CC BY
78
УДК 553.434(571.55)
О МИНЕРАЛЬНОМ СОСТАВЕ ПОРОД И РУД
ЗАПАДНОГО УЧАСТКА УДОКАНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИ С.Е. Мезенцев1, М.В. Яхно2
Национальный исследовательский Иркутский государственный технический университет, 664074, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83.
Изучены породы и руды участка Западный Удоканского медного месторождения. Описаны основные петрографические разновидности вмещающих пород и руд. Рассмотрены три типа медных руд: сульфидные, окисленные и смешанные. Установлена последовательность их образования.
Библиогр. 2 назв. Ил.8.
Ключевые слова: Удокан; халькопирит; борнит; халькозин; гидротермальный процесс.
ON MINERAL COMPOSITION OF ROCKS AND ORES OF WESTERN PART OF UDOKAN COPPER DEPOSIT
S.E. Mezentsev, M.V. Yakhno
National Research Irkutsk State Technical University, 83 Lermontov St., Irkutsk, 664074.
The rocks and ores of the Western section of the Udokan copper deposit are studied. The main petrographic varieties of host rocks and ores are described. Copper ores are studied three types: sulfide, oxidized and mixed. The sequence of their formation is determined.
2 sources. 8 figures.
Key words: Udokan; chalcopyrite; bornite; chalcocite; hydrothermalprocess.
Удоканское месторождение меди расположено в зоне южного складчатого обрамления Сибирской платформы. В геологическом отношении район сложен мощной толщей терригенно-осадочных пород нижнего протерозоя. На территории также широко развиты разные по составу и возрасту интрузивные образования. Главным структурным элементом является крупный син-клинорий, вытянутый в субширотном направлении. Эта структура осложнена
многочисленными разноориентирован-ными разрывными нарушениями [1].
В структурном отношении рудное поле представляет собой брахисинкли-наль, сложенную осадочно-метаморфи-ческими породами, относящимися к са-куканской и намингинской свитам нижнего протерозоя [2].
Сакуканская свита представлена средней и верхней подсвитами.
Средняя подсвита сложена преимущественно метаморфизованными
1 Мезенцев Сергей Евгеньевич, аспирант кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: 89041294148, e-mail: [email protected]
Mezentsev Sergey, Postgraduate of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: 89041294148, e-mail: [email protected]
2Яхно Марина Владиславовна, старший преподаватель кафедры геологии и геохимии полезных ископаемых, тел.: (3952)405653, e-mail: [email protected]
Yakhno Marina, Senior Lecturer of the Department of Geology and Geochemistry of Minerals, tel.: (3952)405653, e-mail: [email protected]
серыми средне- и мелкозернистыми ко-сослоистыми и грубослоистыми поле-вошпатово-кварцевыми и кварцевыми песчаниками с кварц-серицитовым и кварц-кальцит-серицитовым цементом, песчаниками, обогащёнными мартитом.
Верхняя подсвита залегает согласно на породах средней подсвиты. Она подразделяется на три толщи: нижнюю, среднюю и верхнюю.
Верхняя и нижняя толщи имеют одинаковый литологический состав и представлены серыми мелкозернистыми полевошпатово-кварцевыми и кварцевыми известковистыми песчаниками с тонкой косой слоистостью с прослоями и линзами алевролитов и аргиллитов.
Средняя рудоносная толща, включающая меденосные горизонты Удоканского месторождения, сложена пачками медьсодержащих ритмично перемежающихся метаморфизованных серых мелкозернистых полевошпатово-кварцевых песчаников, известковистых и кварцитовидных мелко- и среднезер-нистых песчаников. Породообразующие минералы их в шлифах представлены кварцем (60-70%) и плагиоклазом (10-20%). Из акцессорных минералов присутствуют циркон, биотит, рутил, сфен, эпидот. Цемент составляет 5-10% от общего объёма породы и разделяется по составу на кварц-серицитовый, кварц-карбонатно-серицитовый и карбонатный. Песчаники обогащены мар-титом. Структуры пород псаммитовые и гранобластовые.
Рудная толща повторяет общую структуру Удоканского месторождения, а именно структуру в виде мульды. Однако мощность ее непостоянная и варьирует от 50 до 250 м. Ранее на месторождении были выделены три типа руд: сульфидные, окисленные и смешанные.
Однако окисленные руды не подходят под классическую схему зоны окисления, лежащей над первичными рудными минералами. Окисленные руды встречаются как на поверхности, так и на глубине до 335 м, в то время как сульфидные руды располагаются от поверхности до глубины 250 м. В основном встречаются окисленные руды, представленные сульфатами и карбонатами меди. Содержание меди резко увеличивается при наличии более богатых сульфидных руд, представленных в основном халькопиритом, борнитом, халькозином и ковеллином.
Для изучения минерального состава рудной зоны были отобраны образцы с различных глубин и зон с различными содержаниями меди. Точки отбора проб в плоскости располагались по флангам и в центре участка Западный. Исследование проводилось под микроскопом (Olympus) в проходящем и отражённом свете.
Вмещающий рудную зону кварцевый песчаник представлен ксеноморф-ными зёрнами кварца (70-80%), флогопита (3%) и плагиоклаза (3-5%) размером до 0,2 мм. Обломки цементируются карбонатным цементом. Структура породы псаммитовая (рис. 1).
Из рудных минералов при исследовании полированных шлифов под микроскопом в отражённом свете были определены халькопирит, борнит, халькозин, ковеллин, гематит и магнетит.
Халькопирит (CuFeS2) в основном наблюдается в срастаниях с другими рудными минералами и образует алло-триоморфные агрегаты (рис. 2). Встречаются и отдельные более крупные ал-лотриоморфные зёрна. По халькопириту последовательно образуются борнит, халькозин, ковеллин. Борнит и ковеллин в некоторых образцах отсутствуют.
А
Б
Рис. 1. Кварцевый песчаник. Прозрачный шлиф при включенном (А) и выключенном (Б) поляризаторе. Увеличение Х40
Борнит (Си5¥вБ4) образует равно-мернозернистые агрегаты, состоящие из одинаковых по размеру, округлых, зазубренных зёрен. В некоторых зёрнах наблюдаются пластинки распада халькопирита (рис. 2, 3). При распаде выделяется избыток Си28. Борнит, пронизанный сеткой халькозина, легко покрывается побежалостью. Отмечено также замещение борнита халькозином по трещинам в зёрнах (рис. 4).
Халькозин (Си2Б) встречается в виде зёрен аллотриоморфной формы различных размеров. Края зёрен чаще неровные, слабо зазубренные. Характерны структуры замещения халькопирита и борнита по трещинам (рис. 4, 5). Сам халькозин замещается ковеллином. Поскольку отдельные зёрна халькозина и
I
Л/. /
Рис. 2. Структура распада твердых растворов «халькопирит-борнит». Полированный шлиф. Увеличение Х100
халькозин, замещающий халькопирит и борнит, имеют разную форму нахождения, предполагается, что халькозин встречается в двух генерациях. Халькозин 1 генерации - аллотриоморфные зёрна, находящиеся в срастании с борнитом. Эти срастания напоминают мир-мекитовые формы. Скорее всего, такой халькозин образовался одновременно с халькопиритом и борнитом. Халькозин 2 генерации замещает халькопирит и борнит по трещинам в зёрнах. Такие структуры замещения указывают на то, что этот халькозин образовался позже перечисленных минералов.
Ковеллин (СиБ) является более поздним минералом, замещает по трещинам халькопирит и халькозин. С халькопиритом образует структуры за-
Рис. 3. Сульфидная руда в кварцевой жиле. Штуф
о1- ■
КУ Вг
4 Л
Ж. ^
Ш
V
Рис. 4. Замещение борнита халькозином Рис. 5. Борнит-халькозиновый прожилок в
и ковеллином. Полированный шлиф. Увеличение Х200
песчанике. Штуф
Рис. 6. Замещение гематита магнетитом. Полированный шлиф. Увеличение Х40
Рис. 7. Кварц-гематит-магнетитовый прожилок в песчанике. Штуф
мещения в виде тонких пластинок. Также образуется за счёт борнита в сраста-ленных распадом твёрдых растворов.
Все сульфидные минералы располагаются в кварцевых жилах, образуя прожилковые, вкрапленные, прожилко-во-вкрапленные и гнездовые структуры. Во всех минералах, кроме пирита, наблюдаются структуры замещения. Также характерны структуры распада твёрдых растворов. По их взаимоотношению можно установить последовательность образования рудных минералов: халькопирит, борнит и халькозин 1 генерации - халькозин 2 генерации -ковеллин.
Помимо сульфидов в кварцевых жилах встречаются гематит и магнетит.
Гематит (Fe2O3) отмечен в виде таблитчатых зёрен в пучковидных агрегатах, где наблюдаются замещения его магнетитом (рис. 6, 7). Такие замещения, как правило, указывают на изменение концентрации кислорода или воздействие восстановительных растворов, которые в конечном итоге приводят к образованию псевдоморфоз магнетита по гематиту, называемых мушкетови-том.
Магнетит (Fe3O4) замещает пластинчатые зерна гематита.
Брошантит и антлерит (Си$04(0И)б - трудно диагностируемые под микроскопом и тяжело различимые между собой. Они развиты по всей территории в зонах интенсивно трещиноватых пород, залечивая трещины или образуя корочки, налёты и примазки. Характерная особенность - ярко-зелёный или синеватый цвет. В отличие от карбонатов меди не реагируют с НСЬ (рис. 8).
** -
¿4: • .
Рис. 8. Брошантит и антлерит по трещине в кварцевой жиле
Редко встречается халькантит -минерал синего цвета, полупрозрачный. Он выполняет трещины и полости.
Суммируя изложенное, можно сделать ряд выводов:
1. Вмещающие рудную зону песчаники состоят из кварца и полевого шпата, которые сцементированы либо карбонатным цементом, либо кварцевым, реже появляется слюда.
2. Рудные минералы делятся на сульфидные и окисленные, наиболее богатыми являются сульфидные, но большее распространение имеют окисленные руды.
3. Сульфидные минералы представлены халькопиритом, борнитом, халькозином и ковеллином. При этом преобладает борнит, меньше развиты халькопирит, халькозин и ковеллин (до 20%). Четко устанавливается последовательность образования этих минералов: халькопирит - борнит - халькозин - ковеллин.
4. Окисленные руды представлены брошантитом и антлеритом, реже халь-кантитом.
5. Рудные минералы заполняют трещины и полости. Окисленные руды чаще располагаются в послойных трещинах, образуя рудную пропитку, корочки и налёты. Сульфидные же руды чаще располагаются в секущих трещинах, в кварцевых жилах, образуя про-жилково-вкрапленные и гнездовые структуры.
Полученные результаты, в частности минеральный состав, структуры и текстуры руд и ассоциации рудных минералов позволяют предположить, что ведущим был процесс гидротермального рудообразования. Руды, называемые в настоящее время окисленными, также могут рассматриваться как первичные, однако это требует дополнительного изучения.
Библиографический список
1. Удоканское медное и Катугинское редкометалльное месторождения Читинской области / Л.Ф.Наркелюн [и др.]. М.: Чита, 2004. 515 с.
2. Кренделев Ф.П., Окисленные руды Удокана. М.: Наука, 1987. 99 с.
Рецензент доктор геолого-минералогических наук, профессор Иркутского государственного технического университета Ж.В.Семинский
