CC BY
13
УДК 553.08(234.82) DOI: 10.19110/2221-1381-2016-10-45-51
МПГ-МИНЕРАЛИЗАЦИЯ В СУЛЬФИДНЫХ РУДАХ ПРОЯВЛЕНИЯ САВАЙБЕЙСКИЙ (ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ПАЙ-ХОЙ, ЮГОРСКИЙ ПОЛУОСТРОВ]
Р. И. Шайбеков, А. В. Журавлев
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар shaybekov@geo.komisc.ru, micropalaeontology@gmail.com
В статье приводятся результаты изучения МПГ-минерализации, приуроченной к сульфидным медно-никелевым рудам, с использованием электронно-микроскопического и (впервые) рентгенотомографического методов на рудопроявлении Савабейский, расположенном в пределах хенгурского (центрально-пайхойского) габбродолеритового комплекса Пай-Хоя. МПГ-минерализация представлена висмутосурьмянистым и сурьмяно-висмутовым теллурридами палладия, котульскитом, сперрилитом, гесситом, висмутотеллуридом и золотом.
Ключевые слова: Югорский полуостров, Пай-Хой, хенгурский габбродолеритовый комплекс, сульфидная медно-никелевая минерализация, электронная микроскопия, рентгеновская томография, сульфиды, минералы платиновой группы.
PGM MINERALIZATION IN SULPHIDE ORES OF SAVABEYSKY AREA (CENTRAL PAY-KHOY, UGRA PENINSULA]
R. I. Shaybekov, A. V. Zhuravlev
Institute of Geology of the Komi SC UB RAS, Syktyvkar
The paper presents the results of study of the PGM mineralization, associated with the copper-nickel sulfide ores using electron microscopy and, for the first time, X-ray microtomography methods for Savabeysky ores located within Khenguryu gabbro-dolerite complex of Pay-Khoy. PGM mineralization is represented by bismuth-antimony and antimony-bismuth palladium tellurrides, kotulskite, sperrylite, hessite, bismuth-telluride and gold.
Keywords: Ugra Peninsula, Pay-Khoy, Khengur gabbro-dolerite complex, sulfide copper-nickel mineralization, SEM, XCT, sulphides, platinum group minerals.
Введение
Интрузивный магматизм, широко проявленный в центральной части Югорского полуострова, представлен силлами, реже дайками хенгурского (центрально-пай-хойского) комплекса, локализованного в терригенно-карбонатных отложениях ордовика, реже силура и девона, и состоящего преимущественно из пород основного состава — долеритов, габбродолеритов и оливиновых габброноритов. Связанные с комплексом многочисленные проявления и пункты сульфидной медно-никелевой минерализации характеризуются присутствием многочисленных минералов платиновой группы (МПГ) [1, 7].
В результате проведенного нами комплекса минералогических исследований рудной минерализации рудо-проявления Савабейский, в том числе впервые использованным методом рентгенотомографического анализа, были получены новые данные о эпигенетической МПГ-минерализации.
Объекты и методы исследования
Рудопроявление Савабейский (рис. 1) выявлено в 1976 году Хейягинской геолого-поисковой партией и располагается в пределах центральной части хенгурского габбродолеритового комплекса. В ходе поисковых маршрутов в районе оз. Савабейты была обнаружена сульфидная медно-никелевая минерализация шлирово-вкрапленного типа в горизонте меланократовых средне-кристаллических кварцсодержащих габбродолеритов [9].
В структурном отношении рудопроявление приурочено к северо-восточному флангу сложнодислоцирован-ного интрузивного тела, смятого вместе с вмещающими породами ордовика в мелкие изоклинальные склад-
ки, осложненные разнонаправленными разрывными нарушениями, и расположено в северо-восточном крыле Сопчинской антиклинальной структуры. Интрузивное тело характеризуется широким набором дифференци-атов — от микро- до средне- и крупнокристаллических габбродолеритов и их оливин-кварцсодержащих разностей, в отдельных случаях со шлирами и линзами доле-рит-пегматитов [9]. По современным данным, возраст рудопроявления и габбродолеритового комплекса в целом оценивается как позднедевонский [1, 5].
Связанное с интрузией сульфидное медно-никеле-вое оруденение по своему минеральному составу, морфологии, приуроченности к определенному горизонту может быть подразделено на шлирово-вкрапленное пентландит-халъкопирит-пирротиновое, локализованное в средне кристаллических меланократовых габбродоле-ритах, и гнездово-вкрапленное, прожилково-вкраплен-ное пирит-халъкопирит-пирротиновое, приуроченное к горизонту кварцевых крупнокристаллических долеритов и долерит-пегматитов [9].
Пентландит-халькопирит-пирротиновая шлиро -во-вкрапленная (0.5—30 мм) минерализация, по данным производственных работ, в пределах рудопроявле-ния концентрируется в зоне линзовидной формы, имеет четко выраженную приуроченность к нижним диф-ференциатам интрузии и прослежена по канавам на 170 м при мощности от 0.6 до 10 м. Содержание сульфидов в данном типе минерализации достигает 15 %, из которых на пирротин приходится 10—13 %, на халькопирит — 2—3 %; максимальные установленные концентрации Pt + Рё + Аи составили 0.94 г/т. Пирит-халькопирит-пирротиновая гнездово-вкрапленная (до 8
Рис. 1. Карта фактического материала (фрагмент карты донеогеновых образований листа R-41-XXVIII масштаба 1:200000, [2]): 1 — сибирчатаяхинская свита: известняки, кремнистые известняки, известняковые конглобрекчии, глинистые марганцовистые известняки; 2 — ливановская свита: известняки, карбонатно-кремнисто-глинистые сланцы; 3 — падейская свита: кварцевые песчаники, кремнисто-глинистые сланцы, силициты, известняки; 4 — путьюская свита: карбонатно-кремнисто-гли-нистые и углеродисто-кремнисто-глинистые сланцы, известняки; 5 — громашорская свита: фтаниты, кремнистые, глинисто-кремнистые, кремнисто-глинистые, карбонатно-кремнистые сланцы, силициты, глинистые известняки, яшмоиды, мраморы; 6 — оюская свита: углисто-глинисто-кремнистые, углисто-кремнисто-глинистые сланцы, кремнистые известняки, углисто-фосфатно-глинисто-кремнистые сланцы, глинисто-карбонатно-кремнистые, глинисто-кремнистые сланцы и кремнистые, глинисто-кремнистые известняки; 7 — сопчинская свита: известняки — кремнистые, детритовые, глинистые, петельчатые — и сланцы — глинисто-кремнистые, кремнисто-глинистые; 8 — тальбейтывисская свита: известковистые песчаники, алевролиты, песчанистые известняки, кремнисто-глинистые сланцы, локально — базальты, туфолавы; 9 — хенгурская свита: сланцы — глинисто-кремнистые, кремнисто-глинистые и их углеродистые разности, известняки, локально — базальты, туфолавы, песчаники, алевролиты, гравелиты, конгломераты, алевросланцы и углеродисто-глинистые сланцы; 10 — хенгурский (центрально-пайхойский) габбродолеритовый комплекс: габбродолериты, пикродолериты, долериты. Геологические границы (а — достоверные, b — предполагаемые): 11 — согласного залегания и интрузивные контакты. Разрывные нарушения: 12 — главный надвиг; 13 — разломы: а — достоверные, b — предполагаемые; 14 — рудопроявление Савабейский
Fig. 1. Physical and geological maps (fragment of map of preneogene formations of 1:200 000 scale of R-41-XXVIII, [2]). Legend: 1 — sibirchatayakhinskaya suite: limestones, cornstones, limestone conglobreccia, managanic marlstone; 2 — livanovskaya suite: limestones, carbonaceous-siliceous-argillaceous shales; 3 — padeyskaya suite: quartz sandstone, siliceous-argillaceous shales, silicites, limestone; 4 — putyuskaya suite: carbonaceous-siliceous-argillaceous and carboniferous-siliceous-argillaceous shales, limestones; 5 — gromashorskaya suite: phtanites, siliceous, argillaceous-siliceous, siliceous-argillaceous, carbonaceous-siliceous shales, silicites, marlstones, jasperoids, crystalline limestone; 6 — oyuskaya suite: carboniferous-argillaceous-siliceous, carboniferous-siliceous-argillaceous shales, cornstones, carboniferous- phosphatic-argillaceous-siliceous shales, argillaceous-carboniferous-siliceous, argillaceous- carboniferous shales and siliceous, argillaceous-siliceous shales; 7 — sopchinskaya suite: limestones — siliceous, detritic, argillaceous, cellular, and shales — argillaceous-siliceous, siliceous-argillaceous; 8 — talbeytyvisskaya suite: calcareous sandstones, siltstones, arenaceous limestone, siliceous-argillaceous shales, locally — basalts, tufolaves; 9 — Khengurskaya suite: shales — argillaceous-siliceous, siliceous-argillaceous and carbonaceous difference, limestone, locally — basalts, tufolaves, sandstones, siltstones, gritstones, conglomerates, shaly silts and carboniferous-argillaceous shales; 10 — Khengursky gabbro-dolerite complex: gabbro-dolerite, picrate-dolerite, dolerite. Geological boundaries (a — actual, b — potential): 11 — regular bedding and intrusive contacts. Faults: 12 — main thrust; 13 — faults: a — actual, b — potential; 14 — Savabeysky ores
мм) и прожилково-вкрапленная (до 1 см) минерализации представлены преимущественно ксеноморфными выделениями пирротина, неравномерно распределенными среди силикатов в количестве от первых до 10 %, нередко находящимися в сростках с халькопиритом [1].
Исследование проб с сульфидной и МПГ-мине-рализацией выполнено методами электронной микроскопии, ICP-MS и микрорентгенотомографии.
Изображения SEM рудной минерализации были получены с использованием сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega в Институте экспериментальной минералогии (аналитик А. А. Вирюс, г. Черноголовка) и в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН (аналитик С. С.
Шевчук, г. Сыктывкар) с ускоряющим напряжением 20 кВ, током пучка 15 нА. Количественный анализ минералов был выполнен в режиме EDS с использованием INCA X-MAX 50 mm фирмы Oxford Instruments с напряжением 20 кВ, силой тока 15 нА, вакуумом 0.05 Па и диаметром пучка 2 мкм.
Рентгенотомографические исследования выполнены на микротомографе SkyScan 1173, установленном в НМСУ «Горный» (Санкт-Петербург). Съемка проводилась при ускоряющем напряжении 130 Кв (ток 61 мкА) с угловым шагом 0.16° и пространственным разрешением 17.05 мкм. При съемке использовался латунный фильтр толщиной 0.25 мм, что обеспечивало эффективную энер-
гию излучения в диапазоне 40—90 кэВ. Реконструкция томограмм осуществлялась программным обеспечением NRecon (BrukerCT) (реализован модифицированный алгоритм Хаунсфилда, который, по мнению разработчиков прибора и программного обеспечения, позволяет получать пространственное распределение линейного коэффициента поглощения рентгеновского излучения, не зависящее от морфологии и размеров объекта, с геометрической коррекцией и коррекцией beam hardening, компенсирующей изменение энергии излучения внутри образца) с последующей обработкой программами CTAn (BrukerCT), VolView (Kitware Inc.) и ImageAnalyser. Сегментация изображений и идентификация минеральных фаз проводилась в ручном режиме с учетом данных о соотношении рентгеновских плотностей минералов (NIST XCOM database [16]).
Анализ содержания благородных металлов производился на базе Центральной лаборатории ФГУП «ВСЕГЕИ» (аналитики Шишлов В. А., Кудряшов В. Л., г. Санкт-Петербург) методом ICP-MS на масс-спектрометре Agilent 7700x, по разработанной методике № 17 (патент РФ № 2425363 от 27.07.2011 г. «Способ определения количественного содержания благородных металлов в горных породах и отвалах горно-рудного производства»). Данная методика обеспечивает эффективное удаление изобарических помех (изобарических наложений) при определении ряда элементов платиновой группы и позволяет достичь пределов определения 0.002 г/т для определяемых шести элементов (Ir, Ru, Rh, Pt, Pd, Au).
Результаты и их обсуждение
Минеральный состав сульфидных медно-никелевых руд проявления Савабейский рассмотрен в ряде научных работ [6, 7, 9] и производственном отчете [1]. Авторами данных работ отмечается, что основными рудными минералами являются пирротин, халькопирит, пентландит и пирит, в подчиненных количествах присутствуют сфалерит, сульфиды и селенотеллуриды свинца (а также те-лурровисмутиты свинца), минералы благородных и самородных металлов. Нами приводится характеристика МПГ-минерализации и включающих эти минералы сульфидов, присутствующих на проявлении Савабейский, кроме того, решается ряд противоречий, присутствующих в некоторых из вышеуказанных работ.
Пирротин (Fe1xS) является самым распространенным минералом на рудопроявлении. Встречается в виде крупных (до 3 см) линзо- и шлирообразных выделений, как правило трещиноватых и кавернозных, а также в виде тонкорассеянной интерстиционной вкрапленности и выделений до 2 мм в массе породообразующих минералов. Нередко зерна пирротина цементируют выделения ильменита и заполняют промежутки между его пластинами. Часто в сростках и в виде каемок в пирротине присутствуют халькопирит и пентландит. В качестве примеси в пирротине отмечается никель (n = 13; здесь и далее n — число точек замера), цинк (n = 11), в единичном случае отмечена медь. По результатам анализов химический состав пирротина (n = 41) следующий (в скобках среднее значение): Fe — 49.43-61.22(59.48), S — 38.45-40.79(39.95), Ni — 0.68-1.86(1.13), Zn — 0.40-0.73(0.56), Cu — 10.67, сумма — 98.19-100.86(100.20) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимиче-ская формула минерала имеет вид Fe0 93S100.
Халькопирит (CuFeS) является главным концентра-
тором палладиевой минерализации и вторым минералом по распространенности после пирротина. Представляет собой шлиры и гнезда размером до 1 см, а также зерна неправильной угловатой формы и мелкую вкраплён-ность размером до 1 мм. Зачастую находится в сростках и в виде каём в пирротине, нередко замещая его. Химический состав халькопирита (n = 58) следующий (в скобках среднее значение): Cu — 32.21—34.55(33.40), Fe — 29.34-30.85(29.98), S — 33.46-35.48(34.57), сумма 95.07-100.84(98.05) масс. %. В виде прожилков и мелких линзообразных выделений размером от первых до 20 мкм в халькопирите отмечается ковеллин (n = 4), в единичном случае с примесью никеля, имеющий следующий состав (в скобках среднее значение): Cu — 32.21-35.12(33.77), Fe — 29.34-31.92(30.83), S — 32.49-36.74(35.26) при сумме 95.07-102.23(99.84) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимическая формула имеет вид Cu0 97Fe1 01S2 02. Иногда в сростках с халькопиритом присутствуют пирит размером до 20-30 мкм, с примесью никеля и цинка и сфалерит до 15 мкм с примесью кадмия и меди.
Пентландит ((Fe,Ni)S>) отмечается в рудах преимущественно в ассоциации с пирротином, образует либо сростки, каемки, либо линзовидные и пламевидные выделения вдоль трещин и имеет размеры до 30-50 мкм. В ассоциации с пентландитом отмечаются микровключения минералов свинца и серебра, иногда в виде каймы по нему развивается виоларит с примесью кобальта, в котором присутствуют включения серебросодержащего золота. В качестве примеси в пентландите присутствует кобальт (n = 8), в единичных случаях цинк, хотя встречаются и беспримесные формы. Химический состав пентлан-дита (n = 12) следующий (в скобках среднее значение): Fe — 28.23-29.86(29.16), Ni — 34.17-36.61(35.52), S — 33.04-34.70(33.78), Co — 1.95-3.37(2.40), Zn — 0.47 при сумме 98.37-101.73(100.11) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимическая формула
имеет вид (Fe4.00Ni4.63Co0.31)8.94S8.06.
Кроме того, халькопирит, пирротин, реже пентлан-дит и очень редко пирит содержат многочисленные микровключения гессита, серебросвинцовистых висмуто-теллуридов, галенита, сфалерита, алтаита, клаустолита и самородного свинца, последний нередко содержит примеси селена, теллура, висмута и серебра.
Наибольший интерес на рудопроявлении вызывает присутствие золота, арсенидов платины, серебросвинцовистых висмутотеллуридов, теллуридов серебра и палладия. Теллуриды палладия на рудопроявлении Савабейский впервые были описаны в работах Р. И. Шайбекова [6, 7], но небольшое на тот момент количество анализов не давали полноценного представления о его химическом составе. Полученные данные уточняют это, выделяя три минеральные фазы изоморфного ряда соболевскит - садберит (PdBi-PdTe-PdSb): висмутосурьмянистый Pd]-x(Te,Sb+Bl), где x = 0-0.22, и сурьмяно-висмутовый Pd2(Te,Bi+Sb)4 теллуриды палладия, а также котульскит Pd(Te,Bi).
Висмутосурьмянистый теллурид палладия представляет собой эмульсионную вкрапленность, угловатые, изометричные выделения, ассоциирующиеся с халькопиритом, и имеет размеры от 0.3 до 4 мкм. Как правило, они располагаются по трещинам, кавернам, в катаклази-рованных областях и на периферийных частях с породообразующими минералами (рис. 2, a-c). В одном случае был отмечен агрегат, состоящий из трех параллельно вы- 47
тянутых выделений размером 2.5 мкм. Химический состав (п = 13) данной минеральной фазы относительно устойчивый, но характеризуется недостатком палладия и единичными примесями никеля, ртути, платины, мышьяка (в скобках среднее значение): Рё — 31.51-40.62 (35.27), Те — 22.86-39.68 (30.65), В1 — 9.83-22.97 (16.60), ВЬ — 12.27-16.83 (14.09), N1 — 0.88, И — 3.25, Р — 4.84, Л — 6.31 при сумме 92.63-101.6 (97.78) масс. %. Рассчитанная нами по средним значениям химического состава кри-сталлохимическая формула является идеализированной, но полноценно отражающей состав данной минеральной фазы и имеет вид Рй1х%(Те,5Ъ+в)> где х = 0-0.22.
Сурьмяно-висмутовый теллурид палладия, в отличие от висмутосурьмянистой разновидности, имеет более устойчивый состав. Он локализуется преимущественно в халькопирите в виде изометричных включений, зерен с явной кристаллографической формой, сростков вдоль трещин в халькопирите и в кварцевых прожилках, нередко как эмульсионная вкрапленность присутствует на границе или среди породообразующих минералов (рис. 2, ё-1). Размеры зерен варьируют от первых до 25 мкм, в качестве примеси присутствует сурьма (до 16 масс. %). Химический состав (п = 8) этой разновидности тел-лурида палладия следующий (в скобках среднее значение): Рё — 24.74-28.98(25.90), Те — 31.07-49.69(35.66), В1 — 19.44-36.91(30.36), ВЬ — 4.73-15.68(7.38) при сумме 96.84-100.84(99.31) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимическая формула данной фазы имеет вид Рй2(Те,В1+5Ъ)4.
Висмутовый котульскит (Рй(Те,В1)) встречается в халькопирите, в сростке с кварцем, в массе породообразующих минералов в виде угловатых, изометрич-ных, удлиненных зерен размером от первых до 5 мкм. Корректный химический состав в виду маленьких размеров зерен удалось получить лишь по одному зерну: Рё — 38.60, Те — 31.57, В1 — 24.99, ВЬ — 4.15 при сумме 96.32 масс. %. Рассчитанная по средним значениям химического состава кристаллохимическая формула имеет вид
Рё0.95(Те0.65В10.31 ВЬ0.09)1.05'
Сперрилит (Р1Аь) является основным носителем платины на рудопроявлении и в сульфидных медно-ни-келевых проявлениях Пай-Хоя, что характерно для Си-№-месторождений в целом. Он представляет собой угловатые ксеноморфные включения размером до 5-6 мкм в трещинах халькопирита или на периферийных его частях на границе с пироксеном, реже находится в массе породообразующих минералов (рис. 3, а, Ь). В качестве примесей присутствуют теллур (п = 2) и сурьма. Химический состав сперрилита (п = 7) характеризуется пониженными содержаниями платины (в скобках среднее значение): Р — 52.04-58.49(54.88), Л — 41.70-47.60(45.14), Те — 1.78-2.13(1.96), ВЬ — 2.27 при сумме 99.66-102.31(100.90) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимическая формула имеет вид Р0 95Лб2 05.
Гессит (А^2Те) ассоциирует преимущественно с пирротином и халькопиритом, реже с пентландитом и в единичных случаях с пиритом; образуется по трещинам, ка-таклазированным областям в виде сростков, микровключений изометричной, удлиненно-вытянутой, угловатой формы, иногда с выраженными кристаллографическими очертаниями (рис. 3, с, ё). Размер выделений варьирует от первых до 20 мкм. Иногда гессит встречается в сростках с халькопиритом в пирротине, на границе сульфидов, в таком случае размер его не превышает 5 мкм. Тел-
Рис. 2. BSE-изображения (SEM Vega Tescan 3 LMH) висмуто-сурьмянистого теллурида палладия: a, b — в халькопирите, c — в пироксене; сурьмяно-висмутового теллурида палладия: d — в халькопирите, e — в хлорите, f — на границе халькопирит-пирротин и включение серебросвинцовистого висмутотеллу-рида в пирротине
Fig. 2. BSE-images (SEM Vega Tescan 3 LMH) of bismuth-antimony telluride palladium: a,b — in chalcopyrite, c — in pyroxene; Antimony-bismuth telluride palladium: d — in chalcopyrite, e — in chlorite, f — on the border of chalcopyrite-pyrrhotite and include in silver-lead bismuth telluride
лурид серебра часто находится в ассоциации с галенитом, сфалеритом, клаустолитом, теллуридом висмута (цумои-том?), алтаитом, серебросвинцовистыми висмутолел-луридами. Химический состав гессита (n = 35) стабильный с редкими примесями свинца и селена (в скобках среднее значение): Ag - 49.68-67.37(63.08), Te - 32.27-40.41(36.03), Pb — 4.13 и 9.94, Se — 0.67 и 1.70 при сумме 92.21-101.67(99.57) масс. %. По средним значениям химического состава кристаллохимическая формула гессита — Ag2.02Te0.98.
Еще одними минералами, содержащими серебро, являются серебросвинцовистые висмутотеллуриды. Представляют собой угловатые, изогнутые, удлиненно-вытянутые зерна размером до 15 мкм, кристаллизующиеся в пустотах и трещинах в пирротине, халькопирите, реже отмечаются выделения среди породообразующих минералов (рис. 2, f). Как правило, серебросвинцови-стые висмутотеллуриды характеризуются нестабильным, со значительными вариациями составом, иногда с примесью селена. Химический состав вимутотеллуридов (n = 6) следующий (в скобках среднее значение): Pb — 10.09-48.66 (31.43), Ag — 1.06-18.87(7.30), Te — 34.97-
Рис. 3. BSE-изображения (SEM Vega Tescan 3 LMH) сперил-лита (a, b), гессита(с, d) и золота (e, f): a — на границе халькопирит — пироксен, b — в пироксене, с — в халькопирите и в пирротине с галенитом, d — в пирротине с алтаитом, e — в кайме виоларита, f — в пироксене
Fig. 3. BSE-images (SEM Vega Tescan 3 LMH) sperrylite(a,b), hessite(c,d) andgold(e,f): a—on theborderofchalcopyrite-pyroxene, b — in pyroxene; c — in chalcopyrite and pyrrhotite with galena, d — in pyrrhotite with altaite, e — in the border of violarite, f — in pyroxene
40.15 (39.01), Bi - 9.59-31.92(20.70) при сумме 90.59101.43 (98.59) масс. %.
Золото (Au) на рудопроявлении встречается часто, преимущественно в самородном виде, реже в виде сростков и эмульсионной вкрапленности в халькопирите и среди породообразующих минералов. В отобранных пробах из первичных и вторичных ореолов обнаружилось большое разнообразие золотин с различной морфологией: комковатые, дендритовидные, слабоока-танные зерна (до 0.5 мм), пластинки (от 0.02 до 0.25 мм) прямоугольной, остроугольной и округлой форм, чешуйки. Золото ввиду значительной примеси серебра и небольшого количества меди имеет пробность, равную 780 %% и следующий химический состав (n = 25, сред.): Au — 78.13, Ag — 21.17, Cu — 0.7 % [2]. Нами также отмечено три микровключения серебросодержащего золота (рис. 3, e, f): одно выделение низкопробного золота (Au — 69.54, Ag — 26.39, сумма 95.93 масс. %) в виолари-товой кайме пентландита, два выделения среднепробно-го золота — среди породообразующих минералов вблизи сульфидных выделений (Au — 83.11, Ag — 17.19, сумма 100.50 масс. %) и в пентландите (Au — 79.52, Ag — 22.51, сумма 102.03 масс. %).
Методом рентгеновской томографии в изученном образце меланократового габбродолерита размером 1x1.5 см, со шлирово-вкрапленной минерализацией были установлены следующие содержания рудных и породообразующих минералов: пироксен — 73.952, плагиоклаз — 5.565, пирротин — 0.33, халькопирит — 0.126 и теллури-ды палладия — 0.004 %, на неидентифицированные фазы приходится 20.023 %. Данный метод диагностики, как и метод электронной микроскопии, подтверждает, что тел-луриды палладия приурочены преимущественно к халькопириту, при этом позволяя выявить его присутствие и более крупные (по сравнению с методом электронной микроскопии) выделения минеральных фаз в массе породообразующих минералов (рис. 4).
В настоящее время существует небольшое количество работ, касающихся благороднометалльной минерализации габбродолеритового комплекса Пай-Хоя и рудо-проявления Савабейский в частности. Но и в них присутствуют некоторые несоответствия, которые мы постарались объяснить в данной работе.
В отчете Д. В. Зархидзе [1] в пробе № 3-19 дается описание минерала вавржинит (М2£ЪГе2), который встречается в виде изометричных зерен размером до 20 мкм и находится в тесной ассоциации с кобальтином, но в тексте приписывается то к рудопроявлению Савабейский, то к проявлению Первый. Позднее в работе А. А. Романова [3] этот минерал, вероятнее всего, из-за той же путаницы с пробами в отчете был ошибочно отнесен к рудопроявлению Савабейский (что подтверждается более поздней публикацией [2]). На это указывают и отличие в минеральном составе образцов, и данные по пространственной привязке рудных тел. Так, на рудопроявлении Первый основными рудными минералами являются пирротин, халькопирит, пентландит, кобальтин, ильменит, никелин, герсдорфит, бравоит, мил-лерит, арсенопирит, борнит, марказит, пирит и гидро-гетит, а на рудопроявлении Савабейский — пирротин, халькопирит, кубанит, пентландит, пирит [6, 7, 9]. При этом вавржинит ассоциирует исключительно с кобальтином [1-3], а установленные нами теллуриды палладия [6, 7] и «боровскит» (проба № 8715, [1]) концентрируются в халькопирите. Теллуриды палладия отличаются от вавр-жинита большими содержаниями палладия, присутствием висмута и отсутствием никеля. Выделение минерала «боровскит» несколько ошибочно ввиду существенных отличий от классического состава минерала, пониженными содержаниями теллура, сурьмы, повышенными палладия и примесью висмута до 10 %. По своему составу «боровскит» (п = 10, Рё — 36.30-44.23(ср. 40.16), Те — 31.83-46.43(ср. 38.01), 8Ь — 14.26-23.88(ср. 20.21), В1 — 4.61 и 11.58 при сумме 100.00 масс. %), выявленный Д. В. Зархидзе и др. [1], может быть отнесен к выделяемому нами висмутосурьмянистому теллуриду палладия и имеет формулу, близкую к Рё1-х(Те,ВЬ+в;)2.
В ранее опубликованных работах Р. И. Шайбекова [6, 7] отражены несколько неполные данные по генезису сульфидов и благородных металлов на проявлении Савабейский. Проведенные дополнительные исследования позволяют более подробно рассмотреть вопросы генезиса рудной минерализации на изучаемом рудопроявлении.
Наиболее высокотемпературными сульфидами являются пирротин, халькопирит и пентландит. По экспериментальным данным, температура кристаллизации наиболее высокотемпературного гексагонально-49
Рух
Р1
Рух
Рис. 4. Пространственные соотношения минеральных фаз на томографическом сечении образца (microtomograph SkyScan 1173): Pl — плагиоклаз; Pyx — пироксен; Po — пирротин; Ccp — халькопирит; Te — теллурид палладия
Fig. 4. Spatial relations of minerals at the tomographic section (microtomograph SkyScan 1173): Pl — plagioclase; Pyx — pyroxene; Po — pyrrhotite; Ccp — chalcopyrite; Te — palladium telluride
го пирротина (mss) соответствует 1191—1100 °C (стабилен до 100 °C [12]). Образование пирротина рудопроявле-ния Савабейский происходило при более низких температурах, после процесса распада твердого раствора титаномагнетита на магнетит и ильменит, который ограничен 700 °С. Температура кристаллизации пентландита, по одним данным, ограничена 615 °С, по другим — 610 °С, для высокотемпературной формы она составляет 865 °С [17]. Пламевидная структура распада пентландита, присутствующая в пирротине на рудопро-явлении, возникла при температуре 450 °С. Халькопирит (тетрагональный) стабилен при температуре ниже 557 °С, образуясь в поле пиритового твердого раствора (iss), далее при понижении температуры по трещинам в нем происходила кристаллизация (507 °С) ковеллина [10]. При последующих вторичных гидротермальных-метасомати-ческих процессах сульфиды становились неустойчивыми (кроме халькопирита), в результате чего мы видим замещение пентландита виоларитом, который устойчив при температуре до 460 °С [17].
Как известно, Pd, Pt, Ag и Au практически не концентрируются в твердых растворах. Они остаются в остаточном расплаве, отделяющемся от кумулятивной массы, который, насыщаясь летучими компонентами и полуметаллами As, Те, Sb, Bi, начинает мигрировать в пределах рудопроявления, образовывая теллуриды, ан-тимониды, арсениды и висмутиды. Образование в халькопирите теллуридов палладия, относящихся к минералам изоморфного ряда соболевскит—садбериит (система PdBi—PdTe—PdSb), происходила при температурах 600—480 °С. По экспериментальным данным, садбериит при 600 °С формирует полный изоморфный ряд с котуль-скитом PdTe и неравновесные твердые растворы между PdTe и PdTe2, которые образуются в интервале 575— 710 °С [15]. Температуры же плавления висмутидов пал-
ладия еще ниже: так, синтетический фрудит РёВ12 плавится при 480 °С, а РёВ1 — при 610 °С. Благодаря полному изоморфизму между 8Ь, Те и В1 происходило последовательное замещение сурьмы и теллура висмутом [13], в результате этого температура кристаллизации снижалась. Упоминаемый в тексте на рудопроявлении Первый минерал вавржинит, устойчивый при температуре 400 °С, выделился из твердого раствора состава №Те-№Те2-№БЬ [2, 3], температура же кристаллизации вмещающего его никелистого кобальтина колеблется в пределах 650400 °С [14]. Самыми поздними образованиями являются сперрилит, гессит, золото и самородные выделения олова, свинца и серебра. Гессит, присутствующий в виде включений в пирротине, на границе халькопирит - пирротин и непосредственно в халькопирите в ассоциации с низкотемпературным сфалеритом, галенитом, теллури-дом висмута и серебросвинцовистыми висмутотеллури-дами, по экспериментальным данным, может быть отнесен к нижним температурам промежуточной модификации [по 11], стабильной при 802-145 °С.
Как уже упоминалось выше, в отчете Д. В. Зархидзе [1] по двум штуфным пробам из отвалов канавы № 17, представленных меланократовыми габбродолеритами с обильной халькопирит-пирротиновой гнездово-вкра-пленной минерализацией, были установлены (в лаборатории ЗАО «Механобр Инжиниринг Аналит» пробирно(РЬ)-атомно-абсорбционным методом, г. Санкт-Петербург) значимые суммарные содержания Р1 + Рё + Ли до 0.94 г/т; в отчете Н. М. Чернышева и др. [4] по 4 пробам для рудопроявления Савабейский установлены содержания Р1 + Рё до 0.083 г/т. Нами также были получены данные по Ли, Р1, Рё, ЯЬ, 1г, Яи в сульфидизированных габбро-долеритах по 3 пробам из канав: № 36 — Рё — 0.19, 1г — 0.0021, Р1 — 0.078, Ли — 0.016 г/т; № 32 — Рё — 0.022, Р1 — 0.028, Ли — 0.15 г/т; № 17 — Яи — 0.0021, Рё — 0.022, 1г — 0.0039, Ли — 0.017 г/т. Как следует из геохимических и минералогических данных, наибольшие концентрации благородных металлов фиксируются в пробах с интенсивной халькопиритовой минерализацией, претерпевших вторичные гидротермально-метасоматические изменения.
Заключение
В результате исследования сульфидной медно-ни-келевой минерализации проявления Савабейский была установлена благороднометалльная минерализация магматического и гидротермально-метасоматического генезиса.
Основными минералами МПГ являются гессит, сперрилит, серебросвинцовистые висмутотеллуриды, теллуриды палладия и золото. Наибольшее разнообразие имеют теллуриды палладия, которые характеризуются изменчивостью состава и относятся к промежуточным минералам изоморфного ряда соболевскит - садбериит. Наиболее высокотемпературными платиноидами являются теллуриды палладия, самыми низкотемпературными — сперрилит, гессит, висмутотеллуриды и золото.
Повсеместное присутствие МПГ-минерализации на рудопроявлении Савабейский и в ряде других рудопро-явлений и пунктах минерализации Пай-Хоя и относительно высокие их концентрации в рудах (Р1 + Рё — до 1 г/т) вызывают большой интерес ввиду перспективности района в отношении благороднометалльной минерализации.
Авторы выражают благодарность А. А. Штырляевой (НМСУ «Горный», г. Санкт-Петербург) за проведение рентгенотомографической съемки.
Работа выполнена при поддержке грантов фундаментальных научных исследований УрО РАН №15-18-5-46 и №15-15-5-73.
Литература
1. Зархидзе Д. В., Малых О. Н., Войтович 3. Н. и др. Геологическое доизучение масштаба 1:200000 листов R-41-XXVIII, XXIX (Карская площадь): Отчет. Нарьян-Мар, 2010. 1080 с. (Коми ТГФ).
2. Петраков, Н. А., Романов А. А. Благороднометалльная минерализация в габбродолеритах Центрального Пай-Хоя // Проблемы недропользования: Сб. науч. тр. Междунар. форума-конкурса молодых ученых (23—25 апр. 2014 г.). СПб., 2014. Ч. 2. С. 238.
3. Романов А. А., Юферова Е. А., Зархидзе Д. В. Находка минерала вавржинит (Ni2SbTe2) в габбродолеритах хенгурско-го комплекса // Минералогические перспективы: Материалы международного минералогического семинара. Сыктывкар: Геопринт, 2011. С. 267-269.
4. Чернышов Н. М., Переславцев А. В., Кузнецов А. Н. и др. Формационные типы ультрамафит-мафитовых интрузий Пайхойской провинции и перспективы их никеленосности / Воронежский государственный университет, R-41. Воронеж, 1990. 227 с. (Коми ТГФ).
5. Шайбеков Р. И. Долеритовое тело (Сопча) Центрального Пай-Хоя и его датирование с использованием U-Pb-метода (SHRIMP II) // Третья Сибирская международная конференция молодых ученых по наукам о Земле. Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 2006. С. 246-248.
6. Шайбеков Р. И. Новые данные о благороднометалльной минерализации рудопроявления «Савабейский» (Центральный Пай-Хой) // Структура, вещество, история литосферы Тимано-Североуральского сегмента: Материалы 19-й научной конференции. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 206-210.
7. Шайбеков Р. И. Платиносульфидная минерализация в габбродолеритах Пай-Хоя. Сыктывкар, 2013. 108 с.
8. Шишкин М. А., Шкарубо С. И., Маркина Н. М., Молчанова Е. В., Калаус С. В. Основные итоги создания комплексной государственной геологической карты м-ба 1:1000000 (3-е поколение) листа R-41 (Амдерма) // Геология и минеральные ресурсы Европейского Северо-Востока России: Мат. конф. Сыктывкар: ИГ Коми НЦ УрО РАН, 2009. Т. II. С. 183-185.
9. Юшкин Н. П., Кунц А. Ф., Тимонин Н. Н. Минерагения Пай-Хоя. Екатеринбург: УрО РАН, 2007. 291 с.
10. Cabri L. J. New Data on Phase Relations in the Cu-Fe-S System. Econ. Geol. 68. 1973. P. 443-454.
11. Cabri L. J. Phase relations in the Au-Ag-Te system and their mineralogical significance // Econ Geol 60: 1965. P. 1569-1609.
12. Craig J. R. and Kullerud, G. Phase relations in the Cu-Fe-Ni-S system and their application to magmatic ore deposits. Economic Geology Monograph, V. 4. 1969. P. 344-358.
13. Hoffman E. Phase relations of michenerite and meren-skyite in the Pd-Bi-Te system / E. Hoffman, W. H. Maclean // Economic Geology, 1976. V. 71. P. 1461-1468.
14. Klemm D. D. Synthesen und analysen in den dreiecksdiagrammen FeAsS-CoAsS-NiAsS und FeS2-CoS2-NiS2. Neues Jahrb. Mineral., Abh. Vol. 103(3), 1965. P. 205-255.
15. Makovicky Е. Ternary and quaternary phase systems with PGE // The geology, geochemistry, mineralogy and mineral beneficiation of platinum-group elements. CIM S. V. 54 / L.J. Cabri, Ed. Montreal: Canad. ins. of mining and metal, 2002. Р. 131-175.
16. NIST XCOM database at URL: http://physics.nist.gov/ PhysRefData/Xcom/Text/XCOM.html
17. Sugaki A., Kitakaze A. The phase relations between Fe4 5Ni4 5S8 and Co9S8 in the system Fe-Ni-Co-S at temperatures froiii 400° to 1100 °C. Can. Min. Vol. 42, 2004. P. 17-42.
References
1. Zarhidze D. V., Malykh O. N., Wojtowicz Z. N., et al. Otchet "Geologicheskoe doizuchenie masshtaba 1:200 000listov R-41-XXVIII, XXIX (Karskaya ploschad) (Report "Geological additional exploration of scale 1: 200 000 sheet R-41-XXVIII, XXIX (Kara area)) Naryan-Mar, 2010, 1080 pp
2. Petrakov N. A., Romanov A. A. Blagorodnometallnaya mineralizatsiya v gabbro-doleritah Tsentralnogo Pai-Hoya (Noble metal mineralization in gabbro-dolerites of Central Pay-Khoy). Problems subsurface resources management: collection of research papers intern. forum-competition for young scientists (April 23-25. 2014). St. Petersburg, 2014, Part 2, pp. 238.
3. Romanov A. A., Yuferova E. A., Zarhidze D. V. Nahodka minerala vavrzhinit (Ni2SbTe2) v gabbro-doleritah hengurskogo kompleksa (Find ofmineral vavrinite (Ni2SbTe2) in gabbro-dolerites of Khengursky complex). Mineralogical Perspectives: Proceedings of the International Mineralogical Seminar. Syktyvkar, Geoprint, 2011, pp. 267-269.
4. Chernyshov N. M., Pereslavtsev A. V., Kuznetsov A. N. et al. Formatsionnye tipy u'tramafit-mafitovyh intruzii Paihoiskoi provintsii i perspektivy ih nikelenosnosti (Formational types of ultramafic-mafic intrusions of Pay-Khoy province and prospects of their nickel content). Voronezh State University, Voronezh, 1990, 227 pp.
5. Shaybekov R. I. Doleritovoe telo (Sopcha) Tsentralnogo Pai-Hoya i ego datirovanie s ispolzovaniem U-Pb metoda (SHRIMP II) (Dolerite body (Sopcha) of Central Pay-Khoy and its dating by U-Pb method (SHRIMP II)). Third Siberian International Conference of Young Scientists on Earth sciences. Novosibirsk Branch of RAS, 2006, pp. 246-248.
6. Shaybekov R.I. Novye dannye o blagorodnometallnoi mineralizatsii rudoproyavleniya "Savabeiskii" (Tsentralnyi Pai-Hoi) (New data on the noble metals mineralization «Savabeysky» (Central Pay-Khoy)). Structure, substance and history of the lithosphere of the Timan-Severouralsk segments: Materials of the 19th scientific conference. Syktyvkar, Geoprint, 2010, pp. 206-210.
7. Shaybekov R. I. Platinosulfidnaya mineralizatsiya v gabbro-doleritah Pai-Hoya (Platinum-sulphide mineralization in gabbro-dolerite rocks of Pay-Khoy). Syktyvkar, 2013, 108 pp.
8. Shishkin M. A., Shkarubo S. I., Markina N. M., Molchanova E. V., Kalaus S. V. Osnovnye itogi sozdaniya komplek-snoi gosudarstvennoi geologicheskoi karty m-ba 1:1000000 (3-e po-kolenie) lista R-41 (Amderma) (Main results of the creation of a comprehensive national geological map at scale 1: 1000000 (3rd generation) sheet R-41 (Amderma)). Mat. conference: Geology and mineral resources of the European North-East of Russia, V. II, Syktyvkar, IG Komi SC UB RAS, 2009, pp. 183-185.
9. Yushkin N.P., Kunz A.F., Timonin N.N. Minerageniya Pai-Hoya (Minerageny of Pay-Khoy). Ekaterinburg, UB RAS, 2007, 291 pp.
10. Cabri, L. J. New Data on Phase Relations in the Cu-Fe-S System. Econ. Geol. 68. 1973. pp. 443-454.
11. Cabri L. J. Phase relations in the Au-Ag-Te system and their mineralogical significance. Econ Geol 60: 1965, pp. 1569-1609.
12. Craig, J. R. and Kullerud, G. Phase relations in the Cu-Fe-Ni-S system and their application to magmatic ore deposits. Economic Geology Monograph, V. 4, 1968, pp. 344-358.
13. Hoffman, E. Phase relations of michenerite and merenskyite in the Pd-Bi-Te system / E. Hoffman, W. H. Maclean // Economic Geology, 1976, V. 71, pp. 1461-1468
14. Klemm, D. D. Synthesen und analysen in den dreiecksdiagrammen FeAsS-CoAsS-NiAsS und FeS2-CoS2-NiS2. Neues Jahrb. Mineral., Abh. Vol. 103(3), 1965, pp. 205-255.
15. Makovicky E. Ternary and qnatemary phase systems with PGE. The geology, geochemistry, mineralogy and mineral beneficiation of platinum-group elements. CIM S. V. 54 / L.J. Cabri, Ed. Montreal: Canad. ins. of mining and metal, 2002, pp. 131-175.
16. NIST XCOM database at URL: http://physics.nist.gov/ PhysRefData/Xcom/Text/XCOM.html
17. Sugaki A., Kitakaze A. The phase relations between Fe4.5Ni4.5S8 and Co9S8 in the system Fe-Ni-Co-S at temperatures from 400° to 1100 °C. Can. Min. Vol. 42, 2004, pp. 17-42.
