CC BY
132
УДК 553.44+549.3
С.В. Прокопьева, Р.А. Кемкина
ПРОКОПЬЕВА Стелена Владимировна - студентка Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), КЕМКИНА Раиса Анатольевна - кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии, геофизики и геоэкологии Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток). Е-mail: [email protected]. © Прокопьева С.В., Кемкина Р. А., 2012
Минеральный состав руд месторождения Первое Советское и условия их образования
Образование скарновых месторождений Дальнегорского рудного поля обусловлено сложными физико-химическими процессами. Они образуются в результате воздействия на вмещающие породы различных флюидов и растворов. Проработка пород проходит в течение длительного геологического периода. Мине-ралообразование сменяется выщелачиванием и замещением новыми минералами. Детальное изучение минерального, вещественного состава и взаимоотношений рудных минералов позволило выявить эволюционные закономерности минералообразования и минералогическую зональность месторождения. Ключевые слова: месторождение, скарны, минералы, руды, генезис.
Mineral composition of the First Soviet deposit ores and conditions of their formation. Stelena V. Prokopy-eva, Raisa A. Kemkina - School of Engineering (Far Eastern Federal University, Vladivostok). Formation of the skarn deposits of the Dalnegorsk Ore fields is caused by complex physicochemical processes. They are formed as a result of influence on host rocks various fluids and solutions. The changes of rocks passes during the long geological period. Mineral formation is replaced by leaching and replacement by new minerals. The detailed study of mineral, material composition and mutual relation of the ore minerals has allowed to reveal evolutionary laws of mineral formation and mineralogical zonality of the deposit. Key words: deposit, skarns, minerals, ores, genesis.
Скарново-полиметаллическое месторождения характеризуются специфическими процессами рудообра-зования. В этой связи изучение минерального состава, взаимоотношений рудных минералов и последовательности их кристаллизации, являющихся прямыми индикаторами физико-химических условий образования, позволит уточнить вопросы генезиса месторождений данного типа.
Скарново-полиметаллическое месторождение Первое Советское расположено в пределах Дальнегорского рудного поля в юго-восточном крыле Центральной синформы и локализовано в олистостромовой толще таухинской свиты, сложенной алевролитами и песчаниками с многочисленными мелкими линзами известняков, известняковых и кремнистых брекчий. Интрузивные образования представлены дайкообразными телами нижнемеловых диабазов и палеогеновыми дайками диоритовых порфиритов. Молодые дайки являются внутриминерализационными - секут генденбергит-сульфидные руды, но, в свою очередь, пересекаются поздними жилами кальцита и галенита. Рудные тела располагаются в контакте известняков с алевролитами, песчаниками, диабазами и другими алюмосиликатными породами и контролируются дизъюнктивными нарушениями. Они имеют форму крутопадающих трубчатых залежей с частыми разветвлениями и апофизами в известняках, а также жилообразную форму1.
Руды месторождения Первое Советское являются типичными для скарново-полиметаллических месторождений Дальнегорской группы как по минералого-химическому составу, так и условиям их образования. Они отличаются многообразием минерального состава. В их состав входят геденбергит, хлорит, серицит, кварц, кальцит, в меньшей мере ильваит, датолит, эпидот, флюорит, еще реже встречаются гранат, аксинит, пренит, амфибол, апатит. Из рудных минералов наиболее распространены галенит, сфалерит, пирротин и арсенопирит, менее известны халькопирит, магнетит, пирит, марказит, еще более редки блеклые руды, джем-сонит, прустит, пираргирит и самородное серебро. Руды прожилково-вкрапленные и вкрапленные, реже сплошные массивные.
1 Булавко Н.В. Минералогия скарновых месторождений Дальнегорского рудного поля (Приморье). Владивосток: Дальневост. кн. из-во, 2000. 219 с.
Пирротин — один из наиболее распространенных сульфидов. Он слагает как мономинеральные жилы мощностью до нескольких сантиметров, так и более мелкие прожилки, а также образует вкрапленность и гнезда. Форма выделений пирротина чаще неправильная, но изредка устанавливаются гексагональные пластинки размером до 0,5-2,0 см, местами наблюдаются кристаллы пирротина до 10,0-14,0 см. Являясь самым ранним среди сульфидов, он часто катаклазирован и замещается халькопиритом и галенитом. Вследствие дисульфидизации пирротина по нему интенсивно развивается пирит-марказитовый агрегат. В виде оторочек пластинчатые агрегаты пирротина обрастают более поздним арсенопиритом. По данным рентгеноспект-рального микроанализа, в составе пирротинов месторождения присутствуют серебро, никель, кобальт, свинец, сурьма, олово и мышьяк. Пересчет результатов анализов показывает, что расчетная формула (Ре0 8^1П) пирротина соответствует теоретической при значительном превышении количества серы.
Сфалерит является одним из главных минералов полиметаллических руд, где он образует вкрапленность, массивные гнезда, прожилки, тесно ассоциируя с другими сульфидами. Образуется сфалерит на протяжении всего процесса минералообразования и встречается в большинстве выделенных минеральных ассоциаций. По форме, размерам и ассоциациям выделяется четыре его генерации.
Сфалерит первой генерации, образовавшийся в конце скарнообразования (скарново-сульфидная стадия), слагает до 5-8% объема рудных тел. Встречается в виде вкрапленности с размером зерен от 0,5 до 1,5 см, а также в виде гнезд - до первых десятков сантиметров. Часто развивается по трещинкам среди кристаллов длиннопризматического геденбергита. В связи с тем, что в своем составе сфалерит содержит высокие примеси железа (до 14 масс.% и выше), он представлен темно-коричневыми (до черных) разностями. Для сфалерита характерна редкая эмульсионная вкрапленность и тонкие просечки халькопирита, приуроченные в основном к периферическим частям его зерен, а также овальные и пластинчатые выделения пирротина. Подобные срастания являются продуктами распада твердого раствора, образующимися при высоких температурах. Сфалерит содержит идиоморфные включения арсенопирита, выделяясь несколько позже него.
Сфалерит второй генерации выделялся вместе с основной массой сульфидов метасоматических тел, где является главным минералом полиметаллических руд. В отличии от сфалерита первой генерации, сфалерит II образует тонкие прожилки и слагает массивные руды. Встречается в виде зерен аллотриоморфной формы с размером выделений от 1 мм до 10 см. Сфалерит тесно срастается с пирротином, халькопиритом, пиритом, галенитом и магнетитом, содержит включения блеклой руды. При этом образование сфалерита, как правило, происходило несколько раньше перечисленных сульфидов: повсеместно наблюдаются картины обрастания минерала каймой последних. Однако процесс отложения всех минералов был настолько сближен во времени, что в отдельных участках в первую очередь образовались галенит и пирротин, а затем сфалерит.
Сфалерит третьей генерации образует звездчатую эмульсионную вкрапленность в крупных агрегатах халькопирита. Включения сфалерита обильные и расположены в основном в центральных частях халькопирита.
Сфалерит четвертой генерации кристаллизовался в заключительные периоды минералообразования и лишен продуктов распада твердого раствора, что обусловлено более низкой температурой его образования. Он тесно ассоциирует с галенитом, халькопиритом, станнином, а также карбонатом и кварцем.
В составе сфалерита в качестве элементов-примесей присутствуют кадмий, медь, марганец и железо. Содержания последнего в отдельных пробах достигают значительных количеств (до 11,15%), что позволяет отнести подобные сфалериты к высокожелезистой разности - марматиту. Усредненная кристаллохимичес-кая формула соответствует таковой (2п0 77Ре0 21Мп0 01С^ 002Си0 002Б101).
Галенит, так же как и сфалерит, является главным минералом руд месторождения. Он образует вкрапленность, гнезда, редко - мономинеральные выделения. Выделяется две его генерации. Ранний галенит входит в состав скарново-рудных тел, поздний - жильных тел. Замещает ранее выделившиеся сульфиды пирротин, сфалерит и халькопирит, тесно ассоциирует с блеклыми рудами, пираргиритом, джемсонитом и самородным серебром. Рассчитанная кристаллохимическая формула галенита (РЬ0 98Л§0 002Ре0 0032п0 001Си0 001 Б10 00028Ь0 0018101) соответствует стехиометрической.
Халькопирит распространен незначительно и концентрируется в массивных сульфидных рудах, образуя гнездообразные выделения, реже - мелкую вкрапленность. Выделяется две его генерации. Халькопирит первой генерации встречается в виде аллотриоморфных выделений в срастаниях с пирротином и содержит обильные звездчатые выделения сфалерита, продукта распада твердого раствора. Халькопирит второй генерации образует петельчатые структуры распада из мелких эмульсионных включений в сфалерите. Усредненная кристаллохимическая формула халькопирита соответствует Си0 90Л§0 001Ре0 98РЬ0 00032п0 002Со0 002
"^0,0003^0,0001^2,11.
Дисульфиды железа широко распространены и относятся к числу поздних минералов. Они образовались вследствие дисульфидизации пирротина в результате воздействия на него поздних гидротермальных, а также поверхностных растворов и представлены пиритом и марказитом, которые образуют пирит-маркази-товый агрегат. Обычно пирротин замещается пиритом и марказитом, проникающими в него по границам зерен, трещинам спайности и вдоль прожилков минералов секущих пирротин. Они образуют также оторочки по периферии выделений пирротина, которые, разрастаясь, слагают тонкополосчатые агрегаты.
Джемсонит встречается в небольшом количестве в виде войлокоподобных агрегатов, выполняющих промежутки совместно с сульфидами в крупнозернистом кварце. Характерен для жильных рудных тел. Отмечаются некоторые отклонения в составе джемсонита от теоретического (РЬ4 09Бе0 4^п0 003Си0 02А§0 88ЗЬ6 53
А^0,08^12,94).
Блеклые руды образуют разнообразные по форме (от изометричных и овальных до удлиненных и ксе-номорфных) выделения в кварце, размер которых изменяется от 0,035 до 0,18 мм. Нередко минеральные выделения блеклых руд формируют относительно крупные скопления (1-2 мм), состоящие из многочисленных зерен. При микроскопическом исследовании отмечается, что блеклые руды образуют не только самостоятельные выделения, но встречаются и в виде срастаний с другими минералами. Они образуют мелкую псевдоэмульсионную вкрапленность в сфалерите и несколько более крупную - на границе сфалерита и галенита. Характерны мирмекитовые срастания блеклых руд с халькопиритом, что указывает на их близко-одновременное выделение. Отмечается также тесная ассоциация блеклых руд с самородным висмутом, аргентитом, пираргиритом и джемсонитом, которые в ряде случаев замещают ранние сульфиды. Блеклая руда представлена преимущественно тетраэдритовым рядом (Си10 24Ре0,99рЬ0,2А§0,2гп0,08Мп0,01Со0 004) (8Ь3,88А50 003
В^0,0003)^13,36.
Прустит и пираргирит образуют преимущественно интерстициальные и аллотриоморфные, реже ажурные, извилистые, каплевидные формы выделений. По границам зерен интенсивно замещают пирит, халькопирит и блеклые руды. В свою очередь, по периферии и изнутри замещаются самородным серебром.
Станнин образует тесный парагенезис с такими минералами, как сфалерит, галенит и халькопирит. Встречается в виде минеральных выделений аллотриоморфной формы размером до 0,15 мм. Обычно стан-нин образует каемки вокруг зерен сфалерита, корродирует, а также в виде маломощных прожилков рассекает его. Нередка эмульсионная вкрапленность станнина в сфалерите, приуроченная преимущественно к границам зерен. Подобные срастания свидетельствуют о более позднем образовании станнина. Характерно присутствие станнина на контакте касситерита с сульфидами.
По характеру взаимоотношения минеральных агрегатов, их строению на месторождении установлены текстуры и структуры, образовавшиеся в результате метасоматического замещения пород и руд. Гнездово-вкрапленная и прожилково-вкрапленная текстуры наиболее развиты в сульфидно-геденбергитовых и сфалерит-галенит-кварцевых рудах. Они характеризуются выделением сульфидов в межзерновом пространстве и внутри зерен ранее выделившихся минералов. Коррозионная текстура образовалась в результате замещения сульфидов пострудными минералами. Кавернозная характерна для руд, развитых в известняках, и образуется в результате выщелачивания и образования открытых полостей, выполненных кристаллами рудных и жильных минералов. Массивная текстура характеризуется скоплениями основных рудных минералов. Среди структур руд наиболее развиты структуры, образованные при кристаллизации растворов, метасоматичес-ком замещении, менее распространены структуры перекристаллизации.
Основываясь на данных минералогических исследований текстурно-структурных особенностей рудных агрегатов, можно предположить, что формирование оруденения месторождения происходило в два этапа. Скарново-полиметаллический этап, который проявлен преимущественно в скарнах и в пределах которого отлагалась основная масса сульфидов, и серебро-сульфосольный, типичный для жильных и прожилково-вкрапленных тел, представленный сульфосолями, сульфидами и серебром.
