CC BY
205
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ, ТЕКСТУРА И СТРУКТУРА РУД МЕСТОРОЖДЕНИЯ МЕДИ АЙНАК (АФГАНИСТАН)
Ф.Х. Реза-и
Кафедра месторождений полезных ископаемых и из разведки Российский университет дружбы народов ул. Миклухо-Маклая, 6, Москва, Россия, 117198
В статье рассматривается минеральный состав, текстура и структура руд Айнакского месторождения «Афганистан». Настоящая статья написано автором по результатам изучения макроскопических и микроскопических образцов, собранных в процессе бурения скважины китайской компании (МСС, 2010—2011), и данных по бурению русских геологов (1978 г.)
Ключевые слова: Айнакское месторождение, медные руды.
Вещественный состав руд айнакского месторождения. Медные руды, минералы меди Айнакское месторождение принадлежит к промышленно-генетическому типу месторождений медистых песчаников. Классическими представителями являются Джезказган (Казахстан) и Удокан (Россия). Оно находится в 30 км к юго-востоку от города Кабула в Логарской провинции.
Месторождение Айнак характеризуется приуроченностью оруденения к определенным стратиграфическим горизонтам продуктивной карбонатно-терригенной толщи и согласным залеганием рудных тел с вмещающими толщами.
Рудная минерализация характеризуется борнитовым и халькопиритовым рудами в доломит-мраморах и кварц-биотит-доломитовых сланцах свиты Лойхвар. Борнитовые руды относится к богатым, содержат свыше 1,5% меди (в среднем по месторождению 2,36%), а халькопирит — к бедным или средним (1% и ниже) (рис. 1а).
На месторождении основными рудными минералами являются борнит и халькопирит, а в зоне окисления — халькозин, малахит, куприт, хризоколла и самородная медь. Из нерудных минералов наиболее распространены кварт, доломит и полевой шпат, для халькопиритовых разностей характерны также пирит и пирротин. В качестве примеси в существенно борнитовых рудах встречается молибденит, а в борнит-халькопиритовых и существенно халькопиритовых рудах — кобальтин, карролит, редко — кобальт-пентландит, линнеит, герсдорфит, глаукодот, милле-рит, сфалерит, магнетит преимущественно развит в борнитовых рудах.
Борнит является главным, наиболее распространенным рудообразующим минералом. Он локализован преимущественно в главной рудной залежи. Редкая вкрапленность его обнаруживается также в доломитовых в мраморных толщах. Среднее содержание борнита в борнитовых рудах составляет 2,5—5% (при среднем по борнитовой руде 2,9%). Главная масса борнита образует слоисто-вкрапленные и линзовидно-вкрапленные агрегаты. Формы отдельных зерен неправильные, крючковатые, с извилистыми границами внедрения в кварц, доломит, слюдисто-плагиоклазовые и хлорит-плагиоклаз-доломитовые агрегаты (рис. 1б).
а) б)
Рис. 1. а) борнитовые и халькопиритовые прорастания (слева); б) борнит-халькопиритовый агрегат (справа). Борнит — серый, халькопирит — светло-серый, ув.12х
Халькопирит является вторым по распространенности важнейшим сульфидным минералом месторождения. Концентрации халькопирита варьируют в широких пределах, так же как и количественные соотношения его с борнитом. Он образует как равномерную или линзовидно-гнездовую вкрапленность в кварцитах, рассланцованных песчаниках и доломитах, так и густую сеть коротких, ветвящихся, послойных и секущих прожилков в сланцах и конседиментационных брекчиях. Халькопирит, так же как и борнит, выделяется в виде оторочек вокруг окатанных и угловатых обломков, нередко напело замещая доломитовый цемент песчаников и гравелитов.
Халькозин развит преимущественно в зонах трещиноватости, где халькози-низация борнита наблюдается даже на глубинах до 450—560 м. Иногда халькозин присутствует в сростках с борнитом и замещает его в относительно больших количествах (10—20% объема борнита) в средних частях борнитовой зоны. В большинстве случаев он образует каймы, оторочки, прожилки в борните или халькопирите.
Пирротин в небольшим количестве постоянно присутствует в зоне халько-пиритовых руд. Он развит преимущественно в углистых доломитовых мраморах и углистых сланцах.
В устойчивой парагенетической ассоциации с халькопиритом пирротин образует сростки типа взаимных границ. Линии разграничения между двумя минералами извилистые или прямые.
Пирит в небольшом количестве постоянно присутствует в халькопиритовых рудах. Количество его увеличивается в северной, юго-западной и юго-восточной частях центрального участка, где существенно борнитовые руды сменяются халь-копиритовыми, а пирит проявляется главным образом как продукт дисульфиди-зации пирротина и как составная часть прожилков и оторочек халькопирита вокруг борнита.
Кобальтин встречается в виде рассеянной вкрапленности метакристаллов и неправильных выделений размером 0,05—1,5 мм, редко до 5 мм в сечении или в виде мелкозернистых агрегатов величиной 3 х 5 мм.
Кобальтин присутствует в халькопиритовых и незначительных количествах в борнит-халькопиритовых рудах.
Карролит встречается в халькопирите в виде идиоморфных, идиобласти-ческих выделений серовато-белого цвета с сиреневым оттенком.
Шмальтин встречается на южном фланге центрального участка в виде мелких метакристаллов в ассоциации с кобальтином и халькопиритом.
Кобальтпентландит изредка встречается в виде очень мелких (0,02— 0,06 мм) кристаллов в халькопирите, реже — в борните.
Герсдорфит установлен в аншлифах по идиоморфной форме зерен, светло-сеорому цвету, изохронности, высокой отражательной способности. Все минералы кобальта и никеля обнаруживаются в краевых частях зерен борнита или халькопирита. При этом устанавливается проникновение кобальтина и зигенита в борнит и халькопирит.
Сфалерит распространен в незначительном количестве только в нижней халькопиритовой зоне в виде тощих прожилков, гнездышек и эмульсионной вкрапленности в халькопирите.
Молибденит — характерный минерал существенно борнитовых руд центрального участка. Наибольшие его скопления встречаются в участках крупнозернистых руд, где он образует чешуйки до 1,5 мм длиной в сростках с борнитом.
Марказит встречается очень редко как продукт замещения пирита или как промежуточная фаза при формировании пирита в процессе сульфидизации.
Гематит изредка встречается в песчанистых доломитах и сланцах, а также в жилках в виде пластинок размером 0,05 х 0,3 мм.
Магнетит в рудах центрального участка относительно редкий минерал. В глубинах 204—210 м он обнаружен в ассоциации с борнитом, халькопиритом. Магнетит содержит корродированные зерна кварца, борнита и доломита. В то же время в нем постоянно присутствуют прожилки позднего халькопирита и вростки замещающего его молибденита. Таким образом, магнетит образовался после формирования борнита, но раньше позднего халькопирита.
Ковеллин — постоянный спутник халькозина. Он находится в субмикроскопических сростках с ним, а также замещает и обрастает его. Иногда образует самостоятельные обособления неправильной формы.
Куприт обычно тесно ассоциирует с халькозином, ковеллином, самородной медью, малахитом и гидроокислами железа. Чаще всего образует тонкодисперсные плотные или порошковатые агрегаты, пропитанные гидроокислами железа, нередко — зоны обрастания вокруг халькозинированного борнита, которые сменяются к периферии зонами малахита или гидроокислов железа.
Самородная медь весьма широко распространена в смешанных рудах, где образует просечки, тонкие прожилки и нитевидные, изогнутые, скелетные и окта-эдрические кристаллы в пустотах.
Хризоколла распространена преимущественно на дневной поверхности и проникает до глубин 25—30 м. Она образует прожилки, корочки, реже встречается в виде неправильных плотных ноздреватых гнезд среди богатых куприт-борнитовых руд.
Малахит очень часто встречается на дневной поверхности в виде примазок, рыхлых масс, кристаллических корочек и радиально-лучистых агрегатов по трещинам и в пустотах, оторочек вокруг окисленного борнита, независимо от минерального типа руд. Изредка наблюдались колломорфные выделения.
Азурит встречается исключительно редко в верхней части зоны окисления в виде кристаллических корочек, в парагенезисе с малахитом и гидроокислами железа.
Халькантит обнаружен только на поверхности в участках развития халько-пиритовых руд. Он встречается в виде налетов и порошковатых корочек бледно-голубого цвета на плоскостях трещин. Из других сульфатов меди отмечаются брошантит и антлерит. Из окисных минералов достаточно часто встречается тенорит в виде порошковатых масс, просечек и налетов на халькопирите и вокруг него.
Гидрогётит и гётит довольно часто встречаются совместно как продукты гипергенного изменения халькопирита и пирита. Они образуют нитевидные прожилки, каемки по периферии выделений халькопирита и пирита, а также сплошные массы.
Доломит является наиболее распространенным минералом в рудах месторождения. Он слагает доломитовые мраморы, доломитовый цемент песчаников и гравелитов, входит в состав сланцев и конседиментационных брекчий, выделяется в жилах и линзах локальной перекристаллизации.
Плагиоклазы наравне с доломитом составляют главную массу нерудного материала, с которым в сростках находится борнит и в меньшей мере халькопирит. Среди плагиоклазов различаются обломочные и аутогенные. Обломочные плагиоклазы олигоклаз-андезитового состава подверглись интенсивной серицитизации и деанортитизации с образованием альбитовых, альбит-олигоклазовых оторочек и новообразованных субидиоморфных зерен и их агрегатов в доломитовых мраморах и метаморфизованных.
а) б)
Рис. 2. а) кварц, содержащий азурит с халькопиритом; б) кварц, содержащий халькопирит и борнит
Кварц слагает до 30—80% объема кварцсодержащих сланцев и кварцитов и является существенной составной частью песчаников и доломитов. Для него обычны сростки с борнитом и халькопиритом. Часто, разрастаясь, кварц замещает
плагиоклазы. Кварц и рудные минералы срастаются с взаимопроникновением. Размеры зерен варьируют от 0,1 до 3,0 мм.
Биотит встречается во всех типах руд, ассоциируя с халькопиритом, который нередко врастает в биотит по трещинам спайности. Как правило, биотит в местах соприкосновения с сульфидами хлоритизируется с образованием синевато-зеленого хлоритоподобного минерала и гидрослюды.
Мусковит наряду с биотитом развит повсеместно. Иногда он образует чешуйки размером до 2 см2, но чаще представлен серицитом. Гидромусковит образуется в результате окисления и гидратации биотита и мусковита. Мусковит тесно ассоциирует с борнитом и халькопиритом.
Хлорит сопутствует борниту и халькопириту, располагаясь в доломите на контакте с зернами сульфидов. Обычно образует тонкие чешуи бледно-зеленого цвета.
Скаполит обычно встречается как минерал, замещающий плагиоклазы, иногда с образованием полных псевдоморфоз ореликтами серицита внутри. Размеры выделений или кристаллов — от,2 до 4,0 мм.
Углистое вещество, часто присутствующее в тонкозернистых метаморфизо-ванных глинистых породах, углистых доломитах и тонко-зернистых кварцитах, по данным рентгенометрических исследований, проведенных при технологических испытаниях руд, частично графитизировано.
Турмалин — один из распространенных минералов в рудах месторождения. Его зерна и кристаллы имеют размеры 0,05—0,5 мм. Обнаружены две разности турмалина — обломочный, состоящий из внутреннего зеленого или сине-зеленого ядра и желтой регенерационной каймы, и идиоморфный желтый, представленный буровато-желтыми аутигенными короткопризматическими кристалликами.
Амфиболы представлены тремолитом и актинолитом. Наиболее распространен тремолит. Он приурочен к зонам катаклаза и дробления в доломитах. Акти-нолит менее распространен и в рудах встречается редко, только в локальных зонах смятия и перекристаллизации.
Кальцит — обычный минерал прожилков в брекчированных сланцах кон-седиментационных брекчиях.
Содержание попутных компонентов в рудах месторождения следующее: сера — 0,08—1,12%, молибден — 0,0008—0,0058%, кобальт — 0,005—0,033%, никель — менее 0,001%, свинец и цинк — менее 0,01%. В рудах присутствуют золото (около 0,01 г/т) и серебро (0,5—1,4 г/т). Из перечисленных попутных элементов лишь сера имеет примышленное значение.
Текстуры структуры руд. Руды Айнакского месторождения по своим текстурным и структурным особенностям довольно однообразны. Среди текстур наибольшим распространением пользуются вкрапленные — послойно и вкрапленная, меньшим — вкрапленно-полосчатая, линзовидно-линейно-полосчатая, а также прожилковая и прожилково-вкрапленная, брекчиевидная и массивная. Из структур чаще всего наблюдаются аллотриоморфная и взаимных границ, реже отмечаются структуры пересечения, распада твердого раствора, гипидиоморфная, а среди руд, затронутых процессами окисления, — структуры краевых каемок, нитеобразная, нитевидно-сетчатая, дендриговая, замещения, колломорфная.
Послойно- и гнездово-вкрапленная текстура (рис. 3а, 3б, 4 и 5а) являются преобладающими в борнитовых рудах. Размеры отдельных зерен варьируют от 0,007 до 2 мм, чаще в пределах 0,05—0,8 мм. Вкрапленность бывает относительно равномерной и сгустковой.
а) б)
Рис. 3. а) послойно-вкрапленная борнитовая руда. гл.151м, ув.3,5х; б) гнездово-вкрапленная борнитовая руда. ув.2х
а) б)
Рис. 4. а) халькопирит-борнитовая руда вкраплено-полосчатой текстуры. гл. 500,9 м, ув. 2. 4х; б) халькопирит-борнитовая руда линейно-полосчатой текстуры. Сульфиды (черное) замещают доломитовые слои в грубозернистом песчанике. гл. 407 м, ув. 2х
Вкрапленно-полосчатая текстура (рис. 4а) характерна для халькопирит-борнитовых и халькопиритовых руд. Густая вкрапленность халькопирита или халькопирита в смеси с борнитом четко приурочивается к отдельным прослоям породы, обогащенным доломитом, шириной обычно до 1 см.
Линзовидно- и линейно-полосчатая текстуры (рис. 4б и 5б) наблюдаются как в борнитовых, так и в халькопиритовых рудах. Сближенные линзочки или полоски халькопирита (иногда в смеси с борнитом) группируются в пределах слойков породы мощностью до 1—2 см, реже 3 см. Мощности отдельных рудных
линзочек и полосок обычно не превышают первых миллиметров. Ограничения рудных линзочек и полос, как правило, весьма неровные. По простиранию они неоднократно изменяют свою мощность или прерываются, а затем появляются снова.
а)
б)
Рис. 5. а) катаклазированная борнитовая руда послойно-вкрапленной текстуры. гл. 362, ув. 2,5х; б) послойная линзовидно-полосчатая халькопиритовая руда, содержащая пирит и пирротин в микросланце. гл. 477 м, ув. 2,5х
Прожилковая и прожилково-вкрапленная текстуры обычно характерны для существенно халькопиритовых руд (рис. 6а). Нередко прожилковая текстура халькопиритового оруденения накладывается на послойно-вкрапленные борни-товые руды.
Брекчиевидная текстура отмечается спорадически. Руды с такой текстурой образуют неправильные по форме, иногда разветвляющиеся тела без четких ограничений, мощностью от 3—5 до первых десятков сантиметров, редко до метра, среди вкрапленных, вкраплено полосчатых, либо линейно-полосчатых руд. Рудная масса (чаще всего это борнит, иногда борнит с примесью халькопирита, реже мономинеральный халькопирит) как бы цементирует слегка округлые метабласты доломита и кварца, обломки песчаников и сланцев, размеры которых в поперечных сечениях варьируют от 2—5 мм до 2—3 см (рис. 7а и 7б),
Массивная текстура встречается довольно редко на весьма ограниченных по размерам участках. В одних случаях это сплошные, существенно борнитовые руды с незначительной примесью халькопирита и редкими спорадическими включениями вмещающих пород, в других — богатые руды зоны окисления, состоящие из куприта, лимонита, самородной меди.
Аллотриоморфная структура — самая распространенная во всех типах первичных руд — существенно борнитовых, халькопирит-борнитовых и существенно халькопиритовых.
Структура распада твердого раствора в рудах обычна. Отдельные выделения борнита содержат пластинчатые или изогнутые, часто неправильной формы обособления халькопирита.
а) б)
Рис. 6. а) богатая борнитовая руда брекчиевидной текстуры: на черном фоне массивного борнита видны корродированные обломки кварца (белые) и доломитистогокварц-полевошпатового песчаника (серые и пятнистые). Гл. 123 м, ув. 2х; б) Брекчиевидная прожилково-вкрапленная бедная халькопирито-вая руда с пиритом по коседиметационной брекчии, претерпевшей поздний катаклаз. Черное — обломки микросланца, белое — кварц-кальцитовые линзы в песчанистом доломите (серое). Пирит и халькопирит серые рельефные гнезда и прожилки. гл. 482,8 м, ув. 2,5х
а) б)
Рис. 7. а) порфиро-бластик доломит мрамор с халькопиритом; б) послойно-вкрапленная халькопиритовая руда
ЛИТЕРАТУРА
[1] Абдулла Ш., Чмырёв В.М., Дронов В.И. Геология и полезные ископаемые Афганистана. — Недра, 1980. [Abdullah Sh., Chmirnov V.M., Dronov V.I. Geologya e paliznie eskopaemie Afghanistan. — Nedra, 1980.]
[2] Ящинин С.Б., Бакарасов Е.В., Могилин В.С., Грищенко В.Н., Данчев В.В., Малков И.И., Махмутов Т.Т., Моисеев В.С., Черемцый В.Г., Щербонос В.Д., Юргенсон Г.А. Отчет о детальной разведке центрального участка Аайнакского месторождения меди с подсчетом запасов по состоянию на 1 апреля 1978. [Yashinin C.B., Bakarasov E.V., Mogilin V.C., Gri-shinko V.N., Danchiv V.V., Malkov E.E., Mahmudov T.T., Maiseev V.C., Cheremtsi V.G., Sher-bonic V.D., Urgenson G.A. Otchet o detalnoi razvedke tsentralnovo uchastka Aynakskovo mestorazhdiniya medi s podschetom zapasov po sostoyanio na 1 aprelya 1978.]
[3] Зайцев В.Н., Березий А.Е., Бушмелев Е.Н., Керимов А.Ф., Майданцев Г.А., Микрошни-ков К.Е. и др. Отчет о результатах предварительной разведки Западного участка Айнак-ского месторождения меди с подсчетом запасов. — Кабул, 1988. [Zaitsev V.N., Berezie A.E., Bushmelev E.N., Kerimov A.F., Maidantsev G.A., Microshnikov K.E. i dr. Otchet o rezultatah predvaritelnoe razvedki zapadnogo uchastka Aynakskovo mestorozhdiniya medi s padschu-tom zapasov. — Kabul, 1988.]
[4] Анвари Хафизулла. Разработка методики Маркшейдерского обеспечения открытых горных работ меднорудного месторождения «Айнак». — М., 1984. [Anwari Hafizullah. Raz-rabotka metodiki markshiederskogo obespecheniya otkritih gornih rabot mednorudnogo mes-torazhdenoe "Aynak". — M., 1984.]
MINERAL COMPOSITION OF ORES & MINERAL STRUCTURE OF AYNAK COPPER DEPOSIT
(AFGHANISTAN)
F.H. Reza-e
Department of mineral deposits and exploration Peoples' Friendship University of Russia Mikluho-Maklaya str., 6, Moscow, Russia, 117198
The article studies the chemical deposits (mineralogy) and structure of the ores of Aynak ore deposits. This article have a results of macroscoping and microscoping reaserche after drilling of china company (MCC, 2010) and drilling of Russian geologist (1978). Key words: Aynak deposit, copper ore.
