Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Гетерогенные кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах зоны главного Уральского разлома

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Гетерогенные кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах зоны главного Уральского разлома"

На правахрукописи

Мелекесцева Ирина Юрьевна

ГЕТЕРОГЕННЫЕ КОБАЛЬТ-МЕДНОКОЛЧЕДАННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ В УЛЬТРАМАФИТАХ ЗОНЫ ГЛАВНОГО УРАЛЬСКОГО РАЗЛОМА

Специальность 25.00.11 - геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых,

минерагения

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в Институте минералогии УрО РАН

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор Зайков Виктор Владимирович (Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс)

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Сазонов Владимир Нике лаевич (Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург) доктор геолого-минералогических наук Контарь Ефим Семенович (Федерал ное государственное унитарное предприятие «Уральская геологическая опьг но-методическая экспедиция», г. Екатеринбург)

Ведущая организация: Геологический факультет Санкт-Петербургского гсюу дарственного университета

Защита диссертации состоится: « 12 » апреля 2005 г. в 14-00

на заседании диссертационного совета Д 004.021.02 Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрО РАН по адресу: 620151, г. Екатеринбург, Почтовый пер., 7.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке

Института геологии и геохимии им. акад. А. Н. Заварицкого УрО РАН

Автореферат разослан «11» марта 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

кандидат геолого-минералогических наук

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность проблемы. Среди колчеданных месторождений Урала наименее исследованными являются кобальтсодержащие залежи, приуроченные к ультрамафитам Главного Уральского разлома (ГУР). Ранее они не привлекали внимания из-за малых запасов, но после открытия в начале 90-х гг. XX в. «черных курильщиков» на ультрамафитах Срединно-Атлантического хребта интерес к подобным древним месторождениям возрос. Главными особенностями руд этих объектов являются повышенные содержания никеля, кобальта, хрома, концентраторами которых являются сульфоарсениды, арсениды и хромиты.

На происхождение месторождений зоны ГУР существовало несколько точек зрения: рудообразование связывалось с габброидными [Субботин, 1942ф и др.], гипербазитовыми [Бучковский, 1960] интрузиями и раннесилурийским базальтоидным магматизмом [Захаров, Захарова, 1969]. Многие исследователи в настоящее время относят их к кипрскому типу колчеданных месторождений [Контарь, Либарова, 1997; Еремин и др., 2000; Серавкин, 2002]. Однако их положение в сложной тектонической обстановке и связь с ультрамафитами потребовали дополнительного выяснения истории формирования этих объектов.

Цель исследований - реконструкция процессов формирования и преобразования кобальт-медноколчеданных залежей в ультрамафитах Главного Уральского разлома. Основные задачи: характеристика геологического строения и структуры рудных полей, текстурно-структурная и минералогическая характеристика руд; определение химического состава рудных минералов; оценка температур кристаллизации; сравнительный анализ древних и современных медноколчеданных залежей, ассоциирующих с ультрамафитами. Объекты исследований - Ишкининское, Ивановское и Дергамышское месторождения, расположенные на южном фланге ГУР.

Фактическая основа для написания диссертации послужили материалы, собранные автором в 1999-2004 гг. на месторождениях при выполнении работ в рамках государственных тем: «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 01.20.0001589) и «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах» (№ 01.200.202519) в лаборатории прикладной минералогии и минерагении ИМин УрО РАН и хоздоговорных работ с ОАО «Башкиргеология» по теме «Минералогическая характеристика руд Ивановского и Дергамышского месторождения (Башкортостан)». Исследования по теме № 01.200.202519 входят в приоритетное направление Отделения наук о Земле РАН 5.1.13 «Уникальные и дефицитные минеральные месторождения, условия образования месторождений-гигантов». На заключительном этапе работа явилась составной частью темы «Сравнительный анализ минералогии, геохимии и биохимии сульфидных руд современного и палеозойского океанов» Приоритетного направления Президиума РАН № 14 «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология».

Методы исследований. Полевые работы проводились методами геологического картирования с составлением геологических карт масштаба

1:10 ООО, 1 : 1 ООО и 1 : 500, документацией обнажений, траншей и керна скважин. Отобранные образцы изучались оптическими, рентгеноструктурными, химическими и микрозондовыми методами. Оптическое изучение минералов проводилось на микроскопах Axiolab, Olimpus BX 50 (ИМин УрО РАН, Ми-асс), ПОЛАМ (СПбГУ) и Axiophot (Фрайбергская горная академия, Фрайберг, Германия). Определение химического состава и микрогеохимическое картирование минералов осуществлялось на рентгеноспектральных микроанализаторах JEOL JCXA-733 (ИМин), JEOL JXA-8900RL (Фрайбергская горная академия), Camebax SX 50 (Музей естественной истории, Лондон, Великобритания), растровом электронном микроскопе с микроанализатором РЭММА-202 MB (ИМин) и электронном микроскопе-микроанализаторе Camscan-4DV с энергодисперсионным спектрометром AN-1000 (ООО «РС+», Санкт-Петербург). Валовый химический анализ руд выполнялся классическим химическим методом (Южно-Уральский центр коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.0001.514536), рентген-флюоресцентным (Фрайбергская горная академия), нейтронно-активационным (Activation laboratories Ltd, Онтарио, Канада) и спектральным полуколичественным методами (Райский ГОК, Гай, Россия). Измерение спектров отражения рудных минералов было выполнено на микроспектрофотометре МСФ-10 (кафедра геологии МПИ Санкт-Петербургского государственного университета). Микротвердость измерялась на микротвердометрах ПМТ-3 (СПбГУ) и Duromet (ИМин). Травление рудных минералов осуществлялось по стандартным методикам. Рентгеновские исследования выполнены на установках ДРОН-2.0 и УРС-2.0 (ИМин). Были привлечены фондовые материалы по геологоразведочным и геологосъемочным работам на месторождениях и литературные данные по месторождениям в океанических ультрамафитах различных регионов.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах исследований: от сбора каменного материала, составления геологических карт, документации опорных обнажений, траншей и керна, минераграфи-ческих и аналитических исследований, составления отчетов.

Научная новизна и практическое значение работы. Обоснована гипотеза формирования месторождений на островодужном этапе развития структуры в обстановке аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостров-ной дуги. Выделены первичные руды, формировавшиеся на островодужном склоне глубоководного желоба в условиях аккреционной призмы, и руды, преобразованные на коллизионной стадии. Установлены минералы-концентраторы Со, Ni, As, Аи, Те и Bi. Показано, что руды месторождений имеют промышленные концентрации золота, что имеет важное практическое значение, а также установлена связь золота с As-содержащими минералами. Впервые для Урала обнаружен моноклинный сульфоарсенид Со - аллоклазит; для колчеданных руд Урала - диарсениды Со, Fe и Ni - леллингит, саффлорит, раммельсбергит и крутовит. Выявлены черты сходства и отличия древних и современных залежей, связанных с ультрамафитами.

Результаты работ представлялись в ОАО «Гайский ГОК», Комитет природных ресурсов по Оренбургской области. Восточную геологоразведочную 4

экспедицию «Оренбурггеология» и ОАО «Башкиргеология» в виде информационных записок и отчетов и использованы этими организациями при планировании геологоразведочных работ.

Апробация работы. Основные положения, рассматриваемые в работе, докладывались на международных студенческих школах «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2000-2004), Годичных собраниях Всероссийского Минералогического общества при РАН (Санкт-Петербург, 2001; 2003), Уральской минералогической школе-2001 «Геохимия, минералогия и минерагения техногенеза» (Екатеринбург, 2001), IV Международном Симпозиуме по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису (Санкт-Петербург, 2002), Всероссийской научной конференции «Геология, Геохимия, Геофизика на рубеже XX и XXI веков» (Москва, 2002), IV Всероссийском совещании «Минералогия Урала-2003» (Миасс, 2003), международной конференции SGA «Mineral exploration and Sustainable Development» (Athens, Greece, 2003), международной научно-практической конференции «Проблемы рудных месторождений и повышения эффективности геологоразведочных работ» (Ташкент, 2003), X Чтениях им. акад. А. Н. Заварицкого «Геология и металлогения ультрамафит-мафитовых и гранитоидных интрузивных ассоциаций складчатых областей» (Екатеринбург, 2004), X Съезде Всероссийского минералогического общества «Минералогия во всем пространстве этого слова» (Санкт-Петербург, 2004), 8 международном конгрессе по прикладной минералогии «Applied Mineralogy: Developments in Science and Technology» (Aguas de Lindoia, Brazil, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа.

Автор благодарен своему научному руководителю - В. В. Зайкову за постоянное внимание и ценные советы. Автор также благодарит директора ИМин УрО РАН, член-корр. РАН В. Н. Анфилогова и сотрудников института В. В. Масленникова, Е. В. Белогуб, Н. Р. Аюпову, К. А. Новоселова, С. Г. Теса-лину, В. А. Попова, В. И. Попову и других коллег за всестороннюю помощь в исследованиях, консультации, критические замечания и поддержку. Большая помощь в минераграфических исследованиях была оказана М. М. Болдыревой (СПбГУ). Автор признателен В. А. Котлярову, Е. И. Чурину, П. В. Хворову, Т. М. Рябухиной и Е. Г. Зенович (ИМин), Н. С. Рудашевскому и Ю. Л. Крецеру (ООО «РС+»), К. Беккеру (Фрайбергская горная академия) и Дж. Спратту (Музей естественной истории) за выполнение аналитических работ; Д. В. Плуги ну (ГУПР МПР России по Оренбургской обл.), Ю. И. Старостину, С. И. Кузнецову и Г. К. Ямщикову (Гайский ГОК), Н. И. Татарко (ОАО «Башкиргеология») за содействие в полевых работах и предоставление фондовых материалов.

Исследования были поддержаны РФФИ (проекты 98-05-64818, 01-0565329, 02-05-06473-мас, 03-05-06312-мас, 04-05-96014-р2004урал_а), программой «Университеты России» (проект УР 01.01.014), программой поддержки молодых ученых УрО РАН на 2003 и 2005 гг., проектом Европейского Союза MinUrals Copernicus ICA2-CT-2000-10011.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ И ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 82 страницы текста, 125 рисунков, 10 таблиц, 12 приложений В списке литературы -201 наименование, из них 15 - фондовые материалы.

В первой главе освещены: изученность месторождений; проблема происхождения кобальтсодержащего оруденения, связанного с ультрамафитами; геологическое строение месторождений. Во второй главе приведена характеристика руд: их типы, состав, текстурно-структурные особенности. Третья глава посвящена минераграфической характеристике и химическим особенностям рудных минералов, анализу последовательности минералообразования, сравнению природных и экспериментальных данных в целях оценки температур ру-дообразования, истории рудообразования. В четвертой главе сопоставляются древние Уральские и современные колчеданные залежи, ассоциирующих с ультрама-фитами.

К защите выдвинуты четыре положения, формулировка и обоснование которых приводятся ниже.

Положение 1. Кобальт-медноколчеданные месторождения в ультра-мафитах Главного Уральского разлома приурочены к деформированным фрагментам нижнедевонской аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги. Современные структуры рудных полей обусловлены двумя главными процессами: субдукционным и коллизионным, в результате которых сформировались антиформа, синформа и блоковый меланж.

Южный фланг ГУР (Присакмарская структурно-формационная зона) имеет ширину 10-20 км и отделяет метаморфические толщи Урал-Тау от вулканогенных комплексов Магнитогорской палеоостроводужной системы. Исследованные месторождения примыкают к крупным колчеданным рудным районам Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги: Ишкининское - Гайско-му, Ивановское и Дергамышское - Баймак-Бурибайскому [Зайков, 1991]. Месторождения известны с 20-х гг. XX в. и исследовались К. Д. Субботиным, А Т. Полуэктовым, А. П. Сидоренко, В. С. Шарфманом, Е. С. Контарем, B. Т. Тищенко, ГА Круговым, Э. С. Бучковским, Н. И. Шкатовым, В. П. Москвичевым, М. И. Исмагиловым, П. В. Аржавитиным, А А и А. А. Захаровыми. А. С. Варлаковым и др.

Ишкининское месторождение приурочено к антиформе из трех тектонических пластин, сложенных аподунитовыми и апогарцбургитовыми серпентинитами, базальтами океанической и островодужной природы, осадочными породами с вулканомиктово-кремнистыми олистостромами (рис. 1) [Мелекес-цева, Зайков, 2003; Зайков, Мелекесцева, 2005J. Оруденение локализовано в кровле серпентинитовой пластины и сопровождается подрудными сульфидсо-держащими карбонатными и тальк-карбонатными апосерпентинитовыми мета-соматитами а также сульфидно-серпентинит-карбонатными брекчиями. На месторождении установлены три субмеридиональные рудные зоны: Восточная, Центральная и Западная [Субботин. 1942ф]. Восточная зона охватывает кон-6

Рис. 1. Разрезы через центральные части Ишкининского (I), Ивановского (II) и Дергамышского (III) месторождений с соответствующими тектоностратиграфическими колонками рудных полей. Составлено автором с использованием данных К. Д. Субботина, А. П. Сидоренко, Э. С. Бучковского, А. А. Захарова, В. В. Зайкова и др.

А - номера пластин, В - возраст, С - мощность, В - состав пластин, Е - фауна 1 - аподунитовые и апогарцбургитовые серпентиниты (Ог-Б!9) с зонами меланжа; 2 - рудные тела (на разрезах) и кластогенные руды (на колонках), 3 - массивные и прожилково-вкрапленные руды с зонами тальк-карбонатных метасоматитов (на разрезе Дергамышского месторождения - окисленные руды); 4. 5 - сакмарская свита (5 Бк)' 4 - толеитовые базальты, кварциты, алевролиты и песчаники с остатками силурийских граптолитов; 5 - системы даек и силлов базаль-тоидов, 6-8 - баймак-бурибайская толща ^|Ь-Ьг): 6 - базальты, андезито-базальты; 7 - вулкано-миктовая олистострома с блоками гранитоидов и габброидов, 8 - офикальцитовые брекчии, 9, 10 -ишкининская толща ф^^): 9 - силициты, фтаниты; 10 - вулканомиктово-кремнистая олистострома; 11 - мукасовский горизонт и зилаирская свита (Р,-С|), 12 - тела габбропегматитов; 13 - тектонические контакты пластин, 14 - стратиграфические границы. 15 - скважины, 16 - фауна а - бра-хиоподы, б - граптолиты, в - конодонты

такт второй и третьей пластин, где развиты оруденелые конгломератовидные серпентиниты с колчеданными линзами и тальк-карбонатные метасоматиты с прожилково-вкрапленной и брекчиевой сульфидной минерализацией. Протяженность зоны - около 800 м при ширине в плане 80-100 м. В конгломерато-видных серпентинитах выявлено 15 сплошных линзообразных рудных тел, которые постепенно переходят во вкрапленные. Мощность рудных тел - от 0.3 до 2 м, длина по простиранию - от 0.5-2 до 30-65 м, по падению - 20-30 м. Падение рудных тел крутое - 65-80°, соответственно контакту пластин. В тальк-карбонатных метасоматитах установлены линзообразные рудные тела: 18 с массивной и 8 с вкрапленной сульфидной рудой. Мощность рудных тел - 0.35.5 м, длина по простиранию - 15-163 м, по падению - 13-60 м.

Центральная зона, приуроченная к зоне меланжа, разделяющей блоки аподунитовых и апогарцбургитовых серпентинитов, имеет длину 150 и мощность несколько метров. Западная зона приурочена к западному крылу антиформы и связана с телом тальк-карбонатных метасоматитов сложной морфологии. Она представлена северным и южным участками, общей длиной 540 м при ширине 50-60 м и широким распространением измененных серпентинитов и ли-монитизированных метасоматитов с обильной вторичной медной минерализацией.

Ивановское месторождение приурочено к тектоническим контактам серпентинитов Байгускаровского ультраосновного массива с вулканогенно-осадочными породами силура и девона [Захаров, Захарова, 1975; Зайков и др., 2001]. Структура рудного поля - блоковый меланж (рис. 1) - обусловлена сочетанием разрывных нарушений шести поколений. Рудоносные структуры смещены разломами северо-восточного простирания, которые затрагивают отложения Б3 и связаны с коллизионными процессами [Серавкин и др., 2001]. Строение рудного поля также определяется мощными зонами меланжа, включающими блоки базальтов, углеродистых алевролитов и кремней предположительно силурийского возраста. На рудном поле выделены 4 пластины мощностью 100-400 м, сложенных серпентинитами и базальтоидами различной формационной принадлежности (рис. 1) [Зайков, Мелекесцева, 2005]. На месторождении установлено две рудоносные зоны, в которых находятся линзы сульфидных руд [Бучковский, 1966ф]: первая приурочена к контакту восточного блока с серпентинитами и имеет восточное падение, вторая располагается в западной части в сходной позиции в подошве базальтового блока. Залежи образуют будины, реже крупные линзы протяженностью 200-700 м и мощностью 640 м; встречаются также ветвящиеся жилы и штокверки.

Дергамышское месторождение приурочено к синформе субмеридионального простирания с пологим западным и крутым восточным крылом и сложено шестью тектоническими пластинами из серпентинитов, вулканомиктовых пород сакмарской свиты, андезитов и андезито-базальтов баймак-бурибайской толщи и флишоидными отложениями зилаирской свиты с кремнями в основании разреза (мукасовский горизонт) (рис. 1) [Зайков и др., 2001; Зайков, Мелекесцева, 2005]. Рудоносная зона месторождения включает одно рудное тело, которое залегает на контакте серпентинитовой и маломощной пироксенитовой пластин и имеет север-8

ное падение под углом 30-35°, выклиниваясь на глубине 130 м; мощность его варьирует от 6.5 до 40 м в раздуве, поперечник 150-200 м [Бучковский, 1966ф]. На флангах тело расщепляется на 2-3 пластины, разделенные серпентинитами, габбро и пироксенитами. Вмещающие породы подвержены метасоматическим изменениям в виде оталькования, окварцевания, карбонатизации и хлоритизации.

История структурно-вещественных комплексов ГУР, представленных в структурах месторождений, включает несколько этапов [Пучков, 2000; Серав-кин и др., 2003]: рифтовый (0-S), субдукцион<ны$и коллизионный (D3-Pi). С рифтовым этапом на месторождениях связано формирование офиолитовой ассоциации, куда входят толеитовые базальты и углеродисто-кремнистые породы сакмарской свиты (S) и ультрамафиты. Серпентиниты в этот период еще не были выведены на поверхность, свидетельством чего служит отсутствие обломочного ультрамафитового материала в микститах и хромшпинелидов в песчаниках сакмарской свиты.

В период субдукции сформировалась энсиматическая Западно -Магнитогорская островная дуга, отдельные фрагменты которой установлены в зоне ГУР и представлены комплексами аккреционной призмы, преддугового бассейна и активной дуги [Зайков, 1991; Ферштатер, Беа, 1996; Мизенс, 2002]. На исследованных рудных полях к островодужным образованиям относятся базальты, андезиты и дациты баймак-бурибайской свиты (Dib-br) с известково-щелочными характеристиками, а на Ишкининском и Ивановском месторождениях - с бонинитовыми тенденциями [Симонов и др., 2000; 2002]. Вулканоген-но-кремнистые олистостромы баймак-бурибайской и ишкининской свит с псаммито-псефитовым матриксом и разнообразными олистолитами, включающими островодужные вулканиты, магматогенные брекчии, серпентиниты, офикальцитовые брекчии, базальты, диабазы, габбро и диориты, формировались в обстановке аккреционной призмы [Мелекесцева, Зайков, 2003]. Присутствие в олистостромах обломочного ультрамафитового материала и хромшпинелидов указывает на то, что в этот период серпентиниты уже были выведены в область эрозии. Кроме того, ультрамафиты на исследованных рудных полях несут на себе «отпечаток» пребывания в структуре аккреционной призмы. Установлено, что геодинамические условия образования ультрамафи-тов отражаются на составе хромитов: хромистость этих минералов

из перидотитов СОХ составляет 0.23-0.42, а из ультрамафитов островных дуг -0.45-0.90 [Dick, Bullen, 1984; Паланджян, 1992], что рассматривается в качестве независимого критерия сильной деплетированности составов надсубдукци-онных перидотитов гарцбургитовой ассоциации [Пирс и др., 1987; Металлогения ..., 1999]. Хромиты из ультрамафитов, их метасоматитов, андезитов, песчаников и руд исследованных месторождений имеют хромистость > 0.6 [Мелекесцева и др., 2001; Tesalina et al., 2003; Дунаев, Чурин, 2003; Jonas, 2003], подтверждая островодужный характер ультрамафитов.

Коллизионные процессы, начавшиеся в конце позднего девона [Пучков, 2000], привели к образованию современных структур рудных полей - антиформы, синформы и блокового меланжа [Зайков, Мелекесцева, 2005]. Коллизии сопутствовали поля тектонических напряжений надвигового типа и сдвиго-

вые дислокации, обусловленные косым направлением смещений [Серавкин и др., 2001]. Подобные субмеридиональные сдвиги задокументированы на Иш-кининском рудном поле, где они ограничивают с востока сутурную зону [Кор-чемагин, Николаев, 2000]. Эти процессы оставили отпечаток и на возрасте руды: на основании изучения изотопов Яе и Оз в сульфидах в наиболее сохранившихся Дергамышских рудах был получен возраст 366 ± 2 млн лет [ваппоип е! а1., 2003], сопоставимый с возрастом зилаирского флиша (365 ± 5 млн лет), который считается геологическим свидетельством начала коллизионных процессов [Пучков, 2000]. Кроме этого, они наложили отпечаток текстурно-структурные и минералогические особенности руд [Мелекесцева и др., 2003; Меле-кесцева, Зайков, 2003].

Положение 2. Установлено два этапа формирования руд - субдукци-онный и коллизионный с первичными и наложенными ассоциациями рудных минералов соответственно. Первичные минералы представлены пирротином, пиритом, халькопиритом и магнетитом (I и II ассоциация), образующими массивные, прожилково-вкрапленные и обломочные руды. Наложенная прожилково-вкрапленная минерализация состоит из арсени-дов, теллуридов, золота, сульфоарсенидов (III ассоциация), сульфидов и оксидов (IV ассоциация).

Текстурно-структурный анализ руд месторождений позволил разделить руды на первичные с I и II ассоциациями рудных минералов и наложенные с III и IV ассоциациями. Первичные руды характеризуются массивной, колломорф-ной, слоистой, обломочной и прожилково-вкрапленной текстурами, тогда как наложенная минерализация - грубополосчатой, неяснополосчатой, жильной текстурами, обусловленными жильным характером поздних минеральных ассоциаций. На Ишкининском месторождении сплошные руды представлены пирит-пирротиновым, пирит-халькопирит-пирротиновым и кобальтин-арсенопирит-халькопирит-пирит-пирротиновым (сульфоарсенидно-сульфид-ным) минеральными типами; прожилково-вкрапленные - пирит-пентландит-пирротиновым и халькопиритсодержащим типами [Мелекесцева, Зайков, 2003]. На Дергамышском месторождении брекчиевые руды сложены обособлениями пиритового, пирит-марказитового и халькопирит-пиритового состава с карбонатно-магнетитовым и карбонатно-сульфидным цементом [Зайков и др., 2001]. Кластогенные руды содержат агломератовые, псаммитовые и псефито-вые разности с градационной слоистостью. Обломки в них сложены колло-морфными, почковидными и зернистыми марказит-пирит-пирротиновыми агрегатами. На Ивановском месторождении руды делятся на пирит-халькопирит-пирротиновый, халькопирит-пирротиновый, пирротин-халькопирит-пиритовый и пирротиновый минеральные типы [Захаров, Захарова, 1975; Зайков и др., 2001; Мелекесцева, 2005]. Характерной текстурной особенностью являются вкрапленные, так называемые «пегматоидные», руды, сложенные крупными (до 2 см) пластинчатыми и таблитчатыми агрегатами пирротина в нерудной матрице.

В рудах месторождений установлено 29 рудных минералов: главные -пирротин, пирит, халькопирит; второстепенные - марказит, сфалерит, арсено-10

пирит, кобальтин, герсдорфит, аллоклазит, глаукодот, никелин, кубанит, маки-навит, пентландит, минералы группы линнеита, магнетит, хромит, ильменит; редкие - леллингит, саффлорит, раммельсбергит, крутовит. самородное золото, пильзенит, самородный висмут, раклиджит [Мелекесцева, Зайков, 2001, 2003; Зайков и др., 2001; Мелекесцева и др., 2003; Melekestseva et э1., 2004; Мелекес-цева, 2005].

Сульфиды Fe, Си и Zn (пирротин, пирит, марказит, халькопирит, кубанит и сфалерит) и оксиды (магнетит, ильменит) в рудах представлены несколькими генерациями (от трех до пяти), структурными полиморфами (гексагональный/моноклинный пирротин, пирит/марказит) и многочисленными морфологическими разновидностями: например, пирротину свойственны крупнопластинчатые, криптокристаллические, таблитчатые, грануломорфные, жильные агрегаты; пириту - структуры «птичьего глаза», крупнокристаллические жилы, массивные скопления, отдельные изометричные и удлиненные кристаллы, концентрически-зональные почки с марказитом, брекчированные зерна; а халькопирит хоть и имеет несколько генераций, но они не отличаются друг от друга морфологически. Хромит образует в рудах относительно равномерную вкрапленность, но часто наблюдаются его полосчатые скопления в хлорит-серпентиновом материале и с кобальтином в халькопирите. Хромиты представлены идиоморфными октаэдрическими кристаллами, замещаемые магнетитом; часто наблюдаются зерна с округлыми гранями, «изъеденными» краями, разбитые трещинами; в единичных хромитах по зонам роста развиты пирит и халькопирит, а сам хромит иногда расположен в зонах роста кобальтина. Внутри и по периферии кристаллов встречаются таблитчатые и ксеноморф-ные рудные включения с более высоким отражением, чем хромиты.

Сульфиды Со, N и Fe. Пентландит в рудах месторождений образует мелкозернистые таблитчатые агрегаты в пирротине-1, часто пятиугольной формы в сечении, и встречается в виде мелких (до 5 мкм) пламеневидных включений, равномерно распределенных в пирротине. Макинавит встречается исключительно в зернах халькопирита в виде чешуй, ламеллей с неровными краями, черве- и нитеобразных включений. Размеры его зерен и ламеллей не превышают 20-30 мкм в поперечнике. Зерна в виде чешуй часто ассоциируют с пентландитом, который находится внутри макинавита, что может говорить о замещении пентландита. Минералы группы линнеита представлены виолари-том (условно виоларит-1), а также минералами промежуточного состава между виоларитом и полидимитом (виоларит-2), виоларитом и грейгитом (виоларит-3), виоларитом и зигенитом (виоларит-4). Виоларит-1 образует ламелли размером 15-20 мкм в халькопирите и имеет гладкую поверхность без трещин. Виоларит-2 формирует микрогранозернистые агрегаты, замещая никелин, что, возможно, является первым упоминанием подобного замещения. Виоларит-3 представлен тонкими (до 3 мкм) вытянутыми пламеневидными ламеллями в халькопирите. Виоларит-4 образует трещиноватые агрегаты (до 0.13-0.15 мм), замещая пентландит и пирротин с сохранением спайности пентландита и отдельности пирротина.

Сульфоарсениды Со, /V/ и Fe. Кобальтин на Ишкининском месторождении образует скопления, приуроченные к карбонатным жилкам, рассекающим основную пирит-халькопирит-пирротиновую матрицу, а также присутствует среди основной сульфидной матрицы. Он формирует сростки и отдельные зонально-секториальные изометричные (часто футлярообразные) кристаллы кубического/октаэдрического габитусов до 2 мм. В рудах Дергамышского месторождения микрогеохимическим картированием были установлены точечные зерна кобальтина (?) до 5 мкм в ассоциации с золотом по периферии почек, псевдоморфоз пирита по пирротину и в окружении кристаллов пирита. Арсе-нопирит на Ишкининском месторождении образует две морфологические разновидности: мелкие (~0.04 мм) ромбические изометричные (часто скелетные) кристаллы и их сростки среди сульфидной матрицы, и жильные скопления крупных брекчированных зерен поперечником до 10 см. Арсенопирит также характеризуется зональным строением. Герсдорфит в рудах Ишкининского месторождения формирует кристаллические агрегаты до 0.5-1 мм и отдельные кристаллы до 0.4 мм в ассоциации с никелином, замещая последний. Вместе с арсенидами присутствует как реликт в кристаллах кобальтина. Глаукодот встречается в рудах Ивановского месторождения в пирротине и нерудном мат-риксе, образуя вытянутые агрегаты до 200 мкм из сросшихся зерен с ромбическими сечениями. В некоторых агрегатах видна концентрическая структура, которая подчеркивается субмикроскопическими включениями самородного золота и висмута, и эта ассоциация является характерной его особенностью. Аллоклазит относится ко второстепенным рудным минералам Ивановского месторождения, а его находка является первой для Урала. Минерал образует изометричные/удлиненные, футлярообразные/скелетные призматические кристаллы и их сростки с ромбическими/гексагональными сечениями. Встречается в пирротине, халькопирите, жилах и гнездах кварца и карбонатов, более поздних, чем пирротин и халькопирит. Размер кристаллов - нескольких мкм до 0.08 мм, редко - 0.1-0.3 мм.

Арсениды Со, N и Fe. Никелин в рудах Ишкининского месторождения образует зерна таблитчатой формы и аллотриоморфнозернистые агрегаты размером от долей до 3 мм, ассоциирует с кобальтином, где находится в виде включений, а также наблюдается в виде крупных агрегатов совместно с герс-дорфитом и золотом. В рудах Ивановского месторождения он наблюдается в пирротине в виде изометричных округлых зерен поперечником около 50 мкм. В рудах Дергамышского месторождения никелин упоминается без минерагра-фического описания в некоторых публикациях [Исмагилов, 1962; Бучковский, 1970]. На Ишкининском месторождении впервые для колчеданных руд Урала были обнаружены диарсениды Со, N1 и Бе - леллингит, саффлорит, рам-мельсбергит и крутовит, которые ассоциируют с кобальтином, никелином и герсдорфитом, встречаясь в кристаллах кобальтина в виде пластинчатых и ксе-номорфных включений (от 5 до 50 мкм), обрастая и замещая никелин и герс-дорфит. Редко встречаются крупные аллотриоморфнозернистые агрегаты (до 100 мкм), состоящие из тесно сросшихся зерен диарсенидов, никелина и герс-дорфита. 12

Самородные элементы. Золото в рудах Ишкининского месторождения было обнаружено в ассоциации 1) с сульфидами - редкие ксеноморфные зерна от 4 до 35 мкм в пирротине и халькопирите и 2) с сульфоарсенидами и арсени-дами - многочисленные мелкие округлые зерна до 5 мкм в арсенопирите, саф-флорите, кобальтине и зерна треугольной формы до 70 мкм в никелине, герс-дорфите и кобальтине. Золото в рудах Ивановского месторождения представлено изометричными зернами до 10 мкм в глаукодоте, пирротине, халькопирите, высококобальтовом пентла идите и пирите, а также на контактах этих минералов. Золото в рудах Дергамышского месторождения размером 2-10 мкм имеет каплевидную форму и ассоциирует с пиритом, хлоритом и халькопирит -магнетитовыми агрегатами. Самородный висмут в рудах Ивановского месторождения формирует изометричные зерна размером до 10 мкм в ассоциации с золотом на контакте высококобальтового пентландита, пирротина и халькопирита.

Минералы Bi и Те. Раклиджит в рудах Ишкининского месторождения ассоциирует с леллингитом в виде зерен каплевидной и удлиненной формы размером от 1.5 до 6 мкм. Пильзенит в рудах Ивановского месторождения находится в тесной ассоциации с золотом и висмутом, образуя изометричные зерна до 15 мкм в пирротине.

На основании изучения взаимоотношений между рудными минералами на примере Ишкининского месторождения была определена последовательность их образования (рис. 2). Данные о строении рудных полей, составе руд и возрасте оруденения позволили соотнести формирование первичных и наложенных минеральных ассоциаций с этапами формирования рудных полей. С субдукционным этапом на месторождениях связан основной объем сульфидного рудоотложения и к нему отнесены руды, сложенные пирротином, пиритом, халькопиритом, магнетитом и макинавитом I и II ассоциаций. Рудоотложение происходило тремя способами:

- гидротермально-метасоматически в серпентинитах и тальк-карбонатных метасоматитах на ишкининском и ивановском месторождениях, а также в базальтах, габброидах и их метасоматитах на ивановском, отложились наиболее ранние массивные руды, сложенные пирротином-1 и пиритом-1 и про жилково-вкрапленные пеннтландит-пирит-пирротиновые и халькопирит-пирротиновые руды. Замещение ультраосновных пород фиксируется обилием хромитов в рудах месторождений.

- гидротермально-осадочным путем образовались массивные руды Дер-гамышского месторождения с колломорфными и кокардовыми текстурами и сульфидами I и II ассоциаций.

- в результате разрушения массивных и прожилково-вкрапленных руд на эродированной поверхности гипербазитов формировались обломочные руды -серпентинит-сульфидные гравелито-песчаники Дергамышского и Ишкинин-ского месторождения. Завершилось образование кластогенных руд наложением халькопирита-! и формированием сплошных и прожилково-вкрапленных халько-пирит-пирит-пирротиновых руд.

Наложенная прожил ково-вкрапленная минерализация с арсенида-ми/сульфоарсенидами, золотом и теллуридами (III ассоциация) отнесена к кол-

Этапы рудообразования

Островодужныи (придои Коллизионный (наложенная

Минералы ные гидротермально-мета- гидротермально-метасома-

соматические и обломочные тическая минерализация)

РУДЫ)

I 11 III IV

Пирротин ■м м нв ш

Пирит м м

Халькопирит ■■■■■ м

Магнетит ——■ ——

Пентландит —

Макинавит —

Сфалерит —

Никелин ш—

Герсдорфит —

Леллингит —

Саффлорит —

Раммельсбергит —

Крутовит —

Раклиджит —

Самородное золото — — —

Кобальтин

Арсенопирит

Виоларит —

Виоларит-грейгит —

Виоларит-полидимит

Рис. 2. Последовательность образования галогенных рудных минералов на примере Ишкининского месторождения.

I—IV - ассоциации минералов, 1-3 - рудные минералы* 1- главные, 2 - второстепенные, 3 - редкие Хромит как реликтовый минерал из ультрамафитов не показан

лизионному этапу развития рудных полей, что представляется закономерным по аналогии с полигенными/полихронными месторождениями зоны ГУР, подвергшимися коллизии и обогатившимися, в частности, золотом и мышьяком [Сазонов и др., 2001]. Кроме того, колчеданные месторождения Урала других формационных типов (не подвергшиеся влиянию коллизионных процессов) [Мед-ноколчеданные ..., 1992] не имеют столь обширной жильной As-содержащей минерализации, а их акцессорные сульфоарсениды и арсениды не содержат такого количества примесей (см ниже). Завершилось образование гипогенных руд формированием последних генераций сульфидов и оксидов (IV ассоциация): магнетита-Н и III, халькопирита-II и III, пирита-И и III; минералов группы линнеита, пирротина-Ш, IV.

Положение 3. Вариации химического состава руд, разнообразие и состав минералов кобальта и никеля определяются гетерогенностью месторождений по способу рудоотложения. Этим обусловлена различная мине-ралого-геохимическая специализация руд: дифференцированная кобальт-

никелевая - для Ишкининского месторождения, дифференцированная никель-кобальтовая - для Ивановского и недифференцированная кобальтовая - для Дергамышского. Мышьяке одержащие минералы являются индикатором гидротермальных процессов, сопутствовавших коллизии, и характеризуются оригинальными особенностями химического состава.

Руды Ишкининского месторождения имеют специфический сульфоарсе-нидно-сульфидный тип, что обуславливает большой разброс максимальных, минимальных и средних содержаний Со и N1 в различных типах руд (рис. 3). В минеральном составе руд никелевые минералы количественно преобладают над кобальтовыми, а кобальтовые и железные содержат высокие концентрации N1. Руды Ивановского месторождения характеризуются небольшим разбросом содержаний Со и N1, Со-содержащие минералы преобладают над N1-содержащими и имеют невысокие содержания N1, тогда как в никелевых отмечаются высокие содержания Со. Руды Дергамышского месторождения имеют самые низкие содержания Со и N1; основными концентраторами Со являются пирит и марказит, тогда как обособления собственно кобальтовых минералов крайне редки.

Химический состав минералов различных ассоциаций и стадий образования характеризуется различными содержаниями кобальта и никеля [Меле-кесцева, Зайков, 2001, 2003; Зайков и др., 2002; Мелекесцева и др., 2003, Ме-1еке81зета й а1., 2004; Мелекесцева, 2005]. Так, пирротин-1, II и пирит-1 Ишкининского месторождения содержат N1 до 0.06 мас. %, тогда как пирротин и пи-рит-Ш - до 0.42 мас. %, а пириг-1У на Ивановском месторождении содержит до 1.8 N1 и до 7.05 мас. % Со.

Пентпандит характеризуется нестехиометричным составом с избытком 8 и недостатком металлов: от (МЦобРе]75Сооз1Сиооб)б 18$8 (Ишкинино) идо

N1

~~1

Ишкинино Ивановка Дергамыш Ишкинино Ивановка Дергамыш

Рис 3 Гистограммы распределения Со и N1 в рудах месторождений Пунктирные линии соответствуют средним значениям содержаний Со и N1 в рудах Ишкининского месторождения нижняя пунктирная линия - пирит-пирротиновая руда, средняя -халькопирит-пирит-пирротиновая, верхняя - сульфоарсенидно-сульфидная

(Ni43oFe3 96Coo24)8 5iS8 (Ивановка). Пентландит, обогащенный Со, содержит от 6 мае. % Со - (Fe416NÍ3 |5Co079)g ioSí в массивных рудах и до 20 мае. % -(N¡2 89Fe2 82Co2 6«)8 37S8 во вкрапленных. Макинавит характеризуется недостатком суммы металлов (что может быть унаследовано от замещаемого им пент-ландита) и устойчивой примесью Со и Ni: до 4.72 и 3.55 мае. % -(Fe6 99СО0 («N¡0 Об)7 94^8.

Сульфоарсениды, арсениды и сульфиды Со, Ni и Fe месторождений являются идеальным природным примером широкого изоморфизма между этими элементами, не всегда достигаемого в экспериментальных условиях.

Никелин, как первый минерал из третьей ассоциации, по своему химическому составу однороден и соответствует (Nio.99-1 oiCOo.oí)i 00-1,01 Asi oo- Примеси достигают (мас. %): Со - чуть больше 1, Fe - до 0.69, Sb - до 0.23, Bi - до 0.18, S- до 0.28.

Леллингит Ишкининского месторождения - никелистый: содержания Ni достигают 11.12 мае. % -(Feo.5oNio.4oCOo.i3)i.03(ASi.96So.o4)20o- Саффлорит имеет повышенные содержания Ni (до 10.08 мас. %) и серы (до 12.77 мас. %): (COo.58Nio.3iFe0 ié)i.05(Asi 2780.73)200- И хотя теоретическая формула минерала -(Co,Fe)As2 [Fleisher, Mandarino, 1995], в саффлорите Ишкининского месторождения Ni всегда преобладает над Fe, вероятно, наследуя высокие концентрации Ni от замещаемого никелина. Раммельсбергит содержит слегка повышенные концентрации S (до 1.34 мае. %) и Fe (до 1.37 мас. %) -(Nio49Coo.29Fco.23)ioi(AS].96So.o4)2.oo- Крутовит имеет несколько повышенные содержания Fe (до 2.29 мас. %), Со (до 5.03 мас. %) и постоянно высокие содержания S (до 8.27 мас. %), фиксирующие промежуточную фазу изоморфного ряда круговит-гередорфит - (Nio76Coo.nFeo.o6)o.99(ASi.54So.46)2.oo [Виноградова и др., 1976]. В раммельсбергите и крутовите зафиксированы слегка повышенные концентрации Bi (до 0.97 мас. % - 0.01 ф.е.).

Кобальтин характеризуется высокими содержаниями Ni до 14.69 мае. % и зональным распределением Со и Ni. В некоторых кристаллах для центра характерны повышенные содержания Со: от 29.14 до 24.94 мае. %; для периферии повышенные содержания Ni: от 14.69 до 7.87 мас. % (условно «прямая» зональность). Также наблюдается «обратная» (содержания Со повышаются от центра к периферии, Ni - уменьшаются) и чередующаяся зональности. Арсенопирит Ишкининского месторождения характеризуется уникальными содержаниями Ni, достигающими 14.66 мас. % -

что совершенно не характерно для этого сульфо-арсенида [Рамдор, 1962; Боришанская и др., 1981]. В целом, состав минерала из-за высоких содержаний Ni тяготеет к составам гередорфита. Герсдорфит месторождения обогащен Со (до 12.68 мае. %) и Fe (до 11.69 мае. %) -

Со и Fe зонально распределены в герсдорфите: в центре кристаллов содержания Со повышены - 12.68 и 12.18 мас. %, Fe понижены - 7.65 и 7.87 мае. %; на периферии - наоборот, содержания Со понижены - 6.26 мас. %, Fe повышены - 9.00 мас. %. Глаукодот не характеризуется какими-либо значительными примесями, в частности, Ni - (Fe0 68Co042-0 53)110-

содержит постоянные примеси Ni до 6.58 -

As 114-0 97S0 86-0 85- Аллоклазит содержит постоянные примеси Ni до 6.58 -(Со0 75NÍ0 i8Fe0 07)1 ooAs, ooS| 00 и Fe до 6.35 мае. % - (Co074Fe о i8Niooe)i 00AS093S107, и зонален: для центра кристаллов характерны повышенные содержания Со и пониженные Ni и Fe, для периферии - наоборот.

Состав виоларита-1 наиболее близок к собственно виолариту и характеризуется близкими содержаниями Ni и Fe и стехиометричными соотношениями между суммой металлов и S: от (Fei 54NÍ14вСоо оз)з 05S4 ДО (Nil eiFe] 2sCo<>оз)з 1284-Виоларит-2 отвечает составу (NÍ2 20F60 бб^-Оо 00)2 92(^3 94ASooé)4> являясь промежуточным в непрерывном изоморфном ряду виоларит-полидимит. Повышенные содержания Ni и появление значимых содержаний As (чуть больше 1 %), вероятно, наследуются от замещаемого никелина. Составы виоларита-3 являются промежуточными между виоларитом и грейгитом: Fe преобладает над Ni, Со присутствует в малых количествах, соотношения суммы металлов к S несколько нестехиометричны: от (Fe 194NÍ093)28784 ДО (Ре28з№оз5Сио0з)з21$4- Не смотря на то, что синтетическим путем не удалось получить подобного рода составы, природные виолариты, в том числе Ишкининские, подтверждают выводы некоторых исследователей [Vaughan, Craig, 1985] о существовании полного изоморфного ряда между полидимитом и грейгитом, или между виолари-том и грейгитом. Виоларит-4 значительно обогащен Со (до 18.39 мае. %) по сравнению с другими разновидностями и литературными данными [Боришан-ская и др., 1981], что является унаследованным от кобальтпентландита и делает его промежуточным между виоларитом и зигенитом: от Fei o?(Nii 22С00 73)195S4 до Coi 02ONÍ15)Feo88)2 3384- Установлено, что минерал слабо зонален: центр характеризуется повышенными содержаниями Со и пониженными Fe, периферия - наоборот. Ni в одних случаях коррелирует с Fe, фиксируя пониженные содержания в центре и повышенные на периферии, в других - связан с Со и противопоставлен Fe. Химический состав Ивановского виоларит-зигенита характеризуется высокими содержаниями Со: до 20 мас. % - (Feo67Ni] 39С01 n)3 3gS4, фиксируя также замещение высококобальтового пентландита.

Сравнение природных текстур/структур и составов минералов с экспериментальными работами показало, что формирование гидротермально-метасоматических парагенезисов сульфидов из первичных руд происходило при температурах около 150-350 °С. Вывод базируется на присутствии структур распада твердых растворов пентландит-пирротин (I ассоциация) и халькопирит-сфалерит (II ассоциация), распад которых происходит при температурах ~ 150 и 350 °С соответственно [Рамдор, 1962; Костов, Минчева-Стефанова, 1984].

Сопоставление составов сульфоарсенидов и арсенидов с результатами синтеза этих минералов [Klemm, 1965; Hem, Makovicky, 2004; Radcliffe, Berry, 1968; Gervilla, Ransbo, 1992] фиксирует более высокотемпературные условия. Так, например, эксперименты, проведенные в сухой системе FeAsS-CoAsS-установили, что между 500 и 650 °С кобальтин и гередорфит образуют непрерывный изоморфный ряд с высокими содержаниями Ni в кобальтине и Co/Fe в гередорфите. Сравнение сульфоарсенидов показывает, что гередорфит находится в интервале температур 400-550 °С с преобладанием составов в поле

450-500 °С, кобальтин - 400-590 °С (до 600 °С), большинство анализов попадает в поле 500-590 °С [Мелекесцева и др., 2003]. Из-за экстремально высоких содержаний N, арсенопирит образует тренд в никелевую часть системы FeAsS-CoAsS-NiAsS, а фигуративные точки составов попадают в температурный интервал от 400 до 650 °С. Составы арсенидов показывают также очень широкий диапазон температур от 200-300 до 625 °С. При этом, некоторые природные составы Ишкининских арсенопирита и Ni-арсенидов попадают в поля тех составов, которые не были синтезированы.

Образование сульфоарсенидов и арсенидов в рудах Ишкининского месторождения связывается с гидротермальными растворами, насыщенными Со, Ni, Fe, As и S, циркулировавшими в рудной системе на коллизионной стадии развития месторождений. Практически все As-содержащие минералы обладают высокими содержаниями примесных элементов. Все кристаллы сульфоарсенидов секториально-зональны по содержаниям Со, Ni и Fe, что свидетельствует о колебавшихся концентрациях металлов в растворах. Результаты сравнения природных и синтезированных составов, скорее всего, завышены (особенно температуры выше 600 °С), что в первую очередь связано в синтезом минералов в «сухой» системе. Однако высокие примесные содержания Со, Ni и Fe и соотношения As и S в изученных минералах несомненно отражают условия их образования, отличные от установленных на традиционных Co-Ni месторождениях (например, Хову-Аксы и Бу-Аззер), где температуры их образования не превышают 400 °С [Борисенко и др., 1984; Лебедев, 1998].

Температуры образования сульфидов IV ассоциации определяются минералами группы линнеита. Установлено, что виоларит устойчив до 460 °С, а выше 300 °С между ним и полидимитом существует полный твердый раствор [Misra, Fleet, 1974; Vaughan, Craig, 1985]. Учитывая, что виоларит и его разновидности (в том числе и промежуточная фаза между полидимитом) присутствуют в существенном количестве в рудах месторождений, был сделан вывод об образовании этих минералов между 300 и 460 °С. Их формирование происходило после образования относительно высокотемпературных арсенидов и сульфоарсенидов из обогащенных Ni, Co и Fe остаточных гидротермальных растворов.

Положение 4. Палеозойские и современные медноколчеданные залежи, ассоциирующие с ультрамафитами, характеризуются сходными текстурно-структурными чертами руд и кобальт-никелевой минералого-геохимической специализацией. Их главным отличием являются различные геодинамические обстановки нахождения и геологическая история залежей.

К открытым на данный момент участкам гидротермальной активности в современных океанах, Связанным с ультрамафитами, большинство из которых содержит «черные курильщики» и подповерхностную сульфидную минерализацию, относятся поля: Логачев, 24°30', Рейнбоу, Менез Хом, Салданья, Лост Сити, Ашадзе [Гидротермальные ..., 1992; Батуев и др., 1995; Krasnov et al., 1995; Богданов, 1997; Fouquet et al., 1998; Barriga et al., 1998; Kelly et al., 2001; Батуев и др., 2004; Черкашев, 2004; Мелекесцева, 2004]. Все они находятся в низкоспрединговых участках САХ и связаны с глубинной циркуляционной 18

системой [Богданов, 2000] Прямые аналоги современных руд связанных с ультрамафитами древних срединно-океанических хребтов, пока не были обнаружены среди древних колчеданных месторождений Зарубежные коллеги сопоставляют их с колчеданными и медно-нихелевыми месторождениями типа Оутокумпу, Лангмуир, Камбалда и др [Barriga, 2000]

На взгляд автора палеозойские медноколчеданные месторождения, связанные с ультрамафитами ГУР, в большей степени подходят для сравнительного анализа с современными залежами, т к они не только пространственно и геохимически связаны с вмещающими ультрамафитами, но и сохранили целый ряд сходных с современными текстурно-структурных особенностей руд, которые наиболее выражены на Дергамышском и Ишкининском месторождениях [Зайков и др , 2001, Мелекесцева, 2003а] Это серпентинит-сульфидные рудок-ластиты (гравелиты и песчаники) с обломочными текстурами, псаммитовыми и псефитовыми обломками, колломорфными пирит-марказитовыми почками на Дергамышском месторождении и колломорфно-зональными пирит-пирротиновыми агрегатами на Ишкининском (рис 4а, б), являющиеся прямыми признаками кластогенного происхождения руд [Масленников, Зайков, 1998] На Ивановском месторождении обнаружены решетчатые структуры срастаний пластинчатого пирротина в нерудной матрице (рис 4в), подобные таковым из труб «черных курильщиков» гидротермального поля Рейнбоу (рис 4г) (личные наблюдения)

Рис 4 Текстур-но-структурные особенности древних и современных руд

а) колломорфно-зональные пирит-марказитовыс почки в слльфичных песчаниках Дергамышское месторождение обр D1/46 3 ширина снимка 0 20 мм

б) келлочорфно-зональные пирит пирротиновые агрега ты в сульфидных пес чаниках Ишкининекое месторождение обр 332В, ширина снимка 0 79 мм в г) решетчатые срастания пласт нн-

чатого пирротина в) Ивановское месторождение обр Iv2/81 7-2 ширина снимка 0 79 мм г") гидро термальное поле Рейнбоу обр 4402-м 1-2/2 (коллекция А Ю Леин) ширина снимка 0 38 мм Ро -пирротин Ру - пирит Мс - марказит Chp - халькопирит Sph - сфалерит черное на снимках нерудные минералы Снимки стланы в отраженном свете

Одной из сходных минералогических черт древних и современных залежей в ультрамафитах является присутствие пирротина как наиболее раннего из сульфидов: так, поле Рейнбоу содержит участки существенно пирротиновых руд, где его количество достигает 90 % [Викентьев и др., 2000; Богданов и др., 2002]. Со-№ минерализация современных руд представлена миллеритом, пент-ландитом [Бэщий й аИ, 1997; Викентьев и др., 2000], кобальтпентландитом [Мо^оуа й аИ, 1996], кобальтином и арсенидами ряда леллингит-саффлорит [Лейн и др., 2003], линнеитом и никелином [Бортников и др., 2004]. Многие фазы из вышеупомянутых минералов являются метастабильными, очень несте-хиометричными по составу, и могут быть, скорее, названы протоминералами. В рудах древних месторождениях к первичным минералам Со и N1 можно отнести пентландит, его разновидность, обогащенную кобальтом, и макинавит. Не смотря на то, что не все минералы Со и N1 в древних и современных колчеданных залежах относятся к различным этапам развития гидротермальных систем, общим для них является способность продуцировать подобную минерализацию.

Исследования физико-химических параметров рудообразования на Иш-кининском месторождении [Юминов и др., 2002] показывают существование гидротермальных растворов, близких по параметрам к таковым из современных гидротермальных систем (поле Рейнбоу) [Симонов и др., 2000]: соленость гидротерм Ишкинино - до 7.1, Рейнбоу - до 7.7 мас. %; преобладание в них солей №С1 с незначительными примесями КС1; температуры гидротермальных растворов, связанных с первичными сульфидными рудами, Ишкинино - 150— 200 °С, Рейнбоу-177-198 °С.

Наиболее существенным отличием сравниваемых объектов являются различные геодинамические обстановки рудообразования. Отложение сульфидов на ультрамафитах в современных условиях установлено в низкоспрединго-вых участках САХ, тогда как серпентиниты исследованных кобальт-медноколчеданных месторождений зоны ГУР представляют собой надсубдук-ционные ультрамафиты. В связи с чем было предположены находки сульфидных залежей в пластинах ультрамафитов из аккреционных призм современных островных дуг [/аукоу, Ме1еке818еуа, 2003].

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ геологической позиции и определены условия формирования кобальт-медноколчеданных месторождений в ультрамафитах Главного Уральского разлома. Рудные поля приурочены к фрагментам нижнедевонской аккреционной призмы, представленной ансамблем океанических и остро-водужных тектонических пластин. В настоящее время структуры рудных полей представлены антиформой, синформой и блоковым меланжем, сформированными на коллизионной стадии в позднем девоне.

2. Выявлены текстурно-структурные и минералого-геохимические особенности кобальтсодержащих медноколчеданных руд. Выделены первичные руды, образовавшиеся в обстановке аккреционной призмы на островодужном

этапе развития, и наложенная минерализация, связанная с коллизионной стадией. Первичные руды представлены массивными, прожилково-вкрапленными и обломочными разностями с двумя минеральными ассоциациями, включающими пирротин, пирит, халькопирит, сфалерит и магнетит. Наложенная гидро-термально-метасоматическая минерализация характеризуется двумя ассоциациями рудных минералов: Со-№-Ре-арсенидами/сульфоарсенидами, самородным золотом, минералами Б1 и Те (III) и поздними сульфидами и магнетитом (IV ассоциация). Впервые для Урала установлен аллоклазит, для колчеданных руд Урала - леллингит, саффлорит, раммельсбергит и крутовит и описано замещение никелина фазой виоларит-полидимит.

3. Установлены оригинальные геохимические особенности Со-№ минералов, являющихся индикатором наложенных процессов. Кобальтин и арсено-пирит имеют высокие содержания N1 (до 14.7 мас. %), гередорфит - Со и Бе (до 12.7 и 11.6 мас. % соответственно), леллингит и саффлорит - № (до 10-11 мас. %), раммельсбергит и крутовит - Со (7.6 и 5.0 мас. %). Широкий изоморфизм между Со, N1 и Бе привел к образованию разнообразных сульфидов этих элементов: пентландита, виоларита и их разновидностей, обогащенных Со, макинави-та и минералов группы линнеита.

4. Сравнение природных и экспериментальных данных показало, что формирование I и II ассоциаций рудных минералов происходило в интервалах температур 150-350 °С, III - от 200-300 до 600 °С и IV - от 300 до 460 °С.

5. Сравнение древних и современных колчеданных руд из ультрамафи-тов показывает их сходство по геологическим и минералого-геохимическим признакам. Существенным различием сравниваемых объектов является их разная геодинамическая позиция: склоны рифтовых долин САХ - для современных и аккреционная призма Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги - для древних.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Пирит-пирротиновые руды Ишкининско-го медно-кобальтового месторождения (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2001. История месторождений и эволюция рудообразования. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001а. С. 149-156.

2. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В., Тесалина С. Г., Оже Т. Хромшпинелиды в сульфидных рудах в ультрамафитах Главного Уральского разлома // Уральский минералогический сборник № 11. Миасс: ИМин УрО РАН, 20016.

С.180-190.

3. Мелекесцева И. Ю., Болдырева М. М., Зайков В. В. Золото в комплексных рудах Ишкининского медно-кобальтового месторождения (Южный Урал) // Материалы Годичного собрания МО РАН, Санкт-Петербург, 2001 в. с. 7072.

4. Мелекесцева И. Ю. Сравнительный анализ сульфидных залежей среди ультрамафитов древних и современных океанов // Металлогения древних и современных океанов-2002. Формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 74-79.

5. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Минералы никеля и кобальта в рудах Ишкининского кобальт-медно-колчеданного месторождения (Южный Урал) // IV Международный Симпозиум по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогене-зису. Санкт-Петербург, СП6ТУ, 2002. С. 109-110.

6. Мелекесцева И. Ю. Сульфидно-серпентинитовые гравелиты и песчаники на Ишкининском кобальт-медноколчеданном месторождении (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2003. Формирование и освоение месторождений в островодужных структурах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 93-97.

7. Мелекесцева И. Ю., Тесалина С. Г. О первой находке диарсенидов кобальта, железа и никеля в колчеданных рудах Урала // Минералогия Урала-2003. Материалы IV Всероссийского совещания. Т. 2. 2003. С. 40-45.

8. Zaykov V. V., Melekestseva I. Yu. Origin and geological history of massive sulphide deposits associated with ultramafic and mafic paleoceanic complexes from the Urals-Mongolian fold belt // Mineral exploration and Sustainable Development (eds. Elolopoulos et al.), Rotterdam, Millpress, 2003. Pp. 655-658.

9. Чесноков Б. В., Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Колчеданные руды Урала - новый генеральный минералогический объект // Докл. Академии Наук,

2003. Т. 393. №6. С. 816-817.

10. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В., Тесалина С. Г. Сульфоарсениды и арсе-ниды кобальта, железа и никеля в рудах Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Записки ВМО, 2003. № 5. С. 66-77.

11. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Руды Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 122 с.

12. Мелекесцева И. Ю. Кадастр гидротермальных систем Мирового океана с рудной минерализацией // Металлогения древних и современных океанов-

2004. Достижения на рубеже веков. Т. II. Месторождения благородных металлов, проблемы минералого-геохимических и геоэкологических исследований. Миасс: ИМин УрО РАН, 2004. С. 232-252.

13. Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Генезис и геологическая история колчеданных месторождений, связанных с ультрамафит-мафитовыми океаническими комплексами Урало-Монгольского складчатого пояса // Материалы X Чтений им. акад. А. Н. Заварицкого «Геология и металлогения ультрама-фит-мафитовых и гранитоидных интрузивных ассоциаций складчатых областей». Екатеринбург, 2004. С. 263-266.

14. Melekestseva I. Yu., Zaykov V. V., Belogub E. V., Tesalina S. G. Sulpharse-nides and arsenides in massive sulphide deposits connected with ultramafites,

South Urals // Applied Mineralogy: Developments in Science and Technology (eds. Pecchio et al.), ICAM-BR, Sao Paulo, 2004. Pp. 897-900. 15.Мелекесцева И. Ю. Первая находка аллоклазита на Урале // Докл. Академии наук, 2005. Т. 400. № 2. С. 239-242.

ЛР № 020764 от 24.04.98

Подписано к печати 10.03.2005. Формат 60*84 /16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Уч.-изд. л. 1.25. Тираж 100 экз. Заказ № 2-1. Отпечатано в информационно-издательской группе Ильменского государственного заповедника УрО РАН

25.00

7; ;••■>-- -

1

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мелекесцева, Ирина Юрьевна

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ КОБАЛЬТ-МЕДНОКОЛЧЕДАННЫХ

МЕСТОРОЖДЕНИЙ.

1.1. Изученность месторождений.

1.2. Ишкининское месторождение.

1.3. Ивановское месторождение.

1.4. Дергамышское месторождение.

1.5. Ассоциации вмещающих пород.

1.6. История формирования рудных полей.

ГЛАВА 2. РУДЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ: ТИПЫ, ТЕКСТУРНО-СТРУКТУРНАЯ

ХАРАКТЕРИСТИКА, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ.

2.1. Ишкининское месторождение.

2.2. Ивановское месторождение.

2.3. Дергамышское месторождение.

2.4. Химический состав руд.

ГЛАВА 3. МИНЕРАЛОГИЯ РУД И ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РУДНЫХ

ЗАЛЕЖЕЙ.

3.1. Сульфиды.

3.2. Оксиды.

3.3. Сульфоарсениды.

3.4. Арсениды.

3.5. Теллуриды.

3.6. Самородные элементы.

3.7. Гипергенная минерализация.

3.8. Последовательность формирования рудных минералов.

3.9. Условия образования рудных минералов.

ГЛАВА 4. СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ И ДРЕВНИХ

КОЛЧЕДАННЫХ ЗАЛЕЖЕЙ, АССОЦИИРУЮЩИХ С УЛЬТРАМАФИТАМИ.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Гетерогенные кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах зоны главного Уральского разлома"

Актуальность проблемы. Урал является уникальной геологической структурой по концентрации и разнообразию колчеданных месторождений, представленных уральским, куроко, кипрским и бесси типами [Медноколчеданные ., 1992]. Кроме этого еще известны кобальтсодержащие колчеданные месторождения, приуроченные к ультрамафитам Главного Уральского разлома. Ранее они не привлекали большого внимания из-за малых масштабов, но после открытия в начале 90-х гг. XX в. современных «черных курильщиков» на ультрамафитах в Срединно-Атлантическом хребте [Батуев и др., 1995; Krasnov et al., 1995; Богданов и др., 1995] интерес к подобным древним сульфидным месторождениям возрос. На Урале к таковым относятся Ишкининское, Ивановское и Дергамышское месторождения, расположенные в южной части зоны Главного Уральского разлома. Главными минералого-геохимическими особенностями руд месторождений являются присутствие в них сульфоарсенидов, арсенидов и хромитов и повышенные содержания Ni (до 0.5 %), Со (до 0.3 %), Сг (до 0.6 %). Кроме этого, руды имеют повышенные концентрации золота - среднее 3-6 г/т и до 16 г/т в рудах, насыщенных мышьяксодержащими минералами.

На происхождение этих месторождений существовало несколько точек зрения: рудообразование связывалось с габброидными [Субботин, 1942ф и др.] и гипербазитовыми [Бучковский, 1960; 1970] интрузиями; раннесилурийским базальтоидным магматизмом [Захаров, Захарова, 1969; Кривцов и др., 1970]. Существовало мнение о связи сульфидных руд с магнетитовыми залежами во вмещающих серпентинитовых массивах и с крупным колчеданным оруденением (Гайским, Бурибайским и Блявинским) [Бакиров, 1965]. Большинство исследователей в настоящее время относят их к кипрскому типу колчеданных месторождений [Контарь, Либарова, 1997; Еремин и др., 2000; Серавкин, 2002].

Однако, положение месторождений в сложной тектонической обстановке и в связи с нетипичными для колчеданных залежей ультрамафитами потребовало дополнительного выяснения их геологического развития. В результате работ была установлена сложность формирования колчеданных руд, их неоднократные деформации и перераспределение рудного вещества [Мелекесцева и др., 2001; Мелекесцева, Зайков, 2001; Мелекесцева, 2002; 2003; Зайков и др., 2001, 2002; Мелекесцева, Зайков, 2003]. Был сделан вывод о сочетании придонного гидротермально-метасоматического, гидротермально-осадочного и кластогенного рудоотложения в раннепалеозойское время на субдукционном этапе развития месторождений с последующим преобразованием руд под воздействием позднедевонской коллизии. Таким образом, выяснение генезиса колчеданных месторождений в ультрамафитах Главного Уральского разлома является важной металлогенической задачей.

Цель исследований — реконструкция процессов формирования и преобразования кобальтсодержащих медноколчеданных залежей в ультрамафитах Главного Уральского разлома.

Основные задачи: 1) характеристика геологического строения и структур рудных полей, 2) текстурно-структурная и минералогическая характеристика руд; 3) определение химического состава рудных минералов с акцентом на кобальт, никель, мышьяк, хром и благородные металлы; оценка температур кристаллизации; 4) сравнительный анализ древних и современных медноколчеданных залежей, ассоциирующих с ультрамафитами.

Объектами исследований послужили Ишкининское, Ивановское и Дергамышское месторождения.

Фактической основой для написания диссертации послужили материалы, собранные автором в 1999-2004 гг. на месторождениях при выполнении работ в рамках государственных тем: «Эволюция процессов минералообразования в колчеданоносных палеоокеанических структурах» (№ 01.20.0001589) и «Гидротермальные и гипергенные факторы формирования и преобразования месторождений полезных ископаемых в складчатых поясах» (№ 01.200.202519) в лаборатории прикладной минералогии и минерагении ИМин УрО РАН и хоздоговорных работ с ОАО «Башкиргеология» по теме «Минералогическая характеристика руд Ивановского и Дергамышского месторождений (Башкортостан)». Исследования по теме № 01.200.202519 входят в приоритетное направление Отделения наук о Земле РАН 5.1.13 «Уникальные и дефицитные минеральные месторождения, условия образования месторождений-гигантов». На заключительном этапе работа явилась составной частью темы «Сравнительный анализ минералогии, геохимии и биохимии сульфидных руд современного и палеозойского океанов» Приоритетного направления Президиума РАН № 14 «Мировой океан: геология, геодинамика, физика, биология».

Методика исследований. Полевые исследования проводились методами геолого-минералогического картирования, включавшими составление геологических карт масштаба 1:10 000, 1 : 1 000 и 1 : 500, документацию опорных обнажений, траншей и керна скважин. Отобранные образцы изучались в камеральных условиях оптическими, рентгеноструктурными, химическими и микрозондовыми методами.

Оптическое изучение минералов проводилось на микроскопах Axiolab (Carl Zeiss), Olimpus BX 50 (ИМин УрО РАН, Миасс), ПОЛАМ (СПбГУ) и Axiophot

Фрайбергская горная академия, Фрайберг, Германия). Измерение спектров отражения рудных минералов было выполнено на микроспектрофотометре МСФ-10 совместно с М. М. Болдыревой (кафедра геологии МПИ Санкт-Петербургского государственного университета). Микротвердость измерялась на микротвердометрах Duromet (ИМин УрО РАН) и ПМТ-3 (СПбГУ, ИМин УрО РАН). Травление рудных минералов осуществлялось по стандартным методикам. Всего изучено более 100 аншлифов и шлифов.

Рентгенографические исследования выполнены в Институте минералогии УрО РАН на дифрактометре ДРОН-2.0 (Fe-анод, графитовый монохроматор, шаг сканирования 0.02°, время стояния счетчика 1с, внутренний эталон - Si) и приборе УРС-2.0 (камера РКД-57.3, FeKa-излучение, Mn-фильтр), аналитики П. В. Хворов, Т. М. Рябухина, Е. Г. Зенович.

Определение химического состава, микрогеохимическое картирование минералов, изучение морфологии минералов и их взаимоотношений осуществлялись на рентгеноспектральных микроанализаторах JEOL JCXA-733 (ИМин УрО РАН, аналитик Е. И. Чурин), JEOL JXA-8900RL (Фрайбергская горная академия, аналитик К. Беккер), Camebax SX 50 (Музей естественной истории, Лондон, Великобритания, аналитик Дж. Спратт и Бюро геологических исследований, Орлеан, Франция, аналитик К. Жиль), растровом электронном микроскопе с микроанализатором РЭММА-202 М (ИМин УрО РАН, аналитик В. А. Котляров) и электронном микроскопе-микроанализаторе Camscan-4DV с энергодисперсионным спектрометром AN-1000 (ООО «РС+», Санкт-Петербург, аналитики Н. С. Рудашевский и Ю. JI. Крецер). Получено более 400 анализов.

Валовый химический анализ руд выполнялся, рентген-флюоресцентным методом (Фрайбергская горная академия), нейтронно-активационным (Activation laboratories Ltd, Онтарио, Канада), спектральным полуколичественным методом (Гайский ГОК, Гай, Россия). Химический состав пород определялся классическим химическим методом (Южно-Уральский центр коллективного пользования по исследованию минерального сырья ИМин УрО РАН, аттестат № РОСС RU.OOO 1.514536; аналитик Т. В. Семенова) и химической лаборатории Объединенного Института геологии, геофизики и минералогии СО РАН (г. Новосибирск). Получено более 100 анализов.

Были привлечены фондовые материалы по геологоразведочным и геологосъемочным работам на месторождениях и литературные данные по сульфидной минерализации в океанических ультрамафитах различных регионов.

Личный вклад автора заключается в непосредственном участии во всех этапах работ: сборе каменного материала при полевых работах, составлении геологических карт, документации опорных обнажений, траншей и керна, минераграфических и аналитических исследованиях.

Научная новизна и практическое значение работы. Впервые предложена гипотеза формирования месторождений на островодужном этапе развития структуры в обстановке аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги. Выделены первичные руды, формировавшиеся на островодужном склоне глубоководного желоба, и руды, преобразованные на коллизионной стадии. Установлены минералы-концентраторы кобальта, никеля, мышьяка, золота, теллура и висмута. Впервые для Урала обнаружен моноклинный сульфоарсенид кобальта - аллоклазит; для колчеданных руд Урала- диарсениды кобальта, железа и никеля - леллингит, саффлорит, раммельсбергит и крутовит. В результате парагенетического анализа установлена последовательность кристаллизации рудных минералов, а на основании сопоставления имеющихся природных данных по экспериментальным работам оценены температуры их образования.

Результаты работ представлялись в ОАО «Гайский ГОК», Комитет природных ресурсов по Оренбургской области, Восточную геологоразведочную экспедицию «Оренбурггеология» (Орск) и ОАО «Башкиргеология» в виде информационных записок и отчетов и использованы этими организациями при планировании геологоразведочных работ.

Апробация работы. Основные положения, защищаемые и рассматриваемые в работе, докладывались на пяти международных студенческих школах «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2000-2004), Годичных собраниях Всероссийского Минералогического общества при РАН (Санкт-Петербург, 2001; 2003), Уральской минералогической школе-2001 «Геохимия, минералогия и минерагения техногенеза» (Екатеринбург, 2001), IV Международном Симпозиуме по истории минералогии и минералогических музеев, минералогии, геммологии, кристаллохимии и кристаллогенезису (Санкт-Петербург, 2002), Всероссийской научной конференции «Геология, Геохимия, Геофизика на рубеже XX и XXI веков» (Москва, 2002), IV Всероссийском совещании «Минералогия Урала-2003» (Миасс, 2003), международной конференции SGA «Mineral exploration and Sustainable Development» (Athens, Greece, 2003), международной научно-практической конференции «Проблемы рудных месторождений и повышения эффективности геологоразведочных работ» (Ташкент, 2003), X Чтениях им. акад. А. Н. Заварицкого «Геология и металлогения ультрамафит-мафитовых и гранитоидных интрузивных ассоциаций складчатых областей» (Екатеринбург, 2004), X Съезде Всероссийского минералогического общества «Минералогия во всем пространстве этого слова» (Санкт-Петербург, 2004), 8 международном конгрессе по прикладной минералогии «Applied Mineralogy: Developments in Science and Technology» (Aguas de Lindoa, Brazil, 2004).

Публикации. По теме диссертации опубликована 31 работа, в том числе 1 монография и 4 статьи в центральной печати.

Анализ результатов проведенных исследований позволил сформулировать следующие защищаемые положения.

Положение I. Кобальт-медноколчеданпые месторождения в ультрамафитах Главного Уральского разлома приурочены к деформированным фрагментам нижнедевонской аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги. Современные структуры рудных полей обусловлены двумя главными процессами: субдукционным и коллизионным, в результате которых сформировались антиформа, синформа и блоковый меланж.

Положение 2. Установлено два этапа формирования руд — субдукционный и коллизионный с первичными и наложенными ассоциациями рудных минералов соответственно. Первичные минералы представлены пирротином, пиритом, халькопиритом и магнетитом (1 и II ассоциация), образующими массивные, прожилково-вкрапленные и обломочные руды. Наложенная прожилково-вкрапленная минерализация состоит из арсенидов, теллуридов, золота, сульфоарсенидов (III ассоциация), сульфидов и оксидов (IV ассоциация).

Положение 3. Вариации химического состава руд, разнообразие и состав минералов кобальта и никеля определяются гетерогенностью месторождений по способу рудоотложенш. Этим обусловлена различная минералого-геохимическая специализация руд: дифференцированная кобальт-никелевая — для Ишкининского месторождения, дифференцированная никель-кобальтовая - для Ивановского и недифференцированная кобальтовая - для Дергамышского. Мышьяксодержащие минералы являются индикатором гидротермальных процессов, сопутствовавших коллизии, и характеризуются оригинальными особенностями химического состава.

Положение 4. Палеозойские и современные медноколчеданные залежи, ассоциирующие с ультрамафитами, характеризуются сходными текстурно-структурными чертами руд и кобальт-никелевой минералого-геохимической специализацией. Их главным отличием являются различные геодинамические обстановки нахождения и геологическая история залежей.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения и содержит 82 страницы текста, 125 рисунков, 10 таблиц, 12 приложений. В списке литературы 201 наименование, из них 15 - фондовые материалы.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Мелекесцева, Ирина Юрьевна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведен анализ геологической позиции и условий формирования кобальтсодержащих колчеданных месторождений в ультрамафитах Главного Уральского разлома. Рудные поля приурочены к фрагментам нижнедевонской аккреционной призмы, представленной ансамблем океанических и островодужных тектонических пластин. В настоящее время структуры рудных полей представлены антиформой (Ишкининское месторождение), синформой (Дергамышское месторождение) и блоковым меланжем (Ивановское месторождение), сформированными на коллизионной стадии в позднем девоне.

2. Выявлены текстурно-структурные и минералого-геохимические особенности кобальтсодержащих медноколчеданных руд. Выделены первичные руды, образовавшиеся в обстановке аккреционной призмы на островодужном этапе развития, и наложенная минерализация, связанная с коллизионной стадией. Первичные руды представлены массивными, прожилково-вкрапленными и обломочными разностями с двумя минеральными парагенезисами ранних генераций пирротина, пирита, халькопирита, сфалерита и магнетита. Наложенная гидротермально-метасоматическая минерализация характеризуется двумя парагенезисами рудных минералов: арсенидами и сульфоарсенидами кобальта, никеля и железа, самородным золотом, минералами висмута и теллура (третий) и более поздними пирротином, пиритом, халькопиритом и магнетитом (четвертый парагенезис).

Впервые для Урала установлен моноклинный сульфоарсенид кобальта — аллоклазит, для колчеданных руд Урала - диарсениды кобальта, никеля и железа: леллингит, саффлорит, раммельсбергит и крутовит; а также впервые описано замещение никелина фазой виоларит-полидимит.

3. Установлены оригинальные геохимические особенности мышьяксодержащих минералов. Кобальтин и арсенопирит имеют высокие содержания никеля (до 14.7 мае. %), гередорфит - кобальта и железа (до 12.7 и 11.30 мае. % соответственно), леллингит и саффлорит - никеля (до 10—11 мае. %), раммельсбергит и крутовит — кобальта (7.6 и 5.0 мае. %). Широкий изоморфизм между кобальтом, никелем и железом привел к образованию разнообразных сульфидов кобальта, никеля и железа: пентландита, виоларита и их разновидностей, обогащенных кобальтом, макинавита и минералов группы линнеита с промежуточными составами между виоларитом и полидимитом, виоларитом и зигенитом, виоларитом и грейгитом.

4. Анализ природных текстур, структур и составов минералов и сравнение их с экспериментальными данными показали, что формирование первого и второго парагенезисов рудных минералов происходило в интервалах температур 150-350 °С, третьего - от 200-300 до 600 °С и четвертого парагенезиса - от 300 до 460 °С.

5. Сравнение древних и современных колчеданных руд из ультрамафитов показывает их сходство по геологическим и минералого-геохимическим признакам. Существенным различием сравниваемых объектов является их разная геодинамическая позиция: склоны рифтовых долин Срединно-Атлантического хребта - для современных и ультрамафиты из фрагментов аккреционной призмы Западно-Магнитогорской палеоостровной дуги - для древних.

В задачи дальнейших работ будет входить:

- обоснование модели формирования кобальт-медноколчеданных залежей в ультрамафитах зоны Главного Уральского разлома;

- изучение схожих объектов Южного и Среднего Урала (Юлукское, Гумеровское, Пышминско-Ключевское и др.), подвергшихся метаморфическим процессам;

- сравнительный анализ с эталонными мировыми объектами, в той или иной мере, ассоциирующими с ультрамафитами (Оутокумпу, Бу-Аззер и др.);

- выявление эволюции минералообразования от известных современных объектов к древним.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мелекесцева, Ирина Юрьевна, Екатеринбург

1. Абзалов М.З., Полежаева Л. И. Сульфоарсениды в породах продуктивной толщи Печенги (Кольский полуостров) // ЗВМО, 1989. № 4. С. 64-73.

2. Айзикович А. Н., Берзон Р. О., Нейкурс Т. Л., Соболев М. Т., Чвилева Т. Н. Об уральских герсдорфитах // В кн.: Минералы и парагенезисы минералов гидротермальных месторождений. Л.: «Наука», 1974. С. 113-118.

3. Анкинович Е. А., Гехт И.И., Зайцева Р. И. Новая разновидность цианотрихита — карбонат-цианотрихит // ЗВМО, 1963, вып. 4. С. 458 463.

4. Артюшкова О. В., Маслов В. А. Палеонтологическое обоснование стратиграфического расчленения дофаменских вулканогенных комплексов Верхнеуральского и Магнитогорского районов. Уфа: Институт геологии УНЦ РАН, 1998.156 с.

5. Батуев Б. И., Кротов А. Г., Марков В. Ф., Краснов С. Г., Лисицын Е. Д., Черкашев Г. А. Новое гидротермальное поле в осевой зоне Срединно-Атлантического хребта (14°45'с.ш.)//ДАН, 1995. Т. 343. № 1. С. 75-79.

6. Белогуб Е. В., Новоселов К. А. Факторы дифференциации рудных элементов в зонах гипергенеза колчеданных месторождений // Тез. V республиканской геологической конференции «Геология, полезные ископаемые и проблемы экологии Башкортостана», Уфа, 2003.

7. Белогуб Е. В., Щербакова Е.П., Мороз Т. Н„ Новоселов К. А. Сульфаты кобальта из медно-колчеданного месторождения Летнее (Южный Урал) // ЗВМО, 2005, (в печати).

8. Богданов Ю. А. Гидротермальные рудопроявления рифтов Срединно-Атлантического хребта. М.: Научный мир, 1997. 166 с.

9. Богданов Ю. А. Систематика современных сульфидных залежей дна океана // ГРМ, 2000. Т. 42. №6. С. 499-512.

10. Богданов Ю. А. Влияние глубины океана на гидротермальное рудоотложение // Металлогения древних и современных океанов-2005. Миасс: Институт минералогии УрО РАН, 2005, в печати.

11. Богданов Ю. А., Бортников Н. С., Викентъев И. В., Леин А. Ю., Гурвич Е. Г., Сагалевич

12. Богданов Ю. А., Сагалевич А. М„ Черняев Е. С, Ашадзе А. М., Гурвич Е. Г., Лукашин

13. B. Н., Иванов Г. В., Пересыпкин В. И. Гидротермальное поле 14°45'с.ш. Срединно-Атлантического хребта // ДАН, 1995. Т. 343. № 3. С. 353-357.

14. Борисенко А. С., Лебедев В. И., Тюлькин В. Г. Условия образования гидротермальных кобальтовых месторождений. Новосибирск: Изд-во «Наука», 1984. 172 с.

15. Боришанская Б. С, Виноградова Р. А., Крутое Г. А. Минералы никеля и кобальта. М.: Изд-во МГУ, 1981. С. 39-46.

16. Бортников Н. С. О достоверности арсенопиритового и арсенопирит-сфалеритового геотермометров // ГРМ, 1993. № 2. С. 177-191.

17. Бортников Н. С., Симонов В. А., Богданов Ю. А. Флюидные включения в минералах из современных сульфидных построек: физико-химические условия минералообразования и эволюция флюида // Геол. рудн. месторождений. 2004. Т. 46. № 1. С. 74—87.

18. Буковшин В. В., Чернышов Н. М. Арсениды и сульфоарсениды медно-никелевых руд Воронежского кристаллического массива // ЗВМО, 1985. Ч. CXIV. Вып. 3. С. 335-340.

19. Бучковский Э. С. Основные черты сульфидной рудоносности ультраосновных массивов восточного склона Южного Урала // Материалы по геологии и полезным ископаемым Южного Урала. М.: Госгеолтехиздат, 1960. Вып. 2. С. 94-105.

20. Варлаков А. С. Петрография, петрохимия и геохимия гипербазитов Оренбургского Урала. М.: Наука, 1978. 238 с.

21. Викентьев И. В., Бонатти Э., Пейве А. А. Рудная минерализация в нормальном разрезе океанической коры (разломная зона Вима, 10°45' с.ш. С АХ) // ДАН, 2000. Т. 375. № 4. С. 500-503.

22. Виноградова Р. А., Бочек Л. И. Состав и оптические свойства диарсенидов железа, кобальта и никеля //Изв. АН СССР. Сер. геол., 1980, № 2. С. 87-100.

23. Виноградова Р. А., Еремин Н. И., Крутое Г. А. Богатый кобальтом раммельсбергит из района Бу-Аззер (Марокко) // ДАН, 1972, Т. 207, № 1. с. 161-163.

24. Виноградова Р. А., Еремин Н. И., Крутое Г. А. Герсдорфит из месторождений района Бу-Аззер (Марокко) // Вестник МГУ, 1974, № 5. С. 73-79.

25. Виноградова Р. А., Крутое Г. А., Рудашевский Н. С. О разновидности никелевого аллоклазита // ДАН, 1975. Т. 222. № 5. С. 1179-1181.

26. Виноградова Р. А., Округин В. М., Свешникова О. Л., Сошкина Л. Т. Виоларит из медно-никелевого месторождения Шануч на Камчатке. Новые данные о минералах СССР. Вып. 27. 1978. С. 28-38.

27. Виноградова Р. А., Рудашевский Н. С., Будько И. А., Бочек Л. И., Кашпар П., ПадераК Крутовит новый кубический диарее! гид никеля // Зап. ВМО, 1976. Ч. CV. Вып. 1. С. 59-71.

28. Гамянин Г. Н., Лыхина Л. И. Ni-Co-арсениды и сульфоарсениды золото-редкометалльных месторождений Восточной Якутии // ЗВМО, 2000. № 5. С. 43-50.

29. Геологическое картирование хаотических комплексов. М., 1992. 230 с.

30. Гидротермальные системы и осадочные формации срединно-океанических хребтов Атлантики / А. П. Лисицын, Ю. А. Богданов, В. В. Гордеев и др. М.: Наука, 1993.256 с.

31. ЪЪ.Дистлер В. В., Лапутина И. П., Смирнов А. В., Балбин B.C. Арсениды, сульфоарсениды и антимониды никеля, кобальта и железа Талнахского рудного поля // В кн.: «Минералы и парагенезисы минералов эндогенных месторождений». Л.: «Наука», 1975. С. 61-74.

32. Дмитриев Л. В., Барсуков В. Л., Удинцев Г. Б. Рифтовые зоны океана и проблема рудообразования // Геохимия, 1970. № 8. С. 935-944.

33. Еремин Н. И. Дифференциация вулканогенного сульфидного оруденения. М.: Изд-во МГУ, 1983. 255 с.

34. Еремин Н. И., Дерганее А. Л., Сергеева Ham. Е., Позднякова Н. В. Типы колчеданных месторождений вулканической ассоциации // ГРМ, 2000. Т. 42. № 2. С. 177-190.

35. Зайков В.В. Вулканизм и сульфидные холмы палеоокеанических окраин на примере колчеданоносных зон Урала и Сибири. М.: Наука, 1991. 206 с.

36. Зайков В. В. Минералы золота и серебра в зонах субмаринного и континентального гипергенеза медно-колчеданных месторождений Южного Урала // Уральский минералогический сборник № 7. Миасс: ИМин УрО РАН, 1997. С. 33-67.

37. Зайков В. В. Актуальные проблемы металлогении островодужных систем и окраинных морей // Металлогения древних и современных океанов-2003. Формирование и освоение месторождений в островодужных системах. Миасс: ИМин, 2003. С. 12-15.

38. Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.

39. Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Кобальт-медноколчеданные месторождения в ультрамафитах аккреционной призмы западно-Магнитогорской палеоостровной дуги // Литосфера, 2005, № 3, (в печати).

40. Зайков В. В., Шадлун Т.Н., Масленников В.В., Бортников Н.С. Сульфидная залежь Яман-Касы древний «черный курильщик» Уральского палеоокеана // ГРМ, 1995. Т. 37. №6. С. 511-529.

41. Захаров А. А., Захарова А. А. О генезисе сульфидных руд медно-кобальтовых месторождений Ивановской группы на Южном Урале // Геология и полезные ископаемы Урала. Мат. ко II уральской конференции молодых геологов и геофизиков. 1969. Ч. II. С. 53-55.

42. Захаров А. А. Разрывные структуры Ивановского сульфидного медно-кобальтового месторождения на Южном Урале // В кн.: Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале, Уфа, 1975. С. 111-117.

43. Захаров А. А., Захарова А. А. Зависимость состава руд Ивановского сульфидного месторождения на Южном Урале от их литологической приуроченности // В кн.: Геология и условия образования месторождений меди на Южном Урале, Уфа, 1975. С. 105-110.

44. Инструкция по применению классификации запасов к месторождениям медных руд. М., 1983.44 с.

45. Исмагшов М. И. Некоторые черты минералогии и генезиса Дергамышского медно-кобальтового месторождения // Геолого-минералогические особенности меднорудных месторождений Южного Урала. Уфа: ГГИ БФ АН СССР, 1962. С. 74-97.

46. Карта теплового потока и гидротермального оруденения в Мировом океане. Масштаб 1 : 20 000 000. Объяснительная записка / Под ред. И. С. Грамберга, А. А. Смыслова. Л., 1988. 151 с.

47. Контарь Е. С., Либарова Л. Е. Металлогения меди, цинка и свинца на Урале. Екатеринбург, Уралгеолком, 1997. 233 с.

48. Косарев A.M., Знаменский С.Е., Серавкин И.Б., Родичева З.И. Особенности химизма вулканитов Вознесенско-Присакмарской зоны // Геологический сборник № 3. Информационные материалы. Уфа: ИГ УНЦ РАН, 2003. С. 152-161.

49. Костов И., Минчева-Стефанова Й. Сульфидные минералы. Кристаллохимия, парагенезис, систематика. М.: Мир, 1984. 280 с.

50. Кривцов А. И., Анисимов И. С., Биков М.Ш., Волчков А. Г., Захаров А. А., Чернова И. И., Шепелов В. М. Структурно-формационное районирование юго-восточной части Башкирского Урала//Тр. ЦНИГРИ, вып. 29, 1970. С. 19-33.

51. КрейгДж., ВоганД. Рудная микроскопия и рудная петрография. М.: Мир, 1983.424 с.

52. Крутое Г. А., Виноградова Р. А., Рудашевский Н. С. Аллоклазит в рудах никель-кобальтовых месторождений района Бу-Аззер (Марокко) // Изв. АН СССР, сер. геол., 1976. № 12. С. 82-90.

53. Крутое Г. А., Петрова Е. А. Кобальтин в серпентинитах Халиловского района на Южном Урале // Тр. МГРИ. Т. 29, 1956. С. 69-72.

54. Лебедев В. И. Рудномагматические системы эталонных арсенидно-кобальтовых месторождений. Новосибирск: Изд-во СО РАН, 1998. 136 с.

55. Леин А. Ю., Богданов Ю. А., Сагалевич А. М., Ульянов А. А., Чернышев И. В., Дубинина Е. О., Иванов М. В. Новый тип гидротермального поля на Срединно-Атлантическом хребте (поле Лост-Сити, 30° с.ш.) //ДАН, 2004. Т. 394. № 3. С. 380-383.

56. Малахов И. А. Петрохимия главных формационных типов ультрабазитов. М.: Наука, 1983.223 с.

57. Масленников В. В. Седиментогенез, гальмиролиз и экология колчеданоносных палеогидротремальных полей. Миасс: Геотур, 1999. 348 с.

58. Масленников В. В., Зайков В. В. Колчеданоносные поля окраинно-океанических структур Урала (классификация, рудные фации, модель развития). Миасс: ИМин УрО РАН, 1998. 92 с.

59. Мед но колчеданные месторождения Урала. Условия формирования. Екатеринбург: УрО РАН, 1992. 307 с.

60. Мелекесцева И. Ю. Первая находка аллоклазита на Урале // ДАН, 2005. Т. 400. № 2, (в печати).

61. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В. Руды Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал). Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 122 с.

62. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В., Тесалина С. Г. Сульфоарсениды и арсениды кобальта, железа и никеля в пудах Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // ЗВМО, № 5. 2003. С. 66-77.

63. Мелекесцева И. Ю., Зайков В. В., Тесалина С. Г., Оже Т. Хромшпинелиды в сульфидных рудах в ультрамафитах Главного Уральского разлома // Уральский минералогический сборник № 11: Миасс, Институт минералогии УрО РАН, 20016. С. 180— 190.

64. Мелекесцева И. Ю., Котляров В. А. Эритрин из Ишкининского кобальт-медноколчеданного месторождения И Минералогия, геммология, искусство. СПб: Изд-во СПбГУ, 2003. С. 44-46.

65. Мелекесцева И. Ю., Тесалина С. Г. О первой находке диарсенидов кобальта, железа и никеля в колчеданных рудах Урала // Минералогия Урала-2003. Материалы IV Всероссийского совещания. Т. 2. 2003. С. 40-45.

66. Металлогения рядов геодинамических обстановок островных дуг / Под ред. Н. В. Межеловского. М., 1999. 436 с.

67. Мизенс Г. А. Седиментационные бассейны и геодинамические обстановки в позднем девоне ранней перми юга Урала. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 2002. 191 с.

68. Минералогия Урала: Элементы. Карбиды. Сульфиды. Свердловск: УрО АН СССР, 1990.390 с.

69. Минералогия Урала: Арсениды и стибниды. Теллуриды. Селениды. Фториды. Хлориды и бромиды. Свердловск: УрО АН СССР, 1991. 214 с.

70. Митенков Г. А., Будько И. А., Михайлова В. А., Карпенков А. М., Шишкин Н. Н. Медистый пентландит в рудах Талнахского месторождения // ЗВМО, 1970. Ч. XCIX. Вып. 6. С. 721-725.

71. Митенков Г. А., Шишкин Н. Н., Михайлова В. А., Рудашевский Н. С., Сидоров А. Ф., Карпенков А. М. Пентландит из сплошных пирротиновых руд Талнахского и Октябрьского месторождения (Норильский рудный район) // ЗВМО, 1974. Ч. CIII. Вып. 2. С. 154-166.

72. Ш.Молошаг В. П., Грабежев А. И., Викентьев И. В., Гуляева Т. Я. Фации рудообразования колчеданных месторождений и сульфидных руд медно-золото-порфировых месторождений Урала // Литосфера, 2004. № 2. С. 30-51.

73. Остащенко Б. А. Петрология и оруденение центральнопайхойского базальтоидного комплекса. Л.: «Наука», 1979.

74. Паланджян С. А. Типизация мантийных перидотитов по геодинамически обстановкам формирования. Магадан: Сев.-вост. комплекс. НИИ, 1992. 104 с.

75. Пирс Дж. A., Липпард С. Дою., Роберте С. Особенности состава и тектоническое значение офиолитов над зоной субдукции // Геология окраинных бассейнов. М.: Мир, 1987. С.134-165.

76. Плаксенко А. Н. Типоморфизм акцессорных хромшпинелидов ультрамафит-мафитовых магматических формаций. Воронеж: Воронеж, ун-т, 1989. 223 с.

77. Попов В. А., Попова В. И. Минералогия руд Усть-Микулиснкого оловянно-вольфрамового месторождения (Приморье). Препринт. Миасс: Институт минералогии УрО РАН, 1993. 76 с.

78. Попова В. И., Попов В. А. Купроскарброит — необычный экзогенный минерал из коры выветривания серпентинитов Ишкининского месторождения (Южный Урал) // Минералогия Урала-2003. Материалы IV Всероссийского совещания. Т. 2. 2003. С. 162— 171.

79. Порошин Е. Е. Петрология геосинклинальных базальтоидов Тагило-Магнитогорского синклинория. Автореф. канд. дис. Ленинград. 1987. 18 с.

80. Пучков В. Н. Палеогеодинамика Южного и Среднего Урала. Уфа: Даурия, 2000. 146 с.

81. Пшеничный Г. И. Текстуры и структуры руд месторождений колчеданной формации Южного Урала. М.: «Наука», 1984. 206 с.

82. Рамдор П. Рудные минералы и их срастания. М.: Изд-во иностранной литературы, 1962. 1132 с.

83. ИЗ. Розанова Т. В., Батурин Г. И. О рудных гидротермальных проявлениях на дне Индийского океана//Океанология, 1971. Т. XI. Вып. 6. С. 1057-1064.

84. Рудашевский Н. С., Григорьев Д. П., Иоффе П. А. Энергетический аспект образования зональных кристаллов минералов // Материалы XI съезда ММ А. М.: «Наука», 1980, С. 28-38.

85. Рудашевский Н. С., Кондратьев А, В. Зигенит из метасоматитов Ховуаксинского месторождения (Тувинская АССР) //Мин. сборник Львовского ун-та. 1972. № 26. Вып. 4. С. 405-408.

86. Рудашевский Н. С., Сидоров А. Ф., Спиридонов Г. В., Хинейко А. Л. Минералы ряда FeAsS-CoAsS (на примере Абаканского железорудного месторождения) // В кн.: Минералы и парагенезисы минералов эндогенных месторождений. Л.: «Наука», 1975. С. 74-85.

87. Рудашевский Н. С., Иоффе П. А., Григорьев Д. П. Химический состав и зональность кристаллов раммельсбергнта, саффлорита и леллингита // Зап. ВМО, 1978. Ч. СVII. Вып. 1. С. 3-20.

88. Сазонов В. Н., Огородников В. Н., Коротеев В. А., Поленов Ю. А. Месторождения золота Урала. Екатеринбург: Изд-во УГГГА, 1999. 570 с.

89. Серавкин И. Б. Минерагения Южного Урала // Литосфера, 2002. № 3. С. 19-37.

90. Серавкин И. Б., Знаменский С. Е., Косарев А. М. Разрывная тектоника и рудоносность Башкирского Зауралья. Уфа: Полиграфкомбинат, 2001. 318 с.

91. Серавкин И. Б. Знаменский С. Е., Косарев А. М. Главный Уральский разлом на Южном Урале: структура и основные этапы формирования // Гетектоника, 2003а, № 3. С. 4264.

92. Серавкин И. Б., Косарев А. М., Знаменский С. Е., Салихов Д. Н., Зайков В. В., Зданович Г. Б., Анкушева Н. Н. Путеводитель Южно-Уральской геологической экскурсии. Екатеринбург: ИГиГ УрО РАН, 20036. 70 с.

93. Стратиграфия и корреляция среднепалеозойских вулканогенных комплексов основных медно-колчеданных районов Южного Урала. Уфа: УФНЦ РАН, 1993. 217 с.

94. Судариков С. М., Давыдов М. П., Черкашев Г. А., Губенков В. В., Пивоварчук О. А., Казаченок В. Ф., Михайлов A. Л. Новый район гидротермальной активности в рифтовой зоне Срединно-Атлантического хребта (13° с.ш.) // ДАН, 2001. Т. 381. № 5. С.672-676.

95. Ферштатер Г.Б., Беа Ф. Геохимическая типизация уральских офиолитов // Геохимия. 1996. №3. С. 195-218.

96. Филимонова Л. Е., Курманбаев Е. А., Абулгаз С. Д., Левин В. Л., Котельников П. Е., Костеров Е. И. Сульфиды и сульфоарсениды никеля и кобальта в рудах медно-порфировых месторождений Казахстана // Зап. ВМО, 1985, Вып. 4. С. 440-444.

97. Финашин В. К, Литаврина Р. Ф., Романенко И. М., Чубарое В. М. О герсдорфите Высокогорского месторождения (Приморье) //ГРМ, 1979. № 5. С. 97-101.

98. Хворое П. В., Котляров В. А. О никелевой минерализации Сыростанского месторождения талька (Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов-2001. История месторождений и эволюция рудообразования. Миасс: ИМин, 2001. С. 135-139.

99. Чвилева Т.Н., Безсмертная М.С., Спиридонов Э. М. и др. Справочник-определитель рудных минералов в отраженном свете. Л.: Недра, 1988. 503 с.

100. Черкашев Г. А. Гидротермальное сульфидное рудообразование в северной части Срединно-Атлантического хребта Атлантического океана. Автореф. докт. дис. Москва, 2004. 46 с.

101. Шишкин Н. Н. О никелистой разновидности кобальтина // ДАН СССР, 1957. Т. 114. №2. С. 414-415.

102. Шишкин Н. Н. Джулукулит новый кобальтовый минерал // ДАН СССР, 1958. Т. 121. №4. С. 724-726.

103. Юминов А. М., Симонов В. А., Зайков В. В. Физико-химические параметры гидротермальных процессов на Ишкининском колчеданном месторождении (Южный Урал)// Уральский минералогический сборник № 12. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 98110.

104. Язева Р. Г., Бочкарев В. В. Геология и геодинамика Южного Урала (опыт геодинамического картирования).Екатеринбург: УрО РАН, 1998. 203 с.

105. Barriga F. J. A. S. Old massive sulphide deposits: lessons from the MAR South of the Azores and from drilled sites // Invited paper for Special Symposium I-l-Mineral Deposits in the Oceans, 31st IGC, Rio de Janeiro, 2000. 4 p.

106. Barriga F. J. A. S, Fouquet Y. Subsurface massive sulphide generation: the new and the old // Abstracts of the SEG Field Conference, Lisbon. 1997. P.29.

107. Barriga F., Fouquet Y., Almeida A. et al. Discovery of the Saldanha Hydrothermal Field on the FAMOUS Segment of the MAR (36°30'N) // AGU Fall Meeting 1998, Eos, Transactions 79(45):F67.

108. Boldyreva M. M., Petrov V. K., Popov B. N. CISMMI: a Computer Information System for Microscopic Mineral Identification // Proc. 30th Int. Geol. Congr., VSP 1997, Vol.16, pp. 233242.

109. Bernard A., Jebwad J. La cobaltite des niveaux profonds du sondage de havelange // «Bull. Soc. beige geol.», 1987. 96. № 2. Pp. 145-148.

110. Beziat D., Monchoux P., Tollon F. Cobaltite-gersdorffite solid solution as a primary magmatic phase in spessartite, Lacaune area, Montagne Noire, France // Can. Miner., 1996. V. 34. Part 3. P. 503-512.

111. Clark LA. The Fe-As-S system: phase relations and applications // Economic Geology. 1960a. № 55. P. 1345-1381, 1631-1652.

112. Clark L.A. The Fe-As-S system. Variations of arsenopyrite compositions as a function of T and P. Carnegie Inst. Year Book. 1960b. № 59. P. 127-130.

113. Craig J. R., Higgins J. B. Cobalt- and iron-rich violarites from Virginia // Amer. Miner. 1975. Vol. 60. P. 35-38.

114. Dick H.J.В., Bullen T. Chromite as a petrogenetic indicator in abyssal and alpine-type peridotites and spatially associated lavas // Contrib. Mineral. Petrol. 1984. № 86. P. 54-76.

115. Fleischer M., Mandarino J. A. Glossary of mineral species // The Mineralogical Record Inc., Tucson, 1995.280 р.

116. Gervilla F., Leblanc M., Torres-Ruiz J., Hach-Ali P. F. Immiscibility between arsenide and sulphide melts: a mechanism for the concentration of noble metals // Can. Miner., 1996. V. 34. Part 3. P. 485-502.

117. Gervilla F„ Rensbo J. New data on (Ni, Fe, Co) diarsenides and sulfarsenides in chromite-niccolite ores from the Malaga Province, Spain // N. Jb. Miner. Mh. Jg. 1992, H.5. P. 193— 206.

118. Goodfellow W. D., Franklin J. M. Geology, mineralogy, and chemistry of sediment-hosted clastic massive sulfides in shallow cores, Middle Valley, northern Juan de Fuca Ridge // Economic Geology. 1993. № 88. P. 2037-2068.

119. Heyl A. V., Millon C., Alexrod J. M. Nickel minerals from near Linden, Iowa County, Wisconsin//Amer. Miner. 1959. Vol. 44. September-October. P. 995-1009.

120. Hudson D. R., Groves D. I. The composition of violarite coexisting with vaesite, pyrite, and millerite // Econ. Geol. 1974. Vol. 69. № 8. P. 1335-1340.

121. Ixer R. A., Stanley C. J., Vaughan D. J. Cobalt-, nickel-, and iron-bearing sulpharsenides from the North of England // Miner. Mag., 1979, V. 43. P. 389-395.

122. Jonas P. Tectonostratigraphy of oceanic crustal terrains hosting serpentinite-associated massive sulfide deposits in the Main Uralian Fault Zone (South Urals). PhD thesis, Freiberg, 2003.

123. Kamenelsky V., Crawford A., Meffre S. Factors controlling chemistry of magmatic spinel: an empirical study of associated olivine, Cr-spinel and melt inclusions from primitive rocks // J. Petrol., 2001. 42. P. 655-671.

124. Kelly D. S., KarsonJ. A., Blackman D. K. ei al. An off-axis hydrothermal vent field near the Mid-Atlantic Ridge at 30 °N // Nature, 2001. V. 412. 12. Pp. 145-149.

125. Керестедэ/сиян Т., Нейков Xp. Състав и особенности на кобалтина от мина Ватия, Ботевградско // «Списание Бълг. геол. д-во», 1984. 45. № 3. С. 349-356.

126. Klemm D. Synthesen und Analysen in den Dreiecksdiagrammen FeAsS-CoAsS-NiAsS und FeS2-CoS2-NiS2 // «Neues Jb. Mineral. Abhandl.». 1965, Bd. 103, Hf. 3.

127. Kretchmar U., Scott S. D. Phase relations involving arsenopyrite in the system Fe-As-S and their application // Canadian Mineralogist. 1976. № 14. P. 364-386.

128. Misra К. C., Fleet M. E. Chemical Composition and stability of violarite // Econ. Geol. 1974. Vol. 69. № 3. P. 391-403.

129. Mozgova N. N. Krasnov S. G., Batuev B. N., Borodaev Yu. S., Efimov A. V., Markov V. F., Stepanova Т. V. The first report of cobalt pentlandite from a Mid-Atlantic Ridge hydrothermal deposit //Canad. Mineralogist, 1996. V. 34. Pt. 1. P. 23-28.

130. Nickel E. H., Ross J. R., Thornber M. R. The supergene alteration of pyrrhotite-pentlandite ore at Kambalda, Western Australia // Econ. Geol. 1974. Vol. 69. № 1. P. 93107.

131. Page N. J. Pentlandite and pyrrhotite from the Stillwater complex, Montana: iron-nickel ratios as a function of associated minerals //Econ. Geol. 1972. Vol. 67. № 6. P.814-820.

132. Radcliffe D., Berry L. G. The safflorite-loellingite solid solution series I I Amer. Miner., 1968, V. 53. P. 1856-1881.

133. Peter J. M., Scott S. D. Mineralogy, composition, and fluid-inclusion microthermometry of seafloor hydrothermal deposits in the southern trough of Guaymas Basin, Gulf of California // Canadian Mineralogist. 1988. № 26. P. 567-587.

134. Tesalina S.G., Nimis P., Auge Т., Zaykov V.V. Origin of chromite in mafic-ultramafic-hosted hydrothermal massive sulfides from the Main Uralian fault, South Urals, Russia // Lithos. 2003. № 70. P. 39-59.

135. Vaughan D.J., Craig J. R. The crystal chemistry of iron-nickel thiospinels // Amer. Miner. 1985. Vol. 70. P. 1036-1043.

136. Бучковский Э. С. Отчет о результатах поисково-ревизионных работ на силикатный и сульфидный никель, выполненный Байгускаровской геолого-поисковой и Байгускаровской геофизическими партиями в 1964-1966 гг. Уфа, 1966.

137. Гордица В. И. Геологический отчет Переволочанской партии о поисковых работах на сульфидные медно-кобльатовые руды, проведенных в 1961 г. Южно-Уральское геологическое управление, пос. Бурибай, 1961.

138. Захарова А. А. Петрографический состав и метаморфизм горных пород из силурийских и девонских конгломератов западного крыла Магнитогорского мегасинклинория. Уфа, 1971.

139. Коптаръ Е. С., Либарова Л. Е., Судариков В. Н. Отчет по теме «Геологическое строение Гайского горнорудного района» (ВГФ, Орегбурггеолфонд), Оренбург, 1966.

140. Меламуд Л. Я. Отчет по теме «Геолого-поисковые работы на кобальтовые руды в районе деревни Ишкинино Халиловского района Чкаловской области. ВНИМС, Москва, 1940 г.

141. Сидоренко А. П. Отчет Гайской поисковой партии о результатах геологопоисковых работ в районах Ишкининского гипербазитового массива и восточного крыла Зеленокаменного антиклинория в 1956 г., Уфа, 1957.

142. Полуэктов А. Т., Гудков А. Б. Промежуточный отчет о результатах поисков медно-никель-кобальтовых руд на Ишкининском ультраосновном массиве 1962-1964 гг., Орск, 1965.

143. Полуэктов А. Т., Еркомов В. И., Милашич А. И., Пономарева Р. П. и др. Отчет о разведке Летнего медноколчеданного месторождения на Южном Урале за 1969-74 гг. Оренбург, 1974.

144. Субботин К. Д. Отчет «Кобальтоносность сульфидных месторождений Южного Урала», Орск, 1941.

145. Субботин К. Д. Отчет «Ишкининское месторождение медно-мышьяково-кобальтовых и серно-колчеданных руд в серпентинитах», Орск, 1942.

146. Тесалина С. Г., Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Минералогическая характеристика руд Ивановского и Дергамышского месторождений (Башкортостан), Миасс, 2000.

147. Шарфман В. С., Быков М. И., Пискунов В. В. Геологическое строение водоразделов рек Сухой Губерли и Елшанки. Южно-Уральское геологическое управление. Уфа, 1952.

148. Шкатов Н. К, Гордица В. И., Фатхуллин Р. А. Геологический отчет Переволочанской партии о посиково-разведочных работах на сульфидные медно-кобальтовые руды, проведенных в 1959 г. Южно-Уральское геологическое управление, пос. Бурибай, 1960.

149. Краткая характеристика рудных минералов исследованных месторождений

150. Минерал Генерации; морфология; взаимоотношения с другими минералами Формулы; особенности химического состава Месторождение

151. Пирротин1 Гексагональный пирротин-I: крупно- и мелкозернистые агрегаты в основной массе Fco.84S1.oo — Feo.87S1.oo Пирротин-III содержит 0.26 мае. % Ni, I и II-до 0.06 мае. % Ni Ишкининское

152. Моноклинный пирротин-П: среднезернистые пластинчатые агрегаты, замещающие пирротин-1

153. Моноклинный пирротин-III: грануломорфные агрегаты, скрепленные в цепочки в халькопирите

154. Моноклинный пирротин-IV: прожилки в пирите-Н

155. Пирротин2 Моноклинный пирротин-I: пластинчатые агрегаты в основной массе Feo.84S1.oo Содержит до 0.38 мае. % Со и 0.27 мае. % Ni Ивановское

156. Моноклинный пирротин-П: вытянутые, перистые агрегаты в трещинах пирита

157. Моноклинный пирротин-III: таблитчатые и решетчатые агрегаты, заполнение интерстиций

158. Вкрапленность мелкозернистых агрегатов в нерудных минералах, отдельные зерна в срастании с халькопиритом и сфалеритом, реликты в пирите н/и Дергамышское

159. Пирит1 Пирит-I: перистые агрегаты и овальные зерна; замещает пирротин-I, образуя структуры «птичьего глаза» (Feo.97Nio.ooo.98s2 Пирит-Ш содержит 0.51,1 -0.20, II 0.08 мае. %Ni Ишкининское

160. Пирит-П: жилы крупных гипидиоморфных кристаллов в пирротине-I и II; сечет кобальтин Fe1.o2S2

161. Пирит-Ш: прожилки в пирите-П (Fet 02N10 01)103S2

162. Пирит2 Пирит-I: замещает пирротин, образуя структуры «птичьего глаза» Feo.97S2.oo Пирит-IV содержит Ni до 1.8 мае. % и Со до 0.2 мае. %. Ивановское

163. Пирит-П: зональные почки с марказитом; мелкие изометричные зерна в пирротине; замещает пирит-I по периферии зерен в виде оторочек

164. Пирит-Ш: изометричные пентагондодекаэдрические кристаллы в пирротине

165. Пирит-IV: кубические кристаллы и мелкие зерна в пирротине

166. Пирит-V: прожилки в пирротине вместе с халькопиритом и магнетитом, сечет хромит-карбонатные жилки

167. Пирит-VI: остроугольные брекчированные зерна, сечет пирротин, входя в состав нерудных прожилков

168. Пирит, обогащенный Со2 Удлиненные, реже изометричные зерна до 10 мкм в пирротине, иногда на контакте с прожилками пирита-IV (Fei iiCOoo8)l.l9S2.00- (Feo.84Coo.i4)o.99S2.oo Со от 3.50 до 7.05 мае. % Ивановское

169. Пирит2 Массивные скопления, отдельные идиоморфные зерна, пирит-марказитовые почки, псевдоморфозы по пирротину Fe1.01S2.00 (Fe0.97CO0.02)0.99S2.00 Со от 0.02 до 1.16 мае. % Дергамышское

170. Пирит, обогащенный Со2 Зерна до 20 мкм в удлиненных кристаллах пирита (Feo.84COo.l5)o.99S2.00 Со до 7.27 мае. % Дергамышское

171. Марказит1 Тонкие срастания с пиритом-I в структурах «птичьего глаза» н/и Ишкининское

172. Марказит"1 Тонкие срастания с пиритом-I в структурах «птичьего глаза»; замещает пирит-Н; параллельно-шестоватые агрегаты в пирротине н/и Ивановское

173. Почки концентрически-зонального строения вместе с пиритом Fe1.01S2.oo Постоянная примесь Со до 0.82 мае. % Дергамышское

174. Халькопирит1 Замещает пирротин, кобальтин и псевдоморфно магнетит CuowFei oiS2 Ишкининское

175. Халькопирит2 Халькопирит-I: округлые зерна в сфалерите; замещает пирит-1 Cuo.93Feo.98S2.oo Ивановское

176. Халькопирит-Н: изометричные зерна в интерстициях между кристаллами пирротина

177. Халькопирит-III: изометричные зерна в срастании с кубанитом в интерстициях между кристаллами пирротина и пирита

178. Кубанит2 Параллельные пластинки, реже изометричные зерна в халькопирите Cuo.94Fei .88S3.00 Ивановское

179. Отдельные мелкие зерна, пластинчатые реликты в халькопирите н/и Дергамышское

180. Сфалерит1 Идиоморфные зерна, скелетные кристаллы в халькопирите н/и Ишкининское

181. Сфалерит2 Идиоморфные зерна, скелетные кристаллы в халькопирите; редкие тетрагональные кристаллы вокруг халькопирита-1 н/и Ивановское

182. Гипидиоморные зерна с оторочкой халькопирита; зерна с «халькопиритовой болезнью» эмульсией халькопирита в сфалерите н/и Дергамышское

183. Пентландит2 Мелкие пламеневидные включения в пирротине (Ni4.3oFe3.96Co0.24)8.5lS8 -(Fe4.47Ni3.29CO0.24)8.00Sg Ивановское

184. Высококобальтовый пентландит из массивных руд2 Сходен по морфологии с пентландитом, но встречаются и более крупные изометричные зерна в ассоциации с самородным золотом и висмутом (Fe4.i6Ni3.l5COo.79)8.1oS8-(Ni3.82Fej.52COi.27)g.63S8 Co до 6-9 мае. %

185. Высококобальтовый пентландит из вкрапленных2 Изометричные и удлиненные зерна до 30-50 мкм в кристаллах пирротина часто с зазубренными и «рваными» краями (Ni3.57Fe3.44COi.59)g.6oSg- (Ni2.89Fe2.82Co2.66)8.37S8 Co до 12-20 мае. %

186. Виоларит3 Тонкие (до 15-20 мкм) ламелли в халькопирите с гладкой, ровной поверхностью без трещин (Fe 1.57N i 1,42C00.06)3.05S4 Ишкининское

187. Виоларит-полидимит3 Микрогранозернистые агрегаты, замещающие зерна никелина (Nl2.20Fe0.66CO0.06)2.92(S3.94AS0.06)4.00

188. Виоларит-грейгит3 Тончайшие (до 3 мкм) вытянутые разорванные (пламеневидные) ламелли в халькопирите с розовато-сиреневым мерцающим цветом (Fe2.82Nio.i5Cuo.o3)3.ooS4-(Fei.94Nio.93)2.87S4

189. Виоларит-зигенит3* Трещиноватые зернистые агрегаты (до 0.13-0.15 мм), замещая пентландит и пирротин с сохранением спайности пентландита и отдельности пирротина (Ni,.S7Feo.97COo.97)3.SlS4 Co до 18.39 мае. %

190. Изометричные зерна в небольшом количестве в прожилково-вкрапленных пиритовых рудах (Mgo.63Fe^o.37)(Cri.i4Alo.68Fe3+o.i8)204 По краям зерен Ti до 0.55 мае. % Дергамышское

191. Магнетит Магнетит-I: оторочка для зерен хромшпинелидов н/и Ивановское

192. Магнетит-II: замещает пирротин и пирит-1 н/и

193. Магнетит-Ш: поздние магнетит-пирит-халькопиритовые прожилки, секущие пирротин н/и

194. Тесная ассоциация с халькопиритом: прорастание обоих минералов друг в друге или включения халькопирита в магнетите н/и Дергамышское

195. Кобальтин (?)2 Точечные зерна поперечником до 5 мкм в ассоциации с золотом по периферии почек, псевдоморфоз пирита по пирротину и в окружении кристаллов пирита н/и Дергамысшкое

196. Никелин6 Зерна таблитчатой формы и аллотриоморфнозернистые агрегаты размером от долей до 3 мм; включения в кобальтине; крупные агрегаты с герсдорфитом и золотом (N i 0.99-1.01 COo.01) 1.00-1.01 As! .00 Ишкининское

197. Саффлорит6 (CO0.96Nl0.0sFe0.04)l.08(As, .98So.02)2.00 — (COo.58Nio.3lFeo.l6)l.05(ASi.27So.73)2.00 Ni до 10, S до 13 мае. %

198. Раммельсбергит6 (Nio.88COo.loFeo o4)l.02(ASi 92So.08)2.00 (Nl0.54CO0.4lFe0.06).0l(ASi.9sS0.02)2.00 S до 1.3, Fe до 1.4, Co до 12, Bi до 1 мае. %

199. Крутовит6 (Nio.9 l-0.80CO0.08-0.13 Fe0.02-0.06) i о l-0.99(As 1 74 1.51 So.26—0.49)2.00 Fe до 2.3, Co до 5, S до 8, Bi до 1 мае. %

200. Пильзенит Изометричные зерна до 15 мкм в пирротине в ассоциации с самородным золотом и висмутом Bi4.43Te3.00 Примеси Си до 1, Сг до 0.3, Sb до 0.2 мае. % Ивановское

201. Раклиджит Зерна каплевидной и удлиненной формы размером первые мкм Те (31.40 мае. %), Bi (41.19 мае. %) и РЬ (2.82 мае. %) Ишкининское

202. Зерна каплевидной форма 2-10 мкм; ассоциация с пиритом и халькопирит-магнетитовыми агрегатами Ag 13-24 мае. % Дергамышское

203. Самородный висмут2 Изометричные зерна до 10 мкм в ассоциации с самородным золотом на контакте высококобальтового пентландита, пирротина и халькопирита Примеси Au (0.3 мае. %), Сг (0.4 мае. %) и Cd (0.1 мае. %) Ивановское