Попова Е. С., Мелекесцева И. Ю.
Золото-сульфидная минерализация на южном фланге Главного Уральского разлома

На южном фланге Главного Уральского разлома, на юго-востоке Республики Башкортостан, располагаются Ивановское и Дергамышское кобальт-медноколчеданные месторождения [2]. В связи с изучением рудоносных зон на флангах этих месторождений были поставлены следующие задачи: выделение типов сульфидной минерализации, установление форм нахождения кобальта, никеля и благородных металлов в рудах, а также изучение химического состава рудных минералов.
Образцы для исследований были отобраны из керна скважин, пробуренных Сибайским филиалом ОАО «Башкиргеология». Изучение минерализации проводилось на микроскопах Axiolab (Carl Zeiss) и Olimpus BX-50 (ИМин УрО РАН). Химические анализы выполнены на растровом электронном микроскопе с энергодисперсионной приставкой РЭММА-202 М, аналитик В. А. Котляров (ИМин УрО РАН).
Исследования выполнены при финансовой поддержке интеграционного проекта УрО–СО РАН, грантов Минобрнауки РНП.2.1.1.1840 и РФФИ (04-05-96017/р2004урал_а).
К северо-востоку от Ивановского месторождения геологоразведочными работами была установлена прожилково-вкрапленная минерализация в хлоритизированных базальтах, габбро, диабазах и серпентинитах. К северо-северо-западу от Дергамышского месторождения поисковой скважиной был подсечен рудокластический прослой среди серпентинитов.
Текстурные типы минерализации Ивановско-Дергамышского рудного поля выделены авторами с учетом работ [1, 4].
1. Пирит-халькопирит-карбонатная минерализация жильной текстуры мощностью до 5–7 см в базальтоидах с содержанием карбоната в жилах от 10 до 55 %. Халькопирит в жилах образует обособленные агрегаты размером около 6 мм, а также шлироподобные образования во вмещающей породе. Также присутствуют сфалерит, гематит, золото, пирротин.Н. Н. Анкушевой проведены исследования флюидных включений в кварце из данного типа, показавшие, что в составе гидротермальных растворов с концентрациями солей 1.3–2.7 мас. % преобладает NaCl с возможной примесью KCl. Температуры действовавших гидротермальных флюидов составили 130–140 °С, редко до 170 °С (см. статью в данном сборнике).
2. Сульфидная минерализация жильной текстуры в интенсивно хлоритизированных базальтах представлена жилами и прожилками мощностью от первых см до 5–7 см. Главным минералом жил является пирит, который образует кристаллы кубической формы. Кроме того, присутствуют агрегаты пирита, которые формируют концентрически-зональные, колломорфные, полосчато-зональные, концентрически-вкрапленные текстуры. В качестве второстепенных минералов присутствуют халькопирит, сфалерит и хромит Халькопирит оконтуривает, заполняет промежутки между кристаллами пирита и содержит вкрапленность сфалерита.
3. Сульфидная минерализация цементной текстуры. Сульфидные минералы совместно с кальцитом, кварцем и хлоритом цементируют брекчии базальтов, диабазов и апобазальтовых хлоритолитов. Частным случаем данного типа являются частично замещенныесульфидными агрегатами обломки апобазальтовых хлоритолитов. Мощность зоны замещения составляет около 1 мм, в центральных частях присутствует пылевидная вкрапленность сульфидов. Мелкие обломки (около 6 мм) полностью замещены пиритом. Сульфиды составляют около 50 % цемента брекчий и представлены пиритом, халькопиритом, сфалеритом. Присутствуют также хромит и гематит.
4. Сульфидная минерализация обломочной текстуры с размером обломков 1–4 мм. Форма обломков округлая или близкая к изометричной, некоторые обломки соединяются и образуют стяжения размером до 1 см в поперечнике. Обломки состоят, в основном, из пирита и пирротина. Второстепенными сульфидами являются халькопирит и кубанит, среди редких минералов отмечается хромит. Данный тип минерализации обнаружен на Дергамышском участке. Цемент рудокластитов представлен псефитовой рудной и тонкообломочной нерудной массой.
5. Рассредоточенно-вкрапленная текстура представлена равномернойвкрапленностью сульфидных минералов в хлоритизированных базальтах. Содержание сульфидов достигает 10 %. Минеральный состав: пирит, марказит, сфалерит и хромит.
Минералы Au, Co, Ni. В результате макроскопических исследований сульфидной минерализации были установлены формы нахождения Co, Ni и Au в рудах. Благороднометальная минерализация представлена самородным золотом. Кобальт и никель образуют собственные минеральные фазы – сульфоарсениды (кобальтин, герсдорфит) и арсениды (никелин). Кроме того, Co и Ni концентрируются в сульфиде железа – макинавите.
Самородное золото на Ивановском рудном поле встречается в пирит-халькопирит-карбонатных прожилках, в большинстве случаев оно обнаруживается в халькопирите. Также золото найдено на контактах халькопирита с пиритом, сфалеритом, пирротином и карбонатами (рис. 1). Золото характеризуется округлой, каплевидной, треугольной, удлиненной, трапециевидной и изогнутой морфологией размером от 1 до 6 мкм. Его химический состав приведен в таблице 1, пробность золота составляет 828–849.
 
Таблица 1
Химический состав золота Ивановского рудного поля (мас. %)
 
№ п/п
№ образца
Au
Ag
Сумма
Формула
1
199/280.1а
83.98
15.95
99.93
Au0.74Ag0.26
2
–
84.78
15.12
99.90
Au0.75Ag0.25
3
–
83.38
16.53
99.91
Au0.74Ag0.26
4
–
79.70
19.49
99.19
Au0.69Ag0.31
5
–
81.95
17.06
99.01
Au0.72Ag0.28
6
–
83.47
16.36
99.83
Au0.75Ag0.25
7
–
84.76
15.14
99.90
Au0.74Ag0.26
8
196/319.5а
83.18
16.62
99.80
Au0.74Ag0.26
9
–
84.65
15.24
99.89
Au0.75Ag0.25
10
–
83.82
16.09
99.91
Au0.74Ag0.26
Примечание. Формула золота рассчитана по сумме золота и серебра, равной 1.
 
На Дергамышском участке золото обнаружено в кристаллах и агрегатах кобальтина и никелина в виде многочисленных округлых зерен размером 0.5–3 мкм (рис. 2). Здесь самородное золото ассоциирует с минералом висмута и теллура, образующим мелкие округлые и удлиненные зерна размером 1–8 мкм. Химический состав золота не был определен из-за мелких размеров, на энергодисперсионном спектре отмечаются только линии золота и серебра.
Никелин представлен мелкими (до 0.04 мм) зернами округлой, амебовидной, овальной формы, встречающимися в пирротине, кобальтине и хлоритизированных базальтах. Иногда никелин обрастает кобальтин. Химический состав никелина характеризуется повышенными содержаниями кобальта (до 5.09 мас. %), железа (до 2.97 мас. %) и сурьмы (до 2.86 мас. %) (табл. 2).
 
Таблица 2
Химический состав минералов Co и Ni
Ивановско-Дергамышского рудного поля (мас. %)
 
№п/п
Co
Ni
Fe
As
S
Sb
Сумма
Формула
1
2.39
41.63
1.35
52.43
0.32
1.86
99.98
(Ni1.01Co0.06)1.07As1
2
5.91
34.88
2.97
55.23
0.98
0.00
99.97
(Ni0.76Co0.12)0.88As1
3
2.27
40.52
1.46
53.17
0.28
2.26
99.96
(Ni0.97Co0.05)1.02As1
4
4.09
37.05
2.63
53.39
1.15
1.60
99.91
(Ni0.88Co0.09)0.97As1
5
27.07
6.74
2.40
44.62
19.11
0.00
99.94
(Co0.77Ni0.19Fe0.07)1.03As1S1
6
18.16
8.75
4.49
48.58
19.95
0.00
99.93
(Co0.48Ni0.23Fe0.13)0.84As1.02S0.98
7
18.76
10.49
2.24
48.14
20.29
0.00
99.92
(Co0.53Ni0.20Fe0.04)0.77As0.97S1.03
8
20.58
8.32
1.76
47.79
21.47
0.00
99.92
(Co0.53Ni0.23Fe0.04)0.8As0.92S1.08
9
13.89
19.25
2.99
45.23
18.59
0.00
99.95
(Ni0.55Co0.47Fe0.12)1.14As1.02S0.99
10
3.85
2.44
57.41
0.00
36.20
0.00
99.90
(Fe7.28 Co0.46 Ni0.29)8.03S8
11
4.69
1.10
57.37
0.00
36.77
0.00
99.93
(Fe7.16 Co0.55 Ni0.13 )7.84S8
Примечание. 1–4 – никелин: анализы 1–2 – аншлиф 200/276.1-2b, 3–4 – аншлиф 200/276.1-2d; 5–8 – кобальтин: анализы 5–6 – аншлиф 200/276.1-2b, 7–8 – аншлиф 200/276.1-2d; 9 – герсдорфит, аншлиф 200/276.1-2b, 10–11 – макинавит, аншлиф 200/276.1-2a. Кристаллохимические формулы минералов были рассчитаны на 1 атом As для никелина, на сумму As и S для сульфоарсенидов; на 8 атомов S для макинавита.
 
Кобальтин представлен несколькими морфологическими разновидностями. Первая обрастает никелин, часто с образованием «зональных» агрегатов, где между никелином и кобальтином находится пирротин. К этой же разновидности относятся и аллотриоморфнозернистые агрегаты кобальтина и герсдорфита. Вторая разновидность образует кристаллы в халькопирите, пирите и хлоритизированных базальтах с трапециевидными, треугольными, ромбическими и шестиугольными сечениями. Присутствуют сростки нескольких кристаллов. В этой разновидности наиболее часто встречаются включения никелина. Третьей разновидностью являются прожилки кобальтина мощностью до 0.04 мм, секущие кристаллы пирита и халькопирита. Четвертая разновидность – это раздробленные кристаллы кобальтина среди агрегатов пирита и халькопирита. Химический состав кобальтина характеризуется высокими содержаниями никеля (до 14.32 мас. %), железа (до 4.49 мас. %) и сурьмы (до 2.28 мас. %) (см. табл. 2).
Герсдорфит находится в тесных срастаниях с кобальтином, ассоциирующим с никелином. Агрегаты герсдорфита и кобальтина имеют серо-голубой оттенок по сравнению с кристаллическим кобальтином. Его химический состав характеризуется высокими содержаниями кобальта (13.89 мас. %) (см. табл. 2).
Макинавит встречается в халькопирите в виде чешуй, ламеллей с неровными краями, иногда наблюдаются системы ламеллей, вытянутых в одном направлении. Минерал обогащен Co – до 4.91 мас. % и Ni – до 2.44 мас. % (см. табл. 2).
Ранее на Ивановском месторождении проводилось изучение золота из сплошных халькопирит-пирротиновых и вкрапленных пирротин-пиритовых руд [1]. Изученное нами золото из пирит-халькопирит-карбонатных прожилков северного фланга Ивановского рудного поля характеризуется более высокими содержаниями серебра по сравнению с золотом из сплошных и вкрапленных руд Ивановского месторождения (серебра около 10 мас. %). По химическому составу исследованное нами золото близко к золоту Дергамышского месторождения (Au 75–83 мас. %; Ag 13–24 мас. %).
Co-Ni-Fe-сульфоарсениды и арсениды были изучены в рудах Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения [3]. По сравнению с никелином из руд Ишкининского месторождения (Co – 0.70 мас. %) в изученном никелине отмечается более высокое содержание – Co 2–5 мас. %. Химический состав кобальтина из обломочного горизонта Дергамышского участка близок к кобальтину из руд Ишкининского месторождения.
Таким образом, при изучении сульфидной прожилково-вкрапленной минерализации были выделены пять текстурных типов минерализации на Ивановско-Дергамышском рудном поле. Обнаружено самородное золото в двух текстурных типах сульфидной минерализации: пирит-халькопирит-карбонатных прожилках Ивановского рудного поля и пирит-пирротиновом обломочном горизонте Дергамышского. По составу золото из прожилков характеризуется пробностью 828–849 и близко золоту из массивных руд Дергамышского месторождения.
Авторы благодарят В. В. Зайкова, К. А. Новоселова (ИМин УрО РАН) за консультации и Н. И. Татарко (Сибайский филиал ОАО «Башкиргеология») за помощь в проведении полевых работ.
 
Литература
 
1.      Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.
2.      Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги // Литосфера. 2005. № 3. С. 73–98.
3.      Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Руды Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 122 с.
4.      Пшеничный Г. Н. Текстуры и структуры руд месторождений колчеданной формации Южного Урала. М: Наука, 1984. 207 с.
 
Рис. 1. Золото (Au) на контакте пирита (Py) и кальцита (темное). Chp – халькопирит. Отраженный свет, аншлиф 199/280-1б.
Рис. 2. Золото (Au) в никелине (Nic), который обрастает кобальтином (Cob). Отраженный свет, аншлиф 200/276.1-2d.