CC BY
49
УДК 553 43 550 42
Н.И. Еремин, Нат.Е. Сергеева, A.JI. Дергачев, Н.В. Позднякова
КОБАЛЬТ И НИКЕЛЬ В КОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЯХ НЕДИФФЕРЕНЦИРОВАННЫХ БАЗАЛЬТОИДНЫХ ФОРМАЦИЙ
Среди всего многообразия вулканогенных колчеданных месторождений отчетливо обособляются образования, связанные с недифференцированными ба-зальтоидными (офиолитовыми) формациями [5] Это так называемые месторождения кипрского и бесси типов (с их докембрийскими аналогами), характеризующиеся медными и медно-цинковыми рудами, принадлежностью рудовмещающих базальтов (или их эквивалентов — метабазитовых сланцев) к низкокалиевым океаническим толеитам, широким развитием терригенных образований (для типа бесси), переслаивающихся с вулканитами, нередким присутствием ультрабазитов, обычно представленных серпентинитами Образование месторождений кипрского типа приурочено к срединно-океаническим и задуговым спрединговым зонам, а типа бесси — к задуговым бассейнам над зонами субдукции и срединно-океаническим хребтам вблизи континентальных окраин
Геохимическая специализация месторождений этих типов определяется в целом невысоким содержанием промышленных металлов в рудах, преобладанием меди над цинком, резко пониженным содержанием свинца и серебра, но повышенным кобальта и никеля, соотношение Со/№ обычно больше 1 Имеющиеся в распоряжении авторов данные по 20 месторождениям из различных регионов мира (табл 1) показывают, что содержание кобальта и никеля в их рудах колеблется в интервале от нескольких десятых до нескольких тысячных долей процента как от объекта к объекту, так и для индивидуальных месторождений Видно также, что кобальт в большинстве из них резко преобладает над никелем и представляет промышленный интерес (месторождения Оутокумпу, Шимокава и др)
всего главный второстепенный редкий
Рис 1 Распределение пирротина в месторождениях типов кипрского (п - 78) и бесси (л = 36)
На фоне господствующих в рудах сульфидов железа, арсенопирита, теннантита и других минералов здесь отмечаются сульфиды, арсениды, сульфоарсе-ниды и теллуриды кобальта и никеля Основные ми-
нералы—носители кобальта и никеля в рудах — пирит и пирротин Очень многим месторождениям свойственно заметное содержание Со и Ni в пирите (например, на месторождении Бесси содержание Со в пирите изменяется от 0,0015 до 0,015 мае % при отношении Co/Ni от 1 1 до 1 30) На месторождении Раул концентрация Со в пирите достигает 0,095%, Ni 0,11% ГА Кругов отмечал [9], что кобальтоносность медноколчеданных месторождений теснейшим образом связана с присутствием в рудах кобальтсодержа-щего пирита, являющегося главным и нередко единственным минералом, с практически значимым содержанием этого металла, по данным [9], оно варьирует от 2,5—3 до нескольких сотых и тысячщлх долей процента В целом на колчеданных месторождениях установлены 4 главных морфологических типа пирита, по существу представляющих собой его последовательные генерации колломорфный (Ру-I), кристаллически-зернистый (Ру-11), эвгедральный (Ру-Ш), гра-нобластовый (Py-IV) [4]
Примеры результатов изучения кобальта и никеля в пиритах (в некоторых случаях их отдельных генераций) и пирротинах приведены в табл 2 Как видно из этих данных, наибольшая концентрация кобальта и никеля в пиритах присуща месторождениям типов кипрского и бесси, несколько меньше — месторождениям уральского типа, самая низкая — месторождениям типа куроко Это отражает степень обогащен-ности рудообразующих растворов кобальтом и никелем и согласуется с химизмом рудовмещающих вулканитов, которые представлены исключительно базита-ми с гипербазитовыми телами в первых двух случаях, преобладающими базитами — в третьем случае и господствующими кислыми дериватами — в четвертом
Подчеркнем, что сульфиды железа как основные минералы-концентраторы кобальта и никеля составляют подавляющую долю в колчеданных рудах, но если пирит — главный минерал практически во всех месторождениях колчеданного семейства вообще, то пирротин в заметных количествах установлен лишь в некоторых из них, причем преимущественно в месторождениях типов кипрского и бесси, а также их до-кембрийских аналогов Обычно пирротин в этих месторождениях рассматривается как продукт и показатель степени метаморфизма В авторской базе данных (114 месторождений рассматриваемых типов) 69% месторождений кипрского типа и 82% месторождений типа бесси содержат пирротин, причем в основном как главный и второстепенный минерал (рис 1) Для месторождений кипрского типа в появлении пирро-
Таблица 1
Содержание Со и № (мас.%) в рудах фанерозойских месторождений типов кипрского и бесси и их докембрийских аналогов
Тип Регион Месторождение Возраст Со, мае % Ni, мае %
Кипр Скуриотисс К2 0,04-0,35
Турция Анна-Ятаг к2 0,52 0,07
Оман Байда к 0,004-0,15
Аарджа 0,003-0,26
Ласаиль 0,08
Сербия Толшиница J-K2 до 0,2
США Тернер-Олбрайт J 0,06
« Канада (Британская Колумбия) Чу-Чуа Р-Т 0,1
о. Россия Ивановское S-D 0,05 0,1
J (Урал) Дергамышское 0,14 0,02
Ишкининское 0,3 0,02
Норвегия Леккен О, 0,024 0,008
Скоровас 0,01 0,002
Финляндия Керетти PRi 0,24 0,12
Вуонос -"- 0,16 0,13
Россия Парандовское AR 0,004 0,004
(Карелия) Хаутаваарское 0,010 0,012
Япония Шимокава J 0,1
S о о Канада (Британская Колумбия) Уинди Крагги Тз 0,08
из Япония Бесси Р 0,001-0,015
Намибия Отжигасе Ре 0,016
тина наблюдается определенная закономерность на слабометаморфизованных месторождениях Кипра (цеолитовая фация) он либо совсем отсутствует, либо присутствует только как редкий минерал, в рудах месторождений Эргани-Маден (Турция), испытавших деформации, катаклаз, перекристаллизацию, пирротин уже второстепенный минерал, для месторождений Ньюфаундленда (Канада), метаморфизованных в зе-леносланцевой фации, он фиксируется и как второстепенный, и даже как главный минерал Месторождения США (Аляска) палеогенового возраста, приуроченные к породам, регионально метаморфизован-ным в амфиболитовой фации, содержат пирротин в качестве главного минерала
Все разновозрастные месторождения типа бесси, в которых пирротин присутствует в качестве главного или второстепенного минерала, подвержены региональному метаморфизму от зеленосланцевой до амфиболитовой фации Особняком в этом ряду стоят месторождения метаморфического пояса Самбагава (о-в Сикоку, Япония), где, несмотря на значительную степень метаморфизма, пирротин вообще не наблю-
дается либо встречается редко На самом месторождении Бесси пирротин появляется в рудах только на некоторой глубине и далее вниз его количество увеличивается Вероятно, это является следствием метаморфизма особого рода, когда дислокационный низкотемпературный метаморфизм высоких давлений приводит к изменениям пород в глаукофановой фации
Таким образом, на месторождениях типов кипрского и бесси пирротин — в основном продукт метаморфизма, он образовался за счет десульфидизации пирита В то же время какая-то его часть, возможно, образовалась раньше и сохранилась с момента гидротермально-осадочного отложения сульфидов заметное количество пирротина отмечается в современных океанических рудах, а также в некоторых слабометаморфизованных месторождениях
Образование пирротина на этапе метаморфизма играет значительную роль в распределении Со и Ni в рудах Перераспределение концентраций Со и Ni между пиритом и пирротином исследовалось в рудах серноколчеданных месторождений Карелии (Паран-довское, Хаутаваарское), расположенных в позднеар-хейских зеленокаменных структурах и имеющих простой пирит-пирротиновый состав с небольшим количеством халькопирита и сфалерита [11]
Лазерным микроанализом в пиритах и пирроти-нах этих месторождений изучались элементы-примеси, включая Со и Ni Оказалось, что при перекристаллизации пирита-I в пирит-Ii в процессе прогрессивного регионального метаморфизма происходит их некоторое "очищение" от кобальта и никеля Наиболее равномерным распределением кобальта и никеля обладает пирит-I, по мере усиления метаморфических преобразований распределение элементов-примесей становится все неравномернее, на что указывает увеличение коэффициента вариации [12]
Более значительные изменения происходят на поздней стадии метаморфизма при образовании пирит-пирротиновых прожилков В пиритах I и II генераций отмечаются колебания в содержании элемен-тов-примесей в зависимости от положения пирита относительно пирротиновых прожилков В пиритах указанных генераций, находящихся на контакте с пирротином, содержание элементов-примесей ниже, чем в пиритах, расположенных вдали от пирротиновых прожилков На границе с пирротиновыми прожилками в пиритах уменьшаются концентрации кобальта, меди, серебра Таким образом, при образовании пирротина и позднего пирита-III происходит вынос элементов-примесей из пиритов ранних генераций и фиксация их в составе пирротина и пирита III генерации
Пирротин характеризуется минимальным содержанием кобальта и максимальным никеля Такую, закономерность, когда при одновременном образовании пирита и пирротина кобальт накапливается в пирите, а никель в пирротине, отмечают многие авторы Принято считать, что в равновесии дисульфид—моно-
Таблица 2
Среднее содержание Со и № (мас.%) в пирите (Ру) и пирротине (Ро) из руд колчеданных месторождений различных типов вулканической ассоциации по данным лазерного микроанализа*
Кипрский П1П Тип бесси Уральский тип Тип куроко
Минерал Со Ni и Минера л Со Ni п Минера л Со Ni п Минера л Со Ni п
Кипр Япония Урал Япония
Скуриотисса Шимокава Приорское Шаканаи (4-е рудное тело)
Ру" 0,005 Ру (1+И) 0,065 0,017 49 Ру 0,021 92 Ру 0,005 0,005 15 1
Ру 0,017 0,006 11 РУ (HI) 0,080 0,005 18 Гайское (глубокие горизонты) Ханава
Урал Сазаре Ру 0,013 0,003 210 рудное тело Мотояма
Пышминско-Ключевское Py(iv) 0,023 0,004 55 Октябрьское Ру И 0,005 0,001 28
Ру 0,037 0,024 8 Урал Ру 0,007 0,006 69 рудное тело Хигаши \
Ро 0,013 0,060 7 Осеннее Джусинское Ру 0,006 0,002 48
Карелия Ру 0,049 0,017 12 Ру 0,037 0,007 95
Парандоеское Ро 0,026 0,049 5 Учалинское Алтай
PyU) 0,013 0,007 24 Перу Ру 0,021 0,005 25 Ново-Березовское
РУ(И) 0,010 0,006 31 Раул Северный Кавказ Ру (I) 0,011 0,002 35
Ру (Ш) 0,015 0,016 21 п ** Ру 0,095 0,11 Уруп Ру (И) 0,016 0,010 29
Ро 0,006 0,024 35 Ру 0,007 0,004 58 Ро 0,006 0,005 12 |
* Лазерный микроанализ выполнен в лаборатории рудной микроскопии кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых МГУ на микроанализаторах ЬМА-1 и ЬМА-10, п — число анализов ** По литературным данным
Таблица 3
Минералы Со и Ni в месторождениях типов кипрского и бесси и их докембрийских аналогах
Минерал Формула Минерал Формула
Сульфиды Гаухекорнит N^BKSb.BiJSg
Пентландит (Ni,Fe)9S8 Арсениды и сулъфоарсениды
Кобальт-пент-ландит (Co,Fe,Ni)9S8 Никелин NiAs
Кобальт-маки-навит (Co,Fe,Ni,)1+iS Маухерит Ni,,As8
Линнеит Co3S4 Раммельсберг ит NiAs2
Миллерит NtS Крутовит NiAs2
Зигенит (Ni,Co)3S4 Саффлориг (Co,Fe)As2
Виоларит FeNi2S4 Хлоантит (Ni,Co)As3
Бравоит (Ni,Fe)S2 Кобальтин CoAsS
Карродит Cu(Co,Ni)2S4 Глаукодот (Co,Fe)AsS
Катгьерит CoS2 Герсдорфит NiAsS
Антимониды и сулъфоантимониды Шимокава-Х (CoFe)3AsS3
Брейтгауптит NiSb Темуриды
Ульманит NiSbS Мелонит NiTe2
Костибит CoSbS Арсенаты
Виллиамит (Co.Nj)SbS Эритрин Co3(AsO)4 8H2C
сульфид железа кобальт проявляет большее сродство к дисульфиду, а никель — к моносульфиду [10] Распределение кобальта и никеля в некоторой степени зависит от того, какой модификацией представлен пирротин. Более высокое содержание кобальта присуще гексагональному пирротину, а никеля — моноклинному [12]
Пирит-III, образующийся совместно с пирротином, характеризуется наиболее высокими концентрациями кобальта и никеля по сравнению с пиритами ранних генераций Возрастание коэффициента вариации для пирита III объясняется тем, что в его достаточно крупных кристаллах обнаруживаются различия в содержании кобальта и никеля в центральных и краевых частях зерен. Максимальное содержание кобальта приурочено к центральной зоне зерна, а никеля—к краевой.
Несмотря на повышенное содержание Со и Ni в сульфидах железа в рудах месторождений типов кипрского и бесси, собственные минералы этих металлов встречаются довольно редко, обычно их выделения имеют очень небольшие размеры, и для идентификации необходим микрозондовый анализ Поэтому отсутствие этих минералов на том или ином объекте связано прежде всего с недостаточной изученностью По наблюдениям авторов, более широкий спектр минералов Со и Ni отмечается для месторождений кипрского типа преобладают сульфиды, арсениды и суль-фоарсениды Наибольшим распространением в мес-
Рис 2 II ииинчатьи выделения кобальт-пентландита (Put) вблизи контакта пирротина (Ро) и халькопирита (Chp) Аншлиф, месторождение
Шимокава
Рис 3 Пламеневидные и каплевидные выделения кобальт-пентландита (Pnt) в пирротине (Ро) Аншлиф, месторождение Шимокава
торождениях обоих типов пользуются пентландит и кобальт-пентландит (табл 3)
По классификации [3] пентландиты подразделяются на низко- и высококобальтовые К группе низкокобальтовых относится пентландит с содержанием кобальта не более 3 мае % и с колеблющимся содержанием никеля (23,5—44,2 мае %) и железа (19,5— 41,2 мае %) Количество Со от суммы металлов составляет менее 10 ат % В группу высококобальтовых пентландитов попадают кобальт-пентландит и "сульфид Со" — Co9S8, названный кобальтовым пентлавдитом
В отличие от медно-никелевых месторождений, где присутствует низкокобальтовый пентландит, в рудах колчеданных месторождений в основном развит высококобальтовый пентландит Примером объекта с частой встречаемостью кобальт-пентландита может служить месторождение типа бесси — Шимокава, расположенное в северной части зоны Хидака, прослеживающейся в меридиональном направлении через центральную часть о-ва Хоккайдо (Япония) Руды этого месторождения подразделяются на массивные (massive ore) и прожилково-вкрапленные
(,banded ore) Главные рудные минералы пирит, халькопирит, пирротин, иногда сфалерит Кобальт-пентландит — редкий минерал, реже второстепенный Он встречается в пирит-халькопирит-пирротиновой руде и чаще приурочен к пирротину Минимальный размер зерен, наблюдаемых под микроскопом, составляет ~0,001 мм Зерна расположены как в пирротиновой матрице, так и вдоль границ халькопирита с пирротином, в некоторых случаях мелкие выделения сливаются в почти сплошную кайму Несколько более крупные выделения (0,005—0,10 мм, как правило, пластинчатой формы) приурочены к трещинам в пирротине, к границам зерен пирротина, пирротина и нерудных минералов, пирротина и халькопирита (рис 2, 3) Приведенные примеры весьма напоминают продукты распада твердого раствора Реже выделения кобальт-пентландита встречаются в халькопирите, наиболее крупные зерна удлиненной пластинчатой или идио-морфной формы имеют размеры 0,02—0,05 мм Этот парагенезис дополняется кобальтовым макинавитом и кобальтином В рудах месторождения установлен еще один кобальтовый минерал, названный "Шимо-кава-Х" и имеющий примерный состав (Co,Fe)3AsS3
Ряд месторождений Южного Урала, расположенных в Присакмарской офиолитовой зоне (Дерга-мышское, Ивановское, Ишкининское), относится к кипрскому типу [7] Их рудовмещающие толщи сложены базальтами, серпентинитами и вулканогенно-осадочными породами силура и девона Эти месторождения характеризуются настолько высоким содержанием кобальта и никеля (табл 1), что В В Зай-ков и другие выделяют их в виде своеобразной ко-бальт-медно-колчеданной формации В рудах этих месторождений наряду с преобладающими пиритом, халькопиритом, магнетитом, пирротином содержится целый набор собственных минералов кобальта и никеля кобальтин, глаукодот, никелин, линнеит, вио-ларит, зигенит, пентландит, кобальт-пентландит Указанные исследователи подчеркивают, что максимальное содержание кобальта и никеля и наибольшее количество их минералов отмечаются, с одной стороны, в рудах, находящихся вблизи контакта с серпентинитами, увеличение же минеральных видов Со и Ni связано с усилением степени динамомета-морфизма ГА Кругов отмечал [9], что повышенной кобальтоносностью обладают только те месторождения, которые отличаются одновременным наличием относительно высокотемпературных ассоциаций минералов в рудах и во вмещающих породах, присутствием среди последних существенно измененных основных и ультраосновных пород, проявлениями интенсивного регионального метаморфизма и присутствием крупных интрузий в районе месторождений или вблизи от них
Приведем еще один пример месторождений кипрского типа — Пышминско-Ключевское месторождение (Средний Урал), которое расположено в за-
№/Ее
Рис 4 Состав кобальт-пентландита в различных колчеданных месторождениях вулканической ассоциации 1—8 — месторождения 1 — поле Логачев (САХ), 2 — Шимокава (Япония), 3 — Пышминско-Кшо-чевское (Урал), 4 — Парандовское, 5 — Хаутаваарское (Карелия), 6 — Вуонос, 7 — Керетги (Финляндия), 8 — Озерки (Рудный Алтай)
падной части Восточно-Уральского поднятия [8] Его рудное поле сложено вулканогенными и вулканоген-но-осадочными породами (основными эффузивами и туфами) силурийского возраста С севера и запада рудное поле ограничено Балтымским габбро-диоритовым массивом, а с востока — узким, линейно вытянутым телом серпентинитов
Главные минералы руд — пирит, пирротин, халькопирит, магнетит, кубанит Содержание кобальта в пирите колеблется от 0,02 до 0,16, в магнетите — от 0,12 до 0,50, в халькопирите — от 0,09 до 0,38 мае % Основными минералами кобальта и никеля являются пентландит, макинавит и кобальтовый макинавит, реже зигенит Зафиксированы также единичные находки линнеита, миллерита, никелина и бравоита Кобальт-пентландит развит в пирит-пирротиновых рудах, где образует изометричные выделения и прожилки Содержание кобальта изменяется от 0,2— 1 мае % в пентландите до 30 мае % в кобальт-пентлан-дите Макинавит появляется в пирит-халькопирито-вых рудах, где его количество достигает 1%, концентрация кобальта в кобальтовом макинавите составляет 6—7 мае % Зигенит образует единичные зерна с размерами 0,01—0,02 мм или их скопления в халькопирите, содержание в нем никеля составляет около 20 мае %, кобальта — 30 мае % Мелонит представлен
0,08
Содержание Со (мас.%) в пирите
Рис 5 Зависимость содержания кобальта в кобальт-пентландите и пирите 1—3 — месторождения 1 — Парандовское, 2 — Пышминско-Ключевское, 3 — Шимокава
изометричными или слегка вытянутыми включениями с размерами в несколько тысячных — несколько сотых долей миллиметра в пирит-халькопиритовой рудной массе Иногда в ассоциации с мелонитом обнаруживается теллурид серебра — гессит Проведенный микрозондовый анализ показал, что в мелоните помимо обычных изоморфных примесей железа и кобальта иногда содержится палладий [6]
Возможными докембрийскими аналогами месторождений кипрского типа, по-видимому, являются протерозойские месторождения рудного района Оуто-кумпу — Вуонос и Керетти (Финляндия), в рудах которых также отмечается кобальт-пентландит Руды этих месторождений состоят в основном из пирита (до 20%), пирротина (до 40%), халькопирита (7%), сфалерита (3%), образующих пирит-пирротин-халь-копиритовые, халькопирит-сфалерит-пирротиновые, халькопирит-пирротиновые и т п руды Из второстепенных и редких минералов встречаются кубанит, магнетит, макинавит, станнин, кобальтин-гередор-фит, зигенит, виоларит и специфические минералы Сг и V — хромит, хромовый диопсид, хромовый турмалин, хромовый тремолит, уваровит, фуксит, эско-лаит Сг203, вуорелайненит (Мп,Ре)(У,Сг)204, карели-анит У2Оэ Кобальт-пентландит, как и в случае фане-розойских месторождений, приурочен к пирротину и находится в нем в виде неправильных, пламеневид-ных или пластинчатых выделений Размеры зерен — от сотых долей миллиметра до 0,1 мм, редко до 0,2 мм В рудах месторождения Вуонос его количество достигает 0,5%, помимо кобальт-пентландита установлен серебросодержащий пентландит
Пентландит был известен и в рудах серноколче-данных месторождений Карелии на Хаутаваарском месторождении даже выделены пентландит-пирроти-
новые руды, здесь заключенная в серпентинитах рудная зона имеет мощность 18 м Различаются массивные и вкрапленные руды Массивные руды слагают жилу мощностью 0,6 м, а вкрапленные образуют ореол вокруг этой жилы Содержание сульфидов в рудах колеблется от 5—10 до 50—60%, а количество никеля достигает 0,3—0,5% В составе пентландит-пирротиновых руд преобладает пирротин (80%), значительно меньше пентландита (10%) и халькопирита (10—15%), изредка присутствует макинавит Кроме того, во вкрапленных рудах встречаются магнетит, ильменит, хромит В качестве редкого минерала пент-ландит имеет большее распространение, по соотношению Ni, Со и Fe его состав меняется в широком диапазоне Обычно это высококобальтовый пентлан-дит, образующий мелкие пластинчатые, пламеневид-ные, каплевидные, реже изометричные выделения в пирротине Иногда в ассоциации с кобальт-пентлан-дитом обнаруживается макинавит, причем также с высоким содержанием кобальта, изредка отмечается мелонит Пентландит с низким содержанием кобальта распространен меньше, например, он образует прожилковидные выделения с размерами до 1 мм в пирротиновой руде Парандовского месторождения, здесь в ассоциации с пентландитом встречен хромит Таким образом, можно видеть, что кобальт-пентлан-дит чаще всего приурочен к пирротину, и, как показывает структура его выделений, он является продуктом распада твердого раствора с этим минералом Состав кобальт-пентландита меняется в широких пределах от месторождения к месторождению (рис 4) В то же время для большинства объектов при меняющемся содержании Со отношение Ni/Fe остается постоянным и близким к 1 Исключением являются более молодые объекты — современные сульфидные руды в Мировом океане и месторождение Шимокава. Состав кобальт-пентландита, вероятно, прямо связан с концентрацией Со в рудах, и в первую очередь в пирите Так, различие между составом кобальт-пен-тландита Хаутаваарского и Парандовского месторождений прямо соответствует содержанию Со в их пиритовых рудах в первом оно в 2 раза выше, чем во втором На графике (рис 5) прослеживается аналогичная прямая зависимость между составом кобальт-пентландита и количеством Со в пирите месторождений Парандовского (докембрийский аналог), Пыш-минско-Ключевского (кипрский тип), Шимокава (тип бесси) Предполагается, что при преобладающем метаморфогенном образовании пирротина по пириту часть избыточного кобальта в результате распада твердого раствора переходит в форму собственного минерала — кобальт-пентландита Возможно, что при этом происходит дополнительное обогащение кобальтом, никелем, хромом за счет выноса при метаморфической переработке ультраосновных пород, находящихся в непосредственной близости
или прямо на контакте с рудой Известно (данные спектрального анализа), что на Хаутаваарском месторождении содержание никеля в ультраосновных породах в 10 раз больше, чем в пиритовых рудах, а кобальта — в 2 раза Наблюдалось изменение состава пирротиновых прожилков при пересечении ими ультраосновных пород и обогащении их пентландитом
В месторождениях уральского типа минералы кобальта и никеля встречаются гораздо реже Так, кобальтин обнаружен в марказит-халькопирит-сфа-леритовых рудах из месторождения Яман-Касы (Урал) [7] В основном эти находки сделаны на мета-морфизованных месторождениях Что касается месторождений типа куроко, то эти минералы могут быть встречены вне основных рудных тел в составе околорудной сульфидной вкрапленности Шемонаи-хинского месторождения (Рудный Алтай), в верхней части зоны Куроко среди так называемых железистых сланцев Пентландит установлен только в рудо-проявлении Озерки (Алтай), медно-цинковые руды которого подверглись процессам скарнирования и полностью переотложены (рис 2)
В современных океанических гидротермальных сульфидных образованиях первая находка кобальт-пентландита сделана в океанических рудах поля Логачев (14°45'), где он присутствует в форме мелких (<0,02 мм) зерен в ассоциации с халькопиритом, борнитом, изокубанитом, с пиритом и марказитом [13] Выполненные Н С Бортниковым детальные исследования текстурно-структурных особенностей минеральных агрегатов и минералов показали, что наиболее ранний сульфид, отлагавшийся в сульфидной постройке, — пирротин Следующими по времени образования являются тонкозернистые сфалерит-мар-казит-пиритовые агрегаты Отложение этой ассоциации происходило при более низкой температуре, чем ранней пирротинсодержащей Еще более поздние борнит-дигенитовая и сфалерит-марказитовая минеральные ассоциации состоят главным образом из относительно крупнозернистых сульфидов меди, железа и цинка Отсюда следует, что найденный кобальт-пентландит связан именно с последними ассоциациями и, следовательно, в отличие от ископаемых месторождений, оторван по времени образования от пирротина
По данным ЮА Богданова [2], наибольших концентраций хрома, платины, никеля и, возможно, кобальта следует ожидать в гидротермальных залежах, сопряженных с гидротермальной системой глубинной циркуляции и пространственно связанных с серпентинитовыми массивами, примером таких объектов являются гидротермальные поля Логачев и Рейнбоу (36° с ш , Срединно-Атлантический хребет (САХ)
28
BECTH MOCK УН-ТА СЕР 4 ГЕОЛОГИЯ 2005 № 3
Однако отметим, что анализы руд гидротермальных полей Мирового океана показывают, что, во-первых, содержание никеля и кобальта колеблется в достаточно большом диапазоне, во-вторых, на других гидротермальных полях, не связанных с серпентинитами, также отмечается довольно высокое содержание кобальта Так, в штокверковых образованиях гидротермального поля Снейк Пит (САХ) концентрация кобальта достигает 0,094—0,125 мае %, на поле Брокен Спур (САХ), в основной части постройки Сарацин Хед, содержание кобальта достигает 0,052—0,071 мае % [1] Повышенная концентрация Со обнаружена и в некоторых точках Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП), например, массивные сульфидные руды в постройках вблизи 11° и 12°50' с ш содержат 0,05—0,3 мае % Со [14]
Таким образом, вулканогенные колчеданные месторождения недифференцированных базальтоид-
ных формаций (типы кипрский и бесси и их докемб-рийские аналоги) обогащены кобальтом и никелем Их отличает присутствие в рудах высококобальтового пирита, а также собственных минералов этих металлов, в первую очередь пентландита и кобальт-пент-ландита Обогащение руд этих месторождений указанными металлами связано с особенностями их формационной принадлежности к офиолитовой ассоциации и с дополнительным обогащением части переотложенных руд в процессе регрессивного метаморфизма вблизи контактов с серпентинитами за счет выноса из них этих элементов и образования новых минералов, а также с перераспределением кобальта и никеля в ходе постседиментационных процессов, во многом за счет метаморфогенного образования пирротина, что приводит к концентрации кобальта и никеля в форме собственных минералов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Богданов ЮА Гидротермальные рудопроявления рифтов Срединно-Атлантического хребта М , 1997
2 Богданов ЮА Систематика современных сульфидных залежей дна океана // Геология рудных месторождений 2000 Т 42 № 6 С 499-512
3 Боришанская С С, Виноградова РА, Крутое ГА Минералы никеля и кобальта М , 1981
4 Еремин НИ Дифференциация вулканогенного сульфидного оруденения М , 1983
5 Еремин Н И, Дергачев А Л, Сергеева Ham Е, Позднякова Н В Типы колчеданных месторождений вулканической ассоциации // Геология рудных месторождений 2000 №2 С 177-190
6 Еремин Н И, Сергеева Ham Е, Шишаков В Б О находке палладийсодержащего мелонита в медноколчеданных рудах Пышминско-Ключевского месторождения на Урале // Докл РАН 1997 Т 355 № 6 С 795-797
7 Зайков В В, Масленников ВВ, Зайкова Е В, Херринг-тон Р Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ
колчеданных месторождений Уральского палеоокеана Миасс, 2002
8 Контарь ЕС, Либарова ЛЕ Рудные формации и типы колчеданных месторождений Урала // Геология рудных месторождений 1986 № 1 С 30—39
9 Крутое ГА Месторождения кобальта М , 1959
10 Маракушев АА, Безмен НИ Термодинамика сульфидов и окислов в связи с проблемами рудообразования М , 1972
11 Металлогеническая эволюция архейских зеленока-менных поясов Карелии СПб , 1993
12 Серноколчеданные месторождения Карелии Л,
1978
13 Mozgova NN, Krasnov S G, Batuyev BN et al The first report of cobalt pentlandite from a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal deposit//Canad Miner 1996 Vol 34 P 23—28
14 Rona PA, Scott SP Special Issue on Sea-floor hydrothermal mineralization new perspectives // Econ Geology 1993 Vol 88 N 8 P 1935-1991
Поступила в редакцию 03 02 2004
УДК 553 065 4 + 781 3 (470 45)
Ю.Г. Цеховский, Б.В. Карпова, И.М. Милеева, Е.В. Голубовская
СЕДИМЕНТО- И ЛИТОГЕНЕЗ В ПОГРАНИЧНЫХ СЛОЯХ МЕЛА И ПАЛЕОГЕНА НА ЮГО-ВОСТОКЕ ВОРОНЕЖСКОЙ АНТЕКЛИЗЫ. СТАТЬЯ 2. УСЛОВИЯ ОБРАЗОВАНИЯ
Исследователи пограничных слоев на рубеже мела и палеогена в пределах Воронежской антеклизы, отмечая их разнообразный состав (наличие железных руд, трепелов, опок, фосфоритов, глин), обычно выделяют эти породы в ранге хоперского горизонта [2, 3, 5, 15, 26] Для решения спорных вопросов его генези-
са предлагаются различные гипотезы, среди которых наиболее популярны осадочная, инфильтрационно-элювиальная, гидротермально-осадочная Отметим, что еще АД Архангельский [3], развивавший осадочную гипотезу, объективно назвал ряд оригинальных особенностей образования этого горизонта, которые
