И. Ю. Мелекесцева

Институт минералогии УрО РАН,

г. Миасс

 

(научный руководитель В. В. Зайков)

 

Урал уникален по концентрации колчеданных месторождений, представленных тремя типами: уральским, баймакским (куроко) и домбаровским (кипрским) [6]. В последние годы появились геологические и минералогические данные, позволяющие выделить еще один тип медноколчеданных месторождений – связанных с ультрамафитами.

К таким месторождениям относятся Ишкининское (Гайский рудный район), Ивановское и Дергамышское месторождения (Баймак-Бурибайский рудный район), которые расположены в зоне Главного Уральского разлома. Рудные тела этих месторождений приурочены к контактам ультрамафитовых, мафитовых и кремнистых тектонических пластин [2].

Особенностями руд этих месторождений являются повышенные содержания Co, Ni и Fe, а также присутствие As-содержащей минерализации (табл.), к которой относятся сульфоарсениды и арсениды. Целью представляемого обзора является сравнительная характеристика сульфоарсенидов и арсенидов трех месторождений, разнообразия минеральных видов и их геохимических особенностей.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (проект 04-05-96014-р2004, урал_а) и Программ Приоритетного направления Президиума РАН № 14 “Мировой океан”, Приоритетного направления наук Отделения наук о Земле 5.1.13.

Ишкининское месторождение. Кобальтин, CoAsS (далее также приведены теоретические формулы минералов), встречается в виде изометричных и футлярообразных кубических/октаэдрических кристаллов (от 0.1 до 2 мм), их сростков и скоплений в сульфидной матрице и кальцитовых жилах [7]. Минерал обогащен Ni – до 14.7 мас. %. Все кобальтины зональны: в центре кристаллов – повышенные содержания Co, на периферии – Ni (условно “прямая” зональность). Также имеются случаи “обратной” и чередующейся зональности.

Арсенопирит, FeAsS, встречается в виде мелких (до 0.04 мм) изометричных, часто скелетных ромбических кристаллов и их сростков в сульфидной матрице, а также в виде скоплений крупных

 

Таблица

Геолого-минералогическая характеристика медноколчеданных
месторождений Южного Урала, связанных с ультрамафитами

Примечание. Таблица составлена с использованием (Исмагилов, 1962; Бучковский, 1970; Захаров, Захарова, 1975; Зайков и др., 2002; Мелекесцева, Зайков, 2003; фондовые материалы). 1) – главные, 2) – второстепенные и 3) редкие рудные минералы. Po – пирротин, Py – пирит, Chp – халькопирит, Mc – марказит, Pentl – пентландит, Lin – минералы группы линнеита, Sph – сфалерит, CoPentl – кобальтпентландит, Cub – кубанит, Cob – кобальтин, Ars – арсениопирит, Gers – герсдорфит, Alc – аллоклазит, Gl – глаукодот, Nic – никелин, Sf – саффлорит, Ll – леллингит, Rms – раммельсбергит, Krt – крутовит, Mt – магнетит, Chr – хромит, Il – ильменит, Vl – валлериит, Ml – миллерит, Brn – борнит, Au – самородное золото, Ruc – раклиджит, Bi – самородный висмут, Pls – пильзенит.

 

(до нескольких мм) раздробленных зерен. Он также обогащен Ni – до 14.7 мас. % и характеризуется сложным секториальным строением.

Герсдорфит, NiAsS, встречается в сульфидной матрице в виде кубических/октаэдрических кристаллов (до 1 мм) и кристаллических агрегатов (до нескольких мм), ассоциирующих с никелином. Он обогащен Co (до 12.7 мас. %) и Fe (до 18.5 мас. %). Герсдорфит также зонален по содержаниям химических элементов: повышенные содержания Co характерны для центра кристаллов, а Fe – для периферии.

Никелин, NiAs, образует таблитчатые зерна в кобальтине и аллотриоморфнозернистые агрегаты (до нескольких мм) в ассоциации с герсдорфитом. Не имеет зональности и каких-либо примесей в химическом составе.

Саффлорит, леллингит, раммельсбергит и крутовит составляют один парагенезис и встречаются в кристаллах кобальтина в виде пластинчатых и ксеноморфных зерен (от 2 до 50 мкм), замещая никелин и герсдорфит [7]. Исключительно редко попадаются “крупные” (до 100 мкм) аллотриоморфнозернистые срастания диарсенидов, никелина и герсдорфита в кристаллах кобальтина. Леллингит, FeAs₂, является никелистым – Ni до 11.1 мас. %. Саффлорит, (Co,Fe)As₂, имеет повышенные содержания Ni (до 10.1 мас. %) и S (до 12.8 мас. %). При этом Ni в саффлорите всегда преобладает над Fe. Раммельсбергит, NiAs₂ (ромбическая сингония), содержит слегка повышенные концентрации S (до 1.3 мас. %), Fe (до 1.4 мас. %) и значительно обогащен Co (до 11.91 мас. %). Крутовит, NiAs₂ (кубическая сингония), слегка обогащен Fe (до 2.3 мас. %), Co (до 5.03 мас. %) и содержит повышенные концентрации S (до 8.27 мас. %). Кроме этого, в раммельсбергите и крутовите зафиксированы содержания Bi (до 0.97 мас. %).

Все сульфоарсениды и никелин ассоциируют с самородным золотом, которое встречается в них как в виде мелких (до 8–10 мкм) включений, так и “крупных” кристаллов (до 70 мкм). Диарсениды ассоциируют с теллуридом Bi и Pb – раклиджитом, встречающемся в них в виде очень мелких (до 6 мкм) ксеноморфных зерен.

Ивановское месторождение. Ранее в рудах месторождения отмечалось присутствие арсенопирита и кобальтина [4]. При детальном изучении руд месторождения было установлено, что сульфоарсениды представлены глаукодотом [3] и аллоклазитом.

Глаукодот, (Co,Fe)AsS, формирует сростки ромбических кристаллов (до 100 мкм) в пирротине и нерудной матрице и встречается, в основном, во вкрапленных рудах. С ним ассоциируют самородные золото (мелкие, до 10 мкм, ксеноморфные включения и вытянутые, до 50 мкм, зерна) и висмут (мелкие, < 10 мкм, ксеноморфные зерна). Глаукодот содержит от 14.3 до 18.0 мас. % Co и сильно нестехиометричен.

Аллоклазит, CoAsS, встречается в виде изометричных и скелетных ромбических/призматических кристаллов, их сростков и скоплений в сульфидной матрице. Отличиями от кобальтина являются: иная морфология кристаллов, их явно выраженная анизотропия и самая низкая микротвердость по сравнению с другими сульфоарсенидами (< 800 кг/мм²). В качестве примесей содержит Ni (до 6.6 мас. %) и Fe (до 6.4 мас. %). Установлено, что аллоклазит зонален: для центра кристаллов характерны повышенные содержания Co и пониженные Ni и Fe, для периферии – наоборот.

Никелин в рудах встречается редко и не был пока проанализирован.

Дергамышское месторождение. Кобальтин, арсенопирит и никелин были отмечены только в производственных отчетах и некоторых публикациях [1] как очень редкая вкрапленность в руде. Нами они не наблюдались. На данный момент, главным концентратором Co на месторождении является пирит, содержащий до 7.27 мас. % этого элемента.

 

Проведенные исследования выявили отличительные особенности As-содержащей минерализации из руд медноколчеданных месторождений, связанных с ультрамафитами. Результаты исследований позволяют разделить минералы (и, соответственно, руды и месторождения) на три группы: никелистые, кобальтовые и “нормальные”.

Руды Ишкининского месторождения имеют наибольший спектр As-содержащих минералов, а никелистые разности преобладают над кобальтистыми. Ивановские руды содержат, в основном, кобальтовые разновидности As-содержащих минералов. Дергамышские руды бедны сульфоарсенидами и арсенидами, а комбинация геолого-минералогических данных позволяет выдвинуть предположение, что эти минералы должны быть свободны от примесей в химическом составе. По химизму руд и некоторых минералов Дергамышское месторождение может быть сопоставлено с Летним медноколчеданным месторождением кипрского типа (Южный Урал). Руды Летнего месторождения содержат в среднем 0.11 мас. % Co, и единственным концентратором его также является пирит (фондовые материалы).

Существенной является постоянная ассоциация Au-Bi-Te минерализации с сульфоарсенидно-арсенидной, что говорит об их генетическом родстве. Обогащение руд As, Co, Ni, Au, Bi и Te связывается с коллизионными процессами, влиянию которых подверглись исследуемые месторождения [3].

Автор благодарит В. В. Зайкова, Е. В. Белогуб и С. Г. Тесалину за ценные советы и консультации в ходе исследований.