CC BY
40
ГОРНОЕ ДЕЛО И ГЕОЛОГИЯ
УДК 553.435(470.62/.67)
КОБАЛЬТОНОСНОСТЬ РУД МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ СЕВЕРНОГО КАВКАЗА
© 2014 г. И.А. Богуш, Г.В. Рябов, С.Д. Шапошникова
Богуш Илья Александрович - д-р геол.-минер. наук, профессор, кафедра «Прикладная геология», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. Тел. (863)525-53-60. E-mail i.bogush@ mail.ru
Рябов Георгий Владимирович - канд. геол.-минер наук, доцент, кафедра «Прикладная геология», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова. Тел. (863)525-53-90. E-mail: Georg. [email protected]
Шапошникова Софья Дмитриевна - студент, кафедра «Прикладная геология», Южно-Российский государственный политехнический университет (НПИ) имени М.И. Платова
Bogush Ilya Alexandrovich - Doctor of Geology-Mineralogical Sciences, professor, department «Applied Geology», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI). Ph. (863) 525-53-60. E-mail [email protected]
Ryabov Georgiy Vladimirovich - Candidate of Geology-Mineralogical Sciences, assistant professor, department «Applied Geology», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI). Ph. (863)525-53-90. E-mail: Georg. riabov@ yandex.ru
Shaposhnikova Sofya Dmitrievna - student department «Applied Geology», Platov South-Russian State Polytechnic University (NPI).
На примере медноколчеданных месторождений Северного Кавказа рассматривается возможность их комплексного использования. На примере Худесского месторождения доказывается наличие промышленных скоплений кобальта исключительно в серноколчеданных рудах. Выделяется промышленная специализация двух типов медноколчеданных руд: 1) золотоносные (Урупский генетический подтип); 2) кобальтоносные (Худесский генетический подтип). Подчеркивается, что концентрация кобальта в этих рудах вполне сопоставима с содержанием кобальта в известных мировых кобальтовых месторождениях. Дается рекомендация для выяснения промышленной кобальтоносности Быковского и Бескесского месторождений - аналогов Худесского месторождения.
Ключевые слова: колчеданные месторождения; Северный Кавказ; генетические подтипы; золотоносность; ко-бальтоносность.
On example copper pyritic deposits North Caucasus is considered possibility their complex use. On example Hudesskogo ores is proved proven presence of the industrial concourses of the cobalt solely in sulphur pyritic ores. Stands out industrial specialization two types copper pyritic ores: 1) zolotonosnye (Urupskiy type); 2) kobalitonosnye (Hudesskiy type). It Is Emphasized that concentration of the cobalt in these ore wholly comparable with contents of the cobalt in the known world cobalt deposits. The recommendation is Given for clarification industrial cobalitonosnosti Bykovskogo and Beskesskogo deposits - an analogue Hudesskogo ores.
Keywords: copper pyritic deposits; North Caucasus; genetic subtype; zolotonosnosti; cobalitonosnosti.
Наиболее крупные промышленные месторождения цветных и благородных металлов Юга России связаны с колчеданным рудогенезом. Колчеданные месторождения Кавказа послужили первыми эталонными образцами для разработки в СССР теории вул-каногенно-осадочного (гидротермально-осадочного) рудообразования (В.И. Смирнов, Н.С. Скрипченко, Г.А. Твалчрелидзе, Т.Я. Гончарова). Это семейство месторождений (Урупское, Худесское, Быковское, Бескесское, Власенчихинское, Скалистое, Первомайское, Даутское, Карабекское, Кыркольское) слагают практически анхипиритовые руды (80 - 99 % пирита) с присутствием халькопирита, сфалерита, пирротина, (галенита) [1 - 3]. Генетически месторождения Север-
ного Кавказа классифицируются в целом как месторождения уральского типа [4, 6].
Промышленно ценными компонентами, извлекаемыми в настоящее время единственным действующим на Северном Кавказе Урупским горнообогатительным комбинатом (УГОК) из руд медно-колчеданных северокавказских месторождений, являются медь и попутное золото. В то же время руды отдельных месторождений этой группы содержат ряд сопутствующих ценных элементов, позволяющих относить эти руды к числу поликомпонентных и рекомендовать их в качестве дополнительных самостоятельных источников этих ценных металлов. Наше внимание привлекли, в первую очередь, металлы и
редкие элементы, встречающиеся в колчеданных рудах в качестве изоморфной примесной составляющей основных рудных минералов. Наибольшие запасы сопутствующих рудных компонентов (кобальт, селен, теллур) сосредоточены в рудах Худесского месторождения.
Худесское месторождение по запасам меди занимает третье место на Кавказе (после месторождений Кизил-Дере и Урупского), но по запасам сульфидных руд оно стоит на первом месте. В пределах Худесско-го рудного поля девонские вулканиты залегают моноклинально с крутыми (50 - 80 °) углами падения на Ю-ЮВ. Главная, Промежуточная и Кизилкольская залежи сплошных руд этого месторождения залегают согласно и слабо метаморфизованы, сохраняя в значительной степени первичные структурные и текстурные признаки. Вмещающие породы, а равно и рудные тела, метаморфизованы в рамках пренит-пумпел-лиитовой и хлоритовой фаций регионального метаморфизма. Сплошные руды Худесского месторождения имеют сравнительно простой минеральный состав (пирита - 82 - 100 %; халькопирита, сфалерита, тен-нантита - в сумме до 10 %, нерудных минералов -кварц, карбонат, барит - 1 - 7 %). Кроме главных рудных компонентов (медь, цинк, сера), в рудах выделяются сопутствующие элементы, представляющие промышленный интерес (кобальт, селен, теллур, золото, серебро, платина).
К числу примесных, редких металлов, в первую очередь, относится кобальт, количество которого было учтено при подсчете запасов руды на Худесском месторождении. Стабильно в качестве изоморфных примесей в пирите колчеданных руд проявляются теллур и селен. Линзовидные тела сплошных руд (Главная, Промежуточная и Кизилкольская залежи) стратифицированы и генетически относятся к производным гидротермально-осадочного рудогенеза [2]. Основные запасы промышленно ценных руд сосредоточены в Главной рудной залежи.
В настоящее время УГОКом Худесское месторождение готовится к промышленной отработке.
Считаем, что с промышленной точки зрения в северокавказских колчеданных месторождениях необходимо рассматривать два типа медноколчеданных руд: 1) золотоносные (Урупский подтип); 2) кобальто-носные (Худесский подтип) [6]. Главным промышленным элементом Урупского подтипа рассматрива-
ется золото, содержащееся в медном концентрате. Главным промышленным элементом руд Худесского подтипа, на наш взгляд, необходимо считать кобальт, изоморфно распределенный в пирите.
Медноколчеданные месторождения залегают в девонских вулканитах ф2-3) базальтоидной серии спилито-кератофировой формации Передового хребта Кавказа. Рудовмещающими являются две свиты -кизилкольская ф2-3 ks) и даутская ф2-3 d). Месторождения Худесского подтипа (Худесское, Быковское, Бескесское) залегают в базальт-андезитовой толще гомодромно дифференцированных вулканитов. Месторождения Урупского подтипа относятся к гетерогенным проявлениям гидротермально-осадочного рудогенеза [1, 6, 7] и представлены стратиформными пластовыми, линзовидно-пластовыми и линзовидны-ми залежами.
На основе вещественного состава руд и рудовме-щающих вулканитов герцинской базальтоидной формации колчеданные месторождения Северного Кавказа отнесены к месторождениям уральского типа. Нами на основании установленных групповых и индивидуальных различий в морфологии рудных тел, минералогических, текстурно-структурных и геохимических особенностей руд, формационно-фациальном характере двух продуктивных девонских формаций вулканитов Северного Кавказа - риолит-базальтовой ф2 d) и базальт-андезит-дацит-риолитовой ф2 ks) - выделяется два подтипа месторождений: 1 - Худесский; 2 -Урупский. Генетически оба подтипа этих колчеданных месторождений классифицируются как гетерогенные - вулканогенно-осадочные [1, 6, 7].
В Худесском медно-кобальтовом месторождении наиболее полно представлены особенности первого подтипа руд. К этим особенностям относятся: а) лин-зовидная и линзовидно-пластовая форма стратиформ-ных залежей; б) наличие мощной зоны подрудных пиритизированных метасоматитов; в) большой объем серноколчеданных руд (более 60 %); г) повышенные концентрации кобальта в серноколчеданных рудах (табл. 1) [2].
Рудные тела Худесского месторождения (Главное, Промежуточное, Кизилкольское) представлены стратиформными линзами сплошных руд, подстилаемых воронкообразными телами пиритизированных метасоматитов [1, 2].
Таблица 1
Компонентный состав руд Худесского месторождения
Сорта руд Содержание компонентов в рудах, %
Медь Цинк Сера Кобальт Нерудые элементы
Медистый колчедан 0,7 - 3,0 1,0 - 7,0 37,0 - 52,0 0,02 1,0 - 7,0
Серный колчедан 0,0 - 0,7 0,0 - 0,6 42,0 - 53,3 0,067 0,0 - 8,0
Таблица 2
Компонентный состав руд Быковского месторождения
Сорта руд Содержание компонентов в рудах, %
Cu Zn S Co Se Te
Медные 0,9 - 1,44 0,16 - 0,82 48,13 0,27 - 0,033 0,006 0,003
Медно-цинковые 1,08 - 2,5 0,62 - 6,04 47,15 0,01 - 0,24 0,012 0,001
Цинковые 0,15 - 2,59 1,25 - 6,86 44,74 0,008 - 0,077 0,06 0,004
Серно-колчеданные 0,06 - 0,39 0,16 - 0,67 45,47 0,017 - 0,132 0,006 0,003
Медноколчеданные руды имеют относительно простой минеральный состав: пирит - 91 %, халькопирит - 2,0 - 4,5 %, сфалерит - 1,5 %, теннантит -около 0,2 %. Базис этих руд представлен тонко-среднезернистым (0,08 - 0,6 мм) пиритом.
Серноколчеданные руды представлены средне-грубозернистыми (размер зерен пирита 0,8 - 5,0 мм) анхипиритными сплошными рудами. Серноколчеданные руды закономерно располагаются в лежачем боку рудных тел Худесского, Быковского и Бескесского месторождений.
Содержание кобальта в кобальт-пиритных серно-колчеданных рудах варьирует в широких пределах, от 0,003 до 0,20 %, среднее - 0,067 %. В известных кобальтовых месторождениях Канады, Китая, Колумбии, США, Бразилии, Зимбабве промышленные концентрации кобальта составляют 0,05 %, что вполне сопоставимо с содержаниями металла в серноколче-данных рудах Худесского месторождения [2]. В известных медно-никелевых месторождениях Норильского района России содержания кобальта - от 0,02 до 0,039 %, а в месторождениях Печенгской группы Кольского полуострова - 0,022 - 0,039 % кобальта.
Кобальт относится к VIII группе периодической системы Д.И. Менделеева и принадлежит к триаде железо-кобальт-никель. В рудах медноколчеданных месторождений Северного Кавказа не обнаружено самостоятельных минералов кобальта. Кобальт локализуется в максимальных количествах в пирите (до 0,7 %). В халькопирите и сфалерите содержание кобальта обычно тысячные доли процента. Учитывая близкие ионные радиусы двухвалентных кобальта и железа, соответственно 0,83 А и 0,82 А, принято считать, что кобальт изоморфно замещает часть железа в пирите [2, 3].
Быковское (Большелабинское) месторождение является близким аналогом Худесского медно-кобальтового месторождения. В лежачем боку Быковского месторождения залегают мощные тела серно-колчеданных руд. Если для Худесского месторождения при его разведке производилось химическое опробование колчеданных руд на кобальт, то сернокол-чеданные руды Быковского месторождения на кобальт не анализировались. Имеются лишь отрывочные дан-
Поступила в редакцию
ные (25 анализов) С.Н. Ганжаровой по содержанию металлов в рудах Быковского месторождения, полученные при разведке этого месторождения (табл. 2).
Из данных С.Н. Ганжаровой следует, что серно-колчеданные руды Быковского месторождения обогащены кобальтом аналогично рудам Худесского месторождения. Также и Бескесское медноколчеданное месторождение, по всем показателям аналогичное Худесскому, содержит тела серноколчеданных руд, до сих пор не исследованные на кобальт.
Результаты анализа геологических данных и ко-бальтоносности северокавказских колчеданных месторождений Худесского подтипа показывают, что необходимо исследовать руды Быковского и Бескес-ского месторождений с целью определения содержаний в них кобальта и проведения их промышленной переоценки.
Литература
1. Богуш И.А. Генетический анализ колчеданных месторождений Северного Кавказа - основа локального прогнозирования скрытого оруденения // Изв. Сев.-Кавк. научного центра высшей школы. Естеств. науки. 1990. № 1. С. 31 - 40.
2. Богуш И.А., Бурцев А.А., Джангиров М.Ю. Кобальтонос-ность руд на примере Худесского (Северный Кавказ) и Джусинского (Южный Урал) колчеданных месторождений // Проблемы геологии, полезных ископаемых и экологии юга России и Кавказа: материалы 4-й междунар. конф. Т. 2. Новочеркасск, 2004. С. 189 - 199.
3. Геохимия, минералогия и генетические типы редких металлов. Т. 1.: Геохимия редких элементов. М., 1964. 687 с.
4. Еремин Н.И. Типизация фанерозойских колчеданных месторождений // Докл. АН СССР. 1978. Т. 240, № 5. С. 1176 - 1179.
5. Колчеданные месторождения Большого Кавказа. М., 1973. 256 с.
6. Рябов Г.В., Богуш И.А. Типизация колчеданных месторождений Северного Кавказа // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. 2012. № 5. С. 88 - 91.
7. Скрипченко Н.С. Гидротермально-осадочные сульфидные руды базальтоидных формаций. М., 1972. 216 с.
26 февраля 2014 г.
