Е. В. Белогуб¹, В. А. Яковлева², К. А. Новоселов¹

1 – Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс

2 – Санкт-Петербургский государственный университет

 

 

Джусинское колчеданно-полиметаллическое месторождение расположено в Адамовском районе Оренбургской области, в пределах Теренсайского рудного района, и приурочено к зоне рассланцевания, сопряженной с Теренсайским разломом. Месторождение располагается на пенепленизированной равнине, непосредственно под отложениями р. Джуса.

Участок месторождения сложен вулканогенными породами риолит-базальтовой и андезит-дацитовой формаций живетского возраста. Падение пород преимущественно западное под углами 70–80° . В пределах месторождения широко развиты разновозрастные субвулканические тела и дайки кислого и основного состава, разрывные нарушения. Месторождение представлено линзовидными и лентообразными колчеданными залежами, залегающими субсогласно с вмещающими вулканитами. Выявлено 16 рудных тел, основные запасы сосредоточены в четырех рудных телах [5].

В настоящее время Джусинское месторождение разрабатывается ЗАО “Ормет”. В 2002–2003 г. карьером вскрывались 2, 3 и 9 рудные тела и развитые над ними гипергенные образования.

Первичные руды сложены пиритом (40–80 %), сфалеритом (до 30 %), галенитом (до 30 %), халькопиритом (до 20 %), редко встречаются блеклые руды. Нерудные минералы представлены преимущественно кварцем и баритом. Текстура руд брекчиевидная, полосчатая. Структура руд средне- и мелкозернистая. Можно выделить два основных минералогических типа руд: халькопирит-пиритовые и халькопирит-пирит-сфалерит-галенитовые. По фациальной принадлежности руды отнесены к кластогенным [3].

Зона окисления имеет стандартную зональность. Верхняя часть представлена бурожелезняковыми образованиями подзоны полного окисления (мелкообломочными бурыми железняками, лимонитовыми охрами), нижняя – разнообразными сыпучками подзоны выщелачивания. При крупномасштабном геологическом картировании гипергенных образований были выделены следующие основные типы сыпучек: колчеданная (реликтовая пиритовая), горчично-зеленая (кварц-пиритовая), иссиня-черная сажистая (кварц-пирит-халькопирит-ковеллиновая), черная сажистая (кварц-галенит-пиритовая) и бело-серая (кварцевая).

Черные сажистые сыпучки, представляющие наибольший интерес как потенциальное вместилище вторичных сульфидов, пространственно тесно связаны с бело-серыми кварцевыми сыпучками зоны выщелачивания, сохраняющими иногда текстурные черты первичных вулканокластических пород. Обогащенные вторичными сульфидами участки, как правило, характеризуются неясно стратифицированным строением, обусловленным чередованием существенно кварцевых и сульфидных “слойков” и имеют форму округлых пятен, карманов площадью до 1 м²_. Минералогический состав этих образований (кварц, барит, пирит, сфалерит, галенит, рутил) определялся методом рентгенофазового анализа с привлечением оптической и электронной микроскопии в лабораториях Института Минералогии УрО РАН.

Галенит гипергенного происхождения впервые для месторождения был диагностирован в 2002 г. при изучении окисленных руд в пробах эксплуатационной разведки. Позднее – в образцах черных сажистых вторичных сульфидных образований, отобранных в карьере месторождения в 2002 и 2003 гг. В ряде случаев вторичный галенит слагает до 30 % объема породы и уверенно диагностируется по дифрактограммам. Галенит образует каемки обрастания на обломках кристаллов пирита, сфалерита и нерудных минералов, идиоморфные кубические кристаллы и их микродрузы, а также реберные (футляровидные) и вершинные скелетные кристаллы и агрегаты очень мелких зерен (рис.).

Размер идиоморфных кристаллов достигает 10–15 мкм (по ребру); основной простой формой является куб {100}, иногда в огранке участвуют мелкие грани октаэдра {111}, редко встречаются двойники прорастания. Реберные скелетные кристаллы галенита, также развитые по {100}, достигают размера 50 мкм. В отдельных случаях наблюдаются переходы от скелетной формы роста к полногранной (нарастание мелких идиоморфных кристаллов на ребра “скелета”).

Гипергенный галенит нарастает на корродированные кристаллы кварца и барита и тесно ассоциирует с колломорфным пиритом и образующим микронные зерна рутилом (объяснение последнему факту пока не найдено). Важной особенностью данной ассоциации является отсутствие меди, как в форме собственных минералов, так и в виде изоморфной примеси в колломорфном пирите.

Морфология минеральных индивидов и агрегатов галенита свидетельствует о его росте в условиях преимущественно диффузионного лимита, т. е. при значительных пересыщениях в отсутствие сильно адсорбирующихся примесей; в этом случае скорость роста максимальна и ограничивается лишь скоростью диффузии вещества к поверхности растущего кристалла [2]. Переход от полногранной формы роста к скелетной – типичный дефект, возникающий при диффузионном режиме роста в связи с неравномерным снабжением веществом выступающих частей кристалла (ребер, вершин) и плоских граней при значительных пересыщениях в условиях низкой скорости диффузионных процессов.

Изометричная форма реберных скелетов галенита указывает на застойный характер минералообразующей среды, обеспечивавший равномерную медленную диффузию вещества ко всем граням (ребрам скелета) кристаллов.

Принято считать, что переотложение в форме вторичных сульфидов в зоне гипергенеза рудных месторождений характерно лишь для меди, и в меньшей степени для серебра. Свинец большинством авторов рассматривается как “один из наименее подвижных элементов сульфидных руд” [6], не участвующий в процессах растворения, переноса и переотложения рудного вещества в зоне гипергенеза.

Действительно, при окислении галенита на колчеданных месторождениях чаще образуются церуссит и англезит – минералы, характеризующиеся крайне низкой растворимостью в воде (менее 0.05 г/л при 18 ° С). Они образуют идиоморфные кристаллы, а также “рубашки” и корки на поверхности зерен галенита, защищая его таким образом от дальнейшего окисления. Эти минералы можно встретить как в подзоне выщелачивания, так и подзоне полного окисления. Реликты галенита в англезитовой “рубашке” и псевдоморфозы англезита по галениту обычны даже для самых верхних горизонтов зоны гипергенеза – “железной шляпы”, которая иногда рассматривается как зона “остаточного” концентрирования свинца.

Сама по себе находка гипергенного галенита не уникальна. Галенит гипергенного происхождения отмечается многими авторами для зон окисления свинцово-цинковых месторождений [4]. Обнаружение вторичного галенита как породообразующего минерала сажистых сыпучек, занимающих вполне определенное положение в верхах подзоны выщелачивания зон окисления Джусинского и ранее – Западно-Озерного [1] месторождений, позволяет предполагать закономерность присутствия этого минерала в гипергенном профиле колчеданных месторождений. Наблюдаемое на этих месторождениях пространственное разделение горизонтов вторичного сульфидного обогащения медью и свинцом свидетельствует о дифференциации металлов в нижней части зоны окисления в сульфидной форме. Таким образом, классическая “зона вторичного сульфидного обогащения” представляет собой сложное зональное геологическое тело, где место и время осаждения металлов определяется законами физической химии и условиями гипергенеза конкретного месторождения.

Исследования поддержаны грантами Минобразования России (проект A03-2.13-39) и РФФИ (04-05-64386).