У. Ю. Будько, С. А. Соловьева

Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

 

(Научные руководители В. В. Масленников, В. Н. Быков)

 

Изучение особенностей строения, состава и условий формирования жильной минерализации, широко распространенной на колчеданных месторождениях, процесс интересный и плохо освещенный в литературе. Наиболее широким развитием жильной минерализации характеризуются месторождения типа куроко. Жильная минерализация в этом типе нередко имеет промышленное значение. Примером промышленного использования жильной минерализации является Александринское медно-цинково-колчеданное месторождение, занимающее промежуточное положение между рудно-формационными типами куроко и уральским. В 2003 г. были отобраны образцы, характеризующие 5-е рудное тело золото-барит-полиметаллических прожилково-вкрапленных руд. Результаты минералогического изучения этих образцов являются предметом данной статьи.

Александринское рудное поле находится в Нагайбакском районе Челябинской области в 25 км к СВ от г. Магнитогорска и подробно рассмотрено в [3, 6, 8].

Рудные тела Александринского месторождения приурочены к северо-восточному склону вулкано-тектонической депрессии и залегают на площади 1´ 1.5 км. В результате геолого-разведочных работ на месторождении выделено 23 рудных тела. Основная масса руд сосредоточена в рудном теле № 1; промышленное значение имеют также рудные тела № 4 и 5.

В сплошных рудах Александринского месторождения ранее были установлены пирит, халькопирит, галенит, борнит, теннантит, а также в подчиненном количестве дигенит, золото, гессит, германит, реньерит, акантит и штромейерит [8]. В сплошных рудах была установлена жильно-друзовая полиметаллическая минерализация, представленная сфалеритом, халькопиритом, галенитом, теннантитом, квацем, баритом, сидеритом и флюоритом [4].

Золото-барит-полиметаллическое рудное тело № 5 расположено восточнее рудного тела № 1 и представлено, в основном, прожилково-вкрапленными рудами галенит-халькопирит-пирит-сфалерит-баритового состава. Жилы были разделены на несколько текстурно-минералогических типов.

Из керна скважин 5 рудного тела для изучения были отобраны образцы жил, среди которых выделены халькопирит-пиритовые, халькопирит-сфалерит-пиритовые, галенит-сфалерит-пиритовые разности. Сплошные руды этого рудного тела представлены барититами и медно-цинковыми рудами. Ранее А. С. Закисом, Е. В. Белогуб [4] на восточном фланге первого рудного тела Александринского месторождения была описана жильно-друзовая полиметаллическая минерализация представленная сфалеритом, халькопиритом, галенитом, теннантитом, кварцем, баритом, сидеритом и флюоритом.

Основная часть

Изучение сфалерита из жил проводилось двумя методами: 1 – травление сфалерита под действием KMnO₄+H₂O+H₂SO₄ в течение 2 минут; 2 – методом импульсной катодолюминесценции.

Сфалерит образует аллотриоморфнозернистые агрегаты, которые проявляют слабо бурые и светло-бурые рефлексы и агрегаты не имеющие рефлексов. Часто агрегат сфалерита состоит из зерен со светло-бурыми рефлексами и зерен без рефлекса.

Травление сфалерита выявило два типа зерен: зональные субгедральные кристаллы и ангедральные зерна с полисинтетическими двойниками. Зональность кристаллов подчеркивается флюидными включениями. Грубую зональность сфалерита можно наблюдать в проходящем свете в виде неоднородно окрашенных полос, в основном, черных и светло-бурых. В зернах с полисинтетическими двойниками флюидные включения отсутствуют. Полисинтетические двойники представлены двумя типами: тонкими частыми и более грубыми редкими. Отмечается, что зерна с полисинтетическими двойниками пересекают зерна с флюидными включениями, то есть, возможно, являются более поздними. Выявлено внедрение более поздних кварцевых прожилков в зерна сфалерита.

Продукты распада. Часть зерен сфалерита содержит продукты распада халькопирита в виде тонких каплеобразных выделений. Такие структуры известны как “халькопиритовая болезнь” сфалерита [8]. Об образовании эмульсиевидных вкрапленников халькопирита в сфалерите существует несколько предположений. По мнению Дж. Крейга и Д. Вогана халькопирит возникает либо путем эпитаксического роста во время образования сфалерита, либо путем замещения последнего в результате реакции с богатыми медью флюидами после его образования [5]. По мнению Н. С. Бортникова выделение халькопирита в сфалерите происходило при одновременной кристаллизации сфалерита и халькопирита вследствие пересыщения флюида в отношении этих сульфидов и при замещении раннего сфалерита халькопиритом и сфалеритом другого состава [1]. Предполагается, что такие медьсодержащие сульфиды цинка могут формироваться в виде вюртцита в высокотемпературных условиях. При образовании параморфозы сфалерита по вюртциту происходит выделение халькопирита, поскольку изоморфизм меди и цинка в сфалерите весьма ограничен (до 0.2 % Cu).

Эмульсия халькопирита исчезает к краям зерна. Это может свидетельствовать о последовательном снижении температур или о нарастании степени окисления флюидов в процессе минералообразования [6].

Вопрос о совместной кристаллизации халькопирита и сфалерита достаточно сложный. По каплеобразной форме халькопирита можно судить об одновременном росте этих минералов. Об этом же может свидетельствовать и то, что гипидиоморфные выделения халькопирита имеют индукционные поверхности со сфалеритом. Но следует решить: принадлежит ли эмульсиевидная вкрапленность и гипидиоморфные зерна к одной генерации халькопирита.

По данным катодолюминесценции сфалерита, отобранного из жилы сфалеритового состава с незначительным содержанием пирита, халькопирита и галенита, характерна полоса в оранжевой области 595–600 нм (рис. 1), связанная с Mn²⁺, замещающим Zn²⁺. Помимо этого, выделяется полоса в синей области 460 нм, связанная либо с V_zn-Cl^–, либо с V_zn-Ga³⁺ [2].

По мнению П. Я. Яроша, первичным свечением в сфалерите является оранжевое, при хрупких и пластических деформациях сфалерита это свечение сменяется другими цветами. Кроме того, этот исследователь считает, что сфалерит люминесцирует только в борнитсодержащих рудах [9]. В данном случае люминесцирует сфалерит из безборнитовой ассоциации.

Для сравнения была проведена катодолюминесценция сфалерита из сфалеритовой жилы Яман-Касинского месторождения. Жила содержала гнездо кристаллического барита, к границам которого были приурочены выделения пирита. Сфалерит серого цвета, зональный, аллотриоморфнозернистый, содержит эмульсиевидную вкрапленность халькопирита. Сама жила расположена в халькопирит-пиритовой сплошной руде. Полученный спектр указывает на то, что сфалерит не люминесцирует (рис. 2). Этот факт может указывать на высокие содержания железа [8].

Таким образом, установлено, что жилы 5 рудного тела Александринского месторождения содержат два типа сфалерита, отличающихся структурой, включениями и люминесцентными свойствами.

Авторы выражают благодарность В. В. Масленникову, Е. В. Белогуб, В. А. Попову.