CC BY
2МИНЕРАЛОГИЯ, 2022, том 8, № 4, с. 15-33
MINERALOGY (RUSSIA), 2022, volume 8, No 4, pp. 15-33
УДК 549.0 (234.853) DOI: 10.35597/2313-545X-2022-8-4-2
МИНЕРАЛОГИЯ ХРОМИТИТОВ ПОКЛОННОЙ ГОРЫ КАРАБАШСКОГО МАССИВА НА ЮЖНОМ УРАЛЕ
В.И. Попова7, Е.В. Белогуб2, М.А. Рассомахин2, В.А. Попов7, П.В. Хворов2
Южно-Уральский федеральный научный центрминералогии и геоэкологии УрОРАИ, 'Ильменский заповедник, 2Институт минералогии, г. Миасс, Челябинская обл., 456317PoccuH;popov@mineralogy.ru
Статья поступила в редакцию 28.11.2022 г., принята к печати 09.12.2022 г.
MINERALOGY OF CHROMITITES OF MOUNT POKLONNAYA OF THE KARABASH MASSIF, SOUTH URALS
V.I. Popova;, E.V. Belogub2, M.A. Rassomakhin2, V.A. Popov;, P.V. Khvorov2
South-UralFederalResearch Center ofMineralogy and Geoecology UBRAS, 1 llmeny State Reserve,2 Institute ofMineralogy, Miass, Chelyabinsk region, 456317Russia;popov@mineralogy.ru Received 28.11.2022,accepted 09.12.2022
Аннотация. Методами оптической и электронной микроскопии изучен минеральный состав хромититов и вмещающих серпентинитов, вскрытых карьером Поклонной Горы на СВ склоне Кара-башского серпентинитового массива. В дополнение к ранее установленным самородному осмию и ла-уриту, впервые для Карабашского массива описано восемь минералов элементов платиновой группы (ЭПГ): изоферроплатина, ирарсит, иридий, налдреттит, купроиридсит, сперрилит, толовкит и эрликма-нит. Установлено, что ранний магматогенный хромшпинелид представлен магнезиоалюмохромитом, позднемагматические - магнезиохромитом и феррихромитом. Наиболее ранними минералами платиновой группы (Mill) являются самородные иридий и осмий, которые замещаются сульфидами, арсенида-ми и стибнидами ЭПГ. С магнезиохромитом ассоциируют самородное золото, некоторые халькогениды Mill иNi (герсдорфит, миллерит, пентландит, хизлевудит), халькопирит. С серпентинизацией связаны хроммагнетит, магнетит, самородные железо и никель. Образование карбонатов (кальцита и доломита) и связанных с ними андрадита, галенита, брусита, сепиолита и недиагностированного силиката Са происходило на поздних этапах серпентинизации. Вторичные минералы Ni (гаспеит, непуит, «гарниерит»), вероятно, завершали процессы минералообразования.
Ключевые слова: Южный Урал, Карабашский массив, хромшпинелиды, минералы элементов группы платины, золото, халькогениды никеля, серпентинизация.
Abstract. Mineral composition of chromitites and host serpentinites from a quarry at Mt. Poklonnaya of the Karabash serpentinite massif is studied using optical and electron microscopy. In addition to previously known native osmium and laurite, eight minerals of platinum group elements (PGE) are found: isoferroplatinum, irarsite, iridium, naldrettite, cuproiridisite, sperrilite, tolovkite and erlichmannite. It is found that magnesioalumochromite is the early magmatic Cr-spinel and magnesiochromite and ferrichromite are late magmatic. The earliest native iridium and native osmium are replaced by PGE sulfides, arsenides and stibnides. Magnesiochromite is associated with native gold, Ni chalcohenides (gersdorffite, millerite, pentlandite, heaslewoodite) and chalcopyrite. The formation of Cr-magnetite, magnetite, native iron, native nickel, galena and barite is related to serpentinization. Carbonates (calcite and dolomite), brucite, andradite, sepiolite and an unidentified Ca-silicate formed at the latest stage of serpentinization. Secondary Ni minerals (gaspeite, nepuite, «garnierite») are most likely the products of the latest mineral-forming process.
Keywords: South Urals, Karabash massif, Cr-spinel, PGE minerals, native gold, Ni chalcogenides, serpentinization.
Введение
Карабашский массив серпентинитов в современном рельефе образует субмеридиональную гряду невысоких гор (с юга на север - гг. Карабаш, Золотая, Поклонная (ранее - Лысая)) и является северным продолжением Таловского серпентини-тового массива. Оба массива структурно располагаются в зоне Главного Уральского Глубинного Разлома (ГУГР). В обоих массивах выявлены проявления хромититов, которые ввиду небольших масштабов до сих пор остаются недоразведанными (Мазур и др., 1961ф; Варлаков и др., 1993, Савельев и др., 2008).
Медные руды добывались в районе Карабаша с начала XVIII в., позднее здесь стали разрабатывать россыпное, затем коренное золото; эпизодически добывались и хромиты. По данным партии треста «Уралхимруда» под руководством А.И. Ласькова, учтенные запасы хромитовых руд в Карабашских месторождениях на 1930 г. составляли ~8 тыс. т. К середине XX в. было отработано 29 месторождений с содержанием СГ2О3 до 30-40 мае. % во вкрапленных и до 39-50 мае. % в массивных рудах (Мазур и др., 1961ф). Отмечалось преобладание линзообразных тел хромититов протяженностью 3-40 м и мощностью 0.5-10 м, удлиненных вдоль простирания Карабашского массива. В 1990-х гг. отдельные проявления хромитов эпизодически отрабатывались для нужд Челябинского электрометаллургического комбината. Многочисленными исследователями отмечались находки минералов платиновой группы (МПГ) в золотоносных россыпях Миасского района, в том числе и расположенных в Карабашском районе, и ставился вопрос об их источнике (2аукоу е! а1., 2017, Зайков и др., 2017). Однако данных о содержании элементов платиновой группы (ЭПГ) в хромититах Карабашского массива в открытом доступе нет, а минералогия ЭПГ практически не изучена (Зайков и др., 2012).
Карабашский массив включает три линзовид-ных тела аподунит-апогарцбургитовых серпентинитов, залегающих среди метаморфизованных вул-
каногенно-осадочных пород (рис. 1) в зоне ГУГР. Субмеридиональная линза хромититов на северовосточном склоне Поклонной Горы вскрыта карьером длиной ~50 м в 2005-2006 гг. в 70 м восточнее Поклонного креста с координатами 55°47'08" с.ш., 60°25'29" в.д. В 2019 г. в дне карьера еще сохранялась линза хромитита длиной ~7м при «ширине» до 2 м. К 2021 г. сохранился коренной выход хромитита размером менее 1 м длиной и до 20 см шириной. Характеристика минерального состава хромититов, включая МПГ и сопутствующую минерализацию в серпентинитах, и является целью статьи.
Материалы и методы исследования
Для исследования минерального состава хромититов использовано 33 образца, отобранных из отвалов и стенок карьера в 2019 и 2021 гг. Предварительное описание выполнено с использованием стереомикроскопов МБС-10 и Stemi CZ (В.И. Попова, В.А. Попов, М.А. Рассомахин). Для оптико-микроскопического изучения (AxioScope A.l, Е.В. Белогуб) изготовлено 20 аншлифов и два шлифа. Для получения тяжелого концентрата отобраны пробы из вкрапленных руд (~40 кг) и массивных хромититов (~70 кг). Из проб после дробления до -1 мм получен тяжелый концентрат путем отмывки в воде и доводки в бромоформе. Из тяжелого концентрата под стереомикроскопом извлечены зерна МПГ, из которых после предварительного изучения морфологии изготовлены полированные препараты. Химический состав минералов определен при помощи СЭМ Tescan Vega3 с ЭДС Oxford Instrument X-act, при ускоряющем напряжении 20 кВ и времени набора 120 с (М.А. Рассомахин), микрозерна некоторых минералов диагностированы по ЭД-спектрам. Для хромшпинелидов и серпентинов получены рентгенограммы (дифрактометр Shimadzu XRD-6000, Cu-анод, графитовый монохроматор, П.В. Хворов). Химический состав вмещающих пород определен классическим методом «мокрой» химии для двух штуфных проб (М.Н. Маляренок,
Для цитирования: Попова В .И., Белогуб Е.В., Рассомахин М.А., Попов В .А., Хворов П.В. Минералогия хромититов Поклонной горы Карабашского массива на Южном Урале. Минералогия, 8(4), 15-33. DOI: 10.35597/2313-545Х-2022-8-4-2
For citation: Popova VI., Belogub E.V, Rassomakhin M.A., Popov VA., Khvorov P.V Mineralogy of chromitites of mount Poklonnaya of the Karabash massif, South Urals. Mineralogy, 8(4), 15-33. DOI: 10.35597/2313-545X-2022-8-4-2.
Puc. 1. Географическое положение хромитового карьера (Chr) на Поклонной Горе Карабашского массива (а) и геологическая схема района месторождения Золотая Гора (б).
1 - допалеозойские метаморфические породы зоны Уралтау, Уфалейский блок; 2 - допалеозойские метаморфические породы ильмено-вишневогорского комплекса; 3 - палеозойские вулканогенно-осадочные породы зоны ГУГР (O2); 4 - диориты, плагиограниты, гранодиориты (02); 5 - метагипербазиты дунит-гарцбургитовой формации (02); 6 - метагипербазиты дунит-верлит-клинопироксенит-габбровой формации (03). Схема по Г.Г. Кораблёву и В.И. Ленных (Белогуб и др., 2003), с изменениями.
Fig. 1. Geographical position of chromite quarry (Chr) on Mt. Poklonnaya of the Karabash massif (a) and geological scheme of the Zolotaya Gora deposit (b).
1 - Pre-Paleozoic metamorphic rocks of the Uraltau Zone, Ufaley block; 2 - Pre-Paleozoic metamorphic rocks of the Ilmeny-Vishnevogorsk complex; 3 - Paleozoic volcanosedimentary rocks of the Main Uralian Fault Zone (Middle Ordovician); 4 - diorite, plagiogranite, granodiorite (Middle Ordovician); 5 - metaultramafic rocks of dunite-harzburgite association (Middle Ordovician); 6 - metaultramafic rocks of dunite-wehrlite-clinopyroxenite-gabbro association (Upper Ordovician). Scheme was composedby G.G. Korablev and VI. Lennykh, modified after (Belogub et al., 2003).
T.B. Семенова). Все аналитические работы выполнены в Институте минералогии ЮУ ФНЦ МиГ УрО РАН. Фотографии всех полированных препаратов, использованных в работе, приведены в электронном приложении (ЭП) 1, фотографии в обратно-рассеянных электронах (BSE), не вошедшие в статью, - в ЭП 2.
После общего описания породообразующих минералов вмещающих пород и хромититов, в статье приведена характеристика второстепенных и редких минералов в соответствии с минералогической классификацией, внутри классов - в алфавитном порядке. Неноменклатурные разновидности минералов при первом упоминании даны курсивом (Кривовичев, 2021). Разновидности хромита даны по (Павлов, Григорьева-Чупрынина, 1973; Флейшер, 1990). На рисунках использованы следующие аббревиатуры: Brs - брусит, Ca - кальцит, Chr - хромит (все разновидности), Chi - клинохлор, Dol - доломит, Erl - эрликманнит, Grs - герсдорфит, Irs - ирарсит, Mil - миллерит, Mt - магнетит (включая хроммагнетит), Os - осмий, Srp - серпентин.
Результаты исследования
Главные минералы серпентинитов и хромититов
Серпентиниты, вмещающие хромитовую линзу, в основном серовато-зеленые различных оттенков, встречаются коричневатые и белые разновидности. Серпентиниты массивные, иногда пятнистые за счет включений хромшпинелидов и магнетита (рис. 2а), часто рассланцованы. В серпентинитах присутствуют серпентин-карбонатные, карбонатные и хлоритовые прожилки различной мощности (рис. 26, рис. 3). В карьере среди рас-сланцованных серпентинитов встречены редкие будины темно-зеленых плотных массивных пород. В одной из будин сохранился контакт серпентинита с массивным хромититом, вблизи которого в серпентините развиты единичные кристаллы доломита (рис. 2в). Химический состав массивных серпентинитов соответствует дуниту (табл. 1), в минеральном составе абсолютно преобладает пластинчатый антигорит и присутствуют прожилки хлорита (рис. 3). В отвале карьера обнаружена деформиро-
Рис. 2. Текстуры и структуры серпентинитов (а-г) и хромититов: а - массивный серпентинит с вкрапленностью магнетита; б - серпентин-карбонатный прожилок в серпентините; в - контакт массивного хромитита с серпентинитом; г - деформированный прожилок антигорита с магнетитом; д-и - хромититы: д - массивный, е - неравномерно-вкрапленный, ж - нодулярный, з - равномерно-вкрапленный, и - переход массивного во вкрапленный, а-ж, и - макрофото, з - BSE-фото.
Fig. 2. Structures and textures of serpentinites (a-г) and chromitites: a - massive serpentinite with disseminated magnetite; б - serpentine-carbonate veinlet in serpentinite; в - contact of serpentinite with massive chromitite; г - deformed vein of antigorite with magnetite; д-и - chromitites: д - massive, e - unevenly disseminated, ж - nodular, з - evenly disseminated, и -transition of massive to disseminated chromite. а-ж, и - macrophoto, з -BSE-image.
Рис. 3. Аподунитовый серпентинит: агрегат антигорита с включениями магнетита и прожилком хлорита. Проходящий свет. Слева - без анализатора, справа - с анализатором. Fig. 3. Serpentinite after dunite: antigorite aggregate with magnetite inclusion and chlorite vein. Transmitted light. Left - without analyzer, right - with analyzer.
Таблица 1
Химический состав аподунитового серпентинита из хромитового карьера Поклонной Горы (мае. %)
Table 1
Chemical composition of serpentinite after dunite from chromite quarry of Mt. Poklonnaya (wt. %)
№ п/п SiO2 TiO2 Al2O3 Fe2O3 MgO FeO MnO CaO Na2O K2O H2O- ППП CO2 Сумма
1 42.81 <0.05 0.79 1.57 41.62 0.30 0.03 0.07 0.01 0.03 <0.10 12.44 <0.10 99.67
2 37.83 <0.05 0.94 7.90 38.28 2.42 0.11 0.37 0.02 <0.01 0.15 11.68 0.70 99.70
Примечание. Содержание P2O5 <0.05 мае. %. Note. The P2O5 content is <0.05 wt. %.
Таблица 2
Химический состав минералов группы серпентина (1-6) и хлорита (7-9) (мае. %)
Table 2
Chemical composition of minerals of the serpentine (1-6) and chlorite (7-9) groups (wt. %)
№ ан. MgO FeO NiO &2O3 A12O3 SiO2 H2O* Сумма
1 39.82 3.87 - - 1.99 40.30 12.61 98.59
2 41.35 1.72 - 0.59 1.09 42.30 12.84 99.89
3 39.19 4.78 - 2.17 4.06 37.11 12.68 99.99
4 38.92 4.76 - 2.07 3.41 36.84 12.47 98.47
5 41.32 1.47 - 0.61 0.73 41.93 12.71 98.77
6 40.38 1.71 0.32 1.23 1.89 40.72 12.68 98.93
7 36.37 1.31 - 1.41 13.34 33.90 12.70 99.03
8 35.41 0.29 - 6.79 10.35 33.26 13.80 99.90
9 35.59 0.59 - 5.01 13.95 31.78 12.68 99.70
№ ан. Эмпирические формулы, ^катионов 10
1 (Mg5.64Fe0.3lAl0.05)s6.0(Si3.83 A10.17)E4.OO10(OH)8
2 (Mg5.75Fe0.13Al0.07Cr0.04)s5.99(Si3.95Al0.05)s4.0O10(OH)8
3 (Mg5,50Fe0.34Cr0.l6)E6.0(Si3,50 Al0.46Fe3+0.04)E4.0O5(OH)4
4 (Mg5,58Fe0.26Cr0.l6)E6.00(Si3,54Al0.38Fe3+0.08)s4.0O5(OH)4
5 (Mg5.80Fe0.12Cr0.05Al0.03)s6.0(Si3.95Al0.05)s4.0O10(OH)8
6 (Mg5.69Fe0.14Cr0.09Al0.06Ni0.02)s6.0(Si3.85Al0.15)s4.0 O10(OH)8
7 Mg5(Al0.6sCr0.1 iMgo. 1 iFe0.io )si.00[(Al0 S0SÎ3.20)O10](OH)8
8 Mg5(Cr0.52Al0.37Mg0.08Fe0.02b.99[(Al0,80Si3,20O10](OH)8
9 Mg5(Al0.56Cr0.38Fe0.04Mg0.02b.00[(AlSi3)O10](OH)8
Примечание. H20* рассчитано по стехиометрии. Прочерк - компонент не обнаружен. Note: Н2О* is calculated by stoichiometry. Dash - not detected
ванная жила мощностью около 2 см, состоящая из около 140 тонких нерегулярно чередующихся белых, светло-коричневых и коричневых зон антиго-рита с секущими поперечными жилками тонкозернистого магнетита (рис. 2г) и единичными микровключениями брусита и галенита. В серпентинитах незначительно развито ожелезнение по трещинам.
В минеральном составе серпентинитов Карабашского массива и Поклонной Горы ранее оптико-микроскопическими методами были установлены преобладающий антигорит и более редкие лизардит и хризотил (Мазур и др., 1961ф, Вар-лаков, 1993; Спиридонов, Плетнев, 2002; Бажин и др., 2010). По составу минералы группы серпентина различаются содержаниями Al2Oз, FeO, Cr2Oз и N¿0, что послужило основанием для условного
отнесения серпентина к определенному минеральному виду. Минимальное количество примесей свойственно антигориту (табл. 2, ан. 1, 2), максимальное количество железа и хрома предполагается для хризотила (табл. 2, ан. 3, 4). Главные отражения рентгенограммы антигорита (ЭП 1, обр. 2): (ё, А; I, %): 7.305 (100) и 3.634 (82). Для лизардита и хризотила характерно смещение первого базального отражения в малоугловую область до 7.33 А (ЭП 1, обр. 12).
Хлорит развит, преимущественно, в интер-стициях хромшпинелидов в массивных хромити-тах, где он образует агрегаты с серпентином. Реже хлорит образует прожилки и включения в серпентините (рис. 2, ЭП 1, обр. 3-6, 9-11, 13, 17). Химический состав хлорита соответствует клинохлору
Рис. 4. Морфологические разновидности хромшпинелидов: а-в - массивный хромит-1 и пористый хромит-2 в массивных хромититах; г - скелетный кристалл хромита-1 (а), замещаемый хромитом-2 (с) и хроммагнетитом (Ь), в хло-рит-серпентиновом агрегате, д - скелетный кристалл хромита-1 (с), замещенный хромитом-2 (е) и хроммагнетитом (g); е - кристаллы хроммагнетита (h), растущие во включении серпентина (i) в массивном хромите-1 (j) с включением лаурита (g).
Здесь и далее: буквы в скобках - точка анализа.
Fig. 4. Types of Cr-spinels: а-в - massive chromite-1 and porous chromite-2 in massive chromitite; г - skeletal chromite-1 crystal (a) replaced by chromite-2 (c) and Cr-magnetite (b) in chlorite-serpentine aggregate; д - skeletal chromite-1 crystal (c) replaced by chromite-2 (e) and Cr-magnetite (g); e - Cr-magnetite crystals (h) in serpentinite inclusion (i) in massive chromite-1 (j) with laurite inclusion (g).
Hereinafter: letters in parentheses - analytical point.
ю)(ОН)8 и характеризуется небольшими примесями БеО и Cr2O3 (табл. 2, ан. 8, 10). Розовато-фиолетовый кеммерерит с содержанием 6.79 мае. % (табл. 2, ан. 9) встречен в виде тонкой просечки в хромитите.
Хромититы характеризуются разнообразными текстурами, среди которых преобладают массивная (рис. 2д), пятнистая и неясно-полосчатая (рис. 2е), встречается нодулярная (рис. 2ж), равномерная густо-вкрапленная (рис. 2з). Хромшппне-лиды занимают 30-70 % площади сечений исследованных образцов. Массивные и вкрапленные хромититы могут постепенно переходить друг в друга (рис. 2и). Структура массивных хромититов разнозернистая, гипидиоморфнозернистая, образована зернами хромшпинелидов размером от
1-2 мм до 5-20 мм, интерстиции которых заполнены преимущественно минералами группы серпентина и клинохлором и в меньшей степени карбонатами (кальцитом, доломитом). Редко встречаются Сг-содержащий клинохлор (кеммерерит), №-содержащий серпентин (непуит), андрадит, брусит, а также редкие карбонаты и сульфаты N1 и гидрок-сиды Бе.
В массивных хромититах выделяется две морфологические разновидности хромшинелида -плотный хромит-1 и пористый хромит-2 (рис. 4). Взаимоотношения между ними не всегда однозначны (рис. 4а, б), однако иногда хромит-2 замещает хромит-1 (рис. 4в). Обе разновидности замещаются хроммагнетитом по трещинам и контактам между зернами (рис. 46, в). С хромитом-2 и хроммагнети-
том часто ассоциирует хлорит (ЭП 2). К контактам зерен хромита-1 ихромита-2, хромита-1 ихроммаг-нетита, хромита и силикатных минералов приурочены редкие включения сульфидов N1, Си и ЭПГ. В трещинах в хромите в ассоциации с серпентином встречаются самородные железо и никель. Единичное включение самородного золота обнаружено в хромите-2.
Вкрапленные хромититы содержат субге-дральные, иногда скелетные кристаллы хромита-1, частично (рис. 4г) или полностью (рис. 4д) замещенные хромитом-2 и хроммагнетитом. Хроммаг-нетит может образовывать, помимо псевдоморфоз по хромиту, собственные идиоморфные кристаллы (рис. 4е).
Химический состав хромита-1 соответствует алюмохромиту (магнезиоалюмохромиту, #Mg 0.70-0.77, #Сг 0.68-0.75), хромита-2 - магнезио-хромиту 0.67-0.71, #Сг 0.83-89) и феррихро-миту 0.63-0.45, #Сг 0.97-1.00). Содержания Al2Oз закономерно снижаются от магнезиоалюмо-хромита к феррихромиту, при этом возрастают маг-незиальность и хромистость. В магнезиоалюмо-хромите иногда присутствуют незначительные примеси МпО, 2п0 и 8Ю2, в магнезиохромите - 8Ю2, в феррихромите - 8102, TiO2, ZnO, N¿0 и МпО (табл. 2). Для хроммагнетита характерны примеси MgO и N¿0, редко - АШ3, для магнетита - Cr2Oз, MgO, МпО. Результаты анализов и эмпирические формулы хромшпинелидов и магнетита приведены в таблице 3.
Редкие минералы хромититов и серпентинитов
Простые элементы выявлены в виде редких мелких включений или тонких жилок в хромшпи-нелидах, а также в тяжелом концентрате, полученном из сплошных и вкрапленных хромититов.
Самородные железо и никель в ассоциации с серпентином выявлены в тонких жилках, секущих магнезиоалюмохромит (рис. 5а), частично замещенный магнезиохромитом и хроммагнетитом. Размеры выделений самородных металлов не превышают первых микрометров. Микрозерна самородного никеля выявлены также в тяжелом концентрате. Состав самородного железа (мае. %): Бе 94.81, Сг 4.19, Мп 0.79,1 99.79, отвечает формуле Fe0.95Cr0.04Mn0.01. Самородный никель содержит (мае. %) N1 93.23, Сг 2.71, Ре 2.50, Хп 0.98 (I 99.42), эмпирическая формула Ni0.93Cr0.03Fe0.03Zn0.01.
Самородное золото размером ~4.5 мкм (рис. 56) встречено в виде единичного включения в магнезиохромите из нодулярного хромитита (ЭП 1, препарат 6). Примеси в его составе не обнаружены.
Самородные платиноиды в виде отдельных мелких зерен или сростков выявлены только в тяжелом концентрате. Сплав Р1-Ге, состав которого соответствует изоферроплатине Р^Бе, найден в виде единичного зерна размером 200 мкм (рис. 5в) в тяжелом концентрате из вкрапленных руд. Состав сплава (мае. %): Р1 90.17, Ра 1.0, Бе 8.83, I = 99.42 соответствует формуле (Pt2.94Pdo.oб)з.ooFel.oo.
Самородный иридий с существенной примесью осмия (осмирид, невьянскит) составляет центральную часть свободного зерна (рис. 5г) с краевыми зонами самородного осмия, каймой ирарсита и микровключениями купроиридсита и толовкита. Также самородный иридий (рис. 5е) встречен в центральной зоне зерна самородного осмия в сростке с купроиридситом, толовкитом, ирарситом и эрликманитом. Химический состав обоих зерен самородного иридия близок (мае. %): 1г 63.11-63.59; Оэ 35.30-35.16; Яи 1.20-1.02; Бе 0.230.17; I 99.84-99.94, формулы Ir0.62Os0.35Ru0.02Fe0.01 и Ir0.63Os0.35Ru0.02Fe0.01, соответственно.
Самородный осмий с примесью иридия (ири-досмин, сысертскит) образует краевую зону вокруг самородного иридия (рис. 5г), характеризуется составом (мае. %): Оэ 51.17,1г 45.99, Бе 1.56, N1 0.79, Яи 0.46, Е 99.97 с формулой Os0.49Ir0.43Fe0.05Ni0.02Ru0.01 • Другое зерно самородного осмия (рис. 5д, е) обрастает волокнистым агрегатом эрликманита с «коркой» ирарсита и толовкита (рис. 5е). Состав самородного осмия из этого агрегата (рис. 5е) (мае. %): Оэ 55.73,1г 43.09, Яи 0.96, Бе 0.23,1 100.01, формула Os0.55Ir0.42Ru0.02Fe0.01 •
Халъкогениды цветных металлов и ЭПГ представлены сульфидами, сульфоарсенидами, стибни-дами и встречены в виде редких мелких и тонких включений в хромшпинелидах, преимущественно, на контакте зерен хромшпинелидов, на контакте хромита с силикатами, а также в серпентине, хлорите, редко - в агрегатах карбонатов с хлоритом или серпентином.
Галенит РЬ8 в тонком сростке с баритом диагностирован по ЭД-спектру в агрегате магнетита из тонкозональной жилы серпентина (ЭП 1, обр. 2) (рис. 6).
Герсдорфит N1X88 образует тонкие включения размером до 2 мкм в миллерите, иногда в виде
e
U..
Рис. 5. Морфология самородных металлов и минералов благородных металлов: а - прожилки самородных железа (f) и никеля (е) в магнезиохромите (g); б - самородное золото (точка е в магнезиохромите (Chr)); в - изоферроплатина (т); г - иридий (h) с краевыми зонами самородного осмия (i), каймой ирарсита (j) и включениями купроиридсита (к) и толовкита (1); д - агрегат самородного осмия (Os), эрликманита (Erl) и ирарсита (Irs); е - сечение агрегата (д) с самородными иридием (а) и осмием (Ь), купроиридиситом (с), толовкитом (d), ирарситом (е, g) и эрликманитом (f); ж - лаурит (е) и миллерит (f) в магнезиохромите; з - эрликманит (h) и ирарсит (g) в серпентине с карбонатами (i); и - эрликманит (j) на контакте магнезиохромита и серпентина.
Здесь и на рис. 8-11, BSE-фото.
Fig. 5. Morphology of native metals and precious metal minerals: a - veins of native iron (f) and native nickel (e) in magnesiochromite (g); б - native gold (e); в - isoferroplatinum (m); г - native iridium (h) with marginal zones of native osmium (i), rim of irarsite (j) and inclusions cuproiridsite (k) and tolovkite (1); д - native osmium aggregate with erlichmanite and irarsite inteigrowths; e - section of the aggregate (д) with native iridium (a), native osmium (b), cuproiridsite (c), tolovkite (d), irarsite (e, g) and erlichmanite (f); ж - laurite (e) and millerite (f) in magnesiochromite; з - erlichmanite (h) and irarsite (g) in serpentine with carbonates (i); и - erlichmanite (j) at the contact of magnesiochromite and serpentine.
Here and inFigs. 8-11 -BSE-photo.
«цепочек» по зоне роста (рис. 7), изредка ассоциирует с халькопиритом (рис. 96). Диагностирован по ЭД-спектру (рис. 96).
Ирарсит 1гАз8 встречен в виде кайм мощностью до 20 мкм вокруг зональных зерен само-
родных иридия и осмия, извлеченных в тяжелый концентрат (рис. 5г-е), а также в виде тонких выделений в карбонат-хлоритовом (рис. 5з) и серпентин-хлоритовом агрегатах. В составе ирарсита присутствуют Яи, N1, 8Ь, Сг, ИЪ (табл. 4, ан. 1-5).
<3
s £
-o
w
4
a
о ©
£
О
00
С)
<i
Ó о
CD
iz
9
N
9
* о
<D fe
О
ад
а
Ю м
<= S
J5
и
£
>ооо 25
о ^■íL о о W
<С fe
^^ го
s ^
ДО
о =
^ л
N Й
й fe
<D <D fe fe
(D o fe ¿
<c <c
o o
<D <D fe fe
ад
ад
ад ад 2 2
q w
^ o <D fe
n
ад4
C^ C^ C^ Os ^ ^ ^ Os
I I I I I
<N ЧО
00 00 00 (N <N чч oo
^t СП СП Ti"
^ч (N 00
eri 'ri ич
eN СП ЧО en
m ^t
\o 'ri
1Л in 1Л in
lililí
fililí
CK
I
N rt rt 00 Ю i© сл eN со oo en vjO en en eN eN eN
О сл <N O
^н <N (N
ЧО C^ C^ ЧО
"O "O Tt "O Tt ЧО
M rn ^ «i Ю
o
O
o'o'Qo'^o'
° ° a ° § ° ^ i) ^^
(U (U u fe fe fe
<<<
!g
¿T ¿T с ООО
и u £
fe fe pL|
ад ад ¿o 2 2 2
2 s fe
° +
fe
o < o
w o
ад
eN О чо m O os
ЧО 44 Tt <N VJO <N
^ ^ ^ ^ ^ Os
^ ^ ^ ^ ^ Os
en <N
00 ЧО
o m oo oo
^ h Ю
m ^
oo <N
cK o
ЧО c-
00 C^ О ЧО
© ЧО W)
uS 00 <N t"-'
ЧО ЧО ЧО
lililí
lililí
lililí
00 in O (N ^t СЭ СЛ -H Tt СЧ ^t C¿ чо' «")'
M In rH
^^ in C^ СМЛ r^1 en uS en en es
<N "Л "Л чо ZL os
<D ; fe
N
si
si
m o
ад
ад'
ад
fe
fe
rn N wi H
ЧО O UO CS чо' Ч1Э VjO 00
C^ C^ C^ Os
m oo <~i I o o
o ^
I S5.
<N ^н O
OO «1
чо сл wi
m m -^t
en ^t u^ m oo |
c¿ c¿ ©
^н K^ | es
чо' чо' es*
\0 Cb en en
en fS 00
чо' uS oo o
^ ^ ^t ^
oo m ^ os сл -H Tt os iri чо' VJO г-'
П Ю
cO^
c^ j
bo ^
ÍOOO
<C и U О
14 о ^^ fe
<D <D fe fe
: fe
ад
ад
.
(D fe
:> ж
(U (U fe fe
fe
00 С* 00 Tt ЧО 00 с*
n in ^ ^ ^
^ ^ ^ ^ С^ OS
чо 00
I I -4. © ©
en Tt
lili
<N (N <N
СЛ fS 00 U^ Tt OS
гч ^t en uS eN
eN eN eN eN eN eN
© es ^ oo en os «4 <N en 00 (N ©
I I I I I
lililí
^н es es es oo oo
СЛ СП СЭ ^t
cñ es чо' ^t iri
ЧО Ю Ю Ю Ю Ю
oo ^t en \o <N "i es vjO u^ es es чо' VJO US ЧО' Ч1Э wi
i- in Ю h Ф
Г oo ^ © ^н es h H H (S (N
c> cOo
o o
¡ D fe
.
.
s^ и ^ O fe
.
.
.
ti <D <U fe fe w
.
en Cb \o oo
U^ Tt -H (N
гч ГЧ en eri ГЧ -^t
^ ^ ^ ^ ^ OS
I I I
lililí
Ю in I eN ro Ti fe © eri
CK ЧО © © ^ч ©
H in
^ rn (N
lililí
Tt ^н (N -^t ©
00 C* 00 «4 Tt
oo oo eri fe 00 00 00 00 00 00
M ^ ю ю m o\ сэ oo Tt en гч гч гч eri eri eN
en ^t чо oo eN eN eN eN eN eN
O
и
л ^
5 £
a
o
;í3
o
a o
PQ
+
"b o
Ш
h O
<D
T3
13
o o
í§
ro c¿
C)
s
л
© s
с o
<D
P^ í-
—
СЛ
c¿ C)
СЧ
c¿
Cf) 'E^
Й
Л
©
л i
<D
ч
<D
ч
ID
a a о
0 и л Ч
<D
1
ч о с о
Л
й
Л
СЧ
сэ ó
!=
'а
о о
Л
и
ей
PQ
еа S Ж
a у
и S
» й ^ 2
(D h (J
О
а
Рис 6 ЭД-спекгр галенита с баритом в ^ Включения гередорфита в миллерите, частично замещенном
«гарниеритом», в серпентините: а - BSE-фото; б - ЭД-спекгр гередорфита.
Fig. 7. Inclusions of gersdorffite in millerite partly replaced by «garnierite» in serpentinite: a - BSE-photo; б - ED-spectrum of gersdorffite.
серпентине.
Fig. 6. ED-spectrum of galena with barite in serpentine.
Рис. 8. Миллерит (p, h, u) и ассоциирующие с ним минералы: а - налдретгит (q), непуит (s) и параотуэйит (г); б -гаспеит (g); в - хизлевудит (t), г - сперрилит (v) и пентландит (w).
Fig. 8. Millerite (р, h, u) and associated minerals: a - naldrettite (q), nepuite (s) and paraotwayite (г); б - gaspeite (g); в -heazlewudite (t), г - sperrilite (v) and pentlandite (w).
Купроиридсит CuIr2S4 в виде единичных субмикронных зерен встречен на контакте самородных иридия с осмием в двух зональных агрегатах МПГ из тяжелого концентрата, (рис. 5г, е). В составе куп-роиридсита присутствует примесь N1 (табл. 4, ан. 13, 14).
Лаурит RuS2 выявлен в виде кристаллов и субгедральных зерен размером до 15 мкм, приуроченных к контактам между хромшпинелидами
и хроммагнетитом, включений в миллерите (рис. 5ж), а также в ассоциации с ирарситом в агрегатах клинохлора и серпентина, иногда с карбонатами, в хромитите (ЭП 1, обр. 5а, 15). В составе зерен лау-рита отмечены примеси Оэ, 1г, Бе, N1, Сг и Аэ (табл. 4, ан. 6-9).
Миллерит N¿8 в виде включений до 50150 мкм встречен преимущественно в серпентините (рис. 8), магнезиохромите, на контакте алю-
Рис. 9. Акцессорные сульфиды в хромититах: а - пентландит (i), замещенный «гарниеритом» (j) в серпентине (к) с реликтами форстерита (1); б - включения халькопирита (п) и герсдорфита (о) в миллерите (m); в - халькозин (а) на контакте хроммагнетита с агрегатом серпентина и кальцита.
Fig. 9. Accessory sulfides in chromitites: a - pentlandite replaced by «garnierite» (j) in serpentine (k) with relict forsterite (1); б - chalcopyrite (n) and gersdorffite (o) inclusions in millerite (m); в - chalcocite at the contact of Cr-magnetite with serpentine and calcite aggregate.
момагнезиохромита и магнезиохромита. В относительно крупных зернах миллерита выявлены включения хизлевудита, герсдорфита, халькопирита, лаурита, сперрилита, налдреттита, пентлаидита. Состав миллерита приведен в таблице 5. Иногда по трещинам миллерит замещен вторичными минералами N1 - «гарниеритом», непуитом, гаспеитом и сульфатом, близким к параотуэйиту (рис. 7а, б).
Налдреттит Pd2Sb найден в виде единичного субмикронного включения в миллерите (рис. 8а) среди магнетит-карбонат-серпентинового агрегата (ЭП 1, обр. 12) и характеризуется составом, соответствующим стехиометрической формуле (табл. 4, ан. 15).
Пентландит (№^^8 образует зерна сложной формы размером до 80 мкм, преимущественно в хлорит-серпентиновом агрегате (рис. 9а), реже - включения в миллерите (рис. 8г) в хлорит-серпентиновом агрегате с карбонатами (ЭП 2, обр. 12). Пентландит часто замещается силикатами N1 («гарниеритом», рис. 9а). В составе пентландита присутствует Со (табл. 5)
Сперрилит найден в виде единичного
субмикронного включения в миллерите (рис. 8г, ЭП 2, обр. 12). В составе сперрилита с подсветкой миллерита определены (мае. %): Р1 18.84; N1 33.53; Бе 2.53; Со 1.28; Ав 21.54; 8 22.47; 1100.19, где расчетная доля сперрилита составила -42.8 % с приблизительной формулой (Pt0.67Fe0.32)0.99AS2.00(Saниoнoв= 2).
Толовкит 1г8Ь8 выявлен в виде субмикронного включения на контакте самородных иридия и осмия в зональном агрегате из тяжелого концентрата (рис. 5г, е). Толовкит ассоциирует с ирарситом, купроиридситом и эрликманитом. В составе толов-кита присутствует Аэ (табл. 4, ан. 16, 17).
Халькозин С^8 в ассоциации с хроммагнети-том (ЭП 2, обр. 3), образует каймы вокруг магнезиохромита. Состав халькозина (мае. %): Си 68.82; Бе 8.58; Сг 1.57; 8 20.77; I 99.74; эмпирическая формула (Сщ^о^Го^!^! (Е анионов 1), где примеси Бе и Сг обусловлены захватом хроммагнетита (рис. 9в).
Халькопирит CuFeS2 в виде включений размером 1-7 мкм встречен в миллерите (рис. 96). Состав халькопирита (мае. %): Си 33.40; Бе 28.96; N1 1.92; 8 34.12; I 98.40, отвечает формуле (Cuo.99Feo.97Nio.o6)2S2 (Ганионов = 2). Примесь N1, вероятно, обусловлена подсветкой миллерита.
Хизлевудит NiзS2 выявлен в виде тонких (1-3 мкм) пластинчатых вростков длиной 3060 мкм в миллерите (рис. 8в) среди хлорит-серпен-тинового агрегата с карбонатами (ЭП 1, обр. 12). Состав хизлевудита приведен в таблице 5.
Эрликманит OsS 2 встречен в ассоциации с ирарситом, купроиридситом и толовкитом в виде каймы вокруг зонального агрегата самородных иридия и осмия из тяжелого концентрата (рис. 5д, е). Эрликманит также встречен в ассоциации с ирарситом (рис. 5з) и в виде неоднородного выделения в хлорит-серпентиновом агрегате с вкрапленным хромитом. В составе эрликманита присутствуют примеси 1г, Аэ, Яи, N1, иногда - Бе и Сг, вероятно из-за подсветки хромшпинелида (табл. 4, ан. 10-12).
Гидроксиды в исследованных образцах встречались редко и представлены бруситом и лимонитом. Брусит Mg(OH)2 обнаружен в карбонат-сер-пентиновом агрегате в виде скоплений размером до 200 мкм (ЭП 2, обр. 8) на контакте агрегатов маг-
<з s vg
E¡3
-o
o4
tj я
л -
«
о n о
<3
ч
а s
<u
tt о
4
<u -
s
а я н u о u
и
о о
г
X
s
о
а
о ©
—х
s
о
S
"3 а s
12
ы
S
S
!= 'j¡
'S
w
оо
и
и
м. о
"(3 я
О
3
О
о а
в
о о
■Ü3
о
а
о .=
U
(D Рч
ТЗ
tí
ä
^ е
съ сК
О ЧО
® t
О OS
^н os
lili
d 00 «Ч (N -5t
in <N oo © ;
Tt d ЧО W">
CN CN CN CN CN
(N Ю Л 1Л d ■О О <N f-
I I I I I
I I I I I
d cn i г4 I f;
i i i i I
ЧО
I I I I <1
СЛ ©
c-
© ЧО d cn
ЧО d
^ c-
^н <N © C^ Tt
ЧО ЧО ЧО
I I I I I
cn d ^ w>
< 8
— W
Ch
00 Д
.О СЛ
CD
3 3
CD Ö
0¿ P¿
© c^ ®
© c^
© Os ®
© OS
^ч os
lili
lili
<N I I
d un f-чо ЧО 00 uS © d d d
lili
<N
I "Л I I
d
111^. «i
lili
lili
^ 00 00 ^
ЧО 00 00
uS Tt Tt ЧО
1Л 1П 1Л M
чо d os
I ©
© <N vi
© ЧО <N ЧО ©
ЧО 00 OS
M W
^ oo
<c4
oo
w w
O O ¿
ä
© © o
CD CD
0¿ 0¿ ^
\o m
C^ C^ O CD CD ^
4
И И (Й
о о о
© <N
чо os
<N
I I oq
I I I
СЛ С5 ^t ©
СП 'П os
п мз ю сК CS ^ч ^ч (N
I I I
^ С* о (N ЧО
I I I
I I I
© CK d h Ю П
^ч CN
d сл
СЭ с^1 d
ЧО 00 os in os
'ri Tt <N
d «Л ЧО
00 СЛ OS
cK oo
OS
<N «1
© CS* <N <N
ЧО © r^ ©
c¿ ©
(-■ <N © ©
ЧО ^
СЭ OS
wi
ЧО ЧО
:: <C
oo oo
о \п
о
о сл
1 1
(N с^
(N сл
d es
as <ч
С5 ил
© (N
d сч
сл 00
Г"- ЧО (^Л ЧО Tt
нетита и магнезиохромита (ЭП 1, обр. 7). Состав брусита (мае. %): Мё0 62.21; БеО 0.66; I = 62.87; Н20расч. 37.13, отвечает формуле (Mgo.99Feo.ol)(OH)2
(ЕкатиоНов= 1). Лимонит развит незначительно, в трещинах в серпентините, детально не изучен.
Таблица 5
Химический состав сульфидов Ni (мае. %)
Table 5
Chemical composition of Ni sulfides (wt. %)
№ п/п Ni Co Fe Cr* Cu S Сумма Формула
Миллерит
1 59.74 - 0.46 - - 33.85 94.06 (Ni0.96Fe0.oi)S
2 62.29 1.08 0.83 - - 35.59 99.79 (Nio.96Co0.o2Fe0.oi)S
3 61.17 1.28 1.19 - - 35.44 99.08 (Ni0.94Fe0.02CO0.02)S
4 61.65 0.15 2.36 3.40 - 32.16 99.72 (Nii.o5Coo.oo2Feo.o4)S
5 62.82 - 0.72 2.53 - 33.94 100.01 (Ni0.9sFe0.oi)S
6 64.37 0.34 0.40 - - 34.62 99.73 (Nio.9sCoo.oiFe0.oi)S
7 61.64 2.53 0.46 - - 34.87 99.50 (Nii.ooCOo.oo2)S
8 61.23 2.65 3.34 - - 32.23 99.46 (Nii.04Co0.04Fe0.06)S
Пентландит
9 38.84 8.34 19.52 - - 32.87 99.56 (Nis.16Fe2.73Col.llb.0S8
Хизлевудит
10 72.36 - 0.56 - 0.06 26.81 99.79 (Ni2.97Fe0.02CU0.004)s2.994S2
Примечание. Матрица: брусит (1), серпентин, хлорит (2, 3, 6-10), магнезиохромит (4, 5). * - подсветка вмещающего минерала.
Note. Matrix: brucite (1), serpentine, chlorite (2, 3, 6-10), magnesiochromite (4, 5). * - influence ofhost mineral.
Карбонаты (кальцит, доломит, магнезиокаль-цит, магнезит) присутствуют в серпентиновых и хлоритовых агрегатах исследованных хромититов, иногда образуют в них секущие тонкие жилки. В продуктах изменения сульфидов N1 обнаружен гаспеит.
Кальцит Са(СОз) выявлен в большинстве изученных препаратов, где он образует агрегатные скопления и редкие жилки в серпентините (рис. 10а, б), магнетите, магнезиохромите. Для кальцита характерна примесь MgO в количестве 0.45-11.62 мае. %. Анализ с максимальным содержанием МеО (мае. %): СаО 37.23, МеО 15.74, СО2 46.45расч.; формула (Са1.2бМ§0.74)(СОз) = 2) отвечает магнезиокальциту. Примесь 8гО 0.49 мае. % зафиксирована в радиальном сростке метакристаллов кальцита в хлорите (рис. 106). Кальцит без примесей слагает прожилок, секущий серпентинит (ЭП 1, обр. 12).
Доломит CaMg(COз) 2 по распространенности близок кальциту и образует отдельные зерна и тонкие прожилки в серпентините и агрегатах хромш-пинелидов и магнетита. Встречены зональные зерна доломита с варьирующими содержаниями MgO (ЭП 1, обр. 5), ассоциирующие с Сг-содержащим хлоритом (рис. 10в, г). Состав доломита (мае. %):МеО 20.53, СаО 31.77, СО2 47.4расч.; формула (Cal.o5Mgo.95)2.oo(COз)2 (^каТионов = 2). В некоторых анализах отмечалась примесь БеО до 0.36 мае. %.
Магнезит Mg(CO3) встречается относительно редко. Магнезит с примесью N1 встречен среди серпентина с включениями миллерита и продуктов его изменения, по-видимому, включающих гаспеит. Состав агрегата карбонатов (мае. %: MgO 31.31, N¿0 38.87, СГ2О3 1.94, БеО 0.53, 80з 2.16, 8102 1.12, Ш2 ~24расч.; Е -99.93) можно представить как смесь магнезита и гаспеита.
Гаспеит №^Оз) выявлен в прожилке толщиной до 6-10 мкм, секущем миллерит и, возможно, частично его заместивший (рис. 86). Состав гаспеита (мае. %: N¿0 51.26; СоО 1.52; ГеО 0.74; МеО 5.15; 8Ю2 1.01; 80з 0.61; СО2 38.2расч.; I 98.49) отвечает формуле (Nio.8lMgo.l6Coo.o2Feo.olЬ.o(COз), исключая примеси 8102 и 80з, обусловленные подсветкой миллерита и вмещающего серпентина. Гаспеит в миллерите среди хлорит-серпентинового агрегата (рис. 10е) содержит (мае. %): N¿0 56.57; СоО 1.88; ГеО 1.28; СО2 35.2расч.; Е = 94.93 и отвечает формуле
(Мо^о^ео.^.«*^) (ЕкаТионов = 1)-
Сульфаты (барит и параотуэйит) отмечены в единичных зернах. Барит Ва(8О4) встречен как микровключение в агрегате с галенитом и магнетитом в одном из прожилков в тонкополосчатом прожилке серпентина (ЭП 1, обр. 2). Диагностирован по ЭД-спектру (рис. 6). Параотуэйит №4(8О4)(ОН)6предположительно определен в составе продуктов изменения миллерита (рис. 8а, ЭП 1, обр. 12). Состав параотуэйита (мае. %): N¿0 53.79, СоО 2.15, ГеО
Рис. 10. Морфология карбонатов: а - жила кальцита в серпентине с хлоритом (к); б - агрегат метакристаллов Sr-содержащего кальцита (q, р); в, г - зональное доломит (к)-магнезиокальцитовое (п) зерно в серпентин-хлоритовом агрегате (г - деталь рис. в с повышенным контрастом).
Fig. 10. Morphology of carbonates: а, б - calcite veins in serpentine with chlorite (k); в, г - zoned dolomite (k)-magnesiocalcite (n) grain in serpentine-chlorite aggregate (fig. г - detail ofFig. в with enhanced contrast).
0.57, МеО 0.53, 803 20.75, H2Opacч. 20.80; I = 98.59, соответствует формуле (Ni3.74Co0.15Mg0.07Fe0.04) 24.0 .04 )(ОН)6(! катионов - 4) с заметным избытком
8, вероятно, из-за примеси миллерита.
Силикаты встречаются редко и представлены реликтовым форстеритом, андрадитом и вторичными силикатами N1, как правило, не отвечающими формуле определенного минерального вида. Среди вторичных минералов предположительно определен сепиолит и найден не идентифицированный водный силикат Са.
Андрадит CaзFe2(SiO4)
3 встречен в отдельных зернах и агрегатах (рис. 11а) среди серпентинита (ЭП 2, обр. 12). Состав андрадита варьирует (мае. %, мин.-макс.): СаО 34.19-34.32, МеО 0.18-0.25, РеО 25.78-27.68, С^ 0.46-2.41, АШ3 0.23-0.26, SiO2 36.30-37.33, ТЮ2 0.0-0.49, I = 99.67-99.92. Анализ с наименьшим содержанием Сг^3 0.46 мае. % и без примеси А1 характеризуется формулой (Ca2.97Mg0.0з)23.00(Fel.87Cr0.0з)21.90(SilO4)з.
«Гарниерит» (не определенные до минерального вида слоистые силикаты, обогащенные N1) как продукт изменения сульфидов N1 выявлен
при помощи СЭМ (рис. 7а, 9а, ЭП 1, обр. 8, 12). Состав «гарниерита» изменчив (табл. 6), один анализ удовлетворительно рассчитывается на формулу непуита (табл. 6, ан. 1) (Ni2.03Mg0.73Fe0.05Cr0.05Ca0.02) 22 88(Si2llO5)(OH)4 (1каТионов = 5). Значительный дефицит суммы обусловлен присутствием гидроксиль-ной группы и, вероятно, молекулярной воды.
Сепиолит Mg4(Si6Ol5)(OH)2 • 6Н2О предположительно определен в ассоциации с андрадитом и точно не определенным силикатом Са, встречен в кальцит-доломитовом агрегате среди серпентинита (ЭП 1, обр. 12, рис. 116). В составе сепиолита присутствует примесь СаО 1.53 мае. % (табл. 6, ан. 4), эмпирическая формула (Mgз.89Cao.2o)24.o9(Si5.9lOl5) (ОН)2 • 6Н2О (!_в = 10).
Водный силикат Са (?) найден в виде микровключения в сепиолите (рис. 116). Состав зерна, мае. %: СаО 55.17, МеО 2.22, 8102 31.28, АШ3 0.45, 0.19; Е 89.3. Соотношение суммы атомных количестве (Са + Mg) и (81 + А1) составляет 2:1, точное определение минерального вида требует проведения дополнительных исследований.
Рис. 11. Редкие силикаты: a - агрегат андрадита (h, i) в серпентине (j); б - сепиолит (i) и Са-силикат (g) в кальцит-доломитовом агрегате.
Fig. 11. Rare silicates: а - andradite aggregate (h, i) in serpentine (j); б - sepiolite (i) and unidentified Ca-silicate (g) in calcite-dolomite aggregate.
Химический состав «гарниерита» (1-3) и сепиолита (4) (мае. %) Chemical composition of «garnierite» (1-3) and sepiolite (4) (wt. %)
Таблица б Table б
№ п/п MgO FeO CaO NiO &2O3 CoO SiO2 CuO SO3 Сумма
1 7.43 0.89 0.27 38.18 0.96 - 31.89 - - 78.62
2 1.73 3.23 0.23 48.10 - 2.82 26.97 0.56 0.79 84.43
3 8.59 4.15 0.47 25.50 - 0.45 46.97 - - 86.13
4 21.51 - 1.53 - - - 48.52 - - 71.76
Таблица 7
Химический состав форстерита (мае. %)
Table 7
Chemical composition of forsterite (wt. %)
№ п/п MgO SiO2 CaO FeO NiO Сумма Формула, Екатионов = 3
1 55.21 42.03 0.20 1.25 0.49 99.18 (Mgi.9eFeo.o2Nio.oiCao.oi)s2.oo(Sii.ooO4)
2 55.85 41.89 - 2.17 - 99.92 (Mgl.97Feo.04)s 2.0l(Sio.99O4)
Форстерит сохраняется в виде мелких реликтов среди серпентинит-хлоритовых агрегатов, вмещающих вкрапленный хромит (рис. 9а). Состав форстерита близок к стехиометрическому (табл. 7).
Обсуждение результатов и выводы
Проведенные исследования позволяют выделить основные этапы формирования хромититов, вскрытых в карьере Поклонной Горы, и вмещающих их пород и сопоставить выявленную последовательность с трендами, известными для других серпентинизированных гипербазитовых массивов Урала.
Наиболее ранним как в хромититах, так и среди вкрапленной минерализации, является магне-зиоалюмохромит (хромит-1). Его состав варьирует
(рис. 12) и вцелом сходен с установленным для раннемагматического хромита Таловского массива и известными данными по Карабашскому массиву (Попова и др., 1994; Бажин и др., 2010). В близком по составу хромите ранее были обнаружены включения самородного осмия (Зайков и др., 2012).
Взаимоотношения между магнезиохромитом и магнезиоалюмохромитом не всегда однозначны, но в большинстве сечений массивных хромититов магнезиохромит является более поздней фазой. Хромшпинелиды во вкрапленных рудах представлены как магнезиоалюмохромитом, так и магнезиохромитом. Обе эти разновидности могут содержать округлые включения серпентина, близкая к сферической форма которых указывает на их первичный расплавный характер, несмотря на то, что реликты первичных минералов в них не сохранились (рис. 13а). Иногда реликты магнезиохромита,
Рис. 12. Состав хромшпинелидов, хроммагнетита и магнетита (ат. %).
1-5 - образцы из хромитового карьера: 1 - хро-мит-1 (магнезиоалюмохромит); 2 - магнезиохромит, 3 - феррихромит; 4 - хроммагнетит, 5 - магнетит; 6 -Карабашский массив (Бажин и др., 2010); 7, 8 - рудные (7) и акцессорные (8) хромшпинелиды и магнетит Та-ловского массива (Бажин и др., 2010). Стрелками обозначены эволюционные тренды: I - магматический, II - метаморфический, связанный с серпентинизацией.
Fig. 12. Composition of Cr-spinels, Cr-magnetite and magnetite (at. %).
1-5 - samples from chromitite quarry: 1 -magnesioalumochromite; 2 - magnesiochromite; 3 -ferrichromite; 4 - Cr-magnetite; 5 - magnetite; 6 - Karabash massif (Bazhin et al., 2010); 7, 8 - ore (7) and accessory (8) Cr-spinels and magnetite of the Talovka massif (Bazhin et al., 2010). Evolution trends: I - magmatic, II - metamorphic related to serpentinization.
Рис. 13. Псевдоморфозы серпентина по первичным силикатам в ассоциации с хромшпинелидами, замещенными хроммагнетитом: а - округлое включение оливина (?), замещенного серпентином в магнезиохромите с каймой хроммагнетита; б - реликт магнезиохромита в хроммагнетите в псевдоморфозе по идиоморфному кристаллу оливина (?); в - агрегат хроммагнетита вокруг псевдоморфозы серпентина (1) по идиоморфному оливину (?).
Fig. 13. Serpentine pseudomorphoses after primary silicates in association with Cr-spinels replaced by Cr-magnetite: a -rounded olivine (?) inclusion replaced by serpentine in magnesiochromite with a Cr-magnetite rim; б - relict magnesiochromite in Cr-magnetite in pseudomorphose after euhedral olivine crystal (?); в - Cr-magnetite aggregate around serpentine (1) pseudomorphose after euhedral olivine (?).
замещенные хроммагнетитом, образуют включения в псевдоморфозах серпентина по оливину (?) или пироксену (рис. 136), а сходные по морфологии сер-пентиновые псевдоморфозы находятся в агрегатах хроммагнетита, по-видимому, заместившего первичный хромит (рис. 13в). Наблюдаемые взаимоотношения минералов могут указывать на совместное образование первичных оливина, пироксена и хромшпинелидов из расплава. Общий тренд - замещение первично-магматических магнезиоалю-мохромитов и магнезиохромитов феррихромитом и далее - хроммагнетитом и магнетитом установлен для многих древних гипербазитовых массивов из различных геодинамических обстановок (Costa,
Barriga, 2022 и ссылки в этой статье) Магнезиохромит содержит включения лаурита, хизлевудита, самородного золота. К контактам магнезиоалюмо-хромита и магнезиохромита часто приурочены зерна миллерита, в котором, в свою очередь, обнаружены включения сперрилита, налдреттита и хизлевудита.
Напрямую синхронизировать образование всех МПГ с разновидностями хромита не удается. Однако морфология сложных зональных сростков самородных иридия и осмия, а также эрликман-нита, ирарсита, купроиридсита и толовкита, извлеченных в тяжелый концентрат, указывает на последовательность смены минеральной формы
ЭПГ от самородных металлов через сульфиды и сульфоарсениды к соединениям с сурьмой. Аналогичная последовательность установлена для МПГ из ультрамафитовых комплексов Платиноносного пояса Урала (Кузьмин и др., 2020; Степанов и др., 2020; и ссылки в этой статье). Ранее было показано, что формирование интерметаллидов ЭПГ, изофер-роплатины и минералов ряда лаурит-эрликманнит связано с раннемагматической стадией, в то время как сульфоарсениды, сульфоантимониды, арсени-ды образовались на позднемагматической стадии (Толстых и др., 2011; Киселева и др., 2014; ТоМукИ е! а1., 2015, Степанов и др., 2020). Наблюдаемые минеральные парагенезисы хромшпинелидов и МПГ в хромититах Карабашского массива указывают на то, что магнезиохромиты и ассоциирующие с ними МПГ и, по-видимому, часть халькогенидов N1 образовались в позднемагматическую стадию.
С процессами серпентинизации связано формирование минералов ряда хроммагнетит-маг-нетит с широким спектром составов и, частично, сульфидов N1. Также серпентинизация сопровождалась образованием самородных железа и никеля - процесс, типичный для многих серпентинито-вых массивов (Рамдор, 1967). Ассоциация галенита и барита, обнаруженная в деформированной жиле антигорита с секущими агрегатами магнетита, также может быть условно синхронизирована с поздними этапами серпентинизации.
Карбонаты (кальцит, доломит, магнезит) преимущественно обнаружены в жилках, секущих сер-пентиновые и серпентин-хлоритовые агрегаты, что однозначно свидетельствует о наложенном характере карбонатизации, хотя встречены и совместные хлорит-серпентин-карбонатные агрегаты. Следует отметить, что в Карабашском массиве распространены поздние магнетит-хлорит-кальцитовые жилы с самородным золотом и акцессорной редкоземельной минерализацией (Мурзин и др., 2017), что свидетельствует о широком развитии процессов карбонатизации в массиве.
Брусит и ассоциация сепиолита с неопределенным водным силикатом Са, формировались позднее вмещающей их серпентиновой матрицы, но редкость находок не позволяет определить их место в общей картине последовательности мине-ралообразования. Гаспеит и силикаты N1 развиты по сульфидам N1. Соотношение этих минералов с серпентинитами неясно, не исключено формирование этой ассоциации в связи с процессами гипер-генеза.
Ряд минералов, охарактеризованых в образцах из хромитового карьера (самородное золото, галенит, герсдорфит, миллерит, пентландит, халькозин, халькопирит, хизлевудит, магнезиохромит, магне-зиоалюмохромит, магнетит, феррихромит, хром-магнетит, брусит, доломит, кальцит, магнезит, кли-нохлор, андрадит, минералы группы серпентина) описаны ранее на месторождении медистого золота Золотая Гора (Спиридонов, Плетнев, 2002).
Дополнительно к минералам, известным в Карабашском массиве, нами выявлено 15 минеральных видов: самородные железо и никель, Fe-Pt сплав, по составу соответствующий изоферропла-тине, самородный иридий, ирарсит, купроиридсит, лаурит, налдреттит, сперрилит, толовкит, эрликма-нит, гаспеит, параотуэйит, непуит и сепиолит, а также впервые для массива установлен Сг-содержащий клинохлор - кеммерерит.
Сердечно благодарим О.Л. Бусловскую за помощь при проведении полевых работ, М.Н. Маля-ренок и Т.В. Семенову за выполнение химического анализа и Д.Е. Савельева за консультации.
Работа выполнена в рамках государственного задания № 075-00880-22-00.
Литература
Бажин Е.А., Савельев Д.Е., Сначев В.И. (2010) Габбро-гипербазитовые комплексы зоны сочленения Магнитогорской и Тагильской мегазон: строение и условия формирования. Уфа, ДизайнПолиграфСервис, 244 с.
Белогуб Е.В., Удачин В.Н., Кораблев Г.Г. (2003) Карабашский рудный район (Южный Урал). Материалы к путеводителю геолого-экологической экскурсии. Ми-асс, ИМин УрО РАН, 40 с.
Варлаков A.C. (1993) Гипербазиты Челябинской области и их минерагения. Уральский минералогический сборник (2), 150-166.
Зайков В.В., Савельев Д.Е., Котляров В.А., Юминов А.М., Жеребцов Д.А., Галимов Д.М., Судариков М.В. (2012) Платиноиды в хромитовых рудах Южного Урала. Металлогения древних и современных океанов - 2012. С. 176-182.
Зайков В.В., Попов В.А., Зайкова Е.В., Блинов И.А., Котляров В.А. (2017) Состав и форма кристаллов платиноидов из россыпей Южного Урала. Минералогия, 3(4), 51-56.
Киселева О.Н., Жмодик С.М., Дамдинов Б.Б., Агафонов Л.В, Белянин Д.К. (2014) Состав и эволюция платинометалльной минерализации в хромитовых рудах Ильчирского офиолитового комплекса (Оспино-Китой-ский и Харанурский массивы, Восточний Саян). Геология и геофизика, 55(2), 333-349.
Кривовичев В.Г. (2021) Минеральные виды / Под ред. И.В. Пекова. СПб., Изд-во С-Петербургекого ун-та, 600 с.
Кузьмин И.А., Паламарчук P.C., Калугин В.М., Козлов A.B., Варламов Д.А. (2020) Хромит-платиновая минерализация клинопироксенит-дунитового массива Желтая Сопка, Северный Урал. Минералогия, 6(4), 46-59.
Мазур З.Р., Хакина Т.И., Ковальчук Т.К., Скоры-нина А.Н., Даниленко Т.А. (1961ф). Сводка по уральским месторождениям хромита, том 2. Фонды «Челя-бинскнедра», 278 с.
Мурзин В.В., Варламов Д.А., Пальянова Г.А. (2017) Условия образования золотоносных магнетит-хлорит-карбонатных пород Карабашского массива ги-пербазитов (Южный Урал). Геология и геофизика, 58(7), 1006-1020.
Павлов Н.В., Григорьева-Чупрынина И.И.
(1973) Закономерности формирования хромитовых месторождений. М., Наука, 198 с.
Попова В.И., Попов В.А., Клочков И.К. (1994) Хромиты Таловского массива. Уральский минералогический сборник, (3), 124-130.
Рамдор П. (1967) Распространенные парагенезисы рудных минералов, возникающие при серпентинизации (с некоторыми данными о находках новых и необычных минералов). Геология рудных месторождений, (2), 32-43.
Савельев Д.Е., Сначев В.И., Савельева E.H., Бажин Е.А. (2008) Геология, петрология и хромитонос-ность габбро-гипербазитовых массивов Южного Урала. Уфа, ДизайнПолиграфСервис, 320 с.
Спиридонов Э.М., Плетнев П.А. (2002) Месторождение медистого золота Золотая Гора (о золото-ро-дингитовой формации). М., Научный мир, 216 с.
Степанов С.Ю., Паламарчук P.C., Антонов A.B., Козлов A.B., Варламов Д.А., Хамим Д.А., Золотарев (мл.) A.A. (2020) Морфология, состав и онтогения минералов платиновых металлов в хромититах зональных клинопироксенит-дунитовых массивов Среднего Урала. Геология и геофизика, 61(1), 60-83.
Толстых Н.Д., Телегин Ю.М., Козлов А.П. (2011) Коренная платина Светлоборского и Каменушинского массивов платиноносного пояса Урала. Геология и геофизика, 52(6), 775-793.
Флейшер М. (1990) Словарь минеральных видов / Под ред. В.А. Франк-Каменецкого. М., Мир, 206 с.
Tolstykh N., KozlovA., Telegin, Yu. (2015). Platinum mineralization of the Svetly Bor and Nizhny Tagil intrusions, Urals Platinum Belt. Ore GeologyReviews 67, 234-243.
Zaykov V.V., Savel'ev D.E., Kotlyarov V.A., Yuminov A.M., Zherebtcov D. A., Galimov D., Sudari-kov M.V. (2012) Platinoids in the cromite ores of the South Urals: data on Karabash, Varshavka and Middle Kraka ultramafic massifs. Metallogeny of the ancient and modern oceans, 18, 176-182, [InRussian]
Costa I.R., Barriga F. (2022) Chromite Oxidation Patterns Associated to Serpentinization: Case Studies from
the Mid-Atlantic Ridge, the Alter do Chao Massif (NE Alentejo, Portugal) and the Ronda Massif (Spain) Minerals 2022, 12, 1300. https://doi.org/10.3390/minl2101300
References
Bazhin E.A. Saveliev D.E., Snachev V.I. (2010) [Gabbro-ultramafic complexes of a junction zone of the Magnitogorsk and Tagil megazones: structure and forming condition], Ufa, DisaynPoligrafServis, 244 p. (in Russian)
Belogub E.V., Udachin V.N., Korablev G.G.
(2003) [Karabash ore region, South Urals]. Materialy k putevoditelyu geologo-ekologicheskoi ekskursii [Guidebook of Geological-Ecological FieldtripJ. Miass, IMinUrORAN, 40 p. (in Russian)
Costa I.R., Barriga F. (2022) Chromite Oxidation Patterns Associated to Serpentinization: Case Studies from the Mid-Atlantic Ridge, the Alter do Chao Massif (NE Alentejo, Portugal) and the Ronda Massif (Spain) Minerals 2022, 12, 1300. https://doi.org/10.3390/minl2101300
Fleisher M. (1990) Dictionary of mineral species / Ed. by V.A. Frank-Kamenetsky. Moscow, Mir, 206 p. (in Russian)
Kiseleva O.N., Zhmodik S.M., Damdinov B.B., Agafonov L.V., Belyanin D.K. (2014) Composition and evolution of PGE mineralization in chromite ores from the Il'chir ophiolite complex (Ospa-Kitoi and Khara-Nur areas, East Sayan). Russian Geology and Geophysics, 55 (2), 259272.
Krivovichev V.G. (2021) [Mineral species] / Ed. I.V Pekov. SPb., Izdatelstvo S-Petersburgskogo universiteta, 600 p. (in Russian)
Kuzmin I.A., Palamarchuk R.S., Kalugin V.M., Kozlov A.V., Varlamov D.A. (2020) [Chromite-platinum mineralization of clinopyroxenite-dunite massif Zheltaya Sopka, North Urals]. Mineralogiya [Mineralogy], 6(4), 4659. (inRussian)
Mazur Z.R., Khakina T.I., Kovalchuk T.K., Skorynina A.N., Danilenko T.A. (1961) [Unpublished summary of the Uralian chromite deposits, volume 2]. Funds Chelyabinsknedra, 278 p. (in Russian)
Murzin V.V., Varlamov D.A., Palyanova G.A. (2017) Conditions of formation of gold-bearing magnetite-chlorite-carbonate rocks of the Karabash ultrabasic massif (South Urals). Russian Geology and Geophysics, 58(7), 803-814.
Pavlov N.V., Grigoryeva-Chuprynina I.I. (1973) [Patterns of formation of chromite deposits]. Moscow, Nauka, 198 p. (inRussian)
Popova V.I., Popov V.A., Klochkov I.K. (1994) [Chromites of the Talovka massif]. Uralskiy mineralo-gicheskiy sbornik [Urals Mineralogical Collection], (3), 124-130. (in Russian)
Ramdohr P. (1967) [Abundant assemblages of ore minerals resulting from serpentinization (with some
data on new and atypical minerals)]. Geologiya rudnykh mestorozhdeniy [Geology of Ore Deposit], (2), 32-43. (in Russian)
Savelyev D.E., Snachev V.I., Savelyeva E.N., Ba-zhin E.A. (2008) [Geology, petrology and chromite potential of gabbro-ultramafic massifs of the South Urals]. Ufa, DesignPolygraphService, 320 p. (in Russian)
Spiridonov E.M., Pletnev P.A. (2002) [Zolotaya Gora deposit of cupriferous gold (about gold-rodingite complex)]. Moscow, Nauchny mir, 216 p. (inRussian)
Stepanov S.Yu., Palamarchuk R.S., Antonov A.V., Kozlov A.V., Varlamov D.A., Khanin D.A., Zolota-rev A.A.Jr. (2020) Morphology, composition, and ontogenesis of platinum-group minerals in chromitites of zoned clinopyroxenite-dunite massifs of the Middle Urals. Russian Geology and Geophysics, 61(1), 47-67.
Tolstykh N., Kozlov A., Telegin, Yu. (2015). Platinum mineralization of the Svetly Bor and Nizhny Tagil intrusions, Urals Platinum Belt. Ore GeologyReviews, 67, 234-243.
Tolstykh N.D., Telegin Yu.M., Kozlov A.P.
(2011) Platinum mineralization of the Svetloborsky and Kamenushinsky massifs (Urals Platinum Belt). Russian Geology and Geophysics, 52(6), 603-619.
Varlakov A.S. (1993) [Ultramafic rocks of Chelyabinsk region and their minerageny], Uralskiy mineralogicheskiy sbornik [Urals Mineralogical Collection], (2), 150-166. (in Russian)
Zaykov V.V., Savel'ev D.E., Kotlyarov V. A., YuminovA. M., Zherebtcov D. A., Galimov D., Sudarikov M.V. (2012) Platinoids in the cromite ores of the South Urals: data on Karabash, Varshavka and Middle Kraka ultramafic massifs. Metallogeny of the ancient and modern oceans, 18, 176-182, [InRussian],
Zaykov V.V., Popov V.A., Zaykova E.V., Blinov I.A., Kotlyarov V.A. (2017) [Composition and morphology of crystals of platinum group minerals from placers of the South Urals]. Mineralogiya [Mineralogy], 3(4), 51-56. (in Russian)
Zaykov V.V., Melekestseva I.Yu., Zaykova E.V., Kotlyarov V.A. and Kraynev, Yu.D. (2017) Gold and platinum group minerals in placers of the South Urals: Composition, microinclusions of ore minerals and primary
sources. Oregeologyreviews 85, 299-320.
