CC BY
23
УДК 553.434(571.55)
МИНЕРАЛЬНЫЕ АССОЦИАЦИИ МЕДНЫХ РУД УЧАСТКА «ЗАПАДНЫЙ» УДОКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ И ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИХ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ВО ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОДАХ
© С.Е. Мезенцев1, М.В. Яхно2
Иркутский государственный технический университет, 664074, Россия, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Проанализировано распределение минеральных ассоциаций во вмещающих породах и рудных жилах на Западном участке Удоканского месторождения. Показано, что сульфидные руды представлены пирит-халькопиритовыми и борнит-халькопирит-халькозиновыми минеральными ассоциациями. Они образуют маломощные согласные и секущие обособления, выступают в роли цемента в межзерновом пространстве во вмещающих породах и образуют секущие жилы и прожилки кварц-сульфидного, сульфидного составов и кварц-эпидотовые с сульфидами. Библиогр. 3 назв. Ил. 3. Табл. 1.
Ключевые слова: халькопирит; борнит; халькозин; гидротермальный процесс.
MINERAL ASSOCIATIONS OF COPPER ORE IN «ZAPADNY» SITE OF THE UDOKAN FIELD, PATTERN OF THEIR DISTRIBUTION IN HOST ROCKS
S.E. Mezentsev, M.V. Yakhno
Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074, Russia.
The distribution of mineral associations was analyzed for host rocks and ore veins of «Zapadny» site occurring in the Udokan field. It is found that sulphide ores involve pyrite-chalcopyrite and bornite-chalcopyrite-chalcosine mineral associations. They produce thin concordant or intersecting nodules in host rocks, act as cement in the within-grain space of host rocks and form cutting veins and veinlets of quartz-sulphide and sulphide composition, as well as quartz- epidote bearing sulphides. 3 references. 3 figures. 1 table.
Keywords: chalcopyrite; bornite; chalcosine; hydrothermalprocess.
Руды Удоканского месторождения по минеральным ассоциациям традиционно [3] разделяются на три типа: пирит-халькопиритовые, борнит-халькозиновые и окисленные, представленные в основном сульфатами и в меньшей степени карбонатами меди. Однако в настоящее время в процессе полевых работ получены новые данные о структурных и морфологических особенностях этих руд, отражающих закономерности распределения рудных минералов и их ассоциаций в осадочных породах, а следовательно, и генетические особенности месторождения.
Детальное изучение распределения рудных минералов сульфидных руд в шлифах и в штуфах 80 образцов, отобранных в ходе полевых работ из керна скважин, из стенок штолен и с поверхности на участке «Западный» Удоканского месторождения, позволило выделить четыре обстановки распределения концентраций рудных минералов, которые условно могут быть названы текстурными типами.
Первый тип представлен массивными рудами с борнит-халькопи-рит-халькозиновой минеральной ассоциацией, которая выступает в роли наложенного цемента (псевдоцемента)
:Мезенцев Сергей Евгеньевич, аспирант кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: 89246389344, e-mail: [email protected]
Mezentsev Sergei, Postgraduate of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: 89246389344, e-mail: [email protected]
2Яхно Марина Владиславовна, старший преподаватель кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: 8(3952) 405653, e-mail: [email protected]
Yakhno Marina, Senior Lecturer of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: 8(3952) 405653, e-mail: [email protected]
во вмещающих песчаниках (рис. 1).
Рис. 1. Борнит-халькозиновая руда в виде «наложенного» цемента в песчанике:
1 - песчаник; 2 - халькозин; 3 - бор-нит;г 4 - магнетит. Полированный шлиф. Ув. Х 100
В этой ассоциации халькопирит пользуется незначительным распространением и наблюдается в виде пластинок, решеток и эмульсий в борните с образованием структур распада твердых растворов.
Халькозин представлен двумя генерациями: халькозин-1 образует мирмекитовые срастания с борнитом, а халькозин-2 как вторичный минерал связан с замещением борнита по трещинам и по краям зерен. Халькозин и борнит в свою очередь замещаются ковеллином по трещинам.
Часто в виде отдельных алло-триоморфных зерен различных размеров присутствует магнетит первой генерации, который замещается гематитом.
Сульфиды этой формы нахождения заполняют пустоты межзернового пространства в песчанике, как бы цементируя зерна вмещающих пород, но являются поздними по отношению к самой породе. Этот вид мог образоваться в результате потока рудоносных флюидов по проницаемой зоне, образованной, например, за счет выщелачивания карбоната из песчаника. Такие формы выделений четко видны на стенках штолен юго-восточнее участка «Западный». На самом участке такие руды установлены в керне, но имеют здесь меньшую мощность.
Второй тип представлен пирит-халькопиритовой и борнит-
халькопирит-халькозиновой минеральными ассоциациями (рис 2). Для пирит-халькопиритовых руд важным структурно-литологическим элементом являются тонкие экранирующие алевролитовые прослойки в песчанике, на контакте с которыми сконцентрированы аллотриоморфные зерна халькопирита в срастании с идиоморфны-ми зернами пирита. В самих песчаниках встречаются аллотриоморфные зерна магнетита первой генерации. Прослойки представлены черными и серыми тонкозернистыми алевролитами, небольшими по мощности и по простиранию, иногда прерывистыми. Располагаются согласно слоистости и залегают горизонтально или субгоризонтально. Такие горизонтальные прослойки повторяются в разрезе с интервалом 5-10 см. Рудные минералы образуют также серию маломощных рудных просечек согласно слоистости.
Рис. 2. Просечки борнит-халькозиновой руды. Штуфной образец
К этому же виду локализации относятся и концентрации борнит-халькозиновых руд с халькопиритом. Для этих руд структурные особенности немного отличаются. Это опять же тонкие сульфидные просечки, залегающие согласно слоистости пород, но уже не привязанные к контактам с алевролитами, а заполняющие пустоты в породе, которые, вероятно, также обусловлены наличием тонких про-
слоев с выщелоченным карбонатным веществом.
Основным рудным минералом в этой форме нахождения и в этом типе руд является борнит, который по трещинам замещается халькозином второй генерации, и далее этот халькозин замещается ковеллином. В песчанике присутствуют аллотриоморфные зерна магнетита, которые замещаются гематитом.
Третий тип представлен секущими прожилками. Но так как состав прожилков и, судя по всему, время их образования различаются, они были разделены на три подтипа по составу: кварц-сульфидные, собственно сульфидные и кварц-эпидотовые с сульфидами.
Наиболее распространенные из них кварц-сульфидные прожилки. Они представляют собой разрозненные секущие образования мощностью от первых мм до 100 мм. Рудные минералы в них представлены борнитом, халькозином обеих генераций, в меньшей степени халькопиритом, ко-веллином, магнетитом двух генераций и гематитом.
Основные и самые ранние минералы остаются теми же, что и описанные в предыдущих структурных типах. Характерны структуры распада халькопирита в борните, который далее замещается ковеллином. Халькопирит также представлен в отдельных случаях самостоятельными, очень мелкими аллотриоморфными зернами в кварцевых жилах. Борнит также по трещинам замещается халькозином второй генерации, который далее замещается ковеллином. Присутствуют кварц-сульфидные прожилки кварц-магнетит-гематитового состава, без основных медных минералов. В этих прожилках магнетит отличается ради-ально-лучистой формой зерен и по этому признаку выделяется вторая генерация магнетита. Сама же жила сопровождается аллотриоморфными зернами магнетита первой генерации.
Магнетит обеих генераций замещается гематитом.
Собственно сульфидные прожилки характеризуются халькопиритом, борнитом, халькозином второй генерации, ковеллином, магнетитом первой генерации и гематитом.
К данному типу относятся также отдельные сульфидные гнезда, схожие по своему минеральному составу с прожилками.
В отдельных случаях собственно сульфидные прожилки цементируют остроугольные обломки вмещающих пород, а также обломки более ранних кварцевых жил, образуя тем самым рудные брекчии (рис.3). Это указывает на возобновление тектонических процессов и образование новых рудопод-водящих каналов. Главными и ранее образованными минералами здесь являются борнит и халькопирит. По трещинам борнит замещается халькозином второй генерации и ковеллином. В срастании с халькопиритом в отдельных случаях наблюдается магнетит, который также замещается гематитом. Мощности таких прожилков варьируют от первых мм до первых см.
Рис. 3. Борнит-халькозиновые прожилки (темное), цементирующие обломки кварца (светлое). Штуфной образец
На месторождении и за его пределами широко развиты кварц-эпидотовые прожилки, зачастую не несущие рудной минерализации, но в отдельных случаях с ними связаны борнитовые гнезда, которые по трещинам замещаются халькозином и ко-
веллином. Судя по всему, это самые молодые жильные образования, пересекающие все остальные жилы и прожилки, распространяющиеся и за пределами Удоканского месторождения. Мощности таких прожилков варьируют от первых мм до первых см.
Все вышеперечисленные прожилки широко распространены на месторождении и несут богатую медную минерализацию. Простирание их ориентировано в крест слоистости, падение субвертикальное. Также отличаются между собой и по времени образования, что отчетливо видно в образцах, где одни рудные прожилки пересекают другие.
Четвертый тип установлен в дайке габбро-диабазов, которая схожа по составу с известной Удоканской дайкой. В составе этой дайки также наблюдаются вкрапленные структуры основных рудных медных минералов. Халькопирит образует характерную структуру распада в борните, по трещинам образуется халькозин второй генерации.
Итак, на основе изучения образцов руд и полированных шлифов было выделено девять основных рудных минералов и четыре «текстурных» типа (таблица).
Структурные типы различаются между собой по возрасту образования,
но, при анализе каждого из этих типов видно, что минеральный состав не изменяется. Исключением является наличие пирита, вкрапленного во вмещающую породу и образовавшего вместе с халькопиритом тонкие просечки согласно слоистости. Вторым исключением служит халькозин первой генерации, который встречается вместе с халькопиритом и борнитом в виде цемента в песчанике и в срастаниях с борнитом в кварц-сульфидных жилах. Третья особенность - это наличие лишь в кварц-сульфидных жилах магнетита второй генерации. В остальном картина не меняется; во всех видах нахождения ранними и главными минералами являются борнит и халькопирит, которые замещаются халькозином второй генерации, следующие этапы замещения берет на себя ковел-лин. Также во всех случаях имеет место магнетит первой генерации, который замещается гематитом.
Макротекстуры всех описанных выше руд массивные, прожилковые, прожилково-вкрапленные, гнездовые. Характерны микроструктуры распада твердых растворов, замещения и мир-мекитовые. Такие структурно-текстурные особенности указывают на генетическую связь рудных минералов с гидротермальной деятельностью.
Распределение минералов по условиям их нахождения
В межзер- Соглас- В секущих прожилках В дайке
Минералы новом про- но слои- кварц- суль- кварц- габбро-
странстве в стости в суль- фид- эпидот- диабаза
породе породе фидных ных сульфидных
Халькопирит + + +
Пирит +
Борнит + + + + + +
Халькозин-1 + +
Магнетит-1 + + + +
Магнетит-2 +
Халькозин-2 + + + + + +
Гематит + + + +
Ковеллин + + + + +
Выводы. Распределение минеральных ассоциаций медных руд и структурные типы указывают на неоднократное возобновление тектонической активности, которая сопровождалась последующим рудоотложением. Сейчас уже можно выделить три основных этапа тектоногенеза и рудоге-неза.
Первый этап выражен, конечно, образованием общей структуры месторождения и благоприятной проницаемой среды во вмещающих песчаниках и далее - отложением медных
руд.
Вторым этапом было образование серии секущих крутопадающих разрывных нарушений, которые в дальнейшем были залечены жилами и прожилками, несущими рудную минерализацию.
На третьем этапе часть трещин обновлялась, а новые трещины пересекали ранее залеченные. И вновь этап завершился отложением из богатых растворов рудных минералов в полостях новообразованных трещин.
Сходство минерального состава на всех этапах рудоотложения может указывать на длительное существование источника рудного вещества. Не исключено, что имела место регенерация рудного вещества и его переотложение от этапа к этапу.
Библиографический список
1. Гонгальский Б.И., Протерозойская металлогения Удокан-Чинейского рудного района (Северное Забайкалье): автореф. ... докт. геол.-минералог. наук. М., 2012. 58 с.
2. Кренделев Ф.П. Окисленные руды Удокана. М.: Наука, 1987. 99 с.
3. Наркелюн Л.Ф. и др. Удокан-ское медное и Катугинское редкоме-талльное месторождения Читинской области. Чита: Изд-во ЗабНИИ, 2004. 515 с.
References
1. Gongalskiy B.I. Proterozoic metallogeny of the Udokan-Chiney ore district (Northern Baikal region). [Prote-rozoiskaja metallogenia Udokan-Chineiskogo rudnogo raiona (Severnoe Zabaikalje)]. Avtoreferat dokt. Disser. -Abstract of doctor's thesis. Moscow, 2012, 58 p.
2. Krendelev F.P, Oxidized ores of Udokan. [Okislennye rudy Udokana]. Moscow: Nauka, 1987, 99 p.
3. Narkeljun L.F. et al. Udokan copper and Katuginsky rare-metal deposits of Chita Region. [Udokanskoe mednoe i Katuginskoe redkometaljnoe mes-torozhdenia Chitinskoy Oblasti]. Chita: ZabNII, 2004, 515 p.
Рецензент доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета Ж.В. Семинский
