Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Минералогия, закономерности распределения и геохимические связи редких элементов (Bi, Ад, Те, Se) в рудах W-Mo месторождений Ц.Казахстана

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Автореферат диссертации по теме "Минералогия, закономерности распределения и геохимические связи редких элементов (Bi, Ад, Те, Se) в рудах W-Mo месторождений Ц.Казахстана"



^ } \\Ofi

На правах рукописи

СТРАХОВЕНКО Вера Дмитриевна

МИНЕРАЛОГИЯ, ЗАКОНОМЕРНОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ГЕОХИМИЧЕСКИЕ СВЯЗИ РЕДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ( В1 Ад, Те. Эе ) В РУДАХ \Л/-Мо МЕСТОРОЖДЕНИЙ Ц.КАЗАХСТАНА.

04.00.02 - геохимия 04.00.20 - минералогия, кристаллография

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

НОВОСИБИРСК 1996

Работа выполнена в Обьединенном институте геологии, геофизики и минералогии Сибирского отделения Российской Академии наук.

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук Ф. В.Сухорукое

Официальные оппоненты: кандидат геолого-минералогических наук, доцент Ю.С.Бородаев доктор геолого-минералогических наук, профессор В.И. Сотников

Ведущая организация: Центрально-Каэахстаноское Управление охрана и использования недр Республики Казахстан ( Караганда)

Защита состоится "¿О" ММЛс^^Лл996 в ТУ часов на заседании диссертационного совета Д 002.50.02. в Обьединенном институте геологии, геофизики и минералогии СО РАН, в конференц-зале.

Адрес: 630090, Новосибирск - 90, Университетский пр-т, 3.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ОИГГиМ СО РАН.

Автореферат разослан * • С/^т.^^Пг^ 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, доктор геол.-мин. наук '' А.Б.Птицын

Актуальность проблемы. Полное, рациональное использование минеральных богатств

- необходимое условие развития современного общества. Вольфрамовые руды - руды комплексные. ['сшыше проблемы безотходной технологии переработки вольфрамовых руд невозможно без постановки глубоких систематических исследований по изучению форм нахождения вольфрама и сопутствующих элементов в рудах.

По запасам вольфрама Казахстан занимает первое место в мире. Около 86% запасов вольфрама приходятся па долю штокверковых руд. Руды изученных редкомсталльных \У-Мо месторождений В.Кайракты, Коктенколь, С.Катпар и Акмая, которые расположены в Успенской тектонической зоне, связаны с лейкогуанитами акчатауского комплекса, приуроченным к глубинным разломам. Согласно систематике Г.Н.Щербы месторождения С.Катпар и Промежуточный уч. Коктепколя относятся к скарново-карбонат-грейзеновым, В.Кайракты - кварцено-жильпым, Коктенколь и Акмая к грейзепо-кварцево-жильным. Основными рудными элементами являются У/.Мо.Ш. п больших количествах также присутствуют Си.Гс. Месторождения отличаются соотношением этих элементов в рудах. Кайрактннское и Акмаинское месторождения являются вольфрамовыми, с большим количеством железа. Катпарское месторождения - медно-вольфрамовым. Коктенкольское

- вольфрам-молибдеп-ыедпое. На всех месторождениях процесс рудообразования разделяется на три стадии: молибденовую, редкометалльную и сульфидную. В свою очередь стадии разбиваются на последовательно сменявшиеся минеральные ассоциации, значительно отличающиеся но месторождениям.

Цель работы и задачи исследования. Основной целыо рабош явилось детальное и всестороннее изучение вольфрамовой, молибденовой, висмутовой, серебряной, теллуровой миперализаций: выяснение геохимических и • минералогических закономерностей названных миперализаций на месторождениях, относящихся к одной редкометаллыюй \V-Mo формации, но разным генетическим типам. Для достижения цели решались следующие задачи: Детальное изучение шеелитов для выявления закономерностей распределения в них Мо и ТО и сопоставление оригинальных данных с литературными.

Определение форм нахождения В!, Ац, Те н Яе в рудах месторождений на базе выявления н изучения химического состава как их собственных минералов, гак и мипералов-поентелен.

Изучение состава, текстурных н структурных взаимоотношений висмутовых минералов между собой и с другими рудными минералами для определения их возрастных и пространственных соотношений.

Обсуждение на изученных месторождениях особенностей формирования минералов висмута.

Фактический материал и методы исследования: В основу диссертации положен материал, собранный автором в ходе полевых работ 1983-1991 год, с документированием керна скважин и горных выработок. Для изучения минерального состава руд отобрано, изготовлено и изучено с помощью микрозопдового анализа около 1080 аншлифоп( более 3000 микрозондовых анализов). Около 100 аншлифов предоставлены автору геологами ПГО "Центрказгсология". Автором отобраны и исследованы 12 монофракций ( шеелит, вольфрамит, флюорит, апофиллит) и, кроме того, 38 монофракций различных минералов месторождения С.Катпар, полученных от геологов геохимической партии ( Корниловой Л.С.).

Для изучения закономерностей распределения элементов Те, Ац, Си, РЬ, Ш в висмутовых минералах и Мо в шеелитах также использовалась фотосъемка в характеристическом рентгеновском излучении, в поглощенных электронах, (более 230 фотографий и 15 профилей ) и в отраженном свете. 6 проб исследованы рентгеноструктурным методом. Методом атомной абсорбции проанализированы 38 монофракций минералов, 340 образцов вмещающих пород и руд. В шеелитах двух месторождений нейтронно-активационным методом проанализированы содержания редких земель (52 образца).

При написании работы использованы результаты аналитических исследований, фондовые материалы и опубликованные материалы работ Г.Н.Щербы, А.К.Мазурова, Л.С.Корниловой, С.В.Зубаря, А.К.Абеулова и других.

Научная новизна. Впервые детально изучена зависимость распределения Мо в шеелитах от множества факторов ( парагенетическая ассоциация, размер зерен, время отложения и др. ). Эмпирически показана непрерывность изоморфного ряда шеелит-повеллит вплоть до 25% МоО.1 Существенно дополнены данные о распределении редкоземельных элементов в шеслитак , что позволило говорить о широком диапозонс отложения шеелитов и подтвердило наличие трех генераций шеелита па месторождении В.Кайракты.

На месторождениях Коктенколь. С.Катиар, Акмая установлены ранее не отмечавшиеся висмутовые минералы: купровисмутин. эмплектит, жочеит А , сихиодимит (С.Катиар) ; исе ипсмутоиыс сульфосолн ( Коктенколь ), икунолнт. галеновисмутит (Акмая ).

Определена индикаторная роль висмутовых сульфосолей для рудоотлагающнх растворов рассматриваемых месторождений.

Впервые щучены блеклые руды месторождении. Покачано, что они имеют различные количественное распространение, время образование, химический состав катионом, но при этом все относятся к тетраздритовым.

Впервые детально исследовано поведение селена, теллура, серебра в рудах рассматриваемых месторождений. Уточнены и охарактеризованы их минералы-носители и минералы- концентраторы.

Защищаемые положения:

1.На месторождении С.Катпар установлена непрерывность ряда шеелит-повеллит с образованием серии молибдошеелитов по крайней мере до 25 М0О3 %. Для образования молибдошеелитов необходимо одновременное выполнение двух условий: отложение молибдошеелитов должно происходить в высококальциевой матрице и из флюида (раствора), содержащего высокие концентрации молибдена.

2. По уровню содержания РЗЭ, по соотношению легких и тяжелых лантаноидов шеелиты месторождения В.Кайракты образуют три группы, подтверждающие наличие трех генераций этого минерала. В шеелитах месторождения В.Кайракты распределение РЗЭ соответствует графику распределения РЗЭ в лейкогранитах,

а в шеелитах С.Катпарского месторождения - обобщенным графикам РЗЭ в., шеелитах из гранатового скарна, приведенным в работах КакпЬаК I..

3. Для изученных месторождений У\1-Мо формации ассоциация висмутовых минералов не зависит от генетического типа руд. Элементный состав висмутовых сульфосолей отражает геохимическую специализацию рудообразующего раствора, время их образования. В1 ассоциации месторождений Акмая и В.Кайракты образовались в слабощелочных условиях, при высоких температурах, а месторождений Коктенколь и С.Катпар в слабокислой среде в широком диапазоне температур.

Л

4. Блеклые руды данных месторождений относятся к тетраэдритовым и имеют постоянную примесь висмута, различаясь временем образования и катионами в позиции А.

5. На данных месторождениях теллур, селен и серебро приурочены к висмутовой минерализации. Процесс минералообразования сопровождается разделением теллура и селена. Теллур образует собственные минералы, которые отлагаются, в основном, в начале формирования висмутовой ассоциации. Относительно селена выявлена одна общая закономерность: рассеяннее его фактически во всех минералах и максимальное накопление в минералах свинца.

Практическая ценность работы. Основные результаты работы по всем месторождениям использованы при подсчете промышленных запасов полетных компонентов. Установлены простраствепные закономерности распределение молибдошеелитов на месторождении С. Катпар, что имеет важное значение для разработки технологической схемы обогащения и переработки руд. Определены главные минералы-концентраторы и -носители висмута, серебра, теллура и селена, без чего невозможен правильный выбор технологической схемы переработки руд. Выявленные геохимические особенности висмутовой и шеелитовой минералнзаций могут быть использованы в учении о минералогических индикаторах генезиса эндогенных руд.

Апробация работы и публикации. Основные материалы и научные выводы диссертации изложены в 5 научных статьях и в 5 отчетах. Кроме того часть данных диссертационной работы изложена в тезисах 16-й сессии Международной минералогической ассоциации ( 1994г., Пиза, Италия ).

Обьем работы И структура. Диссертация содержит страниц текста и состоит из введения. 4 глав и заключения.- Она сопровождается 62 рисунками и 5 таблицами, а также списком литературы, включающим 74 наименований.

Автор выражает искреннюю благодарность всему коллективу лаборатории, геологам ПГО "Центрказгсологии" и научному руководителю за содействие и помощь в процессе работы.

ВОЛЬФРАМОВАЯ И МОЛИБДЕНОВАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИИ

/

Па месторождениях П.Кайракты. (.'.Катпар и Промежуточный участок Коктснколи шеелит является единственным носителем вольфрама, а на месторождениях Акмая. Коктенколь присутствуют шеелит и вольфрамит.

Месторождение С.Ka rnap

Па месторождении С.Катпар шеелит присутствует в виде кристаллов и ксеиоморфиых черен во всех зонах скарна, а также в виде собственных тончайших прожилков, более поздних чем скариовые. но предшествующих апофнллнт-молибденит-ннрит-хальконнрпговон минерализации.

Начиная с 60-х годок в литературе развернулась дискуссии о существовании непрерывного ряда шеелит - попеллит и об условиях их образования. 11 настоящее время нет недостатка и теоретических и экспериментальных работах утверждающих и обосновывающих как идеальный характер твердого раствора в широком диапазоне темиератур( Иванова и др.,I486; Киселева и др., 1980; Степанов и др., 1990), так и доказывающих обратное ( Кононов, 1972; Граменицкий и др., 1980). Что касается условий их образования, то согласно работам ( Hsu, 1973; Teuais Kwak, 1978; Ивановой, 1987) условия образования шеелита и молибденита существенно перекрываются. А для образования повеллнта требуется высокая окислительная обстановка. При этом авторы отмечают, что содержание Мо и молибдошеелитах независит о г температуры их образования.

Изучение 360 образцов шеелита показало, что содержание Мо в шеелитах колеблется or пулевого значения до 30,8%; при среднем значении в 2.5% (рнс.1).

40 о

200

160

240-

75 85

2б

120

00

4

10 20 30 40 50

I'nc.l

Ьжж-диаграмма состашш минералов шеслит-нонеллнтпвот ряда н координатах С'аО - WO, - МоО,

Гистограмма содержании Mo()i% в шеелитах по 646 микрочомдошлм анализам.

В области прилегающей к поиеллиту отмечаются только единичные образцы. Довольно много точек легло в область средних значений ( содержания МоОз до 30%). Гистограмма и блок-диаграмма лают основания утверждать существование непрерывности в ряду шеелит - повеллпт вплоть до 25% MoO.t. При этом следует отмезить. «но совместно с молибдошеелитом образуется и молибденит. Слабая распространенность в природе повеллита и молпбдошеелнтов с содержанием MoOj выше 25 мас.%. по-видимому, обьяснястся редкостью достижения в флюиде высокой окислительной обстановки.

Изучение шеелитов в характеристическом рентгеновском излучении выявило зональное и равномерное распределение Мо в зернах. Среди зональных зерен можно наблюдать зерна как с прямой, так и с обратной зональностью..

Расчет коэффициентов парной корреляции сделанный по 75 образцам показал, что содержание Мо в шеелитах не зависит от размера и формы зерен, глубины залегания и др. Анализ всего материала (800 обр.) позволяет выявить основную тенденцию: снижение содержания молибдена в шеелитах от периферии к центру скарнового прожилка. В центральной части резко выделяются повышенным содержанием молибдена лишь шеелиты из флюоритовой матрицы.

Вольфрамиты на месторождении С.Катпар обнаружены не были.

Месторождение Акмая.

Руды месторождения Акмая долгое время считались только вольфрамиговыми, но затем был обнаружен шеелит. Основная часть вольфрамигои представлена побнеритом.. Шеелит был отобран из всех типов пород, где он встречается. Из 31 образца, только в 4 присутствует примесь Мо( max - 4.75 MoOj% ). Это шеелит из метасоматических зон, которые по минеральному составу близки к скарнам.

Месторождение Кокз онколь.

На месторождении шеелит является главным рудным минералом только на участке Промежуточный, а на Южном и Северном основные минералы - вольфрами т, молибденит, шеелит. На Промежуточном участке среди вмещающих пород подавляющее развитие имеют скарны, но также присутствуют роговики, алевролиты и вулканиты. Образцы шеелита отобраны из всех типов пород. Высокое содержания Мо в шеелитах ( в среднем 12.5% MoOj), отмечается только в образцах из скаршш. Шеелиты из других типов пород аналогичны шеелиту Южного участка. На Южном участке примесь Мо сели и присутствует, то в очень незначительных количествах (max MoOj -0.23%). В ассоциации с такими шеелитами находится флюорит.

Из вольфрамитои па ранней стадии преобладает фербернт, а более поздние почти па 100% представлены побнеритом.

Месторождение Верхнее Кайпакти

На этом месторождении шеелит является главным н резко преобладающим рудным минералом, ('ocian его соответствует теоретическому, присутствие новеллитового компонента практически не отмечается ( MoOj - 0.03%).

ххх

На всех месторождениях первым из рудных минералов образуется молибденит, состав которого соответствует теоретическому. Образование молибденита продолжается и в основную редкометалльиую стадию. Максимальные количества молибденитовых руд отмечаются па Северном участке Коктенколя, а также значительные количества молибденита образуются в последней рудной ассоциации на месторождении С.Катпар (апофиллнт-пирнт-халькопирит-молибденитовая).

Таким образом, из нссх рассматриваемых месторождений молибдошеелит образуется только в скарновой ассоциации ( высококальцневая среда) и при отложении молибденита на протяжении всего рудного процесса.

Из сказанного вытекает первое защищаемое положение: На месторождение С.Катпар установлена непрерывность ряда шеелит-повеллит с образованием серии молибдошеелитов по крайней мере до 25% MoOj. Для образования молибдошеелитов необходимо одновременное выполнение двух условий: отложение молибдошеелитов должно происходить в высококальциевой матрице и из флюида (раствора), содержащего высокие концентрации молибдена.

Шеелиты двух месторождений , а именно, Верхнекайракзниского и Катпарского исследованы нейгроппо-актнваииониым методом на содержание редких земель . Содержание лаптаноидон и иттрия в шеелитах, нормированные по хондригу, вынесены на график (рис.2). В основной группе преобладает такое же распределение редких земель, как обычно наблюдается в лейкогранитах (Абрамов C.V. и др..19%: Виноградова Л.Г и др., 1ЧХ2; IMIenderson.1484; IJtaimbaull.1993; S.S.Malvcyeva.1995 ). ')го. по-видимому, наиболее ранним шеелит, и котором спектр лантаноидов унаследован от гранитов. В шеелитах второй группы распределение лантаноидов почти такое же, по не отмечается европиевои аномалии. Шеелиты третьей группы обнаруживают совсем иную тенденцию :

и них значительно меньше легких лантаноидов и больше тяжелых, четко выраженная положительная аномалия евроння. меньше среднее содержание РЗ'), равное 0.09%.

700 600 500

400' 350

300

250

200

15^ 100 50

График распределения РЗЭ ■ шеелитах месторождений Верхнее Кайракты и Северный Кагпар

Верхнекайрактинское м-ие

о-о 1группа ыеелитовС. 23 ан-ов ) ♦-♦^группа юееяитовС II ан-ов ) •"•Згруппа ш«елитов{ 8 аи-о* )

£ев«рохатп&рско« м-ие

»-•( 4 аналн» )

. . ?г. Цу .

1а Се N<1 Ей ТЪ Но Тт УЬ У Р«С.2

Согласно работам (Ка)тЬаии,1993; АЬас1-Ог1еца,1993) такие параметры характерны для более щелочных условий. Таким образом распределение РЗЭ подтверждает ранее выдвинутое предположение предыдущих исследователей о трех генерациях шеелита.

Сравнение графика распределения РЗЭ в шеелитах С.Катнара с аналогичными графиками шеелитов из разных типов месторождений, приведенных в работах 1.Яа[шЬаик и др. показало, что данное распределение аналогично характерному для шеелитов из гранатовых скарнов. Следовательно значительная часть шеелита месторождения С.Кагпар связана с процессом скарнообразования.

Поведение РЗЭ в шеелитах месторождений В.Кайракты и С'.Катиар соответствует общим критериям распределения РЗЭ в шеелитах разных месторождений, сформулированных Г'ордуколовым(19X6), Кудриной (1986,1991 ). 1'адспко МЛ. (1989, 1991) . Например, наиболее высокие концентрации редких земель характерны для квариево-жилыю-ипокверковых месторождений. Па противоположном конце ряда располагаются скариопо-карбонатпо-грен зеновые. В ряду от ктырцено-жильиых к

скарновым отношение легких лантаноидов к тяжелым увеличивается. Что мы и имеем: па месторождении П.Канракты. которое относится к кварцево-жпльному тину. в шеелитах получено высокое содержание редких земель £TR=0.117%. высокие* содержание 1-дг-12.121-/г. при соотношении ХСе/ ZY =5.76. На месторождении С.Катпар содержание редких земель нетначи к-льпо - £TR=0.0085% и Ни-0.57. соотношение У Cd £Y - 7.89.

111 данного ма гериала вытекает второе защищаемое положение: По уровню содержания РЗЭ, по соотношению легких и тяжелых лантаноидов шеелиты месторождения В.Кайракты образуют три группы, подтверждающие наличие трех генераций этого минерала. В шеелитах месторождения В.Кайракты распределение РЗЭ соответствует графику распределения РЗЭ в лейкогранитах, а в шеелитах ' С.Катпарского месторождения •• обобщенным графикам РЗЭ в шеелитах из гранатового скарна, приведенным в работе L.Raimbault.

ВИСМУТОВАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ Ннемуг является важным характерным 'моментом для штокверково-грейзеновых вольфрам-молибденовых месторождений.

I) последние время значительное количество работ посвящено рассмотрению висмутовой минерализации на месторождениях, относящихся к разным формацнонным типам. При ним основными представителями W-Mo формации выступают месторождения Акчатау. Джнда. Караоба. которые относятся к i рензеново-кварцево-жильному генешческому типу. Материал, представленный в пои работе, касается изучения I5i минерализации на месторождениях, относящихся к одной W-Mo формации, но разным генетическим тинам. Наряду с висмутом, была изучена геохимия и минералогия теллура, селена, серебра, находящихся в тесной ассоциации с ним.

Месторождение Сеиерный Karnap. Предыдущими исследованиями месторождения Северный Karnap (Корнилова. 1ЧХ4). котрое износится к скарпово-карбошп-греизсновому тину, отмечено широкое и разнообразное развитие висмутовых минералов. Нами их присутствие обнаружено в более чем S00 ашнлифах. Результаты их микроскопическою и мнкрозоплоного исследовании подтверждают наличие всех ранее выделенных висмутных минералок. Мнкрозондовым анализом получены более точные их сзе.хнометрические формулы. При ном среди висмутных минералов выявлены такие, которые ранее не тмечались:

прежде всего л то минералы гомологического ряда аикинит-внемугпп. висмутсодержащие блеклые рулы, куироиисмупш. сихподимпт ( рпе.З ).

Витгихенит (Cu.iBi.4j) -самый распространенный висмутовый минерал на

месторождении. Встречается в виде отдельных черен и выделений размером (о.оп - п мм.).

1'ис.З 2(CU' ^

Диаграмма составов висмутовых еульфоеолей меди, серебра и сшита месторождения С.Катар в координатах 2(C'u.Ag) - l'b - Bi. В иоле треугольника цифрами обозначены точки теоретического состава: 1-айкнниг. 2-фридрихит. 3-хаммарит. 4-лнндстремит. 5-крупкаит, 6-глалнт. 7- покоит. 8-ниемутин. 9-козалит. Ю- галсновис-мутпп. I 1-внгшхеннг. |2->мплекззгт

О- анализы висмутных сульфосолси Си и l'b J&O jRi ^^УЪсЙ

• - анализы висмутовых еульфоеолей Л y. Cu и l'b 0 (ft yr о »Я

в воллаезонитовон и гранатовой зонах скарновых прожилКон, а также в тесном срастании

с другими сульфосолями. Во многих выделениях хороню нидны структуры замещения

вигтихеннтом минералов ряда айкннит-висмутин и 'шплектита. Из элементов-примесей

витгихенит содержит Ац - 0,53%, ( 0.0 - 9.55%); Se - 0.07%, ( 0,00 - 0.75%).

Эмплекгит ( CU1.1B1S2) - второй по распространенности висмутовый минерал, обычно образует тонкозернистые агрегаты, сноповндпопластннчатые выделения в ассоциации с халькопиритом, борнитом, сфалеритом, висмутовыми минералами. Размер зерен и пластинок от 0,0п до О.п мм. Во многих случаях хорошо видны структуры замещения эмилсктитом минералов ряда айктшт-висмугии и висмутовых сульфосолей синица. Из примесей в шплекгизс обнаружены Лц - 0.1%, Se - 0,08%.

Кунронисмугни-нрсдставлсн двумя разновидностями. Размер зерен колеблется от 0.0 N до 0.N мм. Средний состав первого минерала: Си - 14.54%; B¡ - 65.07%; S - 17.96%. Следует отметить высокое содержания примесей почти во всех зернах Лу -1,52%; Se - 0,1 2%. Состав второго минерала: Си - 12,04%: РЬ - 6,57%; B¡ - 61,05%; S - 18,28%. Всегда зерна купровисмугипа замешаются эмплектитом и виттихсиитом.

Висмутовые сульфосоли свинца - представлены в основном двумя минералами: козалитом и галеповнемутитом. Присутствуют они па месторождении в небольших количествах, образуя зерна, пластинчатые выделения неправильной формы размером О.Оп до О.п мм., находящиеся в тесном ураезанин с галенитом, халькопиритом, друшмн висмутовыми минералами. Части в массе сшпщово-висмуювых сульфосолей встречаются учаезки. которые имеют нористув) структуру н состоят из мелких зерен галенита и внемуза самородной).

1(1

Bucmvtouuc сулмЬосолп меди и свинца в резко подавляющем количестве представлены минералами гомологического ряда анкишп-внемугин, широко распространенными па месторождении. Псе члены ряда обогащены Си. содержание Se резко уменьшается от аПкшпгга к висмутину, полностью отсутствуют примеси Ag н Те. Обращает на себя внимание неравномерность распространения членов ряда, а именно резкое преобладание анкипнта. фридрихита, крунканта и висмутина но отношению к другим, lice они образуют зерна, агрегаты зерен размером от О.Он до п мм. которые встречаются как н виде моном1шералы1ых выделений. гак и в тесном срастании с халькопиритом, внп ичеиитом. змплектизом и другими висмутовыми минералами. Состав апкнннта (Cui cwI'liocjUiSi.») соответствует теоретическому. Лйкипиты месторождения в виде примеси содержат. Ag - 0.54%. Se - 0,9%, ( 0,00 - 1,5%. Состав (Ьридрихита (Cus.fcPbjBirSig.,) близок к теоретическому. Из примесей отмечается Se - 0.42%. ( 0,02 -0.65%). Состав круикаита ( Cui.jI'hBiSt) также близок к теоретическому и содержит примесь Se - 0,29%, ( 0.11 - 0,48%). В составе висмутина отмечаются примеси Си - 0,78%, ( 0.02 - 2,11 %) и I'b - 1.99%, (0.09 - 4.87%);

Из графиков распределения висмута, свинца и меди ( рис. 4).

1'ие.4 Графики распределения висмута, меди и свинца через выделения представленные висмутом самородным, который замещается висмутовыми сульфосолммн.

построенных методом непрерывного микроюиднроииния, ВИДНО. что при ЗаМСЩСНИИ инсмута самородного образуются фактически псе минералы ряда ниемутнн-анкннит.Лрн •>гом замещение может начинаться с отложения любою нз минералов данного ряда

На месторождении Катнар широко представлен спектр теллурндон и сульфотеллуридов. Эти минералы обраэуюг отдельные терна, срастания черен с нмемутом самородным и галенитом. Они всегда расположены в матрице, представленной висмутовыми минералами илн'халькопирптом. Самыми распространенными минералами среди них являются: жочеит В ( Ui/Iei xScomS). жочеит Л ((B¡,Pb)jTe(S.Seh. тстралимнт (liii.iTejS). hymoht (BÍmTc). гсссит (AgiTe).

Можно цыделитт. закономерность образования висмутовых минералов: первыми из них образуются висмут самородный, сульфогеллуриды и теллуриды ниемуга. далее свинцовые сульфосолп висмута, медноевнпцовые сульфосолн висмута, и замыкают лот ряд медные сульфосолн висмута.

Месторождения Лкмая.

В работе Н. И. Поповой и Г.Н.Нсчелюстовым (1971) охарактеризованы на месторождении Лкмая. которое относится к грейзено-кварцево-жильиому. висмуг самородный, висмутин и сделано предположение о присутствии галсповисмугина.

Нам удалось значительно расширить список висмутовых минералов. Помимо висмута самородного и висмутина, которые являются самыми распространенными на месторождении присутствуют также козалит, галеноииемугии. различные сульфотеллуриды и теллуриды висмуга и очень редкий висмутовый минерал нкуиолит (рис.5). Размер черен колеблется от О.ООп мм до п мм. 2( Cu, Ag)

Рис.5

Диаграмма составов висмутовых сульфосолсй серебра и свинца месторождения Акмая в координатах 2(Си.Лц) - (Pb. Se) - B¡. В ноле треугольника цифрами обозначены точки теоретического состава: 1 -кочалит, 2- галснонисмутип. 3 - висмутин

(Pb.S

Висмуг самородный образовывался двумя путями: собственно из рудных растворов, а также при десульфндизации. распаде внемутовых сулы|юсолсй. Такой висмуг самородный образует сложные узоры прорастания с галешпом. В таких выделениях часто прнсуктвуюз теллуриды висмута.

Cocían внсмуnina coomeiетиует теоретическому. если учесть примеси синица.

I [куноли г (ll¡.,S,,n) - -нот редким минерал наречен на мсаорожденин в 4 образцах. Состав его соответствует теоретической (формуле, при учете нрнмесн теллура: Iii - NS.46% ( «ЧЛ.24 - W.fc.l I.S-10.I4% ( 4.02 - 10.41) ). Т с - ().Х% ( II.U - 2.20 ). Se - 0.09% (0.00 - О.лХ ). Присутствие пню минерала в образцах било подтерждепо методом

порошковой реп rrenorpai|iini.. Нкунолнт замешает висмут самородный, козалнт. а но нему

<

развивается висмутин.

Галеноинсмутии и козалнт - встречены в двух образцах, составы близки к теоретическим, нз примесей в козалнте отмечается Лц - 1.42%( 0.55 - 2.25%). Н образках они ирпсутстуют Ii виде копьевидных зерен, которые образуют крупные выделения.

IIa месторождении широко распространенны еульфотеллуриды и теллуриды висмута, а именно: жозент В (liij.iíТе..Че)|.чХ). жозент Л ( (Bi.l'li)i(Te.Se)(.S.Se)iii ), тстралнмитШьТсцН). пумоит (Ни Те?), хеллсиит íl)i? ГГс).

Преобладание, в основном. выделений. имеющих пористую структуру и представленных тесным срастанием галенита и висмута самородного, иногда с добавлением нкунолнга. висмутина свидетельствуют о том. что на месторождении имел мест процесс десульфнднзацпн. С >тнм же процессом связаны: замещение пирротина ипритом { гакне выделения очень часто ассоциируют с висмутными минералами) и замещение тс тралим ита галенитом и цумоитом.

I lepiii.iMii среди висмутовых минералов отлагаются висмутовые су.тьфосоли свинца, висмут самородный, чуть позднее сул/.фотеллурнды п теллуриды пишут. I /ослелним нз висмутовых минералов отлагается висмутин.

Мссторожде! i ис koktci i кол ь.

На месторождении Коктепколь. участки которого относятся к разным* гспсшческим типам: Промежуточный - скарпоно-карбонат-грейзеновыи. а Южный и Северный к грспзепоно-кварцево-жильным, прежними исследованиями ( Щероа. 1978) отмечено присутствие минералов висмута в составе двух иарагсиапческпх ассоциаций: калнпшат - кварц - мусковит - пирит - висмутин - вольфрамитовоп н флюорит - борнит -сульфосолевой. которая накладывается на иред|.|дущие. Нами детально изучены обе ассоциации и выяснено, что кроме висмутина и висмута самородною и вольфрамовой ассоциации широко распространены висмутовые су.п.фосолн. |с.,шурнды и еульфок'ллуриды (рис.б). Таким обратим, но набору минералов, а самое i данное, попримееям в них минералах, обе ассоциации ничем не отличаются.

П

2(Cu

1'нс.б

Диаграмма составов висмутовых сульфосолей моли, серебра и синица месторождения Коктенколь в координатах 2(C'u.Ag) • l'b - Hi. II поле треугольника цифрами обозначены точки теоретического состава: 1-анкинит, 2-фридрихит. З-хаммарит. 4-лиидстремит. 5-крункаиг.6-гла.'[нт, 7 •покоиг, 8-инемутин. У-козалнт. Ю-чмплектит О- анализы висмутных сульфосожи Си и l'b • - аналиш висмутных сульфосолсн Лц. Си и 1'и.

Не отличаются также висмутовые ассоциации в рудах разных участках месторождения.

Самыми распространенными минералами висмута являются висмутин и висмут

самородный. 1>ол1.ишпство тучсшн.1х минералов висмута принадлежат к сульфосолям

ряда айкиннт-инсмугнн.Гомологи данного ряда на месторождении образуют как

обособленные выделения, гак и агрегаты зерен, которые слагают тесные срастания с

другими висмутовыми минералами, гссснтом и халькопиритом. О взаимоотношении

сульфоеолей с другими минералами можно сказать следующее: почгн во всех образцах

они замешаются чмплсктитом (Cui.oiBiS;). халькопиритом с обособлением зерен висмута

самородного.

Круикаит ( C'ijj.i I'bHi.iS,,) - наиболее распространенная на месторождении висмутовая сульфоеоль. Из примесей можно отмстить сурьму - 0,12%. То - 0.06%. ( 0.000.15%); Se- 0.06%. ( 0.06- 0.16%).

Висмутин - в его составе отмечаются прпмсси Си - 0,66%.( 0.00 - 1,48%); l'b -3.08%,( 0.00 -4.76%) : Тс - 0.22%. ( 0.00- 0,4%); Se - 0.07%.( 0.02 - 0.12%). Микрозоидированние поперек удлинения одиночного кристалл показало, что он представляет собой непрерывный ряд минералов где центральная часть сложена висмутином, а края гиалитом. ( рис.7).

1>ие.7

График распределения висмуга. свинца и меди в поперечном сечении монокристалла, в центральной част близкою но составу к висмутину, а но нерефнрин - к гладпту. Но i ретинам присутствует халькозин.

Ы

Сульфовисмуги.чи меди, серебра и свинца • установлены в трех образцах Южного н Промежуточного участков. По всех образцах выделения имеют зональное строение: центральная часть сложена в основном медпо-серебрякыми сульфовисмугидами с небольшим количеством свинца (C'uiiAgid'bmliiiuSi,,). Другие фазы слагают периферийную часть выделений, которая имеет пористое тонкозернистое строение, содержит мелкую сыпь зерен висмута самородной) и представлена сульфовисмугидами меди, серебра и свинца ((Ag.('u);il'b;<,BiiüN|it). С'ульфоинсмутиды образованы позже крунканта.

Ii рудах месторождения Коктспколь много выделении с реликтовой структурой. ')тн выделения изобилуют пустотами и сложены срастанием трех-чегырех минералов: галенита, халькопирита, висмутина, висмута самородного.

'Гетрадимнт (UijTejS) - фактически единственный представитель теллуридов и сульфотсллуридон висмута па месторождении. Из примесей обнаружены: Sc - 0,14% (0,080,22%); Sb - 0,27% ( 0. i 8--.34%); Си - 0.16% ( 0.08 - 0.26%).

Па месторождении Коктепколь первыми формируются сульфотеллуриды, висмутовые сульфосолн меди и свинца. Одновременно с ними или чугь раньше отлагаются свинцовые висмутовые сульфосолн. Далее образуются сульфовисмутиды, и последним нз еульфосолси является омилектит.

Месторождения Верхнее Кайракты.

IIa месторождении П.Кайракты. которое озтюсп'тся к кварцево-жнльпому типу, всего в 28 образцах из 150 изученных были встречены висмутовые минералы. В рудах определены всего три минерала: нисмуг самородный, висмутин, хедлейит с переменным соотношением висмута н теллура. В образцах много выделений, имеющих реликтовую структуру, где тонкие прожилки, ограниченные пустотами. сложены висмутом самородным, галенитом, висмутином, иногда халькопиритом. Судя по морфологии выделений н составу . данные агрегаты представляют собой продукты разрушения (десульфидизации) сложных висмутовых сульфосолей.

Висмут самородный - основной висмутовый минерал. Часто зерна висмута самородного замешаются висмутином, бисмитом.

Хедлейит - встречается на месторождении в виде мелких зерен ( сотые доли мм), которые располагаются в массе висмута самородного. Хедлейит обладает переменным составом: Iii - 71.74% ( 60.24 - 76.04%); Тс - 23.94% ( 20.31- 35,82%); l'h - 0,64% ( 0.31 -1.15%); Sb - 0,22% ( O.IK- 0.24%).

Галенит - встречается в ассоциации с висмутовыми минералами в виде самостоятельных выделений и как продукт разложении сложных минералов висмута В составе галенита отмечается постоянная примесь висмута:1 В1 - 2.43% ( О.Ч - 4.27%). Из примесей также отмечаются Лу - 0,6% ( 0,00-1.74%); Те - 0.11% (0.01 - 0.28%).

При изучении зерен галепнга в отраженном свае в иммерсии и на микрозопде были выявлены мнкровключения оптанта. висмута самородного. Согласно |рафпкам распределения содержаний Тс. Дц, № в га лешие, можно нрсдпол< >жн I ь существование мнкровключевий тессита.

ххх

Для выявления отличительных и сходных черт висмутной минерализации месторождений было проведено сравнение месторождении по веем выше приведенным данным, а также по данным корреляционного анализа концентраций элементов во вмещающих породах н рудах, полученных атомно-абсорбционпым методом (рис.8). Ми С';; Ш Си--У-п Месторождение Северный Катиар

-К' РЬ- Ли.

---V/ (по 135 пробам)

В^-Си-V/ Месторождение Коктепколь

1'Ь Мо (но 232 пробам)

Ц^ ^РЬ Си ——^Со Месторождение Лкмая

Лу Мо 4/.и N'1 (но 25 пробам)

Месторождсн не В. К а и ра кты

( схема взята из работы Г.И.Пильдиш).

■ ■ - коэффициент корреляции от 1.0 - 0.6

- - коэффициент корреляции от 0.6 - 0.4

- - коэффициент корреляции от 0.4-0.3

- коэффициент корреляции от 0.3-0.2 ...отрицательный коэффициент корреляции. Рис.8

В результате выявился ряд закономерностей. Группе элементов, объединенных значимыми положительными коэффициентами корреляции, соогвекгвует элементный состав сложных сульфосолсй. Гам где висмут тесно связан с группой нолнмезаллов, на месторождениях присутствуют разнообразные висмутовые сульфосолн меди и свинца.

На месторождении В.Кайракты висмут связан с вольфрамом, и обособленно располагается ¡руина нолимсгаллов. И для месторождения характерен ограниченный спектр ннсмутоных минералов. при большом количестве висмута н рудах. На месторождении Лкмая. группа полимегаддов разделилась: Р1> н Ли образовали треугольник с В|. а Си. Мо недуг себя обособленно. При ном на месторождении Акмая имяплены именно висмутовые сульфосоли свинца. То сеть висмутовые сульфосоли являются минералогическими индикаторами парагенстичеекой ассоциации элементов рудоотлагающего раствора.

Используя экспериментальные данные по полям устойчивости минералов по литературным данным . а именно нижний предел для гомологов ряда айкннит -висмутин 30()°-250°С. галеноипемутииа - 4004'. хендлсита и иильзепига 4504', верхний для •шмлектита ЗХ0°С п то . что Ш самородный и теллурнды образувнеи в слабощелочных условиях, сульфосоли в нейтральных-слабокислых, можно предположить что В1 ассоциации месторождений Акмая и В.Кайракты образовались в слабощелочных условиях при высоких температурах , а Коктснколя и ('.Катара при широком диапазоне температур и рН. То есть основная масса висмута на месторождениях Акмая и В.Кайракты отлагается в редкометалльиую сзадию. а па месторождениях Кокзснколь и С'.Катпар образование висмутовых минералов начинается в редкометалльиую стадию , но в основном происходит и сульфидную.

Приведенные данные позволяют говорить, что ассоциация висмутовых минералов не зависи т от генетического типа руд. а отражает геохимическую специализацию раствора и время ее образования. Па всех месторождениях, относящихся к \V-Mo формации отмечается общая последовательность отложения висмутовых минералов: висмут саморолный-гсллуридм - сульфотеллуриды висмута, далее близко по времени - свинцовые** и мсдпо-свипцовые сульфосоли висмута и последними образуются медные сульфосоли висмута. В рудах всех месторождениям происходит гистсрогспное преобразование сульфосолей. с образованием одинаковой ассоциации минералов.

По лшерагурным данным (|>ородасв и др., 1994) висмутовая минерализация \V-Mo месторождений относится к двум еульфосолевым системам РЬ-Ш-Х и ('и.Лц-РЫЛ-Я. Памп выявлена более сложная картина зависимости висмутовой минерализации на месторождениях. Оиюжеине полнот набора сульфосолсй нпемуза обоих систем иаблюдаося только на двух месторождениях. К случае когда основная масса висмута осаждаемся в редкометалльиую стадию (И.Канракпл и Акмая) мшрая сульфосолсвая

система отсутствует. Из выше наложенного материала вытекает третье защищаемое положение:

Для изученных месторождений W-Mo формации ассоциация висмутовых минералов не зависит от генетического типа руд. Элементный состав висмутовых сульфосолей отражает геохимическую специализацию рудообразующего раствора, время их образования. Bi ассоциации месторождений Акмая и В.Кайракты образовались в слабощелочных-нейтральных условиях при высоких температурах, а месторождений Коктенколь и С.Катпар в широком диапазоне температур и pH.

МИНЕРАЛИЗАЦИЯ БЛЕКЛЫХ РУЛ

Впервые на данных месторождениях изучалась минерализации блеклых руд. за исключением месторождения Лкмая, где они не были найдены. Установлено, что на месторождении Коктенколь блеклые руды являются основным представителем сульфосолей и образуются либо рапсе . либо совместно с висмутным» минералами. На месторождении В.Кайракты блеклые руды имеют значительное распространение и образуются совместно с висмутными минералами. На месторождении С.Катпар блеклые руды являются минералогической редкостью и образуются после висмутовых минералов.

Как видно из диаграмм ( рис.Ч), блеклые руды всех месторождении о тносятся к

Ag-Zn-Pe u Bi-Sb-As.

• - месторождение Б.Кайракта

месторождение С/Катпар О- месторождение Коктенколь

Рас. 9

тстраэдрнтовмм н имеют примесь висмута, особенно обогащены висмутом блеклые руды месторождения С.Катиар. Что же касается ведущих катионов в позиции Л. то здесь резко выделяется месторождение В.Канракты. где распространены железистые блеклые руды, практически без '¿п и Ау. На двух других месторождениях развита цинковая разновидность блеклых рул. с небольшими примесями Ag и Не. Высокие концентрации Ag отмечаются в блеклых рудах Коктснколя, что. совместно с широким их распространением в рудах, обусловило то, ч то они сгалн главным носителем серебра. Четвертое защищаемое положение:

Блеклые руды месторождений относятся к тетраэдритовым и имеют постоянную примесь висмута, различаясь временем образования и катионами в позиции А.

СОПУТСТВУЮЩАЯ МИНЕРАЛИЗАЦИЯ ТЕЛЛУРА, СЕРЕБРА И

СЕЛЕНА.

Рудные минералы всех месторождений были проанализированы на содержания в них Те, Ag, Бе. Установлено, что Те. Ац, Бе связаны с висмутовой минерализацией. В процессе мииералообразовапня теллур и селен разделяются. Теллур образует собственные минералы (рис. 10).

Диаграмма составов теллуридов и еульфотеллуридо» ииемуга месторождений С.Катиар, Акмая, Коктенколь и В.Кайракты и координатах: Iii - Iii; (S.Ne)j - Iii; (Tc.Sc)j .Небольшое количество серебра и свинца прибавлено к nucMyiy.Теоретические составы минералов: /.о-жозеит П. /.о/.-жозеит Л. Til-тстрадимит. Ts-цумоит, Sls-сульфопумоит. Pi-иильзенит, 11е-хедленит.

Ни месторождениях С.Катпар н Лкмая теллуриды и еульфотеллурнды имеют заметное распространенно, образуя довольно крупные скопления черен В основном черна ттнх минералов присутствуют и тесном срастании с висмутом самородным, галенитом, иногда с висмутином. Они всегда расположены в матрице висмутных минералов или халькопирита.

На месторождениях Кокзснколь и II.Кайракты спскгр минералов данной группы намного уже. Па Коктспкольском месторождении определены гссснт. тстраднмит, а на месторождении В.Кайракты - хедлейит.

Согласно диаграмме, составы двух самых распространенных на месторождениях сульфотеллуридов варьируют. Почти во всех образцах в составах жозеита В и тетрадимнта отмечается избыток висмута. В отличне от теоретическог о состава, жозеит месторождения С.Катпар содержит примеси РЬ. БЬ, Лц и Яе.

Присутствие на диаграмме довольно значительного числа точек, которые не соответствуют определенному теоретическому составу, можно объяснить тесным срастанием еульфотеллурндов и теллуридов с висмутом самородным и с процессами замещения еульфотеллурндов и теллуридов между собой и поздними сульфосолями.

С точки зрения геохимии Ке. изученные месторождения сходны. Выявляете» одна четкая тенденция, а именно: рассеивание селена фактически во всех минералах висмутового парагенезиса и максимальное его накопление в минералах 1'Ь. Связь между Бе и РЬ подтверждается не только тем, что носителем селена на всех месторождениях является галенит, но и приуроченностью повышенных концентраций селена к минералам, в которых присутствует свинец.

По характеру распределения серебро на всех изученных месторождениях, с одной стороны, близко к теллуру - образует собственные минералы, либо резко преобладает в одном из них, а с другой стороны, подобно селену, рассеивается во многих рудных минералах. Пятое защищаемое положение нами сформулировано так: На данных месторождениях теллур, селен и серебро приурочены к висмутовой минерализации. Процесс минералообразования сопровождается разделением теллура и селена. Теллур образует собственные минералы, которые отлагаются, в основном, в начале формирования висмутовой ассоциации. Относительно селена выявлена одна общая закономерность: рассеяннее его фактически во всех минералах и максимальное накопление в минералах свинца.

Список опубликованных работ но теме диссертации

1. Князев СЛ.. Нрошснкина Н.Д. ( Сграховеико В.Д.) Формирование гипергеиных

руд молибдена. вольфрама. висмута при выветривании .................ого штокверкового

месторождения Коктенколь (Центральный Казахстан). Ин-г геолошн и геохимии горных ископаемых ЛИ УССТ. Львов. 19X9. -12с. - Ден. в НИМИ I И.

2. Нрошснкина В.Д.. Орлон Л.В. О химическом составе минералов ряда шеелит -новеллн г месторождения Северный Катнар // ЗВМО,- 1992. - №5. - С.63-66.

3. Страховеико В.Д. МннсрПлого-гсохимнческие особенное™ нонедения теллура, селена и серебра в рудах редкометалльных месторождений Казахстана ( С.Катиар, Коктенколь, В.Канракзы ) // Геология н геофизика. 1995. - т.36. - №7. - С.59-64.

4. Сграховенко В.Д. Сравнительный анализ висмутовой минерализации редкометалльных месторождений Ц.Казахстана ( Коктснколь. С.Катар, Верхнее Кайракты) // Геология рудных месторождений, 1996. - т.ЗЯ. - №5.

5. Strakhovenko V.I). C'omprasion studies of bismuth mineralization of three rare metalls deposits / Abstracts International Mineralogical association. 16th General Meeting. Pisa Italy, 914 Sept. - 1994. -p.95-%.

Тепогсмккк редактор О.М.Варахсжяа

Шгавш к та«i 2S.09.P4 Формат 6fl*J4/U. Бумаг* тжп.Х1 2. Гаржжгура rata. Оф*е-поя печать. Пе-ь 1.2л. Тара* 1М. Заказ ««.

Ножябарск, 90, Упоеропатскай 3

гащоиггмсорАН