных веществ // Руды и металлы. 2002. № 5. C. 9–22.
  30. Лихачев А.П. Специфические особенности норильских рудоносных интрузий, их природа и определяющее значение в открытии Pt-Cu‒Ni месторождений // Отечественная геология. 2019. № 5. C. 36‒52. doi: 10.24411/0869-7175-2019-10037
  31. Люлько В. А. и др. Опорная легенда геологической карты – М-б 1:50 000. ‒ Серия Норильская. ‒ Норильск: НКГРЭ, 1993.
  32. Малич Н. С. Тектоническое развитие чехла Сибирской платформы. ‒ М.: Недра, 1975. 216 с.
  33. Митрофанов Ф.П., Баянова Т.Б., Корчагин А.У., Грошев Н.Ю., Малич К.Н., Жиров Д.В., Митрофанов А.Ф. Восточно-Скандинавская и Норильская плюмовые базитовые обширные изверженные провинции pt/pd руд: геологическое и металлогеническое сопоставление // Геология рудных месторождений. 2013. Т. 55. № 5. С. 357–373.
  34. Олейников Б.В. Геохимия и рудогенез платформенных базитов. ‒ Новосибирск: Наука, 1979. 263 с.
  35. Радько В. А. Модель динамической дифференциации интрузивных траппов северо-запада Сибирской платформы // Геология и геофизика. 1991. № 11. С. 19–27.
  36. Радько В. А. Фации интрузивного и эффузивного магматизма Норильского района. ‒ СПб.: ВСЕГЕИ. 2016. 226 с.
  37. Рамберг И., Морган П. Физическая характеристика и направление эволюции континентальных рифтов. – М.: Наука, 1984. С. 78–109.
  38. Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации остаточных напряжений и больших горизонтальных сжимающих напряжений в земной коре внутриплитовых орогенов. ‒ В кн.: Проблемы тектонофизики. К 40-летию создания М.В. Гзовским лаборатории тектонофизики в ИФЗ РАН. ‒ М.:ИФЗ РАН, 2008. С. 431–466.
  39. Ребецкий Ю.Л. Механизм генерации тектонических напряжений в областях больших вертикальных движений // Физическая мезомеханика. 2008. Т 11. № 1. С. 66–73.
  40. Ребецкий Ю.Л., Сим Л.А., Козырев А.А. О возможном механизме генерации избыточного горизонтального сжатия рудных узлов Кольского полуострова (Хибины, Ловозеро, Ковдор) // Геол. рудных месторождений. 2017. Т 59. № 4. C. 263–280.
  41. Ребецкий Ю.Л. О механизмах генерации избыточного горизонтального сжатия в континентальной коре // Физика Земли. 2023. № 3. С. 63–77.
  42. Ребецкий Ю.Л., Стефанов Ю.П. О механизме взаимодействия сильных землетрясений и вулканизма в зонах субдукции // Вестн. КРАУНЦ. 2022. Т. 56. № 4. С. 41–58. doi: 10.31431/1816-5524-2022-4-56-41-58
  43. Ремпель Г.Г., Паршуков Н.П., Вайвод Е.А. Объемное моделирование туфогенно-эффузивной толщи Норильского района по данным аэромагнитной съемки и прогноз медно-никелевого оруденения // Геология и геофизика. 1990. № 10. С. 87–98.
  44. Рудакова А.В. Особенности строения и состава трапповой формации обрамления Хантайско-Рыбнинского вала (Норильский район). ‒ Автореф. дис. … к.г.-м.н. ‒ М.: МГУ, 2012. 24 с.
  45. Рябов В.В., Шевко А.Я., Гора М.П. Магматические образования Норильского района. ‒ Т.1. ‒ Петрология траппов. ‒ Новосибирск: Нонпарель, 2001. 408 с.
  46. Рябов В.В., Симонов О.Н., Снисар С.Г., Боровиков А.А. Источник серы сульфидных месторождений в траппах Сибирской платформы по изотопным данным // Геология и геофизика. 2018. Т. 59. № 8. С. 1176–119.
  47. Соболев В.С. Петрология траппов Сибирской платформы. ‒ Л.: Главсевморпуть 1936. 222 с.
  48. Соболев В.С. Петрология траппов: Избранные труды. ‒ Новосибирск: Наука, 1986. 209 с.
  49. Струнин Б.М. Курейско-Горбиачинская вулканоплутоническая структура // Трапповый магматизм Сибирской платформы в связи с тектоникой и поисками полезных ископаемых. ‒ Красноярск: Книжн. изд-во, 1983. С.68–69.
  50. Струнин Б.М., Дюжиков О.А., Бармина О.А., Комаров В.В. Геологическая карта Норильского рудного района масштаба 1:200 000. ‒ Объяснительная записка. ‒ М.: Теоинформмарк, 1994. 118 с.
  51. Сурков В.С, Жеро О.Г, Смирнов Л.В. Западно-Сибирская плита. ‒ В кн.: Разломы и горизонтальные движения платформенных областей СССР. ‒ М.: Наука, 1977. С.133–141.
  52. Сурков В.С, Смирнов Л В., Жеро О.Г. Эволюция триасовой рифтовой системы Западной Сибири. ‒ В сб.: Тектонические процессы. ‒ Докл. сов. геологов на XXVIII сессии Междунар. геол. конгресса, Вашингтон, 1989. ‒ М.: Наука, 1989. С. 164–172.
  53. Шерман М.Л., Фейгин Е.Б. и др. Отчет о проведении глубинных сейсмологических исследований в Норильском горно-рудном районе за 1976 г. ‒ М.‒Л.: Севморгео, Красноярское территор. геол. упр., 1977.
  54. Arndt N.T. Insights into the geological setting and origin of Ni-Cu-PGE sulfide deposits of the Norilsk-Talnakh region, Siberia // Reviews in Economic Geology. 2011. Vol. 17. P. 199–215.
  55. Arndt N.T. Ultrabasic magmas and high-degree melting of the mantle // Contrib. Miner. Petrol. 1977, Vol. 64. No. 2. P. 205–221.
  56. Arndt N.T., Czamanske G.K., Walker R.J., Chauvel C., Fedorenko V.A. Geochemistry and origin of the intrusive hosts of the Noril’sk-Talnakh Cu‒Ni-PGE sulfide deposits // Rec. Econom. Geol. 2003. Vol. 98. P. 495–515.
  57. Burgess S.D., Bowring S.A. High-precision geochronology confirms voluminous magmatism before, during, and after Earth’s most severe extinction // Sci. Adv. 2015. Vol. 1. No 7. Art. E1500470. Doi: 10.1126/ sciadv.1500470
  58. Campbell I.H. Large igneous provinces and the mantle plume hypothesis // Elements. 2005. Vol. 1. P. 265–269.
  59. Сох K.G. A model for the flood basalts vulcanism // J. Petrol. 1980. Vol. 21, No. 4. P. 629‒650.
  60. Czamanske G.K, Gurevich A.B., Fedorenko V., Simonov O. Demise of the Siberian plume: paleogeographic and paleotectonic reconstruction from the prevolcanic and volcanic records, North-Central Siberia // Int. Geol. Rev. 1998. Vol. 40. P. 95–115.
  61. Duran C.J., Barnes S.-J., Plese P., Prasek M.K., Zientek M.L., Page P. Fractional crystallization-induced variations in sulphides from the Noril’sk‒Talnakh mining district (Polar Siberia, Russia) // Ore Geol. Rev. 2017. Vol. 90. P. 326‒351.
  62. Elkins-Tanton L.T. Continental magmatism caused by lithospheric delamination. ‒ In: Plates, Plumes and Paradigms. ‒ (Princeton, Geol. Soc. Am. Spec. Pap. No.388. 2005), P. 449–462.
  63. Gudmundsson A. Deflection of dykes into sills at discontinuities and magma-chamber formation // Tectonophysics. 2011. Vol. 500. P. 50–64.
  64. Gudmundsson A. Emplacement and arrest of sheets and dykes in central volcanoes // J. Volcanol. Geotherm. Res. 2002. Vol. 116. P. 279–298.
  65. Gudmundsson A. How local stresses control magma-chamber ruptures, dyke injections, and eruptions in composite volcanoes // Earth-Sci. Rev. 2006. Vol. 79. P. 1–31.
  66. Ivanov A.V. Evaluation of different models for the origin of the Siberian Traps. ‒ In: Plates, Plumes and Planetary Processes. ‒ Ed.by G.R. Foulger, D.M. Jurdy ‒ (Geol. Soc. Am. Spec. Pap. No.430. 2007), P. 669–691.
  67. Kamo S.L., Czamanske G.K., Amelin Yu., Fedorenko V.A., Davis D.W., Trofimov V.R. Rapid eruption of Siberian flood-volcanic rocks and evidence for coincidence with the Permian–Triassic boundary and mass extinction at 251 Ma // Earth Planet. Sci. Lett. 2003. Vol. 214. P. 75–91.
  68. Kavanagh J.L., Menand T., Sparks R.S.J. An experimental investigation of sill formation and propagation in layered elastic media // Earth and Planet. Sci. Lett. 2006. Vol. 245. P. 799–813.
  69. King S.D., Anderson D.L. Edge-driven convection // Earth Planet. Sci. Lett. 1998 .Vol. 160. P. 289–296. doi: 10.1016/S0012-821X(98)00089-2
  70. Malitch K.N., Belousova E.A., Griffin W.L., Martin L., Badanina I.Yu., Sluzhenikin S.F. Oxygen-hafnium-neodymium isotope constraints on the origin of the Talnakh ultramafic-mafic intrusion (Norilsk Province, Russia) // Economic Geol. 2020. Vol. 115. No. 6. P. 1195–1212.
  71. Molnar P., Tapponnier P. Cenozoic tectonics of Asia: effects of a continental collision // Science. 1975. Vol. 189. P. 419–426.
  72. Naldrett A.J. A model for the Ni-Cu-PGE ores of the Noril’sk region and its application to other areas of flood basalts // Economic Geol. 1992. Vol. 87. P. 1945–1962.
  73. Pollard D.D., Muller O.H., Dockstader D.R. The form and growth of fingered sheet intrusions // GSA Bull. 1975. Vol. 86. No 3. P. 351.
  74. Rivalta E., Taisne B., Bunger A.P., Katz R.F. A review of mechanical models of dike propagation: Schools of thought, results and future directions // Tectonophysics. 2015. Vol. 638. P. 1–42.
  75. Rubin A.M. Propagation of magma-filled cracks // Ann. Rev. Earth Planet. 1995. Vol. 23. P. 287–336.
  76. Sobolev S.V., Sobolev A.V., Kuzmin D.V., Krivolutskaya N.A., Petrunin A.G., Arndt N.T., Radko V.A., Vasiliev Y.R. Linking mantle plumes, large igneous provinces, and environmental catastrophes // Nature. 2011. Vol. 477 (7364). P. 312–326. doi: 10.1038/nature10385
  77. Voigth B., St Pierre B.H.P. Stress history and rock stress. ‒ In: Rock Mechanics. ‒ Proc. 3rd Congr. Int. Soc. (Denver. USA, 1974. Vol. 2), P. 580–582.
  78. Yakubchuk A., Nikishin A. Noril’sk–Talnakh Cu–Ni–PGE deposits: A revised tectonic model // Mineralium Deposita. 2004. Vol. 39. P. 125–142. doi: 10.1007/s00126-003-0373-0
  79. Space image, http://www.mmtk.ginras.ru/pdf/strunin_etal1994_norilsk_map.pdf (Accessed July, 2023).

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Position of geological structures in the Norilsk District.

下载 (907KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Schemes of stress states in the vertical section of the sedimentary cover and crystalline crust of the Hantaisko-Ribninsky Shaft and adjacent structures (a) at the beginning of the Palaeozoic; (b) by the end of the Palaeozoic (Cambrian-early Permian) without taking erosion into account; (c) by the end of the Palaeozoic, taking into account the erosion processes of the Hantaisko-Ribninsky Shaft; (d) in the Triassic, during the period of magmatic outpourings.

下载 (348KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Scheme of lateral orientation of the main stresses in the consolidated crust (Lower Permian-Triassic tuffolava strata) of the Norilsk region before the onset of magmatism at the end of the Permian, obtained from the results of tectonophysical analysis of discontinuity structures.

下载 (405KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Schemes of the relationship between crimping stresses and magma pressure (according to [75]).

下载 (110KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Change of stresses in the crust during magma penetration along a subvertical fault.

下载 (280KB)
索引源数据
7. Fig. 6. Schemes of stress changes in the upper crust of the Norilsk-Kharaelakh perishing transition zone during magma intrusion from the intracrustal source along the subvertical fault at three variants of the magma pressure level in the mantle source.

下载 (256KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».