Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 494, № 1, стр. 49-52

Редкий интерметаллид палладия и меди – нильсенит PdCu₃ – описан в обогащенных палладием и золотом сульфидоносных габброидах интрузива Скэргаард, где обрастает и замещает скэргардит PdCu и ассоциирует с борнитом и дигенитом [1–3]. В дальнейшем нильсенит был обнаружен в сульфидоносных хромититах Греции [4], сульфидоносных долеритах Земли Франца Иосифа [5], сульфидоносных габброидах Мончегорского и Мончетундровского интрузивов [6]. Утверждается, что в габброидах Скэргаарда нильсенит – позднемагматическое образование [1–3]. В Йоко-Довыренском интрузиве изучен нильсенит иного генетического типа.

Неопротерозойский расслоенный гипербазит-базитовый Йоко-Довыренский интрузив размером 26 × 3.5 × ~5 км размещен в байкалидах Северного Прибайкалья. В этом интрузиве наибольшие концентрации и наибольшее разнообразие минералов Pd, Pt, Au, Ag приурочены к секущим телам пегматоидных сульфидоносных анортозитов в пограничной области между толщами троктолитов и перекрывающих габбро-норитов [7–10]. Участки, насыщенные шлирами и жилами рудоносных анортозитов, имеют уплощенную овальную форму, их размеры до 20 × 15 × 4 м. Тонкая сульфидная вкрапленность в анортозитах тяготеет к выделениям бронзита, эндиопсида, хризолита. Максимальное содержание сульфидов до 7%, рядовое – <1%. Сидеронитовые сульфиды – продукты субсолидусных превращений высокотемпературных сульфидных твердых растворов: троилит, кубанит, халькопирит, пентландит, пирротин, второстепенные – сфалерит и галенит. Послемагматические пневматолитовые (флюидно-метасоматические) минералы Pd, Pt, Au, Ag – изменчивого состава котульскит, мончеит, майчнерит, звягинцевит, теларгпалит, паоловит, тетраферроплатина, электрум, сперрилит и иные слагают метасомы в сульфидах Fe–Ni–Cu и в силикатной матрице около них [9, 10]. Показательны метасомы алтаита PbTe по галениту и маякита PdNiAs по пентландиту.

Йоко-Довыренский интрузив и породы рамы затронуты эпигенетической тектонизацией, залегают практически вертикально – “поставлены на голову”, пересечены кососекущими разломами, вдоль которых породы серпентинизированы. По нашим наблюдениям, Иоко-Довыренский плутон и породы рамы были захвачены многостадийным эпигенетическим низкоградным метаморфизмом погружения: первая стадия – образование лизардитовых серпентинитов в условиях цеолитовой фации; вторая стадия – образование антигоритовых и антигорит-хризотиловых серпентинитов с магнетитом и апобазитовых родингитов, апоскарновых брусититов с магнетитом, хлорит-альбит-клиноцоизитовых, пренит-клиноцоизитовых, пектолитовых и иных пород по троктолитам и анортозитам в условиях пренит-пумпеллиитовой фации; третья стадия – образование лизардитовых серпентинитов, наложенных на антигоритовые и хризотиловые, в условиях цеолитовой фации [10, 11]. Фации метаморфизма определены по аналогии с данными в работе [12]. Изотопный возраст серпентинизированных пород на 55 млн лет моложе протолита [13].

В метаморфизованных анортозитах первичный халькопирит заместили борнит, халькозин, дигенит и магнетит; пентландит заместили виоларит, хизлевудит, годлевскит, миллерит, кобальтпентландит; пирротин замещен магнетитом; мончеит заместила купроплатина – туламинит; развиты маухерит, аргентопентландит, купропентландит, барит, шэндит, Cd-сфалерит, Se-галенит, клаусталит, серебро [10, 11]. Таким образом, метаморфические флюиды имели высокий окислительный потенциал кислорода; значительная часть сульфидной серы была окислена и вынесена, произошло заметное накопление селена, поскольку селен окисляется гораздо труднее, чем сера.

В отдельных участках в метаморфизованных сульфидоносных анортозитах развиты прожилки клиноцоизита и пектолита с хлоритом, включениями халькозина и самородной меди. Продолжение таких прожилков изредка представляют изогнутые прожилки нильсенита в брекчированном халькопирите (рис. 1). Размер прожилков нильсенита до 200 × 10 мкм. Около них развиты метасомы нильсенита с поперечником до 12 мкм.

Рис. 1.

Прожилок и метасомы нильсенита (светлые) в брекчированном халькопирите, на продолжении прожилка клиноцоизита и хлорита с халькозином и медью в окружающих анортозитах. В отраженных электронах.

Состав Йоко-Довыренского нильсенита устойчив и близок к стехиометричному, мас. % (n = 4): Pd 35.75 (35.39–36.56), Cu 59.46 (57.87–60.81), Fe 3.04 (2.08–4.83), Ni 0.17 (0–0.19); его формула – Pd_{1.01 (1.00–1.03)}Cu_{2.81(2.73–2.88)}Fe_{0.17(0.11–0.26)}Ni_{0.01(0–0.01)} (табл. 1).

Химический анализ минералов выполнен с помощью аналитического комплекса с комбинированной системой микроанализа на базе СЭМ Jeol JSM-6480 LV в лаборатории локальных методов исследований кафедры петрологии геологического факультета МГУ. В качестве эталонов использованы чистые металлы Ru, Os, Ir, Rh, Pt, Pd, Au, Ag, Bi, Sb, Ni, Co, Cu, Zn, пирит FeS₂ (S), алтаит PbTe (Pb), синтетические InAs (As) и CdSe (Cd, Se).

Сравнение состава нильсенита различных интрузивов показало, что Йоко-Довыренский нильсенит отличается от голотипа – нильсенита интрузива Скэргаард отсутствием примесей Pt и Au и существенной примесью Fe (см. табл. 1).

Pd и Cu – химические элементы с очень сильным сродством с сульфидной серой, поэтому интерметаллид Pd–Cu нильсенит мог возникнуть при крайне низкой активности сульфидной серы в поле устойчивости самородной меди (log f S₂ < –24 при 300°С).

При процессах низкоградного метаморфизма сульфидоносных анортозитов Йоко-Довырена, как и сульфидных руд Норильска [14, 15], произошла заметная мобилизация Ag и отчасти Pd, незначительная – Pt, признаков мобилизации Au не обнаружено.

Таким образом, Йоко-Довыренский нильсенит – метаморфогенно-гидротермальный. Он возник в условиях, вероятно, пренит-пумпеллиитовой фации метаморфизма, т.е. при ≈300°С [12]. Условия образования характеризовались высоким окислительным потенциалом кислорода и крайне низкой фугитивностью сульфидной серы.