Научная статья на тему 'Геохимические барьеры в никелевых корах выветривания на примере Буруктальского месторождения (Южный Урал)'

Геохимические барьеры в никелевых корах выветривания на примере Буруктальского месторождения (Южный Урал) Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

CC BY
430
170
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
БУРУКТАЛЬСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ / КОРА ВЫВЕТРИВАНИЯ / ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ / СОДЕРЖАНИЕ НИКЕЛЯ / СОДЕРЖАНИЕ КОБАЛЬТА

Аннотация научной статьи по наукам о Земле и смежным экологическим наукам, автор научной работы — Таловина И.В., Лазаренков В.Г., Воронцова Н.И., Рыжкова С.О., Мезенцева О.П.

Главным геохимическим барьером в коре выветривания Буруктальского месторождения, обусловливающим резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов, является кислородный окислительный барьер верхней оксидно-железной зоны месторождения. Тем не менее, рудные концентрации вещества обнаруживаются чаще на комплексных геохимических барьерах: сорбционно-окислительном, карбонатно-восстановительном и т.д. Каждая разновидность геохимических барьеров обладает способностью концентрировать определенную ассоциацию мигрирующих компонентов, что нашло свое отражение в разных коэффициентах накопления элементов в метасоматитах Буруктальского месторождения. Для элементов с переменной валентностью (Fe, Mn) наиболее эффективными являются окислительные барьеры, а для большинства микроэлементов сорбционные глинистый, оксидно-железный и оксидно-марганцевый.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о Земле и смежным экологическим наукам , автор научной работы — Таловина И.В., Лазаренков В.Г., Воронцова Н.И., Рыжкова С.О., Мезенцева О.П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Геохимические барьеры в никелевых корах выветривания на примере Буруктальского месторождения (Южный Урал)»

УДК 550.422.424

И.В.ТАЛОВИНА, канд. геол.-минерал. наук, доцент, i.talovina@gmail.com

B.Г.ЛАЗАРЕНКОВ, д-р геол. -минерал. наук, профессор, lazarenkov@mail.ru

H.И.ВОРОНЦОВА, канд. геол.-минерал. наук, ассистент, natvoron@yandex.ru

C.О.РЫЖКОВА, канд. геол.-минерал. наук, ученый секретарь, ryzhkova2007@mail.ru О.П.МЕЗЕНЦЕВА, аспирант, mezentseva@yandex.ru

А.Г.ПИЛЮГИН, студент, andrew_pilugin@mail.ru Санкт-Петербургский государственный горный университет

I.V.TALOVINA, PhD in geol. & min. sc., associate professor, i.talovina@gmail.com V.G.LAZARENKOV, Dr. in geol. & min. sc.,professor, lazarenkov@mail.ru N.I.VORONTSOVA, PhD in geol. & min. sc., assistant lecturer, natvoron@yandex.ru S.O.RYZKOVA, PhD in geol. & min. sc., scientific secretary, ryzhkova2007@mail.ru O.P.MEZENTSEVA, post-graduate student, mezentseva@yandex.ru A.G.PILUGIN, student, andrew_pilugin@mail.ru

Saint Petersburg State Mining University

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ БАРЬЕРЫ В НИКЕЛЕВЫХ КОРАХ ВЫВЕТРИВАНИЯ НА ПРИМЕРЕ БУРУКТАЛЬСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ЮЖНЫЙ УРАЛ)

Главным геохимическим барьером в коре выветривания Буруктальского месторождения, обусловливающим резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов, является кислородный окислительный барьер верхней оксидно-железной зоны месторождения. Тем не менее, рудные концентрации вещества обнаруживаются чаще на комплексных геохимических барьерах: сорбционно-окислительном, карбонатно-восстановительном и т.д. Каждая разновидность геохимических барьеров обладает способностью концентрировать определенную ассоциацию мигрирующих компонентов, что нашло свое отражение в разных коэффициентах накопления элементов в метасоматитах Буруктальского месторождения. Для элементов с переменной валентностью ^е, Мп) наиболее эффективными являются окислительные барьеры, а для большинства микроэлементов - сорбционные глинистый, оксидно-железный и оксидно-марганцевый.

Ключевые слова: Буруктальское месторождение, кора выветривания, геохимические барьеры, содержание никеля, содержание кобальта.

GEOCHEMICAL BARRIERS IN SUPERGENE NICKEL DEPOSIT ON THE EXAMPLE BURUKTAL DEPOSIT (SOUTH URALS)

The main geochemical barrier in supergene Buruktal nickel deposit is oxygen oxidized barrier in upper ferrous-oxide zone of the deposit. It makes sharp decrease of chemical element migration. Nevertheless, ore mineral concentrations present oft in complex geochemical barriers: absorbed-oxidized, carbonate-reducing and others. Every type of the geochemical barriers is able to concentrate specific association of migrated elements. That reflected on the different values of coefficients of enrichment in different types of Buruktal metasomatites. Oxidized barrier is more effective for elements with different valence (Fe, Mn), and absorbed clay, ferrous-oxide und manganese-oxide barriers are more effective for the main part of microelements.

Key words: Buruktal deposit, supergene nickel deposit, geochemical barrier, nickel content, cobalt content.

112 _

Рудоносные системы никелевых кор выветривания формируются под воздействием различных геохимических факторов, среди которых наиболее принципиальное значение в зоне гипергенеза приобретают геохимические барьеры различного происхождения: механического, физико-химического, гидродинамического, биогеохимического. Детальное изучение геохимических барьеров является одной из основных задач современной геохимии в связи с огромной практической значимостью, так как концентрации отдельных элементов на барьерах часто достигают промышленных величин, либо создают геохимические аномалии в горных породах и природных водах, интерпретация которых имеет большое значение для геохимических поисков рудных месторождений. Рассмотрим роль геохимических барьеров в образовании экзогенной рудооб-разующей системы никеленосных кор выветривания Урала на примере одного из классических объектов этой формации - Бу-руктальского кобальт-никелевого месторождения.

Буруктальское месторождение расположено на восточном склоне Южного Урала в южной части Зауральского поднятия и относится к смешанному линейно-площадному типу коры выветривания, по К.К.Никитину [9]. Материнскими породами и источником рудных компонентов (никеля и кобальта) при его образовании послужили дуниты и гарцбургиты Буруктальского офиолитового массива ф2), который является наиболее крупным в Урало-Тобольском районе [2, 4, 8, 16]. Зональный минерально-геохимический профиль месторождения (см. рисунок) относится к сокращенному серпентин-охристому типу и состоит из развитой оксидно-железной зоны мощностью 1-40 м, под которой располагается маломощная (0-6 м) прерывистая зона нонтронитов и нонтрони-тизированных серпентинитов, а затем зона выщелоченных серпентинитов мощностью 3-40 м, которая на глубину сменяется дезинтегрированными серпентинитами (3-15 м) и, наконец, неизмененными серпентинитами.

Профиль коры выветривания осложняется присутствием в нем разнообразных по

III

II

I

Сводный вертикальный профиль коры выветривания Буруктальского никелевого месторождения

1 - серпентинизированные ультрамафиты (перидотиты и дуниты); 2 - карбонатизированные серпентиниты; 3 - лизардитовые руды; 4 -нонтронитовые руды; 5 - кварц-магнетитовые руды; 6 и 7 - кварц-гетитовые руды (структурные и бесструктурные охры соответственно); 8 -оксидно-марганцевые руды; 9 - дайки; 10 -хлоритовые руды; I, II и III - серпентинитовая, нонтронитовая и оксидно-железная зоны соответственно

форме близвертикальных штокообразных либо жильных тел серпентин-хлоритовых метасоматитов, наследующих реликтовую трещиноватость пород Буруктальского массива. Мощность жил колеблется от 1 до 3-5 м, в раздувах иногда достигает 10-15 м.

В течение многолетнего изучения Бу-руктальского месторождения накопился систематический материал, который харак-

Группы химических элементов в главных типах метасоматитов Буруктальского месторождения

Породы и руды

Группа 1

(К < 1)

Группа 2 (Кн = 1*20)

Группа 3 (Кн > 20, редко больше 100)

Оксидно-марганцевые (жильные)

Хлорититовые (жильные)

Кварц-гетитовые оксидно-железной зоны Кварц-магнетитовые (черного горизонта)

Нонтронититовые

Выщелоченные (лизардитовые) серпентиниты

Серпентиниты карбонатизированные

Mg, Si, Ca, P, S, Cr, Cs, Ta, V

Mg, Si, Ca, Cr, Nb, Ta

Mg, Si, Ca, Ti, P, Cs, Zr, Nb, Ta

Mg, Si, Ca, Ti, P, Cs, Zr, Nb, Ta, Th

Mg, Si, Ca, Ti, Cs, Zr, Nb, Ta, Th, Ce

Mg, Al, Ca, P, S, Ti, Mn, Cr, V, Sc, Sr, Cs, Ba, Y, Zr, Nb, Ta, Th, РЗЭ (кроме La), Zn, Cu, Ga

Mg, Al, Mn, Ti, V, Sc, Cr, Co, S, Cs, Ba, Y, Zr, Nb, Ta, Th, РЗЭ, Cu, Ga

Fe, Al, Rb, Ti (Кн = 9), Sc, Ni, Co (Кн = 14), Sr (Кн = 4), Y (Кн = 18), Zr (Кн = 4), Nb, U, Th, Ce, Yb, Lu, Cu, Zn (Кн = 5), Ga (Кн = 4), Be

Fe, Al, Mn, Ti, V, Sc, Ni (Кн = 5), Co, P, S, Rb, Cs, Ba, Sr, Y, Zr, U, Th,

РЗЭ, Cu, Zn, Mo, Ga, Be Fe, Al, Mn, V, Sc, Cr, Ni, Co, S, Rb, Ba, Sr, Y, Th, РЗЭ, Cu, Zn, Ga, Be Fe, Al, Mn, V, Sc, Cr, Ni, Co (Кн = 11 ), S, Ba, Rb, Sr, Y, U, РЗЭ, Cu, Zn, Pb, Mo, Ga, Be (Кн = 14)

Fe, Al, Mn, V, Sc, Cr, Ni (Кн = 4,5), Co, P, S, Sr, Y, Rb, Ba, U, РЗЭ (кроме Ce), Cu, Zn, Ga, Be Si, Fe, Ni, Co, Rb, U, La, Be

Si, Fe, Ca, Ni, P, Rb, Sr, U, Zn, Be

Ba (Кн = 27), Mn (Кн = 20), As, Sb, РЗЭ (кроме Ce, Yb, Lu), Pb, Mo, W,

Sn (Кн = 108) As, Sb, Pb, W, Sn

As, Sb, U (Кн = 29), Pb, Mo, W, Sn As (Кн = 236), Sb, W (Кн = 150), Sn

As, Sb (Кн = 1167), Pb, Mo, W, Sn

As, Sb, Pb, Mo, W, Sn

As, Sb, Pb (Кн = 197), Mo (Кн = 52), W, Sn

теризует главные черты его петрохимии и геохимии элементов группы железа (ЭГЖ) [4, 6, 7, 9, 14, 16]. Однако cведения о содержании других групп элементов-примесей в метасоматитах Буруктальского месторождения в настоящее время отсутствуют. Для восполнения этого пробела нами был выполнен анализ 105 проб семи главных типов метасоматитов этого месторождения, развитых в разных зонах минерально-геохимического профиля месторождения (см. рисунок):

• объемных метасоматитов - выщелоченных серпентинитов, карбонатизирован-ных серпентинитов, нонтронититов, оксидно-железных метасоматитов «черного» горизонта и оксидно-железных метасоматитов;

• жильных метасоматитов - хлоритовых метасоматитов и оксидно-марганцевых ме-тасоматитов.

Анализы проводились в центральной лаборатории ВСЕГЕИ методом масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (ИСП-МС) на приборах «ELAN-6100 DRC» и «Элан-DRC-E» фирмы «Перкин-Элмер» с использованием компьютерной

программы обработки данных TOTALQUANT. Проанализированы следующие группы элементов-примесей: элементы группы железа (ЭГЖ), элементы магматических эманаций (ЭМЭ), металлоиды (МД), редкие щелочи (РЩ), щелочные земли (ЩЗ), редкоземельные элементы (РЗЭ) и иттрий, элементы с большим радиусом и зарядом (ЭБР), радиоактивные элементы (РЭ) и металлические элементы (МЭ).

Как по нашим данным, так и по данным [2, 17], содержание элементов группы железа в серпентинизированных гарцбургитах и дунитах Буруктальского массива практически не отличается от горных пород примитивной мантии («кларки» элементов в ульт-рамафитовой мантии) [3, 22]. Подобный характер распределения ЭГЖ указывает на тесное родство ультрамафитов Бурукталь-ского массива с породами примитивной мантии. Это обстоятельство позволяет нам использовать составы примитивной мантии [3, 22] для сравнения содержаний перечисленных групп элементов в метасоматитах Буруктальского месторождения с содержаниями этих элементов в гарцбургитах мате-

114 _

ISSN 0135-3500. Записки Горного института. Т. 194

ринских пород Буруктальского массива, за неимением последних. С их учетом были рассчитаны коэффициенты накопления Кн элементов в метасоматитах Буруктальского месторождения и выделены три группы элементов (см. таблицу): 1) с коэффициентом накопления меньше единицы, т.е. ниже кларка; 2) с содержанием выше кларка и Кн = 1*4; 3) с содержанием выше кларка и с Кн = 20*115.

Из анализа коэффициентов накопления химических элементов в метасомати-тах Буруктальского месторождения следует, что в коре выветривания этого месторождения активно мигрировали и мигрируют различные химические компоненты, подчиняясь разным геохимическим факторам. Это выражается, в частности, в том, что максимальные коэффициенты накопления элементов приурочены к разным типам пород и руд. По данным Ю.Ю.Бугельского [1], помимо физико-химических свойств самих элементов, интенсивность их миграции определяется геохимической средой профиля коры выветривания, каждая зона которого характеризуется специфическим составом и гидродинамикой заключенных в нее поровых растворов. Благодаря этому в каждой зоне коры выветривания возникают свои специфические кислотно-щелочные и окислительно-восстановительные условия. По данным И.В.Ви-товской [18], нижние зоны коры выветривания формируются при слабом водообмене ниже уровня грунтовых вод, при рН > 7,8, и концентрациях SiO2 и MgO более 60 мг/л; зона нонтронитов - в условиях меняющихся обводнения и Eh растворов, свойственных капиллярной кайме; зона охр -только при интенсивной фильтрации растворов выше уровня грунтовых вод, при рН < 6,6 и весьма низких активностях SiO2 и MgO (менее 10 мг/л). В этих условиях появляется возможность для миграции и перераспределения в коре выветривания железа, кремния, магния, алюминия, а вслед за ним и никеля. Количественно охарактеризовать окислительно-восстановительные параметры геохимических барьеров никеленосных кор выветривания Южного Урала позволили

данные работы [13]. Установлено, что в оксидно-железной зоне Eh достигает 570 мВ, в нонтронитовой зоне - 470 мВ, а в зоне выщелоченных серпентинитов всего 270-300 мВ. Основными потенциалзадающими компонентами при этом являются железо и марганец.

Кислотно-щелочные условия создают не только вертикальную зональность, но и геохимические барьеры в коре выветривания: кислый, нейтральный и щелочной. Эти геохимические барьеры выполняют функцию природных «фильтров», сильно снижающих миграционную способность определенных элементов и способствующих их дифференциации и осаждению.

Кислородный окислительный барьер, поскольку никелевые коры выветривания образуются в субаэральных окислительных условиях, является главным геохимическим барьером, обусловливающим резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов [13]. Механизм образования этого барьера описан А.И.Перельманом [10], который считал, что барьер образуется, когда подземные глеевые воды поступают в приповерхностную зону разгрузки, и там, на границе с кислородными водами, происходит окисление и выпадение из растворов химических элементов в виде оксидов и гидроксидов. Химически окислительный барьер заключается в окислении более растворимых восстановленных соединений в менее растворимые окисленные, например, при окислении железистых силикатов с Fe2+ возникают продукты разложения с Fe3+.

В первичных ультрамафитах Бурук-тальского массива железо и марганец присутствуют в составе главных породообразующих силикатов (оливина и пироксенов) и находятся преимущественно в двухвалентной форме. В коре выветривания на кислородном барьере они переходят в форму Fe3+ и Mn4+, теряют миграционную способность и накапливаются в кварц-гетитовых и оксидно-марганцевых метасоматитах верхней оксидно-железной зоны. В результате зеленоватая и черная окраска первичных силикатов сменяется красной и бурой:

4FeSiOs + O2 ^ 2Fe2Os + 4S1O2 - 2144 кДж.

Энергия окисления железа велика и структура силикатов распадается в ультра-мафитах одной из первых. В качестве конечного продукта реакции выступает гетит.

Таким образом, в зоне охр и в верхней части нонтронитовой зоны устанавливается окислительный (кислородный) геохимический барьер, на котором отлагаются железо и марганец. Изменение окислительных условий вниз по профилю выветривания связано с уменьшением интенсивности влияния кислородного барьера на процессы осаждения оксидов и гидроксидов, в связи с чем зона охр сменяется зоной глинистых минералов, представленных нонтронитами.

В зоне нонтронитовых глин, как было показано выше, преобладают нейтральные значения рН, однако наиболее значительное влияние на поведение химических элементов в этой зоне играет не смена кислотно-щелочных условий, а процессы физической и химической сорбции, т.е. присоединения иона или комплексного соединения коллоидной частицей с использованием энергии поверхностного натяжения или химической реакции. Сорбентами служат различные коллоиды, среди которых в нонтронитовой зоне Буруктальского месторождения преобладают отрицательно заряженные коллоиды: глинистые минералы, гель кремнекис-лоты, гидроксиды марганца. Вместе с ними соосаждаются и накапливаются главные рудные компоненты: никель и кобальт.

Сорбционный глинистый барьер в Бу-руктальском месторождении обусловлен наличием отрицательного заряда на поверхности глинистых минералов нонтронитовых метасоматитов, интенсивно сорбирующих никель (с самым высоким среди всех изученных метасоматитов коэффициентом накопления) и другие химические элементы (см. таблицу). Благодаря большой площади поверхности индивидов и их высокой сорб-ционной способности, содержания основных катионов и элементов-примесей в минералах повышаются, вплоть до образования новых минеральных разновидностей [21]. Так, в результате хемосорбции в этой зоне, по нашим данным, образуются такие минералы, как никелевый нонтронит (содержа-

116 _

ние NiO 2,29-3,18 %, в среднем 2,53 %), никелевый клинохлор (0,3-7,51 % NiO), никелевый пеннантит (6,11-7,13 % NiO), никелевый лизардит (0,43-1,68 % NiO), другие ни-кельсодержащие силикаты [11].

По данным И.В.Витовской [5], никель в нонтронитовых рудах Урала преимущественно входит в кристаллическую решетку нонтронита в виде изоморфной примеси, замещая магний. Определенная доля никеля накапливается в нонтронитовых метасома-титах также за счет физической сорбции этого элемента рентгеноаморфной железо-кремниевой фазой, которая постоянно присутствует в минеральных парагенезисах коры выветривания, содержит в нонтронито-вой зоне до 20 % валового никеля [5]. Определенной сорбционной емкостью по отношению к никелю обладают хризопразы Бу-руктальского месторождения, которые содержат в среднем 2,33 % NiO [11]. Процессами хемосорбции, по-видимому, можно объяснить также высокие (максимальные в рудах Буруктальского месторождения) концентрации никеля в жильных хлоритовых метасоматитах. По нашим данным, главным породообразующим минералом хлоритовых руд является клинохлор, в никелевой разновидности которого среднее содержание NiO составляет 2,28 %.

Сорбционный гидроксидный барьер образуется благодаря тому, что свежеосаж-денные гидроксиды поливалентных элементов, в первую очередь Fe, Mn и Al, являются необычайно эффективными сорбентами [20]. Содержание никеля в гидроксидах железа никелевых месторождений Южного Урала определялось И.И.Эдельштейном [17]. Им было показано, что среднее содержание NiO в гетитах составляет 1,516 % в общих пределах колебаний 0,14-3,96 % NiO. И.И.Эдельштейн полагал, что основной формой вхождения никеля в гетит является гидрат закиси Ni(OH)2. Гетиты никелевых латеритов из различных никелевых месторождений мира изучались В.Шеллманном [23], который показал, что с гетитом ассоциировано 90 % никеля и 25-45 % хрома. Методом рентгеновской спектроскопической абсорбции (XASI) были исследованы никелевые гетиты

(1,8-4,1 мол. % №0) из месторождения Сье-ра-де-Караджас, Бразилия [19]. Авторы утверждают, что никель замещает железо в решетке гетита, что сопровождается протонным захватом с образованием октаэдра №02(0Н)4 и искажением кристаллической структуры а-РеООН.

Гетит Буруктала содержит 0,5-1,9 (до 2,5) % №0, причем скрытокристаллические разности этого минерала содержат больше никеля, чем хорошо окристаллизованные, что еще раз подтверждает сорбционное происхождение этих концентраций [12]. Это явление хорошо изучено. Согласно работе [1], основной механизм накопления никеля в коре выветривания - процессы его сорбции гелями, а раскристаллизация гелей ведет к потере никеля, за счет чего содержание этого элемента в рентгеноаморфной фазе всегда в несколько раз выше, чем в кристаллической. Именно сорбционные процессы привели на Буруктальском месторождении к образованию рудных концентраций в оксидно-железной зоне, так как практически единственный рудный минерал ее - никелевый ге-тит в ассоциации с железистой рентгеноа-морфной фазой. Помимо никеля в слабокислой среде оксидно-железной зоны гетит накапливает примеси Аб, Sb, РЬ, Мо, W, Сг, Sn и некоторых других элементов (см. таблицу).

Высокой сорбционной способностью обладают также метаколлоидные формы марганцевых минералов, с которыми в ме-тасоматитах Буруктальского месторождения, по нашим данным, также связаны высокие содержания никеля (8,40-17,82 % МО), кобальта (0,89-15,01 % СоО), бария (0-1,56 % ВаО), редкоземельных и других элементов. При этом нельзя не отметить, что часть накапливающихся элементов фиксируется в составе минеральных марганцевых фаз: А1 - в литофорите, Fe - в якобсите и гониерите, Со - в асболане, Аб -в ярошевичите, Ва - в псиломелане и гол-ландите, № - в манганоколумбите, Zn - в халькофаните и вудруфите, РЬ - в корона-дите. Интересно, что асболаны в разных зонах выветривания в некоторой степени наследуют геохимическую специфику этих

зон. По нашим данным, в щелочной среде нижних горизонтов коры выветривания с ними соосаждаются помимо Ni и Co еще Ba, Sr, Zn, Cu, Pb и др. Асболаны нонтронито-вых метасоматитов содержат больше никеля, а асболаны кварц-гетитовых метасома-титов верхней оксидно-железной зоны специализированы, в первую очередь, на кобальт, иногда алюминий, а потом уже никель. Таким образом, оксид-гидроксидные соединения марганца создают в коре выветривания Буруктальского месторождения чрезвычайно контрастный комплексный геохимический барьер - сорбционного и окислительного происхождения.

Восстановительный геохимический барьер, хотя и довольно слабый, наблюдается в выщелоченных лизардитовых серпентинитах нижней зоны Буруктальского месторождения, где происходит восстановление окисленных форм элементов, т.е. процесс противоположный окислению, который протекает в зонах, где отсутствует свободный кислород. В этой зоне коры выветривания увеличивается рН среды и возникает щелочной гидролитический барьер. При этом многие элементы, мигрирующие в виде комплексов (Be2+, Cr3+, Fe3+, Mn3+, Cu2+), переходят полностью или частично в твердую фазу в виде гидроксидов. Тем не менее, большинство петрогенных элементов и элементов-примесей выносится из этой зоны месторождения, в том числе рудные никель и кобальт, ионы которых М2+и Co2+ при рН = 8 могут находиться в растворе. В осажденное состояние их переводят сероводород, фосфорная кислота, карбонаты и арсенаты. Поэтому на щелочном карбонатном барьере карбонатизированных серпентинитов в Бу-руктальском месторождении наблюдается некоторое увеличение концентраций никеля. Минералогически это проявляется в появлении в выщелоченных серпентинитах и отчасти в зоне дезинтеграции прожилков никелевых силикатов - никелевого лизардита и редко непуита, в кристаллической решетке которых никель изоморфно замещает магний.

Выводы

Главным геохимическим барьером в коре выветривания Буруктальского месторождения, обусловливающим резкое уменьшение интенсивности миграции химических элементов, является кислородный окислительный барьер верхней оксидно-железной зоны месторождения. Тем не менее, рудные концентрации вещества чаще обнаруживаются на комплексных геохимических барьерах: сорбционно-окислительном, карбонат-но-восстановительном и т.д. Каждый из геохимических барьеров обладает способностью концентрировать определенную ассоциацию мигрирующих компонентов, на что указывают вариации коэффициентов накопления элементов в разных типах метасома-титов Буруктальского месторождения. Для элементов с переменной валентностью (Fe, Mn) наиболее эффективными являются окислительные барьеры, а для большинства микроэлементов - сорбционные глинистый, оксидно-железный, оксидно-марганцевый.

Работа выполнена в рамках реализации Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 гг. (ГК № П737 от 20.05.10) и при поддержке грантов Германской службы академических обменов DAAD по программе «Михаил Ломоносов» (2007 г. № А/07/97635 и 2009 г. № А/09/72762) совместно с грантами Министерства образования и науки РФ (2008 г. № РНП 2.2.2.3.16182 и 2010 г. № РНП 2.2.2.3.9100).

ЛИТЕРАТУРА

1. Бугельский Ю.Ю. Экзогенные рудообразующие системы кор выветривания / Ю.Ю.Бугельский, И.В.Витов-ская, А.П.Никитина, А.Д.Слукин, В.М.Новиков и др. М., 1990. 365 с.

2. Варлаков А.С. Петрография, петрохимия и геохимия гипербазитов Оренбургского Урала. М.,1978. 239 с.

3. Венке Х. Химия мантии и история аккреции Земли / Х.Венке, Г.Дрейбус // Геохимия архея. М., 1984. С.13-41.

4. Вершинин А.С. Никелевый пояс Урала // Изв. вузов. Горный журнал. 1996. № 8-9. С.22-31.

5. Витовская И.В. Никеленосные коры выветривания Урала / И.В.Витовская, Ю.Ю.Бугельский. М., 1982. 190 с.

118 _

6. Григорьева ВМ. Генетические типы промышленных месторождений кобальт-никелевых руд коры выветривания / В.М.Григорьева, Г.М.Шешукова // Труды института «Гипроникель». 1969. Вып.39-40. С.5-27.

7. Лазаренков В.Г. Платиновые металлы в гипергенных никелевых месторождениях и перспективы их промышленного извлечения / В.Г.Лазаренков, И.В.Талови-на, И.Н.Белоглазов, В.И.Володин. СПб, 2006. 188 с.

8. Михайлов Б.М. Проблемы Fe-Co-Ni месторождения Бурыктал, Южный Урал / Б.М.Михайлов, Л.А.Иванов // Прикладная металлогения и недропользование. 2003. № 1. С.5-12.

9. Никитин К.К. Древняя кора выветривания Буруктальского массива ультраосновных пород // Труды Ин-та геохимии и минералогии АН СССР. 1962. Вып. 69. С.134-157.

10. Перельман А.И. Геохимия коры выветривания // Кора выветривания. М., 1991. Вып.20. С.5-34.

11. Рыжкова С.О. О природе окраски хризопраза Бурыктальского и Сахаринского месторождений гипергенных никелевых руд / С.О.Рыжкова, И.В.Таловина, В.Г.Лазаренков // Современные методы минералого-геохимических исследований как основа выявления новых типов руд и технологии их комплексного освоения: Мат. годичного собрания Российского минералог. об-ва. СПб, 2006. С.180-181.

12. Рыжкова С.О. Никеленосные оксиды железа Буруктальского месторождения, Южный Урал / С.О.Рыжкова, И.В.Таловина, В.Г.Лазаренков, В.Л.Уголков, Н.И.Воронцова // Записки Горного института. СПб, 2009. Т.183. С.101-111.

13. СавкоА.Д. Коры выветривания и связанные с ними полезные ископаемые / А.Д.Савко, Ю.Ю.Бугельский, В.М.Новиков, А.Д.Слукин, Л.Т.Шевырев. Воронеж, 2007. 355 с.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

14. Таловина И.В. Платиноиды и золото в оксидно-силикатных никелевых рудах Буруктальского и Уфалей-ского месторождений, Урал / И.В.Таловина, В.Г.Лазаренков, Н.И.Воронцова // Литология и полезые ископаемые. 2003. № 5. С.474-487.

15. Технологическая минералогия гипергенных никелевых руд / Отв. ред. В.И.Ревнивцев. Л., 1988. 274 с.

16. Эдельштейн И.И. Вещественный состав продуктов выветривания на ультраосновных породах Бурукталь-ского массива // Материалы по геологии и полезным ископаемым Южного Урала. М., 1956. Вып.1. С.38-60.

17. Эдельштейн И.И. Петрология гипербазитов Тоболо-Иргизского района Южного Урала и особенности связанных с ними кор выветривания. М., 1968. 200 с.

18. Экзогенное рудообразование(А1, Ni, Mn) / Отв. ред. И.И.Гинзбург. М., 1987. 249 с.

19. Carvalho-e-SilvaM.L., Ramos A.Y., Tolentino A.C.N., Enzweiler J., Netto SM., Alves M.C.M. Incorporation of Ni into natural goethite: An investigation by X-ray absorption spectroscopy // Amer. Mineral. 2003. Vol.88. P.876-882.

20. Llorca SM. Metallogeny of supergene cobalt mineralization // Australian Journal of Earth Sciences. 1993. Vol.40. P.377-385.

21. Manceau A., Calas G. Heterogeneous distribution of nickel in hidrous silicates from New Caledonia ore deposits // Amer. Mineral. 2000. Vol.70. P.9-558.

22. Mc. Donough W.F. Constrains of the composition of continental lithospheric mantle // EPSL. 1990. Vol.101. N 1. Р.1-18.

23. Shellmann W. Behavionr of nickel, cobalt and cromium in ferrigionous lateritic nickel ores // Bull. Bureau de recherches geologiques et minieres. 1978. Ser.II. N 3. P.275-282.

REFERENCES

1. Bugelsky J J, Vitovskaya I.V., Nikitin A.P., Slukin A.D., Novikov V.M. at all. Supergene ore-forming systems of the weathering. Moscow, 1990. 635 p.

2. Varlakov A.S. Petrography, petrochemistry and geochemistry of ultramafic Orenburg Ural. Moscow, 1978. 239 p.

3. Wenke H., Dreybus G. Chemistry of the mantle and the history of accretion of the Earth / Geochemistry of the Archean. Moscow, 1984. P.13-41.

4. Vershinin A.S. Nickel Belt of the Urals / Ural Mining Review. Transactions of Higher Education Institutions // Mining Journal. 1996. N 8-9. P.22-31.

5. Vitovskaya I.V., Bugelsky J.J. Nikelberrien weathering crust of the Urals. Moscow, 1982, 190 p.

6. Grigor'eva V.M., Sheshukova GM. Genetic types of commercial deposits of cobalt-nickel ores of the weathering crust / Proceedings of Institute Gipronickel. Leningrad, 1969. Iss.39-40. P.5-27.

7. Lazarenkov V.G. Talovina I.V., Beloglazov I.N., Vo-lodin V.I. Platinum metals in the supergene nickel deposits and prospects for industrial extraction. Saint Petersburg, 2006. 188 p.

8. Mikhailov BM., Ivanov L.A. Problems of the Fe-Co-Ni Buruktal deposit, South Urals // Applied Metallogeny and mineral resources. 2003. N 1. P.5-12.

9. Nikitin K.K. Ancient weathering crust Buryktal massiv of ultramafic rocks // Proceedings of Institute of Geochemistry and Mineralogy of Academy of Sciences of USSR. 1962. Iss.69. P.134-157.

10. Perelman A.I. Geochemistry of the weathering crust // The weathering crust. Moscow, 1991. Iss.20. P.5-34.

11. Ryzhkova S.O., Talovina I.V., Lazarenkov V.G. About of nature of the color chrysoprase Buruktal and Sahara deposits of the supergene nickel ore // Modern methods of mineralogical and geochemical studies as a basis for identifying new types of ores and technologies of their complex

development: Proceedings of the Annual Meeting of the Russian Mineralogical Society. Saint Petersburg, 2006. P. 180-181.

12. Ryzhkova S.O., Talovina I.V., Lazarenkov V.G., Ugolkov V.L., Vorontsova N.I. Nikelberrien iron oxides of the Buruktal deposit, South Urals // Proceedings of the Mining Institute. Saint Petersburg, 2009. Vol.183. P.101-111.

13. Savko A.D., Bugelsky J J, Novikov VM, Slukin A.D., Shevyrev L.T. Weathering crust and associated minerals. Voronezh, 2007. 355 p.

14. Talovina I.V., Lazarenkov V.G., Vorontsova N.I. Platinum and gold in oxide-silicate nickel ores of the Buruk-tal and Ufaley deposits, Urals // Lithology and helpful. resources. Leningrad, 2003. N 5. P.474-487.

15. Process mineralogy of supergene nickel ores / Executive Editor: V.I.Revnivtsev. Leningrad, 1988. 274 p.

16. Edelstein I.I. Material composition of weathering products on ultramafic rocks Buruktal massiv // Materials for Geology and Mineral Resources of the Southern Urals, Moscow, 1956. Vol.1. P.38-60.

17. Edelstein I.I. Petrology of ultramafic Tobol-Irgiz District of Southern Urals and the features associated weathering crusts. Moscow, 1968. 200 p.

18. Exogenous ore formation (Al, Ni, Mn) / Executive Editor: I.I.Ginzburg. Moscow, 1987. 249 p.

19. Carvalho-e-SilvaML, Ramos A.Y., Tolentino A.C.N., Enzweiler J., Netto SM., AlvesM.CM. Incorporation of Ni into natural goethite: An investigation by X-ray absorption spectroscopy // Amer. Mineral. 2003. Vol.88. P.876-882.

20. Llorca SM. Metallogeny of supergene cobalt mineralization // Australian Journal of Earth Sciences. 1993. Vol.40. P.377-385.

21. Manceau A., Calas G. Heterogeneous distribution of nickel in hidrous silicates from New Caledonia ore deposits // Amer. Mineral. 2000. Vol.70. P.9-558.

22. Mc. Donough W.F. Constrains of the composition of continental lithospheric mantle // EPSL. 1990. Vol.101. N 1. P.1-18.

23. Shellmann W. Behavionr of nickel, cobalt and cromium in ferrigionous lateritic nickel ores // Bull. Bureau de recherches geologiques et minieres. 1978. Ser.II. N 3. P.275-282.

Санкт-Петербург. 2011

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.