CC BY
66
НАУКИ О ЗЕМЛЕ
УДК 553.3+549.2+549.3+546.57(470.21)
О МИНЕРАЛАХ ПЛАТИНЫ, ПАЛЛАДИЯ, СЕРЕБРА И ЗОЛОТА В ПОРЬЕРЕЧЕНСКОМ ТИТАНОНОСНОМ КОМПЛЕКСЕ (КОЛЬСКИЙ ПОЛУОСТРОВ)*
Ю. Н. Нерадовский, Н. Ю. Грошев, Ю. Л. Войтеховский, С. В. Бороздина, Е. Э. Савченко
ФГБУН Геологический институт КНЦ РАН
Аннотация
Рассмотрены новые данные о минералах благородных металлов, обнаруженных в составе титаномагнетитовых руд Колвицкого месторождения Порьереченского интрузивного комплекса. Всего описано: 17 минеральных фаз ЭПГ — атокит Pd3Sn, звягинцевит Pd3Pb, инсизваит PtBi2, котульскит Pd(Te,Bi), майченерит PdBiTe, меренскиит (Pd,Pt)(Te,Bi)2, мончеит (Pt,Pd)(Te,Bi)2, платина самородная Pt, плюмбопалладинит Pd3Pb2, паоловит Pd2Sn, полярит Pd(Bi,Pb), соболевскит PdBi, станнопалладинит Pd2Sn2Cu, минеральные фазы (Pd,Ag,Bi)3+xTe и (Pd,Ag,Pb)3+xTe, тетраферроплатина PtFe, фрудит PdBi2; 5 минеральных фаз золота и серебра — акантит Ag2S, купроаурид Cu3Au, гессит Ag2Te, серебро Ag, эмпрессит AgTe; 2 минеральные фазы с примесями Pt, Pd и Ag — алтаит PbTe, иодид свинца PbI2. Подобная широкая ассоциация минералов БМ с титаномагнетитовыми рудами подтверждает высокий потенциал (Fe-Ti-V) месторождений в отношении сопутствующих элементов (Cu-Ni-Co), а также (Pt, Pd, Ag, Au). Ключевые слова:
минералы, платина, палладий, серебро, золото, титаномагнетитовая руда, Колвицкое месторождение.
MINERALS OF PLATINUM, PALLADIUM, ARGENTUM AND GOLD
OF THE POR'YERECHENSKY TITAN-BEARING COMPLEX (KOLA PENINSULA)
Yury N. Neradovsky, Nikolay Yu. Groshev, Yury L. Voytekhovsky, Svetlana V. Borozdina, Evgeny E. Savchenko
Geological Institute of the KSC of the RAS
Abstract
The article considers minerals of precious metals identified in the composition of titanium-magnetite ores of the Kolvitsa deposit within the Por'yerechensky igneous complex. In total, 17 mineral phases of PGE have been described, as follows: atokite Pd3Sn, zvyagintsevite Pd3Pb, insizwaite PtBi2, kotulskite Pd(Te,Bi), michenerite PdBiTe, merenskyite (Pd,Pt)(Te,Bi)2, moncheite (Pt,Pd)(Te,Bi)2, native platinum Pt, plumbopalladinite Pd3Pb2, paolovite Pd2Sn, polarite Pd(Bi,Pb), sobolevskite PdBi, stannopalladinite Pd2Sn2Cu, mineral phases (Pd,Ag,Bi)3+xTe and (Pd,Ag,Pb)3+xTe, tetraferroplatinum PtFe, froodite PdBi2; and 5 mineral phases of Au and Ag to follow: acanthite Ag2S, cuproaurite Cu3Au, hessite Ag2Te, silver Ag, empressite AgTe; and 2 mineral phases with admixtures of Pt, Pd, Ag — altaite PbTe and lead iodide PbI2. This association of precious metals with titanium-magnetite ores has been observed for the first time. The authors believe, that it allows referring the Kolvitsa deposit to a new metallogenic object in the Kola Region. It occurred after the precious metal mineralization (Pt, Pd, Ag, Au) had superimposed on the titanium-bearing formation (Fe-Ti-V) with Cu-Ni-Co. In result, such a unique association of complex ores formed, still demanding further research.
Keywords:
minerals, platinum, palladium, silver, gold, titanium-magnetite ore, Kolvitsa deposit.
* Исследования проводились по НИР № 0231-2015-0001, при финансовой поддержке гранта РФФИ № 15-35-20501.
Введение
Порьереченский интрузивный комплекс пород развит в южной части Кольского п-ова. Интрузии прорывают гранулиты Лапландско-Колвицкого пояса, образуя цепь массивов северозападного простирания протяженностью более 20 км, севернее крупного Колвицкого массива анортозитов. В состав комплекса входит более 15 массивов, сложенных среднезернистыми пироксенитами, перидотитами и оливинитами, относящимися
к клинопироксенит-верлитовой формации [1]. В наиболее крупном интрузиве геолого -разведочными работами выявлено Колвицкое месторождение титаномагнетитовых руд [2]. Главные минералы руд изучены в процессе исследований последних лет [3-5 и др.]. Особый интерес вызывали данные о возможном присутствии в титаномагнетитовых рудах платинометалльной минерализации [6]. Они были подтверждены находками 10 минералов благородных металлов, в т. ч. 7 минералов платины и палладия и 3 минералов серебра и золота [7, 8]. Дальнейшие исследования привели к обнаружению еще 13 минеральных фаз благородных металлов (БМ). Общее количество минеральных фаз этой группы в титаномагнетитовых рудах достигло 24, что ставит месторождение в лидеры по разнообразию минералов БМ среди месторождений подобного типа в мире. В настоящей работе рассмотрены все минеральные фазы платины, палладия, серебра и золота, установленные в титаномагнетитовых рудах и вмещающих породах второй интрузивной фазы. Ввиду мелких размеров зерен все минералы благородных металлов выявлены исключительно с помощью сканирующего электронного микроскопа. Оценочный анализ фаз проведен с использованием рентгеновского энергодисперсионного спектрометра Bruker XFlash-5010, установленного на СЭМ LEO-1450, бесстандартным методом при помощи программы QUANTAX-200. Ускоряющее напряжение 20 кВ, ток зонда 500 pA. Аналитик Е. Э. Савченко.
Результаты исследований Минералы Р1 и Pd
Атокит Pd3Sn — встречается в виде включений в ильмените, халькопирите и пироксене. Размеры зерен до 6 мкм. Формы выделений: неправильные и частично ограненные зерна и прожилки. Pt-содержащий атокит наблюдается в сростках с платиновыми фазами — инсизваитом и тетраферроплатиной (рис. 1, а) и в срастаниях с стехиометричным атокитом (рис. 1, б). Химический состав атокита непостоянен, наблюдаются примеси Pt, Au, Pb, Fe, ^ (табл. 1).
Звягинцевит Pd3Pb — встречается в виде вкраплений в сульфидах меди — халькопирите и кубаните (рис. 2), реже — в жилках по пироксену (рис. 3). Размеры зерен до 15 мкм. Формы зерен неправильные, иногда с огранкой. В жилах звягинцевит ассоциирует с поляритом, а во вкрапленниках в сульфидах — с соболевскитом и тетраферроплатиной (рис. 4). Морфология жил соответствует метасоматическим образованиям. Сростки имеют весьма сложную структуру, которая характерна для последовательно кристаллизовавшихся фаз. Химический состав звягинцевита неустойчив, наблюдается примесь Au, Bi, Sn и Щ (табл. 1).
fe
0
1 o-
o «
с с
-c
с
гч> С
-s:
то
J
a
S ï!
Таблица 1
Результаты исследования химического состава минералов Pt и Pd
Минерал Pt Pd Rh Ir In Ag Au Pb Fe Cu Ni As Sb Bi Te Sn Hg S
Атокит - 68,67 - - - - 3,56 3,44 - - - - - - - 24,54 - îoo
Pt-атокит 36,06 41,51 - - - - ш? 2,05 - - - - - - - 13,21 - 100
25,58 30,82 - - - - - - шш 13,2 0,28 - - - - lÉif- - 100
14,00 50,09 - - - - - 1,87 - 7,93 - - - - - 26,12 - 100
4,84 60,46 - Ш - - - - - Ш - - - - 31.~u 100
Звягинцевит - 59,57 - - - - - 40,43 - - - - - - - - - 10.0
- 59,89 - - - - - 40,11 - - - - - - - - - 100
- 59,29 - - Ш - - 40;71 - - m - - - - - - 100
- 59,44 - - - - - 40,56 - - - - - - - - - 100
- 60,14 - - - - - 36,78 - - - - - - - - 3,09 100
- 59,82 - - - - 0,84 34,42 - - - - - - - - 4,92 100
- 59,86 - - - - 0,42 3.4,8? - - - - - 4,38 - - 0,47 100
- 58,58 - - - - 1,44 35,49 - - - - - 2,66 - - 1,83 10.0
- 62,59 - - - - 0,69 25,48 - - - - - 5,26 - 5,64 0,35 100
Инсизваит 29,91 2Д6 - - - - - - - - W - 62,96 4,97 - - 100
28,00 4,80 - - - - - - - - - - - 65,10 - 2,10 - 10.0
Котупьскит - 38,12 - - - - - - - - - - - 37,11 24,77 - - 100
13,12 21,2:7 - - - 2,43 - - - - Ùs28 - - 36,81 26,09 - - 100
4,56 20,15 - - - - - - - - - - 0,86 41,83 32,51 - - 100
Майченерит 2,15 21,47' 0,72 - - - - - - - - Ml 1,29 48,83 29;43 - - 100
Меренскшгг 12,19 15,30 - - - - - - - - 0¡42 - - 9,96 61,13 - - 100
12 21 17,07 - - - - - - - - 0,33 - - 9,86 60,53 - - 1.00
Мончеит 35,93 - - - - - - - - - - - - 17,80 46,27 - - 100
33,59 - - - - - - - - - - - - 17,31 49,10 - - 100
30,89 2,82 0,91 - - - - - - - - - - 11,72 53,65 - - 100
31,35 2,87 1,56 - - 0,18 - 2,66 - - - - - 2,13 59,25 - - 100
35,50 1,10 0,94 - - - - 1,18 - - - - - 1,42 59,87 - - 100
31,21 2,10 2;64 2,45 0,02 1,17 - - - - - 0,98 59,42 - - 10.0
и»
s
I
CD
Р
X
а
t
s
I
çp
Я
ti
ё S ja
0
CD Ъ CD
01
ъ р
s
w о ti о
H р
(Я
а
ê tг
CD
ъ
CD Л CD
Я
о «
о
н s
H g
о я о о Я о
я о 2 Я
ti
CD «
О CD
Продолжение таблицы 1
а-
Г ^
со О
а
то
Ч К
>!" 5
со со
2' а
а
то
то
Со
Минерал Щ ра Ю1 ь- 1п Аё Ли РЪ Ре Си № АЙ ЗЪ В1 Те Эп щ 2
Платина 92,68 - - - - - - - - - 0,5:2 - - - - 6,8 - 100
Плюмбо-патшадгпшт - 44,69 - - - - - 51,31 - - - - - - - - - 100
Паоловит - 64,92 - т: - - - - - - - - - - 35.08 - 100
Полярит - 42,23 - - - - - 11,02 - - - - - 46,76 - - - 100
- 33,71 - - - - 0,26 18,51 - - - - - 4.7,37 - - 0,15 100
- 59,10 - - - - 13,03 - - - - - 18,68 - - 9,20 100
- 53,31 - - - - ¡2,02 18,00 - - - - - щш - - 3,20 100
Собслевскит 2,18 34,30 1.22 - - - - - - - - - - 60,14 0,46 1.71 100
- 35,30 - - - - - - - - - - 63,86 0,84 100
- 32.8" 1,26 - - - - 5,48 - - - - - 69,93 0,46 100
- 21,32 1,51 - - - - 1,58 - - - - 1,47 71,12 - - - 100
- 44,72 1,27 - - - - 1,92 - - - - 52,09 - - - 100
- 36,42 1,29 - - - - - - - - 62,30 - - - 100
Стално-иаыядтшт - 56,86 - - 3,31 - 0,93 11,40 - 9,49 - - - 2,83 - 12,66 2,50 100
- 54,83 - - 1,34 - 1,90 15,50 - 8,93 - - - 7,40 - 6,73 2,31 100
- 57,24 - - - 4,99 14,0? - 8,04 - - - 6,96 - ?;з5 1,35 100
- 59,08 - - 3,76 - - - - 11,70 - - - - - 25.44 - 100
МФ-1 - 39,29 - - - 1.13 - 12,32 - - - - - 18,75 28,51 - - 100
- 39,07 - - - 0,68 - 11,15 - - - - - 20,55 28,55 - - 10(3
- 39,39 - - - - - 10,85 - - - - - 23,44 26,33 - - 100
- 39,66 - - - - - 12,78 - - - - - 19,66 27,91 - - 100
- 38,13 - - - 2,70 - 11,51 - - - - - 21,73 25,93 - - 100
- 39,15 - - - - - 11,08 - - - - - 22,25 27,52 - - 100
\1Ф-2 8,73 36,96 - - - Ц^Й - 14,66 - - - - - - 27,75 - - 100
- 40,00 - - - 15,38 - 13,53 - - - - - - 29,31 1,79 Т": 10(1
- 35,36 - - - 23,69 - 14,18 - - - - - - 26,77 - - 100
- 36,93 - - - 20,96 - 14,74 - - - - - - 27,3-7 - - 100
- 38,44 - - - 15,34 - 15,44 - - - - - - 30,78 - 100
5 я
я
(В
ё о
(Я о
я Я
Ь
О
В
СБ (Я
ь й
И
о Кс Н (В
X о
(Я о
я к
Кс О
и
СП о
о
О! Й К
X р
и ^
о
ё л
(В
К
я о
0 §
1
0-
о «
С
(\) С
-с ï с
(\) С
-г:
то |
а
S Ï!
к} С)
1-«
Окончание таблицы 1
Минерал PI Pd Rli Ir In Äg Au Pb Fe Cu Ni As Sb Bi Te Sn Hg S
МФ-2 - 40,23 - - - 10,21 - 14,56 - - - - - - 33,26 1,75 - 100
- 35.57 - - - 22,05 - 13,93 - - - - - 2,06 26,40 - - 100
- 37,S6 - - - 14,42 - 17,72 - - - - - - 30,00 - - 100
- 35,84 - - - 9,25 - 19,38 - - - - - - 35,52 - - 100
- 38,01 - - - 15,11 - 15,62 - - - - - 2,23 29,03 - - 100
36,69 - - - 17,29 0,75 15,77 - - - - - 1,20 28,28 - - 100
Тетраферро- 78,34 - - - - - - - 17,82 1,69 2,15 - - - - - - 100
гглатина
71,56 3,95 - - - - - - 20,72 3,80 - - - - - - - 100
70,14 - - - - - - 23,43 6,43 4* - - - - - - 100
Фрудит - 23,65 - - - - - - - - - - - 75,01 Ш 1,34 - 100
- 19,61 0,7?' - - - - - - - - - - 79,61 - - - 100.
- 20,60 - - - - - - - - № - - 79,40 - - - 100
- 20,84 - - - - - - - - - - - 79,16 - - - 100:
- 20,13 - - - - - - - - - - - 79,87' - - - 100
s
I
CD
Р
X
а
¡3
s
I
çp
Я
¡э
ё S ja
0
CD Ъ CD
01
ъ р
s
w о и о
H р
(я
а
ê tг
CD
ъ
CD Л CD
д
о «
о
н s
H g
о я о о
д о
Примечание. Здесь и далее в таб.ш-щах: исследования проводились с помощью сканирующего электронного микроскопа LEO-1450 с энергодисперсионным спектрометром Brüter XFlash-5010.
Я
Я о 2 а и
CD «
О CD
Atk
I
Atk
Atk
I
Рис. 1. Формы зерен атокита (Atk) и инсизваита (Ins), на атоките видны многочисленные грани: а — сросток Pt-атокита с инсизваитом; б — сросток атокита с Pt-атокитом. Здесь и далее изображение
в отраженных электронах СЭМ LEO-1450
Сер
/
Рис. 2. Включение звягинцевита (Zvg) в халькопирите (Ccp)
Рис. 3. Выделение звягинцевита (Zvg) полярита (Plr) и халькопирита(Сср) в трещинах по пироксену (Px)
Zvg
Snp
2[jm*
Рис. 4. Сросток звягинцевита (Zvg) с соболевскитом (Sob), тетраферроплатиной (Fpt) и станнопалладинитом (Snp). Видна неоднородность состава звягинцевита
Инсизваит PtBi2 — встречается в виде включений в халькопирите (рис. 1, а) и в сростках с атокитом. Формы зерен неправильные, размеры до 6 мкм. Химический состав, мас. %: Pt — 28,0-29,91; Bi — 62,96-65,10; примеси: Pd — 2,16-4,80; Те — 4,97; Sn — 2,1.
Котульскит Pd (Те, ВГ) — обнаружен в виде включений в халькопирите и борните (рис. 5). Размер зерен 1-2 мкм. Форма неправильная. Выделение котульскита приурочено к границе замещения халькопирита борнитом, возможно, отложение котульскита произошло в связи с этим событием. В химическом составе котульскита присутствует примесь Р1, Ag, М и Sb (табл. 1).
Майченерит PdBiTe — встречается в виде включений в халькопирите, в сростках с Аи-серебром и галенитом (рис. 6). Форма зерен неправильная. Размеры зерен менее 2 мкм. Химический состав, мас. %: Pd — 21,47; Bi — 43,83; Те — 29,43; примеси: Pt — 2,15; ЯЬ — 0,72; As — 1,11; Sb — 1,29.
Вп
Сер
Kot
Ад
d.....Gn
Cep
Mch
Юрт* I-
2ртг
Рис. 5. Зерно котульскита (Kot) в халькопирите (Ccp) с борнитом (Bn)
Рис. 6. Сросток майченерита (Mch) с Au-cepe6poM(Ag) и галенитом (Gn) в халькопирите (Ccp)
Меренскиит (Pd, Р) (Те, Bi)2 — развит исключительно вне вкрапленников сульфидов, в трещинах, где ассоциирует с халькопиритом, пентландитом (рис. 7, 8). Форма зерен неправильная, чешуйчатая, угловатая, овальная, иногда с прямоугольными контурами, возможно, ограненная. Размеры зерен преимущественно 1-2 мкм, отдельные зерна до 3 мкм, прожилки по длине до 10 мкм. В химическом составе характерна примесь никеля (табл. 1).
С
Рис. 7. Выделение меренскиита (Mer) в жилке с халькопиритом (Ccp) и пентландитом (Pn) по оливину (Ol)
Рис. 8. Цепочка зерен меренскиита (Mer) в жилке позднего силиката по оливину (Ol)
Мончеит (И, Pd) (Te, Bi)2 — встречается преимущественно в прожилках, пронизывающих породы с сульфидной вкрапленностью, редко образует включения на краю вкрапленников халькопирита. В прожилках ассоциирует с халькопиритом, алтаитом, гесситом (рис. 9, а) и минеральной фазой 1 (МФ-1) (рис. 9, б). Формы зерен линзовидные, чешуйчатые, пластинчатые. Размеры зерен до 4 мкм, прожилков до 10 мкм. Химический состав неустойчивый, присутствуют примеси Pd, Rh, !г, Ag, Pb, Bi (табл. 1).
а
Сер
О!
2мт'
Mon
H es
Рис. 9. Выделение мончеита (Mon) в прожилке: а — с халькопиритом (Ccp) и гесситом (Hes) по оливину (Ol); б — с минеральной фазой 1 (МФ-1) по ильмениту (Ilm)
Платина Pt — встречается в виде включений в халькопирите. Формы зерен неправильные (рис. 10, а). Размеры менее 2 мкм. Химический состав, мас. %: Pt — 92,68; Ni — 0,52; Sn — 6,8 (табл. 1).
Плюмбопалладинит Pd3Pb2 — встречается в виде включений в кубаните (рис. 10, б). За пределами вкрапленников не наблюдался. Размеры выделения менее 2 мкм. Форма зерна округлая, каплеобразная, с одной стороны плоская, примыкает к пластинке халькопирита. Выделение минерала произошло, вероятно, в период распада твердого раствора
а
б
pt > f Ccp Ppd *
Px Cbn
2pm* 1pm* I—I
Рис. 10. Форма выделения: а — платины (Pt) с халькопиритом (Ccp) в пироксене (Px); б — плюмбопалладинита (Ppd) в кубаните (Cbn)
Паоловит Pd2Sn — обнаружен в виде включения в кубаните, являющемся продуктом распада твердого раствора кубанит-халькопирит. Размеры зерна паоловита — 1*3 мкм, форма линзовидная (рис. 11). Химический состав, мас. %: Pd — 64,92; Sn — 35,08 (табл. 1).
Полярит Pd (В1, РЬ) — встречается в жилках по трещинам, секущим титаномагнетитовую руду и вкрапленное сульфидное оруденение (рис. 3, 12), и во включениях в халькопирите. В жилках ассоциирует с поздним халькопиритом, во включениях — со станнопалладинитом. Размеры выделений полярита менее 2 мкм, в жилках — до 8 мкм.
Химический состав приведен в табл. 1, отмечается примесь РЬ, Аи и Н^.
Рис. 11. Включение паоловита (Р1у) в кубаните (СЬп) Рис. 12. Прожилки полярита (Р1г) и халькопирита (Сер)
в трещинах, секущих пироксен (Рх) и амфибол (Аш1)
Соболевскит PdBi — встречается часто в разных ассоциациях; образует жилки, секущие пироксен и титаномагнетит, вкрапления в халькопирите, клинопироксене и шпинели (рис. 13). Ассоциирует с купроауридом, звягинцевитом, тетраферроплатиной и фрудитом (рис. 4). Формы зерен в жилах — линзовидные, во вкрапленниках — изометрические неправильные, на отдельных видны плоские поверхности, возможно, грани.
Размеры зерен в основном меньше 1-2 мкм, единичные достигают 15-20 мкм, жилки до 7 мкм. Химический состав дан в табл. 1. Следует отметить большое число примесей Р1:, ЯЬ, РЬ, Те, Sb, Sn, Щ.
Станнопалладинит Pd2Sn2Cu — развит во включениях в халькопирите, где он образует сложные комплексные сростки с звягинцевитом, тетраферроплатиной, соболевскитом (рис. 4) и поляритом (рис. 14). Непосредственные срастания наблюдаются с звягинцевитом и поляритом. Формы зерен изометрические, сложные, частично ограненные. Размеры выделений — 2-5 мкм. В составе примеси Аи и 1п (табл. 1).
Минеральные фазы (МФ) (Pd, РЬ, Bi)3+xTe-(Pd,PЬ,Ag)3+xTe. Среди минеральных фаз палладия выявлены необычные по составу фазы, в которых при постоянном содержании палладия, теллура и свинца наблюдается периодически висмут (МФ -1) или серебро (МФ-2) (табл. 1). При этом в висмутовой разновидности эпизодически присутствует серебро, а в серебряной — висмут, золото, платина и олово.
а pir / \ Amf Сер Рх 2um* 1-1 б Сер I-1
в mm Sob ш Сер Рх X 2цт* 1-1 г TiMt _ Fro spi А--" Sob ^ Fro 1D|jm* 1-1
Рис. 13. Формы выделения соболевскита (Sob) в прожилке по титаномагнетиту (TiMt) (а) и во вкрапленниках: б — в халькопирите (Ccp), в — с халькопиритом в пироксене (Px), г — со шпинелью (Spl) и
фрудитом (Fro) в титаномагнетите
84
4
Рис. 14. Сросток станнопалладинита (Snp) с поляритом (Plr) в халькопирите (Ccp)
Обе фазы встречаются часто и обычно образуют сростки между собой, в которых висмутовая фаза является более ранней. Приближенный расчет химического состава фаз наиболее удовлетворительно отвечает формулам (Pd,PЬ,Bi)3+xTe или (Pd, РЬ, Ag)3+xTe. Выделение рассматриваемых фаз, как правило, контролируется трещинами, секущими силикатные минералы породы (рис. 15), но отложение происходило и в сульфидной вкрапленности. Зерна нередко ограненные, особенно при кристаллизации в сульфидах — халькопирите, кубаните и троилите. Встречаются изометрические (рис. 1 6) и таблитчатые кристаллы размером до 2-3 мкм. Преобладают сростки фаз в виде неправильных агрегатов, подчиненных структуре вмещающей полости (рис. 1 7, а). В сростках серебряная фаза нарастает на висмутовую, обрамляет ее (рис. 17, б); в свою очередь, на серебряную фазу нарастает Аи-серебро. Рассматриваемые фазы требуют дальнейшего изучения.
Рис. 15. Выделение минеральной фазы 1 (МФ-1) в жилке с халькопиритом (Сср), секущей пироксен (Рх)
Рис. 16. Сросток минеральных фаз 1 и 2 (МФ-1 и МФ-2) в халькопирите (Сср), видна огранка кристалла МФ-1
а
/
Рис. 17. Сросток минеральных фаз 1 и 2 (МФ-1 и МФ-2): а — в жилке по пироксену (Рх); б — в пироксене (Рх)
Тетраферроплатина Р1Бе — встречается в жилках по трещинам и во вкрапленниках сульфидов, в частности в халькопирите. В халькопирите тетраферроплатина присутствует в мономинеральных зернах и в сростках с звягинцевитом, соболевскитом и станнопалладинитом
(рис. 4; 18, а). В жилках по пироксену тетраферроплатина образует сростки с Р1-содержащим атокитом (рис. 18, б). Формы зерен тетраферроплатины неправильные. Размеры зерен от 0,5 до 10 мкм. Химический состав приведен в табл. 1.
а
Сер
Ж
Рх
V
Pt-Atk
Fpt
Рис. 18. Сросток тетраферроплатины (Fpt): а — с звягинцевитом (Zvg) и соболевскитом (Sob) в халькопирите (Ccp); б — с Pt-содержащим атокитом (Pt-Atk) в пироксене (Px)
Фрудит PdBi2 — образует мелкие зерна в трещинах, секущих силикаты и титаномагнетит (рис. 19). Размеры зерен — менее 2 мкм, формы — неправильные, угловатые, линзовидные, пластинчатые, частично подчинены форме трещин, но также имеют и собственные формы роста в трещинах с замещением вмещающего минерала. Характерны цепочки зерен вдоль открытых и закрытых трещин. Ассоциирует с самородным висмутом, галенитом и акантитом. Отложение всей ассоциации произошло позднее распада твердого раствора титаномагнетита. Химический состав фрудита стабилен, эпизодически присутствует примесь Rh и Sn (табл. 1).
Рис. 19. Цепочки зерен фрудита (Fro) в прожилках по оливину (Ol) (а) и титаномагнетиту (TiMt) (б) Минералы Ag и Au
Акантит Ag2S — обнаружен в виде включения в сульфидном вкрапленнике в ассоциации c пирротином, пентландитом и халькопиритом (рис. 20). Размеры выделения — до 5 мкм, формы — неправильные, с признаками замещения пирротина и пентландита. Химический состав близок стехиометрическому, мас. %: Ag — 88,39; S — 11,61 (табл. 2).
2|ат* I—I
Рис. 20. Выделение акантита (Аки) в сульфидном вкрапленнике в ассоциации с пирротином (Ро), пентландитом (Рп) и халькопиритом (Сер)
Таблица 2
Результаты исследования химического состава минералов Аи и Ag
Минерал Ра Ag Аи Бе Си S Те Е
Акантит - 88,39 - - - 11,61 - 100
Тетрааурикуприд 13,01 57,96 - 29,00 - - 99,97
Гессит - 57,47 - - - - 42,53 100
- 62,64 - - - - 37,36 100
- 61,90 - - - - 38,10 100
- 61,12 - - - - 38,88 100
- 60,89 - - - - 39,11 100
- 59,57 - - - - 40,43 100
- 60,41 - - - - 39,59 100
- 60,22 - - - - 39,78 100
- 59,33 - - - - 40,67 100
- 61,31 - - - - 38,69 100
Аи-ееребро - 62,50 34,96 - 2,54 - - 100
- 73,58 26,42 - - - - 100
- 71,00 28,44 0,56 - - - 100
0,40 73,55 26,05 - - - - 100
- 61,26 38,74 - - - - 100
- 69,97 30,03 - - - - 100
- 57,45 42,55 - - - - 100
Эмпрессит - 37,86 - - - - 62,14 100
Купроаурид Си3Аи — встречается в жилках, секущих пироксен (рис. 21), где ассоциирует с соболевскитом. По составу относится к Pd-содержащему купроауриду [9]). Формы зерен линзовидные, размеры по толщине линз — около 1 мкм, по удлинению — до 3 мкм. Химический состав, мас. %: Pd — 13,01; Аи — 57,96; Си — 29,0 (табл. 2).
ъ
Рис. 21. Выделение купроаурида (Cuau) и соболевскита (Sob) в трещине по пироксену (Px)
Гессит Ag2Te — один из наиболее часто встречающихся минералов серебра в титаномагнетитовых рудах. Наблюдается в жилах (рис. 22, а) и включениях в сульфидной вкрапленности (рис. 22, б). Часто находится в сростках с мончеитом, реже с Au-серебром и молибденитом. Выделения гессита ассоциируют с поздней генерацией сульфидов. Формы выделения гессита неправильные, округлые, линзовидные, характерны высыпки зерен вдоль трещин. Размеры выделений менее 6 мкм. Химический состав гессита представлен в табл. 2.
а
Тб
2pm*
Рис. 22. Выделение гессита (Hes): а — в жилке с халькопиритом (Ccp) и пентландитом (Pn) по оливину (Ol); б — в кубаните (Cbn)
Серебро Ag3Au — с примесью золота от 26 до 42,5 % (табл. 2) распространено довольно широко. Выделялось одним из последних. Встречается чаще обособленно (рис. 23), реже в срастании с платиноидами, в частности с минеральной фазой 2, на которую нарастает (рис. 2 4). Размеры выделений серебра наиболее крупные из минералов БМ, достигают 20 мкм. Формы зерен овальные, эллипсовидные, иногда с признаками огранки. Серебро встречается в жилках по халькопириту и во вкрапленниках в кубаните, титаномагнетите и других минералах.
Эмпрессит AgTe — обнаружен в пироксене (рис. 25), в зоне гидротермального изменения с хлоритом. Размеры зерен эмпрессита — 1-2 мкм, формы — пластинчатые или таблитчатые. Химический состав, мас. %: Ag — 37,86; Te — 62,14 (табл. 2).
Рис. 23. Выделение серебра (Ag) Рис. 24. Сросток серебра (Ag)
в халькопирите (Сер) с минеральной фазой 2 (МФ-2)
Рх
СМ
X \
Етр
2нт* 1-1
Рис. 25. Выделения эмпрессита (Бшр) е хлоритом (СЬ1) в пироксене (Рх)
Минералы с примесью благородных металлов
Примесь БМ обнаружена в двух редких сопутствующих минералах — алтаите РЬТе ^ — 0,81-0,94 мас. %; Р1 — 2,91 мас. %) и иодиде свинца РЬ12 (Ag — 2,52 мас. %) (табл. 3).
Таблица 3
Результаты исследования химического состава редких минералов
Минерал Р1 Pd Ag РЬ Se Те I Е
Алтаит - - - 61,46 - 38,54 - 100
- 0,94 - 62,54 1,67 34,85 - 100
2,91 0,81 - 53,70 - 42,57 - 99,99
Иодид свинца - - 2,52 44,49 - 1,93 51,06 100
- - - 57,75 - - 42,25 100
Выводы
1. В титаномагнетитовых рудах Порьереченского комплекса развит необычно широкий спектр минералов благородных металлов, преимущественно Pd, Pt, Au и Ag. Наблюдается развитие разнообразных сочетаний элементов, видов минеральных фаз, высоких содержаний примесей в фазах, развитие парагенетических рядов с последовательным изменением химического состава минералов, присутствие в минералах ртути и иода. Эти особенности геохимии, в совокупности с морфологическими особенностями выделения минералов, свидетельствуют, вероятно, о проявлении гидротермального процесса в образовании наблюдаемой минеральной ассоциации и требуют дальнейшего исследования.
2. Ассоциация минералов платиновых металлов с титаномагнетитовыми рудами, по данным исследований A. Дж. Налдретта [10, 11], не характерна, но в последние годы появляется информация о более тесном сочетании таких минерализаций [6, 12] и выделении комплексных месторождений нового типа. Это позволяет отнести Колвицкое месторождение к таким месторождениям, в которых главный вид сырья — Fe-Ti-V-руды — сопровождается сингенетическим Cu-Ni-Co-оруденением и наложенной Pt-Pd-Au-Ag-минерализацией.
3. Таким образом, полученные данные подтверждают высокий потенциал титаномагнетитовых месторождений как комплексного сырья не только для получения Fe, Ti и V [13] но и цветных — Cu, Ni, Co, редких — Sc, Ga и благородных — Pt, Pd, Rh, Ir, Au, Ag металлов [14].
Благодарности
За помощь в полевых работах авторы благодарят коллег по Геологическому институту КНЦ РАН: А. В. Мокрушина, П. А. Серова, М. Г. Тимофееву.
ЛИТЕРАТУРА
1. Юдин Б. А. Габбро-лабрадоритовая формация Кольского полуострова и ее металлогения. Л.: Наука, 1980. 169 с. 2. Беляев К. Д., Р. В. Карпов Геологические предпосылки поисковых работ на Кольском полуострове и новые направления их развития // Состояние и перспективы расширения минерально-сырьевой базы Северо-Запада РСФСР. Л.: Недра, 1973. С. 15-29. 3. Комплексные титаномагнетитовые руды Колвицкого месторождения (Кольский полуостров) / Ю. Л. Войтеховский [и др.] // Региональная геология, минералогия и полезные ископаемые Кольского полуострова: труды XIII Всерос. (с междунар. участием) Ферсмановской научной сессии, посвященной 50-летию Дня геолога (Апатиты, 4-5 апреля 2016 г.). Апатиты, 2016. С. 67-69. 4. Сульфидная минерализация в титаномагнетитовых рудах Колвицкого месторождения (Кольский полуостров) / Ю. Н. Нерадовский [и др.] // Наука и образование — 2014: материалы междунар. науч.-техн. конф. (Мурманск, 24-28 марта 2014 г.). 2014. C. 858-863. URL: http://www.mstu.edu.ru/science/actions/conferences/files/nio-9.pdf 5. Нерадовский Ю. Н. Исследование фазового состава титаномагнетита (на примере Колвицкого месторождения, Кольский полуостров) // Рациональное недропользование: сб. научн. тр. / под ред. С. Е. Гавришева. Магнитогорск: Изд-во Магнитогорск. гос. техн. ун-та им. Г. И. Носова, 2014. С. 158-167. 6. Трофимов Н. Н., Голубев А. И. Пудожгорское благороднометалльное титаномагнетитовое месторождение. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2008. 123 с. 7. Геология и вещественный состав комплексных титано-ванадиевых руд Колвицкого месторождения (Кольский полуостров) / Ю. Л. Войтеховский [и др.] // Месторождения стратегических металлов: закономерности размещения, источники вещества, условия и механизмы образования: материалы докл. Всерос. конф., посвященной 85-летию ИГЕМ РАН (Москва, 25-27 ноября 2015 г.). М.: ИГЕМ РАН, 2015. С. 180-181. 8. Минералы платиновых металлов и серебра в Порьереченском интрузивном комплексе с титаномагнетитовыми рудами (Кольский полуостров) / С. В. Бороздина [и др.] // Минералы: строение, свойства, методы исследования: материалы VII Всерос. молодеж. науч. конф. Екатеринбург: Форт Диалог-Исеть, 2015. С. 14-15. 9. Сульфидные медно-никелевые руды Норильских месторождений / А. Д. Гзнкин [и др.]. М.: Наука, 1981. 234 с. 10. Налдретт А Дж. Природа распределения и концентрации элементов платиновой группы в различных геологических средах // Доклады, 27-й МГК. Т. 10, Минералогия. М.: Наука, 1984. С. 10-27. 11. Налдретт А. Дж. Магматические сульфидные месторождения медно-никелевых и платинометалльных руд. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2003. 487 с. 12. New insights into the petrogenesis of the Jameson Range layered intrusion and associated Fe-Ti-P-V-PGE-Au mineralisation, West Musgrave Province, Western Australia. Mineralium Deposita / B. T. Karykowski е al.]. 2016.
13. Шабалин Л. И. Титаномагнетитовые месторождения (геология, генезис, перспективы промышленного использования). Новосибирск: СНИИГГиМС, 2010. 174 с. 14. Быховский Л. З., Пахомов Ф. П., Турлова М. А. Комплексные руды титаномагнетитовых месторождений России — крупная минерально-сырьевая база черной металлургии // Разведка и охрана недр. 2007. № 6. С. 20-23.
Сведения об авторах
Нерадовский Юрий Николаевич — кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник Геологического института КНЦ РАН E-mail: nerad@geoksc.apatity.ru
Грошев Николай Юрьевич — кандидат геолого-минералогических наук, научный сотрудник Геологического института КНЦ РАН E-mail: nikolaygroshev@gmail.com
Войтеховский Юрий Леонидович — доктор геолого-минералогических наук, директор Геологического института КНЦ РАН E-mail: woyt@geoksc.apatity.ru
Бороздина Светлана Васильевна — аспирант, младший научный сотрудник Геологического
института КНЦ РАН
E-mail: borozdina.svetlana@bk.ru
Савченко Евгений Элланович — инженер Геологического института КНЦ РАН E-mail: evsav@geoksc.apatity.ru
Author Affiliation
Yury N. Neradovsky — PhD (Geology & Mineralogy), Leading Researcher of the Geological Institute of the KSC of the RAS
E-mail: nerad@geoksc.apatity.ru
Nikolay Yu. Groshev — PhD (Geology & Mineralogy), Researcher of the Geological Institute of the KSC of the RAS
E-mail: nikolaygroshev@gmail.com
Yury L. Voytekhovsky — Dr. Sci. (Mineralogy & Crystallography); Director of Geological Institute of the KSC of the RAS
E-mail: woyt@geoksc.apatity.ru
Svetlana V. Borozdina — Post-graduate, Junior Researcher of the Geological Institute of the KSC of the RAS E-mail: borozdina.svetlana@bk.ru
Evgeny E. Savchenko — Engineer at the Geological Institute of the KSC of the RAS E-mail: evsav@geoksc.apatity.ru
Библиографическое описание статьи
О минералах платины, палладия, серебра и золота в Порьереченском титаноносном комплексе (Кольский полуостров) / Ю. Н. Нерадовский [и др.] // Вестник Кольского научного центра РАН. — 2017. — № 3 (9). — С. 71-87.
Reference
Neradovsky Yury N., Groshev Nikolay Yu., Voytekhovsky Yury L., Borozdina Svetlana V., Savchenko Evgeny E. Minerals of Platinum, Palladium, Argentum and Gold of the Por'yerechensky Titan-Bearing Complex (Kola Peninsula). Herald of the Kola Science Centre of the RAS, 2017, vol. 3 (9), pp. 71-87. (In Russ.).
