Блог

Среди фрагментов палеоокеанических структур Южного Урала, в зоне Главного Уральского разлома, известны кобальт-медно-колчеданные месторождения, связанные с ультраосновными породами (Ишкининское, Ивановское и Дергамышское). Характерной и уникальной особенностью месторождений является повсеместное присутствие хромшпинелидов среди руд. Наибольший интерес вызывает Ишкининское месторождение, расположенное в 20 км к западу от г. Гай (Оренбургская область), как наиболее представительный объект в отношении количества хромитов [Мелекесцева и др., 2003; Мелекесцева, Зайков, 2003].

В работе проведено исследование хромшпинелидов из пирротина, халькопирита и кобальтина колчеданных руд Ишкининского месторождения.

Исследования выполнены при финансовой поддержке Министерства образования РФ (проект 01.1204.ф), РФФИ (Ур.09.01.47), “Университеты России”, Президиума РАН (приоритетное направление №14 “Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология”), Федерального агентства по образованию РФ (грант № 40/21-176).

Хромшпинелиды в колчеданных рудах представлены эвгедральными и субгедральными зернами размером до 1.5 мм. Установлены два типа пространственного распределения хромшпинелей: однородное и лентовидное. Оба типа распределения встречаются во всех минералогических разновидностях колчеданных руд. Так в пирит-пирротиновых и халькопирит-пирит-пирротиновых рудах в большинстве случаев шпинели заключены в пирротиновую и халькопиритовую матрицу, однако отмечаются их скопления на границе пирротина и халькопирита. В сульфидно-сульфоарсенидных рудах они включены в кристаллы кобальтина и арсенопирита, а их скопления установлены в серпентиновых обособлениях лентовидной формы среди кобальтин-арсенопирит-халькопиритовых агрегатов. Хромшпинелиды в халькопирите и пирротине характеризуются магнетитовыми оторочками мощностью до первых сотен мкм, выделенями хроммагнетита различной морофологии, размерами до первых сотен мкм и многофазнми силикатными включениями, что не типично для хромитов из кобальтина.

Хромшпинелиды в рудах обладают самым непостоянным составом, который связан, в первую очередь, с содержаниями железа, при относительном постоянстве хромистости (69.93–76.83 %). В противоположность хромитам из серпентинитов, характеризующиеся Cr-Al трендом изменения состава, где в ряду гарцбургит-дунит хромистость изменяется в пределах 63.22–82.09 %, что типично для хромшпинелидов альпинотипных массивов Урала, таких как Кемпирсай и Рай-Из [Макеев, 1999].

Рассмотрение состава хромшпинелидов, заключенных в различную рудную матрицу, позволило установить, что хромшпинелиды в халькопирите из сульфоарсенидно-сульфидных и халькопирит-пирит-пирротиновых руд обладают наибольшим разбросом магнезиальности (31.40–55.20 %) и концентраций трехвалентного железа (1.65–11.10 % в R³⁺). Наиболее обогащены железом хромшпинелиды, заключенные в кристаллы кобальтина из сульфоарсенидно-сульфидных руд, где магнезиальность находится в пределах 21.10–30.00 %, а доля Fe³⁺ от 9.30 до 12.00 %. Они же содержат максимальные концентрации Ni и Co (до 0.17 и 0.42 вес. % соответственно) по сравнению с аналогами в другой рудной и нерудной матрицах, где эти значения не превышают 0.09 и 0.08 вес. %. Наименьший разброс магнезиальности и доли Fe³⁺ (39.80–42.40 % и 5.90–7.40 % соответственно) отмечается в хромитах в пирротине из пирит-пирротиновых руд.

Полученные вариации составов хромшпинелидов могут быть связаны с различными условиями образования включающих их рудных минералов. Ранее было показано, что на месторождении присутствует 4 парагенезиса рудных минералов [Мелекесцева, Зайков, 2003]. Первый и второй парагенезисы, включающие пирротин, пирит, халькопирит и пентландит, формировались в придонных гидротермально-метасоматических условиях под поверхностью морского дна в субдукционный период. Формирование парагенезисов пирротин-пентландит происходило около 150 °С, халькопирит-сфалерит – около 350 °С. Третий и четвертый парагенезисы с сульфоарсенидами и арсенидами, возникли при регенерации руд в процессе коллизии. Температура кристаллизации кобальтина оценена в интервале от 500 до 550 °С с наблюдаемой тенденцией увеличения температур кристаллизации от центра к периферии зерен [Мелекесцева, Зайков, 2003]. Исходя из этого, более преобразованные составы хромшпинелидов соответствуют наиболее высокотемпературным рудным парагенезисам.

Таким образом, хромшпинелиды в рудах по природе являются остаточными, формирование сульфидных рудах по ультрамафитовому субстрату изменяет состав хромшпинелидов, выражающийся в увеличении концентраций Fe²⁺, Fe³⁺, а соответственно снижении Mg и Al.

Автор работы выражает благодарность за оказанную помощь: Зайкову В. В., Мелекесцевой И. Ю., Юминову А. М., Чурину Е. И. (ИМин УрО РАН, г. Миасс).