Блог

БАРИТ ИЗ ЗОНЫ ОКИСЛЕНИЯ ДЕГТЯРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

(СРЕДНИЙ УРАЛ)

П. С. Козлов, Ю. В. Ерохин, В. В. Хиллер

Институт геологии и геохимии УрО РАН, Екатеринбург, Россия

Дегтярское медноколчеданное месторождение расположено в 30 км юго-западнее г. Екатеринбург в юго-восточной части Ревдинского района. Оно было обнаружено в окрестностях пос. Дегтярка (основанного в 1904 г., позднее разросшегося до г. Дегтярск с 1954 г.). Само месторождение было открыто в конце XIX в., и уже в 1907 г. В. В. Никитиным приводилось её краткое описание при описании Ревдинской дачи [3]. На настоящий момент Дегтярские рудники закрыты из-за нерентабельности, хотя руда в них полностью не выработана.

Дегтярское месторождение, как и другие медноколчеданные залежи, характеризуется зональным строением. На дневной поверхности выхода руд наблюдается зона окисления или «железная шляпа». Её мощность в среднем по месторождению составляла около 12.5 м. (максимальная до 25 м в центральной части рудной залежи). В северной части рудника «железная шляпа» полностью отсутствует, и под глинисто-торфянными отложениями сразу отмечался медный колчедан с небольшим присутствием кварцевой и барит-кварцевой сыпучки. Последние образования совместно с тонкозернистым пиритовым песком в виде зоны выщелачивания наблюдались на всем месторождении при средней мощности до 8 м, иногда до 15–17 м. Интересно, что только баритовая сыпучка отличалась повышенным содержанием золота и серебра. Зона вторичного сульфидного обогащения с халькозином и ковеллином начиналась примерно с глубины 20–25 м и достигала 130–150 м. Ниже располагается зона первичных руд, представленная пиритом и, в меньшем количестве, сфалеритом, халькопиритом, теннантитом, баритом и кварцем. Очень часто на месторождении наблюдались зоны дробления колчедана, сцементированные агрегатом барита. В целом количество сульфата в рудах достигало не более 4.6 % объема [3].

Зона окисления Дегтярского медноколчеданного месторождения осталась практически неизученной. В первую очередь это связано с тем, что залежь отрабатывалась шахтным методом, и «железную шляпу» просто обрушали или вовсе не трогали. Во-вторых, зона окисления на большей части месторождения перекрыта делювиальными отложениями мощностью до нескольких метров. В третьих, выработка верхних зон залежи проводилась в 30–40-х годах XX в., когда главной задачей являлось количество добываемой руды, при очень слабых научных изысканиях. Именно поэтому зона окисления Дегтярского месторождения оказалась белым пятном для уральской минералогии. В результате последних изысканий нам удалось обнаружить коренные выходы бурых железняков в северо-восточном борту карьера, в поверхностных выработках начала прошлого века. Здесь обнажены в различной степени лимонитизированные (с гётитом) сланцы висячего бока месторождения, представляющие фрагмент хорошо сохранившейся зоны окисления. Первое же их изучение позволило установить широкое распространение барита среди образований «железной шляпы». Нами было отобрано большое количество коллекционных образцов с щетками и скоплениями поздних неориентированных кристаллов сульфата бария на натечном гётите.

Барит образует крупные уплощенно-призматические кристаллы, удлиненные по оси [001] и уплощенные по [100]. Их максимальный размер достигает 2–2.5 см в длину. Окраска минерала варьирует от бесцветной до желтоватой. В окрашенных разностях отмечается зональность с бесцветным центром и желтоватой периферией. Индивиды барита сложены пинакоидами a{100}, c{001} и ромбическими призмами m{210}, η{310}. Последняя простая форма проявляется только на некоторых кристаллах. Кроме того, на части индивидов отмечаются очень мелкие грани ромбической призмы o{011} и трех ромбических дипирамид – z{211}, y{111}, w{321}. Схема кристалла барита с наиболее богатой огранкой приводится на рис. 1. На гранях ромбических призм вертикального пояса наблюдается вертикальная комбинационная штриховка. Комбинационная штриховка отмечается также на гранях пинакоида с{001} вдоль удлинения грани. Все кристаллы имеют матовую поверхность со следами слабого растворения.

Подобные индивиды барита ранее на Урале не описывались. Вообще удлиненные по [001] кристаллы были обнаружены в коре выветривания карбонатитов в лимонитовой жеоде на Андрее-Юльевском месторождении россыпного золота южнее г. Пласт [6]. Но они имеют длиннопризматический до игольчатого облик, а Дегтярские кристаллы – уплощенный. В целом наблюдается интересная тенденция, что достаточно редкий морфологический тип барита встречается именно в бурых железняках в ассоциации с гидроокислами железа, т. е. в сильно щелочной обстановке. В то же время нами изучались кристаллы из кварцевых жил колчеданных месторождений Таш-Тау (образцы Ю. В. Кулешова) и Туба-Каин в окрестностях г. Баймак. Данные индивиды барита характеризуются уплощенным обликом по [001] и имеют квадратное сечение (их морфология приведена в [5]). Точно такие же кристаллы были вычерчены Д. П. Григорьевым в образцах из медноколчеданного месторождения имени III Интернационала [2]. Из этого следует, что для кварцевых жил (нейтральная или слабо щелочная среда) характерны пластинчатые кристаллы по [001]. Это же подтверждают находки подобных индивидов барита, сделанные А. А. Канонеровым и В. А. Поповым в кварцевых жилах из различных месторождений в окрестностях г. Нижний Тагил [4, 7]. Вполне возможно, для барита устанавливается такой же морфологический ряд, как и у изоструктурного ему целестина [8]. Для последнего минерала характерно, что в нейтральных средах он имеет брусковидный облик, вытянутый по [100], а в слабо щелочных – образует таблитчатые индивиды по базопинакоиду [8]. По последним данным, в сильно щелочных условиях целестин так же, как и барит, слагает индивиды, вытянутые по [001], образуя обелисковидные и игольчатые кристаллы. Такие индивиды были описаны в опализированных серпентинитах в коре выветривания Киембаевского месторождения хризотил-асбеста [9]. Таким образом, морфологические ряды барита и целестина имеют определенное сходство между собой.

Кристаллы были исследованы на дифрактометре ДРОН–3.0 (ИГГ УрО РАН, аналитик Т. Я. Гуляева). Рентгенограмма его близка эталону барита [12]. Основные отражения (d, Å) – 3.43; 3.09; 3.31; 2.83; 2.72; 2.12; 2.10. Расчетные параметры элементарной ячейки (Å): a_о 7.138 ± 0.004, b_о 8.872 ± 0.007, c_о 5.435 ± 0.009, – также близки эталонным. На дифрактограмме также проявились небольшие отражения гётита, микровключения которого, по всей видимости, и окрашивают барит в желтоватый цвет.

Исследование кристаллов на рентгено-флуоренсцентном энергодисперсионном спектрометре EDX–900HS (ИГГ УрО РАН, аналитик В. В. Хиллер) подтвердило их принадлежность к сульфату бария. На спектре (рис. 2) наблюдаются основные отражения серы и бария. В барите установлены обычные примеси SiO₂ (до 1.19 мас. %), Fe₂O₃ (до 0.49 мас. %), CaO (до 0.48 мас. %), SrO (до 0.04 мас. %) и Rb₂O (до 0.03 мас. %). Кроме того, в минерале отмечены необычные примеси SeO₂ (до 4.68 мас. %) и HgO (до 2.33 мас. %). Как известно, селен является типоморфным элементом для зоны окисления медноколчеданных месторождений, в которой он образует более высокие концентрации (с образованием собственных минералов) по сравнению с первичными сульфидными рудами [1, 11 и др.]. Ртуть также отмечается повышенным содержанием в зоне окисления, но более низкими концентрациями, чем селен, так как является подвижным элементом [1]. В некоторых случаях ртуть, как и селен, образует собственные минералы; так, в зоне выщелачивания Гайского медноколчеданного месторождения была описана киноварь [10]. Поэтому находка подобных элементов в «железной шляпе» – вполне обычное дело. В барите ртуть и селен, возможно, находятся в виде минеральных или флюидных включений. Данный вопрос будет разбираться нами отдельно.

Таким образом, впервые для зоны окисления Дегтярского медноколчеданного месторождения описан барит. Установлена необычная уплощенно-призматическая морфология его кристаллов, ранее не выявленная в пределах Уральского региона. В зоне бурых железняков барит, возможно, является главным концентратором селена и ртути. Это первые данные по минералогии зоны окисления Дегтярского месторождения, и изучение столь интересного объекта мы намерены продолжать.

Исследования проводятся в рамках программы “Ведущие научные школы”.

Литература 

1. Белогуб Е. В. Гипергенез сульфидных месторождений Южного Урала как источник новых рудных концентраций // Металлогения древних и современных океанов-2004. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. Т. 1. С. 88–97.

2. Григорьев Д. П. Кристаллы барита из колчеданного месторождения им. III Интернационала на Урале // Зап. ВМО, 1944. № 4. С. 253.

3. Иванов С. Н., Меркулов М. И. Дегтярское колчеданное месторождение. М.-Л.: ОНТИ НКТП СССР, 1937. 124 с.

4. Канонеров А. А., Попов В. А., Михеев В. Н. Барит в окрестностях Нижнего Тагила (Средний Урал) // Четвертые Всерос. науч. чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 12–13.

5. Кулешов Ю. В., Зайков В. В. Месторождение Таш-Тау – пример девонских подводных сульфидных построек (Южный Урал). Миасс: УрО РАН, 2005. 158 с.

6. Попов В. А. Типы кристаллов уральских баритов // Четвертые Всерос. науч. чтения памяти ильменского минералога В. О. Полякова. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 6–8.

7. Попов В. А., Канонеров А. А. Форма кристаллов барита, миметизита, дуфтита, азурита, крокоита, церуссита и англезита Свинечного месторождения (Средний Урал) // Урал. минералог. школа-2002. Екатеринбург: УГГГА, 2003. С. 101–103.

8. Попов В. А., Попова В. И. Парагенезисы форм кристаллов минералов. Миасс: ИГЗ УрО РАН, 1996. 103 с.

9. Сокол-Кутыловский И. О. Целестин из коры выветривания серпентинитов Киембаевского месторождения хризотил-асбеста // Матер. 4 международ. симпоз. «Минералогические Музеи». СПб.: НИИЗК СПбГУ, 2002. С. 136.

10. Трофимов О. В., Зайков В. В., Сергеев Н. Б., Масленникова С. П. Зона окисления Гайского медноколчеданного месторождения. Миасс: ИМин УрО РАН, 1992. 62 с.

11. Читаева Н. А. Распределение селена и теллура в зоне окисления медноколчеданных месторождений Южного Урала // Геохимия, 1965. № 9. С. 1140–1153.

12. Jacobsen S. D., Smyth J. R., Swope R. J., Dows R. T. Rigid-body character of the SO₄ groups in celestine, anglesite and barite // Can. Mineral., 1998. Vol. 36. P. 1053–1060. 

Подписи к рисункам

Рис. 1. Кристалл барита из зоны окисления Дегтярского месторождения.

Рис. 2. Энергодисперсионный спектр барита.

Рис. 1