CC BY
170
2013
ВЕС ТНИК ПЕ РМСКО ГО УНИ ВЕ Р С ИТЕ ТА
Г еология
Вып. 2(19)
УДК 553 411
Минералогия золотоносных отложений Тыкотловской площади
И.В. Бадьянова, К.П. Казымов, И.В. Синкина
Пермский государственный национальный исследовательский университет, 614990, Пермь, ул. Букирева, 15. E-mail: [email protected]
(Статья поступила в редакцию 20 сентября 2012 г.)
Тыкотловское рудопроявление является комплексным золотосеребряным полиметаллическим. Оно локализуется в отложениях тыкотловской толщи ордовика, которые характеризуются кварц-серицитовой или кварц-хлоритовой ассоциацией минералов. В тяжёлой фракции преобладают минералы зеленокаменной формации (иногда до 81%), магнетит и сульфиды. Наряду с традиционными методами изучения минералов применены прецизионные методы (электронная микроскопия, микрозондовый анализ). Золото присутствует практически во всех пробах осадочных и коренных пород. В золоте и сульфидных минералах меди отмечено постоянное присутствие серебра. С процессами химического выветривания руд Тыкотловского проявления связано образование карбонатов свинца и цинка. Индикатором золотосеребряного оруденения пород Тыкотловской площади является зона развития медно-сульфидной минерализации.
Ключевые слова: минералогия, рудопроявление, золото, Приполярный Урал.
С 2008 по 2010 г. на Тыкотловской площади в долине р. Бол. Тыкотлова и её притоков (восточный склон Приполярного Урала) проводились геолого-поисковые работы на золотополиметаллическое оруденение.
На основании полученного фактического материала и анализа опубликованных и фондовых материалов установлена принадлежность Тыкотловской площади к Западно-Тагильской структурно-фа-ци-альной зоне и соответственно к Западно-Тагильской ванадиево-титаноносной платиножелезомедно-рудной металлоге-нической зоне [5, 7, 8].
Установлено, что комплексное золотосеребряное полиметаллическое оруденение Тыкотловской площади локализуется среди отложений средней пачки Ты-котловской толщи и приурочено к верх-
ней части покрова эффузивных метасоматически изменённых риолитов, переслаивающихся с изменёнными органогенными известняками с фауной кораллов и мшанок вблизи контакта с экструзивно-купольной структурой [2,3,5].
Для рудоносной зоны Тыкотловского рудопроявления характерна кварц-серици-товая минеральная ассоциация, по периферии отмечается серицит-кварцевая ассоциация. Для некоторых рудных тел характерна кварц-хлоритовая ассоциация. Подстилающие безрудные риолиты характеризуются серицит-кварц-альбитовой и кварц-альбитовой минеральными ассоциациями. Литологически рудоносная зона -это поле распространения метасоматически изменённых риолитов рассланцован-ных, груботонкополосчатых, линзовидно-пятнисто-полосчатых с прослоями апотер-
© Бадьянова И.В., Казымов К.П., Синкина И.В., 2013
28
ригенных сланцев и линзами органогенных известняков, участками сильно оквар-цованных. Иногда наблюдается гематити-зация. В нижней части - риолиты брекчи-рованные с маломощными прослоями иг-нимбритоподобных риолитов. Характерна постоянная сульфидная, преимущественно пиритовая, минерализация до 5%, а местами до 10-30%. Рудоносные риолиты подстилаются эффузивными игнимбрито-подобными и фельзитовыми риолитами пятнистыми, пятнисто-полосчатыми, апо-стекловатыми с линзовидными прослоями лавобрекчий. Лавобрекчии часто отмечаются и на контакте рудоносных риолитов с безрудными. На поверхности рудоносная зона часто выделяется бурой, желтовато-бурой и красновато-бурой окраской благодаря окисленному пириту. По простиранию рудоносная зона ограничена субширотными разломами и имеет протяжённость 860м, по падению прослежена на 300м - до Тыкотловского субмеридио-нального разлома. Рудоносная зона зафиксирована по всем пересекающим её выработкам [3,5,8].
Минералогические исследования проводились на кафедре минералогии и петрографии ПГНИУ по договору с ЕНИ ПГНИУ. В выполнении работ принимали участие сотрудники лаборатории минера-лого-петрографических исследований ЕНИ ПГНИУ: проф. Б.М. Осовецкий, доц. К.П. Казымов, ст. инженер И.В. Синкина, инженер И.В. Бадьянова.
Для изучения минерального состава пород Тыкотловского рудопроявления сотрудниками ООО «Геолайн» предоставлены шлихи протолочек различных пород, разделенные на фракции (тяжелую магнитную, электромагнитную, неэлектромагнитную, крупную и легкую) в количестве 33 штук и одного шлиха, отмытого из рыхлых отложений, протолочки штуфных проб (13 шт.), «серые» шлихи и концентраты винтовых аппаратов (38 шт.).
Целью работ являлось изучение минералогического состава тяжелой фракции пород Тыкотловской площади в связи с их
золотосеребряной полиметаллической минерализацией.
Основные задачи исследований:
1) выполнение количественного минералогического анализа тяжелой фракции коренных и осадочных пород;
2) определение золота в пробах, его диагностика и описание;
3) изучение химического состава частиц золота и других минералов с помощью микрозондового анализа;
4) исследование внутреннего строения и микроскульптуры поверхности частиц золота, электрума.
5) разработка и применение специальных методик и экспресс-методов, в т.ч. разработанных в ПГНИУ, для установления присутствия в пробах золота и минералов особо сложного состава.
Всего в процессе исследований было проведено около 345 минералогических определений, выполнено свыше 240 ми-крозондовых анализов минералов сульфидов, продуктов их выветривания, породообразующих и акцессорных минералов пород и около 250 минералов изоморфного ряда золото - серебро. В процессе работ обнаружено свыше 4000 знаков золота. Обобщение минералогических данных сводилось к расчету общего минерального состава тяжелой фракции и общего состава породы в целом. Частицы золота и сульфидов сфотографированы на сканирующем электронном микроскопе и бинокулярном многоцелевом оптическом микроскопе высшего класса.
Минеральный состав протолочек и рыхлых осадочных пород определен проф. Б.М.Осовецким, инженерами И.В.-Синкиной и И.В.Бадьяновой. Проф. Б.М. Осовецким и доц. К.П.Казымовым выполнены микрозондовые определения. Расчет минерального состава сделан доц. К.П. Казымовым с применением программы EXCEL. Зерна минералов на микрозондовые анализы отобраны проф. Б.М.Осовецким, И.В.Синкиной и И.В.Бадьяновой.
Методика исследований
Минеральный состав протолочек и шлиха определялся отдельно по всем выделенным фракциям: тяжелой магнитной, электромагнитной, неэлектромагнитной, крупной и легкой полуколичественным минералогическим методом. При изучении минералов осадков и пород Тыкотловской площади применены следующие методы и методики.
Пробоподготовка. Протолочки штуф-ных проб коренных пород, «серые» шлихи делились в бромоформе на тяжелую и легкую фракции. Тяжелая фракция подвергалась магнитной и электромагнитной сепарации с получением соответствующих подфракций - магнитной, электромагнитной и неэлектромагнитной. Неэлектромагнитная подфракция после количественного минералогического анализа отмывалась в чашке с бромоформом до ультраконцентрата для отбора монофракции золота, электрума.
Количественный минералогический анализ. Количественный минералогический анализ каждой выделенной подфрак-ции проводился по представительной группе зерен (до 500). Диагностика минералов проведена по физическим, оптическим свойствам и химическому составу с применением поляризационного микроскопа и микрозондового анализа (аналитики проф. Б.М. Осовецкий, И.В. Бадьянова, И.В. Синкина).
Экспресс-метод выделения весьма мелкого и тонкого золота из тяжелых фракций. Метод основан на домывке тяжелой фракции в чашке с бромоформом с целью смыва минералов с плотностью менее 6 г/см3 и концентрирования минералов с более высокой плотностью. Домывалась неэлектромагнитная подфракция. Выделенный таким способом «золотой» ультраконцентрат просматривался под биноку-ляром с отбором, диагностикой и описанием зерен золота, электрума, а также некоторых сульфидов (блеклых руд, галенита). Для обеспечения большей надежности домывка проводилась осторожно с остав-
лением некоторого количества минералов плотностью менее 6 г/см3.
Микрозондовый анализ минералов выполнен на энергодисперсионном спектрометре INCA Enerdgy 350 (фирма OXFORD Instruments, Великобритания), установленном на сканирующем электронном микроскопе JSM 6390LV (фирма “JEOL”, Япония) на кафедре минералогии и петрографии Пермского университета (аналитики проф. Б.М.Осовецкий и доц. К.П.Казы-мов). Режим работы: рабочее напряжение 20 кВ, рабочее расстояние 10 мм, сила тока 10 нА.
Электронно-микроскопические исследования морфологии, внутреннего строения и микроскульптуры поверхности зо-лотин проводились на сканирующем электронном микроскопе JSM 6390LV. Режим работы при фотографировании: рабочее напряжение 10 кВ, рабочее расстояние 10 мм, SS - 30-40 (аналитики проф. Б.М.Осовецкий и доц. К.П.Казымов).
Результаты минералогических исследований
Минеральный состав тяжелой фракции пород Тыколовской площади отличается большим разнообразием с преобладанием минералов зеленокаменной формации (эпидот, амфиболы, пироксены, слюды), магнетита, сульфидов. Всего установлено 17 минералогических ассоциаций коренных и рыхлых пород.
Основными компонентами легкой и тяжелой фракций протолочек и шлиха являются обломки пород, которые подвергались дроблению, сульфидные и другие минералы в основном гидротермального происхождения, а также продукты их выветривания.
По результатам полного минералогического анализа тяжелой фракции изученных проб основную массу тяжелой фракции составляют обломки пород и минеральные агрегаты (слюдистые, новообразования коры выветривания и др.).
Из минералов широко распространены минеральные виды и разновидности групп
эпидота - 2-71%, амфиболов - 1-15% и пироксенов - 1-33%, а также магнетит -1-34%%, лейкоксен - до 2%, циркон - 122%. Из сульфидов присутствуют пирит -1-21%, халькопирит - 1-8%, сфалерит -до 3%, блеклая руда - до 0,5%, галенит -1-3%, ковеллин.
Сульфидные минералы содержат разнообразные включения минералов вмещающих пород (кварца, полевых шпатов, пе-ровскита, магнетита), что свидетельствует о более позднем их образовании. В частности, в составе магнитной фракции нередко присутствуют зерна пирита, содержащие включения магнетита, хорошо заметные под электронным микроскопом.
Микрозондовым анализом установлено присутствие различных продуктов изменения сульфидов свинца, цинка и меди (азурит, малахит, глет, церуссит, смитсо-нит, ярозит, плюмбоярозит, кераргирит и др.). В частности, обнаружено присутствие дюфтита PbFel2Ol9 и фазы PbFe4O7, ярозита, агрегатов с церусситом.
Минеральный состав тяжелой фракции протолочек, отобранных из коренных пород, представлен пиритом - 22-55%, галенитом - 1-26%, баритом - 3-29%, минералами группы пироксена - 2-8%, минералами группы эпидота - 4-10%, гидрогети-том - 1-22%, псевдоморфозами гематита по пириту - 1-37%, магнетитом - 2-10%. В некоторых пробах присутствуют циркон - 2-15%, гетерогенные агрегаты силикатно-сульфатного состава - 3-27%, редкие знаки гематита, граната и ставролита. Большинство проб загрязнены техногенной стружкой - от 5 до 30% тяжелой фракции [7].
Для коренных пород, минеральный состав которых изучен по протолочкам, установлены следующие минеральные ассоциации:
1) пиритовая, характерная для фельзи-тов и риолитов с описанной в поле пирит-галенитовой или пиритовой минерализацией;
2) барит-пиритовая, типичная для интенсивно пиритизированных фельзитов;
3) сфен-пиритовая, отмеченная для рассланцованных карбонатизированных метасоматитов по риолиту;
4) барит-галенит-пиритовая, довольно редкая по распространенности и отмеченная в протолочке риолита рассланцован-ного с соответствующей видимой минерализацией;
5) гидрогетит-пиритовая, отмеченная для гранит-порфира со слабо выраженной пиритовой минерализацией и для элювия рассланцованного риолита;
6) магнетит-хлорит-пиритовая;
7) эпидот-пирит-сфеновая - для массивного гранит-порфира с пиритизирован-ными прожилками существенно кварцевого состава;
8) магнетитовая - для метасоматически измененного риолита с кристаллами магнетита и прожилками халькопирита;
9) сфен-магнетитовая - для метасома-тита по риолиту магнетит-карбонат-квар-цевого состава;
10) циркон-баритовая - для альбит-слюдисто-кварцевого сланца с магне-тит-пиритовой вкрапленностью;
Для осадочных отложений разного генезиса по составу тяжелой фракции выявлены следующие группы минеральных ассоциаций.
1) магнетит-эпидотовая, наиболее распространенная на площади и типичная для аллювиальных и других генетических типов отложений;
2) хлорит-эпидотовая, характерная преимущественно для делювиальных отложений;
3) магнетит-эпидот-хлоритовая;
4) актинолит-магнетит-эпидо-товая и актинолит-эпидотовая, установленные, в частности, для гляциально-про-лювиальных отложений;
5) пироксен-магнетит-эпидото-вая и пироксен-циркон-магнетит-эпидо-товая, часто встречающиеся на площади;
6) пироксен-магнетит-эпидото-вая с добавлением пирита отмечена для обломочной коры выветривания;
7) эпидот-магнетит-пиритовая ассоциация с ярозитом и гематитом
установлена для золотоносных элювиальных отложений.
Сравнение специфических типов сульфидной минерализации (As, Sb, РЬ, Zn, Си) с составом коренных пород показывает, что все они приурочены к зоне контакта алевросланцев с риолитами.
Золото присутствует почти во всех пробах, отобранных из различных генетических типов осадочных пород. Наиболее богаты золотом продукты размыва коры выветривания на одном из участков Тыкотловской площади в контакте риолитов с алевросланцами (более 1 г/т). Золото отличается сложной формой и разнообразной микроскульптурой поверхности, что характерно для продуктов гидротермального рудообразования средних и малых глубин при относительно высоких температурах [4]. Например, на рис. 1-2 приведено золото ветвистой формы с примазками инородного вещества на его поверхности, размером 0,25х 0,1 мм, цвет золотисто-желтый [1].
Рис. 1. Знак золота ветвистой формы с блоковым строением
Рис. 2. Фрагмент золотины с кристаллами инородного вещества на её поверхности
Особенности химического состава минералов
Для изучения особенностей химического состава минералов пород Ты-котловской площади было проведено более 600 микрозондовых анализов различных минеральных фаз, представляющих собой всё разнообразие минеральных образований искомой территории. Основное внимание уделено рудным минералам глубинных горизонтов рудопроявления (галениту, сфалериту, блеклым рудам, халькопириту, ортиту), золоту, электруму и некоторым весьма редким минеральным фазам, впервые обнаруженным на данной территории. Монофракции для исследования отдельных минеральных видов были выделены сотрудниками лаборатории МПИ ЕНИ ПГНИУ из протолочек, тяжёлой фракции концентратов различных осадков и их ультраконцентратов. Химический состав монофракций минералов был изучен с применением микро-зондового анализа.
Часть микрозондовых анализов была проведена для минералов в аншлифах, представленных сотрудниками ООО «Ге-олайн». Методика исследования предусматривала просмотр всей площади при-шлифовки и анализ наиболее интересных минеральных рудных объектов. В аншлифах выполнено более 120 микрозондовых анализов.
Использованная методика совмещённого электронно-микроскопического и ми-крозондового исследования предусматривала качественный анализ всех минеральных проявлений, обнаруженных в аншли-фах. При этом определение состава производилось по упрощенной схеме с идентификацией названия минерала по спектрограмме без определения точного количественного соотношения компонентов. В результате в аншлифах были установлены такие минералы, как пироксены, амфиболы, эпидот, флюорит, кальцит, биотит, апатит, сфен и многие другие.
Группа сульфидных минералов
Пирит (рис. 3) по химическому составу довольно однообразен. Анализ выполнен для 19 зерен, отобранных из разных проб. Содержание серы составляет 5256%, железа - 43-47%. Из элементов-примесей постоянно присутствует Со (0,110,27%), часто - Си, №, As. В двух зернах установлено присутствие Ag в количестве 0,06-0,09%. Ассоциация малых элементов в составе пирита неблагоприятна для прогнозирования золотоносности.
Рис. 3. Пирит с включениями магнетита и зонами роста
Химический состав зерен пирита в основном определен по зернам, выделенным из протолочек. Основной целью было точное определение содержания мышьяка, которое устанавливалось с применением волнового спектрометра. Известно, что золотоносные пириты различных гидротермальных месторождений отличаются повышенным содержанием мышьяка.
В выполненных анализах мышьяк присутствует постоянно (от 0,18 до 1,44%). Другими обычными элементами-примесями являются Си, Zn, Со, относительно редко встречаются №, Sb, Сd. Литогенные элементы ^, А1, Са, Т^ №, К), вероятно, являются продуктами выветривания, которые находятся в поверхностных пленках на минерале, в трещинах, углублениях и т.д.
В зернах пирита часто присутствуют микровключения галенита, что отражается в анализах появлением свинца.
Дополнительно на дифрактометре PHASER 2D определен параметр кристаллической решетки четырех монофракций зерен пирита, отобранных из проб, который составил 5,419-5,420 А. Среднее значение данного параметра, приведенное в справочнике У.А.Дира и др. (1966), составляет 5,417 А, более высокие величины свойственны золотоносному пириту. Блеклые руды (рис.4) характеризуются довольно близким соотношением атомных долей мышьяка и сурьмы с преобладанием первого (As:Sb=3:4). Таким образом, по составу данной изоморфной смеси минерал относится к теннантиту. Из элементов-примесей постоянно присутствуют Zn, Fe и Ag (в количестве до 1% и более), редко - Cd.
В блеклых рудах отмечается постоянное присутствие примеси серебра в количестве до 0,5%. В одном анализе его содержание превысило 13,5%.
20кУ Х400 50|лп 7007 15 63 3ЕІ
Рис. 4. Теннантит
При детальном просмотре зерен блеклых руд в аншлифах обнаружено присутствие микрозерен размером в несколько микрон минеральных включений, выделяющихся более светлым тоном (метод фазового контраста). Известно, что в электронно-микроскопических изображениях во вторичных электронах светлее выглядят минералы с повышенной атомной массой. Возникло предположение, что включения в блеклых рудах могут быть представлены серебряными фазами (вероятно, аргентитом). Данное предположение
полностью подтвердилось при выполнении микрозондового анализа. Определить состав зерен включений невозможно ввиду их малого размера и редкого присутствия непосредственно на срезе аншлифа. Обычно данные включения, находящиеся на относительно небольшой глубине от поверхности аншлифа, как бы просвечивали через тонкий слой вещества блеклой руды. Поэтому нами выполнялись анализы в различных точках, где наблюдалось относительное сгущение светлых включений. Подтвердилась закономерность прямой связи содержаний серебра с количеством зерен включений, визуально различимых под электронным микроскопом в точке анализа.
Характерно, что в анализах с максимальным содержанием серебра (примерно 9 и 12%) относительно снижается содержание серы, что вполне можно объяснить присутствием серебра именно в составе аргентита, в котором содержание серы снижается до 12,9% против 25,1% в блеклых рудах.
Для Тыкотловского рудопроявления установлены три группы блеклых руд, отличающихся по содержанию серебра: 1) до 0,5%, 2) 3-4% и 3) более 10%.
По химическому составу блеклые руды относятся к мышьяковистой разновидности - теннантиту с резко подчиненной долей тетраэдрита. В них наиболее распространенными примесями являются цинк и железо. Из литературы известно, что железистые и цинковистые разности наиболее распространены в природе и составляют свыше 70% их общей массы в земной коре.
Другими элементами-примесями, присутствующими эпизодически, являются Cd, Se, РЬ, №, V. Характерно, что примесь селена установлена только в высокосеребряных разностях, в них же наблюдается и повышенное содержание кадмия и пониженное - цинка. Ртуть не обнаружена ни в одном из анализов, хотя ртутистые разности также известны среди блеклых руд.
Химический состав блеклых руд и характер включений свидетельствуют об их
образовании из высокотемпературных гидротермальных растворов.
Доказательство присутствия рассеянной серебряной минерализации в составе блеклых руд имеет большое значение для оценки рудоносности Тыкотловской площади и перспектив этого рудопроявления. Полученные результаты могут быть использованы при расчете прогнозных ресурсов серебра на Тыкотловском рудопро-явлении.
Халькопирит (рис.5) отличается примерно одинаковым составом во всех изученных зернах. В анализах присутствует Со (до 0,21%), иногда - РЬ, №, As, Zn, В1
Рис.5. Халькопирит
Для халькопирита установлены те же особенности проявления серебряной минерализации, что и для блеклых руд. Ми-крозондовый анализ в аншлифах для них проводился с помощью метода фазового контраста. Присутствие серебра выявлено только в зернах, содержащих светлые микровключения размером в несколько микрон. Для сравнения сделан анализ в зерне, где светлые микровключения отсутствовали: в нем серебро не обнаружено.
В отличие от блеклых руд, в халькопирите присутствие серебра сочетается с некоторым понижением содержания меди. В халькопирите микровключения серебряной фазы (предположительно аргентита) присутствуют в меньшем количестве по сравнению с блеклыми рудами. Этим объясняются и более низкие содержания примеси серебра. Остальные элементы-при-
меси крайне редки и встречаются в весьма ограниченных количествах.
Cфалерит (рис. 6), состав которого исследован в шести прозрачных зернах зеленовато-желтого цвета, содержит в умеренном количестве Fe (до 0,77%), обычно присутствуют Cd и Си. Таким образом, его можно отнести к клейофану. На одном из зерен поверхность зерна сфалерита покрыта тонким налетом пылевидного галенита, что делает его непрозрачным и темным. В данном анализе в значительном количестве отмечено присутствие свинца. В одном зерне присутствует серебро (0,09%).
Химический состав зерен сфалерита отличается постоянным присутствием примесей. Наиболее распространенным элементом-примесью является железо. Оно присутствует во всех анализах в количестве от 0,19 до 0,86%. Известно, что железо является характерной примесью в мар-матите, где его содержание достигает 20%. В данном случае железистость сфалерита относительно невысокая.
Следующим по распространенности элементом-примесью является кадмий, характерный особенно для разновидности пшибрамита. Кадмий отмечен почти во всех анализах в количестве до 0,35%.
Из других элементов-примесей присутствуют Си, 1п, Sn, As, Mg, Мп. Характерно, что магний и марганец присутствуют только в анализах зерен, отобранных из протолочки. Следовательно, они содержатся в поверхностных пленках продук-
тов выветривания. Ни в одном из анализов не обнаружены ртуть, серебро, селен и галлий.
Галенит имеет довольно однообразный химический состав во всех изученных пробах. Содержание главных компонентов близко к теоретическим значениям для химически чистого минерала (РЬ -86,06-86,50 мас.%, S - 13,18-13,94 мас. %).
Из примесей в небольших количествах установлены Fe, Си, Zn и Мп. В одном анализе установлено наличие мышьяка. В нескольких зернах обнаружены примесь серебра и включения аргентита в галените. Более «чистый» состав галенита в последних анализах в основном обусловлен их проведением в аншлифах, т.е. при отсутствии поверхностных пленок и включений в трещинах и т.д.
Повышенное внимание к изучению химического состава данного минерала обусловлено важностью нахождения в его составе примеси серебра и оценки его содержания. В одной серии анализов определение присутствия серебра производилось с применением волнового спектрометра с точностью до 0,001%. В результате серебро обнаружено в 4 анализах в количестве до 0,45% и в одном анализе его содержание составило 14,72% (разновидность серебряный галенит). Кроме того, обнаружены сростки галенита с другими минералами сульфидов - аргентитом, станнином и антимонитом.
Таким образом, как и для блеклых руд, в прогнозные ресурсы серебра должно быть в качестве составной части включен металл в составе галенита. При этом предположительно 20% общей массы галени-товых руд могут содержать в среднем около 0,3% Ag и до 1% - около 10% Ag.
Арсенопирит. При просмотре под электронным микроскопом арсенопирит был обнаружен в пробах из выработки на разных глубинах. Он представлен кристаллами небольшого размера (менее 0,1 мм) и присутствует в тесной ассоциации с пиритом либо образует сростки с ним,
Рис.6. Сфалерит
либо находится в виде включений в пирите.
В составе арсенопирита кроме главных компонентов ^е-20,78-32,89 мас.%, As-
0,09-46,84 мас.%, S-21,23-27,68 мас.%) установлено постоянное присутствие висмута, крайне редко - никеля и кобальта.
Халькозин встречается довольно часто. В большинстве анализов присутствует серебро (до 0,82%). В двух зернах соотношение содержаний меди и серы близко соответствует теоретическому значению (4:1), однако два других анализа показали избыток меди (7:1 и 13:1). Известно, что халькозин образуется в результате окисления медьсодержащих минералов и характерен для зоны вторичного сульфидного обогащения. Возможно, что в этих зернах в качестве примесей присутствует и самородная медь, которая также образуется в данной зоне и обычно встречается вместе с халькозином. В литературе указывается также на присутствие в зоне вторичного сульфидного обогащения псевдоморфоз самородной меди по халькозину. Возможно, в данном случае мы имеем дело с такой неполной псевдоморфозой.
Аргентит был обнаружен в одном зерне в сростке с галенитом. Содержание серебра составило 52,5-60,7%. В одной из зон данного зерна обнаружено также золото в количестве около 2%.
Породообразующие минералы
Редкоземельная минерализация
О возможности обнаружения редкоземельной минерализации мы указывали на основании находки зерна ортита в прото-лочке одной из проб. Детальное исследование аншлифов с применением микрозонда позволило наметить основные закономерности распределения редкоземельной минерализации в рудопроявлениях Тыкотловской площади.
Ортит присутствует во многих зонах метасоматического преобразования первичных магматических пород с развитием минералов группы эпидота по амфиболам и пироксенам. Окраска светло-бурая с зе-
леноватым оттенком и жирным блеском. Формы выделений ортита довольно разнообразны. Чаще он представлен мельчайшими удлиненными кристалликами размером менее 1 мкм, образующими скопления в отдельных участках. Реже наблюдаются сплошные выделения ортита в зоне эпидотизации. При изучении аншли-фов в сканирующем электронном микроскопе частицы и сплошные выделения ортита отличаются более светлыми полутонами на сером фоне эпидота за счет вещественного контраста.
Микрозондовые анализы проводились в различных зонах минерализации: в местах развития довольно редкой вкрапленности микрокристаллов ортита, в зонах густой вкрапленности и на сплошных выделениях ортита.
Установлено, что редкоземельная минерализация контролируется петрографическими и минералогическими факторами. В частности, наиболее интенсивное развитие ортита наблюдается в наиболее глубинных горизонтах. Минералогический контроль ортитовой минерализации проявляется не только в тесной ассоциации с минералами группы эпидота, но и с развитием в тех же зонах сфена, кальцита, апатита и ряда других редких минералов.
По химическому составу основная масса кристаллов ортита характеризуется содержанием оксидов редких земель порядка 20-23%, что полностью соответствует теоретическим значениям. Практически постоянными элементами-примесями являются иттрий и стронций, которые кристаллохимически тесно связаны с лантаноидами. Радиоактивность ортита обусловлена присутствием как урана, так и тория в небольшом количестве. Наличие серы и цинка свидетельствует о развитии в тех же зонах сфалерита. Отмечено также появление в нескольких анализах фосфора, связанного с апатитом.
Среди группы редкоземельных элементов характерно преобладание Се и La, однако в некоторых разностях наблюдается повышенная доля тяжелых лантаноидов, особенно неодима. В одном анализе отме-
чены очень высокая доля тяжелых лантаноидов и европий (свыше 2%).
По особенностям химического состава выделено еще несколько разновидностей ортита. В частности, заметно отличаются от основной массы ортиты с повышенным содержанием магния (MgO более 10%), которые образовались, вероятно, в результате неполного замещения ромбических пироксенов.
Широкое распространение минералов группы эпидота в Тыкотловском рудопро-явлении и их доказанная зараженность ортитом дают возможность рассматривать редкоземельную минерализацию как одну из наиболее перспективных для дальнейшего изучения.
Продукты изменения сульфидных минералов
Продукты выветривания
Среди основных минеральных видов, составляющих всё разнообразие продуктов выветривания породоборазующих и сульфидных минералов Тыкотловской площади, выделены:
— самородные элементы (медь);
— карбонаты (азурит, малахит);
— сульфаты (ярозит, плюмбояро-зит, англезит, барит, алунит);
— силикаты (гидрослюды, серпентин, хлориты);
— железистые оксиды и гидроксиды (гематит, гидрогетит, псевдоморфозы гетита по пириту);
— арсенаты (миметезит, скородит).
С процессами химического выветривания руд Тыкотловского проявления связано широкое развитие карбонатов свинца и цинка. Церуссит и смитсонит заполняют промежутки между прожилками галенита и сфалерита. Их химический состав близок к теоретическим данным: церуссит
- СО2 -16,50; РЬО - 81,57; ZnO - 1,19; СаО - 0,53; FeO - 0,21; смитсонит - СО2 32,01; ZnO - 65,19; СаО - 0,79; МпО -1,37; FeO - 0,58; MgO - 0,06.
Ковеллин содержит в своем составе примеси As и Ag (0,23-0,36%), реже - Fe.
Обнаружен минеральный агрегат, который относится к группе хлоридных. Он представляет собой срастание зерен кераргирита (AgCl) и котунита (РЬС12). Химический состав этого агрегата определен микрозондовым методом (мас. %): AgCl - 42,91; РЬСЬ - 53,06. Кроме того присутствуют (мас. %): Au - 0,87; Си -
0,99; Fe - 0,57; ^ - 1,60.
Обнаружена также самородная медь (Си - 98,419%, S - 1,516%, Fe -0,064%). Выше указывалось также на присутствие самородной меди в качестве неполной псевдоморфозы по халькозину.
С применением микрозондового анализа изучен химический состав некоторых широко распространенных вторичных образований.
Плюмбоярозит встречается настолько часто, что фиксируется даже при минералогическом анализе в количестве до нескольких процентов. В наших определениях содержание РЬО составило от 14 до 28%. Также впервые обнаружены арсена-ты свинца.
Присутствие золота и серебра в некоторых продуктах выветривания сульфидных минералов представляет значительный интерес и должно быть учтено при оценке ресурсного потенциала Тыкотловской площади.
Из породообразующих минералов и ак-цессориев главных пород, подвергшихся дроблению при подготовке протолочек, изучен химический состав полевых шпатов, слюд, пироксенов, рутила и циркона, флюорита.
Флюорит содержит примеси Y, Си и
Zn.
Пироксены темной, почти черной, окраски представлены эгирин-авгитом, а светлые разности - диопсид-геденбер-ги-том.
Рутил представлен разностями с умеренным содержанием железа (имеет более светлую окраску) и нигрином с содержанием FeO свыше 5%.
Циркон кроме обычных разностей светлой окраски - непрозрачными мета-
миктными зернами бурого цвета. Характерной примесью является скандий.
Благородная минерализация
Золото. Количество находок золотин составляет более 4000 знаков. Преобладают знаки рудного облика, неокатанные, размером менее 0,1 мм. Редко присутствуют и более крупные золотины - до 1 мм, имеющие агрегатное строение.
Золото характеризуется зональным строением с изменением химического состава по зонам. По данным микрозондово-го анализа в одних участках наблюдается повышенное содержание серебра (более 11%), в других присутствуют в качестве примесей Zn, Со, Си.
Особенностью частиц золота является повышенное содержание в них серебра. Кроме того, обычными элементами-примесями в частицах золота являются Си, Fe, Al, Si. Медь отражает геохимическую специфику минералообразующей среды. Ее содержание колеблется в пределах от 0 до 2,68%, а встречаемость составляет 87%.
Реже присутствуют в золоте такие элементы-примеси, как As, Se, Со, №, В^ ^, Pd, Zn. Они, как и медь, отражают генезис золота и геохимические особенности минералообразующей среды.
Для Тыкотловской площади весьма характерны сростки золота с другими минералами гидротермального происхождения:
— с галенитом и гетитом;
— со сфалеритом и арсенопиритом;
— с блеклой рудой;
— с пиритом.
Поскольку все обнаруженные частицы золота содержат серебро, то анализ его содержания представляет особый интерес для исследования генезиса золота и характера рудоносной формации. Для них характерен широкий диапазон колебаний содержания серебра - от 0 до 69%. Основная их часть (свыше 82%) принадлежит электруму (Ag более 15 мас.%). Типохимические особенности золота могут быть
использованы и при определении его первоисточников.
Выводы
1. Выполненные исследования повышают оценку ресурсов серебра на Ты-котловской площади. Для серебра важными источниками ресурсной базы являются электрум, блеклые руды (обнаружена разность с высоким содержанием серебра -аргенотеннантит), галенит (обнаружена разность с высоким содержанием серебра
- серебряный галенит), продукты изменения в коре выветривания (кераргирит -AgCl, халькозин и др.).
2. Обнаружен участок на Тыкотловской площади с высоким содержанием золота -свыше 1 г/т. В районе данного участка зафиксированы высокие содержания золота и в коре выветривания.
3. Установлено наложение на площади по меньшей мере двух фаз золоторудной минерализации - высокотемпературной и низкотемпературной. Их картирование возможно с применением данных по химическому составу золота. В частности, индикаторными элементами низкотемпературного золота являются повышенные содержания примесей серебра и ртути.
4. Важным результатом, полученным на основе детального изучения аншлифов под электронным микроскопом, являются данные о закономерностях проявления серебряной и редкоземельной минерализаций в Тыкотловском рудопроявлении. Благодаря использованию методики, предусматривающей просмотр под электронным сканирующим микроскопом при различных увеличениях всей поверхности аншлифа в обратно-рассеянных электронах, по вещественному контрасту зерен были установлены микровключения аргентита в минералах меди (блеклых рудах и халькопирите) и ортита в зонах эпидоти-зации. Данная методика рекомендуется к более широкому применению при изучении рудной минерализации на Ты-котловской площади.
5. В рудопроявлении представлен широкий набор сульфидных минералов свин-
ца, цинка, меди и разнообразных продуктов их выветривания, которые должны быть обязательно учтены при подсчёте запасов Тыкотловского оруденения.
Библиографический список:
1. Бадьянова И.В., Казымов К.П. Морфология золота Тыкотловской площади // Вестн. Перм. ун-та. Геология. 2012. Вып. 2 (15). С. 58-69.
2. Манькова Т.В., Суслов С.Б. Геодинамиче-ские обстановки формирования базальто-идов Тыкотловской площади // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Пермь, 2011. Вып. 14. С. 240-260.
3. Манькова Т.В., Суслов С.Б. Риолитовый вулканизм верховьев р.Бол. Тыкотлова на Приполярном Урале // Там же. 2012. Вып. 15. С. 396-409.
4. Петровская Н.В. Самородное золото. М.:Наука, 1973. 347 с.
5. Суслов С.Б. Проблемы изучения Ты-котловской площади (Приполярный Урал) // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. Пермь, 2010. С. 24-37.
6. Суслов С.Б., Казымов К.П., Осовецкий Б.М. Особенности рудопроявлений Ты-котловской площади (Приполярный Урал) // Геология и полезные ископаемые Западного Урала. Пермь, 2010. С. 68-72.
7. Суслов С.Б., Манькова Т.В., Георгиев В.В. и др. Отчёт по объекту «Прогнозно-поисковые работы на медно-полиметаллические руды в пределах Тыкотловской площади» в Берёзовском районе Хан-ты-Манскийского автономного округа -Югра. Пермь, 2011. 103с.
8. Шишкин М.А., Астапов А.Л., Кабатов Н.В. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаба 1:1000000 (Третье поколение). Уральская серия. Лист Q-41 (Воркута). Объяснительная записка. СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2005. 335с.
Mineralogy of Gold Deposits of Tykotlov Area
I.V. Badyanova, K.P. Kazymov, I.V. Sinkina
Perm State National Research University, 614990, Perm, Bukirev st., 15 E-mail: [email protected]
Tykotlov ore occurrence is a complex gold-silver polymetallic mineralization. It is localized in the deposits of Tykotlov sequence of Ordovic, which is characterized by quartz-sericite and quartz-chlorite mineral assemblages. In the heavy fraction dominate the minerals of greenstone formation (sometimes up to 81%), magnetite and sulfides. The traditional methods of studying minerals are used as well as precision techniques (electron microscopy, microprobe analysis). Gold presents in almost all samples of sedimentary rocks and bedrock. In gold and sulfide minerals of copper constant presence of silver is marked. With the processes of chemical weathering of Tykotlov ores the development of lead and zinc carbonates is connected. An indicator of gold-silver ores of rocks in Tygotlov area is the zone of copper-sulfide mineralization.
Key words: mineralogy, occurrence, gold, Urals.
Рецензент - доктор геолого-минералогических наук Б.М. Осовецкий
