ВВЕДЕНИЕ

Исчерпание разрабатываемых месторождений, возрастание стоимости геоло-разведочных работ, снижающаяся успешность традиционных подходов - эти и другие причины требуют постоянного совершенствования комплекса прогнозно-поисковых методов. Подобные проблемы присущи многим рудным районам и, в частности, Норильскому. "Сплошные" руды, которые разрабатывались в течение нескольких десятилетий, по прогнозам геологов в скором времени иссякнут, и комбинату придется перейти на вкрапленные руды, ранее считавшиеся "забалансовыми". В отсутствии новых крупных месторождений переход на менее богатые объекты, по-видимому, приведет к падению рыночной капитализации компании на мировых фондовых биржах, что особенно опасно в период мирового экономического кризиса.

При разработке эффективных прогнозно-поисковых методов, очевидно, необходимы инновационные подходы, привлечение принципиально новых индикаторов. К таковым следует отнести прежде всего изотопные генетические метки. Среди последних наиболее привлекательны изотопные соотношения благородных газов - гелия и аргона, предоставляющие уникальные возможности диагностировать происхождение флюидов и пород.

Изотопно-геохимические исследования благородных газов дают возможность определять в составе флюидов из газово-жидких микровключений разные генетические компоненты. Установлено, что в мантийных флюидах и силикатных массах соотношение изотопов гелия ³Не/⁴Не очень высокое (~10^-5), оно примерно в тысячу раз выше, чем во флюидах, возникающих в породах земной коры (~10^-8) /Толстихин, 1986/. Поэтому соотношение изотопов гелия позволяет выделить мантийную и коровую (радиогенную) компоненты. Ранее были получены оценки вклада мантийной компоненты для современных флюидов, а также для древних - реликтовых, сохранившихся в газово-жидких микровключениях в минералах и в порах пород. Зная изотопное отношение ⁴⁰Ar/³⁶Ar, можно установить долю атмосферного аргона и, соответственно, оценить степень участия близповерхностных вод в минералообразованиии /Прасолов, 1990/.

Перспективно использовать эти возможности для выявления условий формирования Cu-Ni-Pt- месторождений в расслоенных мафитовых интрузиях Норильского района. Впервые такого рода работа была проведена С. С. Неручевым и Э. М. Прасоловым в 1994-95 г. Были получены первые данные об изотопах благородных газов в четырех интрузиях Норильско-Таймырского района. В Талнахской промышленно-рудоносной интрузии по всему разрезу была зафиксирована минимальная доля мантийного гелия по сравнению с породами других, непродуктивных изученных интрузий. Максимальная доля мантийного гелия была зафиксирована в слабо-рудоносной Боотанкагской интрузии, породы других интрузий занимали промежуточное положение.

Был сделан вывод о том что, привнос силикатных масс и высокотемпературных флюидов, вероятно, мог инициировать циркуляцию коровых вод, в которых растворены также и атмосферные газы. Это вызвало обогащение Талнахской интрузии, как радиогенным изотопом гелия, так и атмосферным аргоном. Распределение изотопов аргона характеризуется повышенным содержанием атмосферной составляющей для всех расслоенных ультраосновных интрузивных тел. При этом отмечался существенно более атмосферный состав аргона в богатых интрузиях /Неручев, Прасолов, 1995/. Позже полученные данные по месторождению Норильск-1 /Завилейский, Прасолов 2004/ подтвердили верхнекоровое или атмосферное происхождение флюидов, формировавших малосульфидные платинометальные руды.

В цитированных работах указывалось на принципиальную возможность использования изотопных характеристик в качестве индикаторов степени рудоносности отдельных интрузий. Отмечалось, что реализация такой возможности, выработка прогнозно-поисковых критериев требуют гораздо большего объема эмпирических данных об интрузиях всего диапазона рудоносности (богатых, средних, бедных). Результаты именно такого рода работ представлены в диссертации. Основной целью проведенных исследований явилось отыскание новых критериев локального прогноза промышленно-рудоносных массивов и рудных тел по данным об изотопах гелия и аргона. Эта цель, направленная на повышение эффективности поисково-разведочных работ и расширение минерально-сырьевой базы Норильского горно-металлургического комбината, достигалась путем решения ряда задач:

· систематизация геологической информации по известным месторождениям и критериям оценки рудоносности интрузивов Норильского района;

· подбор коллекции образцов горных пород и руд Норильского района, представительных с геолого-экономических позиций;

· разработка методики исследования изотопов гелия и аргона из газово-жидких микровключений применительно к образцам пород и руд Норильского района;

· исследование распространенности изотопов гелия и аргона в палеофлюидах из интрузий Норильского района;

· разработка изотопного критерия оценки рудоносности интрузивов Норильского района.

Каменный материал по различным горизонтам из разрезов скважин был любезно предоставлен сотрудником института ВСЕГЕИ К. Н. Маличем, часть материала была отобрана автором диссертации. Автор участвовал также в разработке методики и проведении аналитических масс-спектральных работ в Центре изотопных исследований ВСЕГЕИ.

В диссертационной работе представлены новые данные об изотопном составе гелия и аргона в 73 образцах пород и руд из 12 интрузивов, 10 из которых изучены впервые. Привлекались также опубликованные данные из двух цитированных работ. Таким образом, при интерпретации рассматривались изотопные характеристики семнадцати мафитовых интрузивов Норильского и Таймырского районов с разной степенью рудоносности. В качестве дополнительных изотопных данных привлекались сведения о составе серы сульфидов в тех же образцах, также полученные в ЦИИ ВСЕГЕИ, и опубликованные ранее результаты Л.Н.Гриненко и др. Всего рассмотрено около 177 результатов.

Автор выражает искреннюю благодарность своему научному руководителю д.г.-м.н. профессору Э. М. Прасолову за неоценимую помощь и постоянную поддержку, оказанную на протяжении всего периода научного исследования. Автор признателен за консультации к.г.-м.н. О. В. Петрову, к.г.-м.н. С. А. Сергееву, к.г.-м.н. К. И. Лохову, а также сотрудникам Центра изотопных исследований "ЦИИ ВСЕГЕИ" н.с. К. А. Груздову, н.с. В. П. Бадиновой, к.х.н. Э. Б. Прилепскому, инж. Т. А. Назаровой за выполнение на высоком профессиональном уровне пробоподготовительных и аналитических работ. В период подготовки диссертации автор обсуждал отдельные ее положения с В. В. Дистлером, С. Ф. Служеникиным, С. Г. Снисаром, К. Н. Маличем, Ю. Б. Мариным, А. В. Козловым.

Работа над диссертацией частично проводилась в рамках заказа по объекту ВСЕГЕИ "Опытно-методические работы по разработке прогнозно-поискового изотопно-геохимического комплекса на металлы платиновой группы, золото, медь, никель, кобальт в расслоенных массивах Севера центральной Сибири (Красноярский Край)" для государственных нужд по геологическому изучению недр и воспроизводству минерально-сырьевой базы Российской Федерации.