Минералого-геохимическая характеристика кор выветривания на Джусинском медноколчеданном месторождении

Размещено на http://www.allbest.ru/

Минералого-геохимическая характеристика кор выветривания на Джусинском медноколчеданном месторождении

Черняхов В.Б.,

Куделина И.В.,

Фатюнина М.В.,

Леонтьева Т.В.

г. Оренбург

Геохимические поиски в Джусинском рудном районе ведутся в основном с использованием так называемой "глубинной металлометрии". Этот метод проводится станками КГК-100 по корам выветривания. Для интерпретации полученных материалов важно знать минералого-геохимические особенности местных кор выветривания (1).

Последние исследования кор выветривания на Джусинском месторождении дали следующие результаты.

В пределах изучаемой площади выделяются разнородные группы кор выветривания: по породам кислого, основного состава и кварц-хлорит-серицитовым породам (2).

Кора выветривания по породам кислого и умеренно - кислого состава (дацитовым порфиритам, дацито-липаритовым порфирам, андезито-дацитовым порфирам и по пирокластам), являющимся рудовмещающими, делится (снизу вверх) на следующие минералогические зоны: выщелачивания, гидрослюдисто-каолинитовая и каолинит-гидрослюдистая.

Зона выщелачивания (щебенистая) характеризуется трещиноватыми слабо измененными рассланцовыванными породами, с пустотами выщелачивания рудных минералов. В механическом составе пород зоны отмечается преобладание глинистой фракции (таблица 1), в легкой фракции преобладают обломки хлоритизированных пород, присутствуют альбит и кварц, единичные зерна хлорита и гидрослюды. Тяжелая фракция состоит из эпидота, апатита, лейкоксена и магнетита. Породы зоны выщелачивания характеризуются высоким содержанием щелочных элементов (таблица 2). Значение pH составляет 7,2. Мощность зоны выщелачивания достигает 20м.

Гидрослюдисто-каолинитовая и каолин-гидрослюдистая зоны (глинистые) представлены глинами светлых тонов (белые, светло-серые), иногда отмечаются обохренные участки. Пористость пород достигает 30,7%, объемный вес - 1,92г/см 3. Механический состав пород зоны характеризуется увеличением содержания глинистой фракции до 93,5%. В легкой фракции преобладающим минералом является кварц (до 90%). Тяжелая фракция состоит преимущественно из магнетита и лейкоксена, в единичных зернах отмечаются пикотит, гидрослюда, эпидот, пирит. Породы зоны отличаются высоким содержанием калия, который входит в состав гидрослюды. Основными глинистыми минералами являются каолинит и гидрослюда. В верхних частях зоны, как правило, преобладает каолинит, а в нижних - гидрослюда. Иногда отмечается и монтмориллонит. Продукты выветривания характеризуется слабо кислой средой (pH=6,2).

Рудные тела Джусинского месторождения, выведенные на уровень древнего эрозионного среза, характеризуются в настоящее время слаборазвитой зоной окисления, что обусловлено их расположением ниже уровня грунтовых вод. В силу этого преимущественным развитием пользуется подзона вторичного сульфидного обогащения. Нижняя граница ее установлена на глубине 20-60 м и редко достигает глубин 100 и 225м у контактов рудных тел с вмещающими породами и дайками, а также по зонам сланцеватости и трещиноватости. Подзона вторичного сульфидного обогащения представлена пористыми, рыхлыми, иногда сыпучими разностями, нередко чередуясь с плотными первичными рудами. Основными минералами вторичных сульфидных руд являются халькозин и ковеллин. В верхних частях рассматриваемой подзоны, непосредственно под четвертичными отложениями, иногда отмечаются фрагменты подзоны выщелачивания, представленной кварцево-пиритовой сыпучкой. В зоне окисления установлено присутствие халькантита, марказита, куприта, меди самородной, англезита, серебра самородного и некоторых других минералов, характерных большей частью для подзоны выщелачивания. Средняя мощность зоны окисления Джусинского месторождения около 10м. Все рассматриваемые рудные элементы характеризуются повышенными содержаниями в зоне окисления.

Таблица 1 - Механический состав кор выветривания района Джусинского месторождения, %.

Кора выветривания пород основного состава имеет преимущественное развитие по телам габбро-диабазов и диабазовых порфиритов, прорывающих эффузивные породы кислого состава в пределах рудоносной зоны и имеющих в плане вид узких, вытянутых согласно простиранию отложений полос. Невыветрелые разности габбро-диабазов представляют породу серовато-зеленого цвета, средне-и крупнозернистую, сложенную плагиоклазами, роговой обманкой, хлоритом, эпидотом, из рудных минералов присутствуют магнетит, ильменит и пирит. Диабазовые порфириты представляют мелкозернистую породу серого цвета с вкрапленностью сульфидов. Минералогический состав следующий: полевые шпаты, роговая обманка, эпидот, сфен, лейкоксен, пирит. Объемный вес габбро-диабаза составляет 2,99г/см 3, пористость - 0,4%, диабазового порфирита, соответственно - 2,74г/см 3 и 2,4%,. Профиль выветривания пород основного состава представлен следующими зонами (снизу вверх): выщелачивания, каолинитовая, охристо-каолинитовая.

Зона выщелачивания (щебенистая) характеризуется слабо выветрелой породой буровато - серого цвета. Объемный вес равен 2,47г/см 3, а пористость составляет 16%. В механическом составе пород зоны преобладает глинистая фракция (таблица 1). Состав легкой фракции: полевые шпаты (59%), глинистые минералы (20%), хлорит (18%). Электромагнитные фракции представлены эпидотом (84%) и лейкоксеном (20%), отмечаются единичные зерна пирита и хлорита. В тяжелой немагнитной фракции преобладает пирит (до 95%). В химическом составе продуктов зоны по сравнению с неизменной породой возрастает роль Fе 2O3 и H2O (гигроскопической и химически связанной). Среди глинистых минералов в продуктах зоны выщелачивания содержатся хлорит, гидрослюда и каолинит. Концентрация водородных ионов (pH) составляет 8,2. Средняя мощность зоны 7м. кора рудный месторождение

Каолинитовая зона (пестроцветная глинистая) представлена глиной светло-серого цвета с желтоватым оттенком. Структура коренной породы хорошо сохранились. Объемный вес составляет 1,26-1,81г/см 3, пористость достигает 37%. В механическом составе продуктов зоны преобладают алевролитовая и глинистая фракции (таблица 1). Основными минералами легкой фракции являются плагиоклазы и калишпаты. Отмечается незначительное количество гидрослюды. Тяжелая фракция в основном состоит из эпидота. Глинистые минералы представлены главным образом каолинитом, реже гидрослюдой. Продукты зоны характеризуются слабокислой средой pH=6.5-6.9 . Средняя мощность каолинитовой зоны 16м.

Охристо-каолинитовая зона (пестроцветная глинистая) характеризуется пестроцветной глиной (красные, охристо-желтые, белые пятна) с сохранившейся структурой коренной породы. В продуктах зоны отмечаются прожилки гидроокислов марганца, имеющие неравномерное распределение. Объемный вес составляет 1,29г/см 3, пористость - 54,2%. В механическом составе пород зоны преобладает глинистая фракция (таблица 1).

Основными минералами легкой фракции являются кварц (до 79%), глинистые минералы (13%) и хлорит (8%). Для электромагнитных фракций характерны эпидот (до 85%), лимонит (до 30%), ставролит (25%), пирит (15%), ярозит (до 3%).

Тяжелая немагнитная фракция характеризуется преобладанием пирита (до 94%). Иногда отмечается сфалерит (до 1%). Породы описываемой зоны отличаются незначительным содержанием щелочных и щелочноземельных элементов и высоким содержанием алюминия. Среди глинистых минералов преобладает каолинит, в незначительных количествах присутствует гидрослюда.

Таблица 2 - Химический состав кор выветривания района Джусинского месторождения, %.

В продуктах зоны в виде хлопьевидных скоплений отмечаются гидроокислы железа, представленные гидрогетитом и гетитом. Концентрация водородных ионов равна 7,6. Мощность зоны 11-15м.

Кора выветривания кварц-хлорит-серицитовых пород имеет широкое развитие в восточной части участка месторождения. В профиле выветривания выделяются следующие зоны: выщелачивания и дезинтеграции, каолинит-гидрослюдистая, гидрослюдисто-каолинитовая и гидрослюдистая.

Зона выщелачивания и дезинтеграции (щебенистая) представлена породой светлой окраски. Объемный вес в среднем составляет 2,53г/см 3, пористость - 10,8%. Механический состав характеризуется преобладанием глинистой фракции (таблица 1). Основными минералами зоны являются кварц, серицит, хлорит, пирит. В единичных зернах содержатся апатит, сфен, лейкоксен, ильменит, рутил, гранат, пикотит, эпидот, роговая обманка. Химический состав пород представлен в таблице 2. Зона выщелачивания характеризуется кислой средой (pH=5,4-6,8).

Зона каолинит гидрослюдистая, гидрослюдисто-каолинитовая (глинистая) представлена глинистой породой белого цвета, сохранившей сланцеватую текстуру. Объемный вес ее равен 1,98г/см 3, а пористость составляет 27,5%. В механическом составе пород зоны отмечаются преобладание глинистой фракции (таблица 1). Тяжелая фракция в основном представлена пиритом. Из других минералов следует отметить лейкоксен, мусковит, серицит, гидрослюды. В легкой фракции преобладает кварц. Основными глинистыми минералами являются каолинит, гидрослюда и хлорит. Величина pH зоны составляет 7,4.

Гидрослюдистая зона (глинистая) характеризуется глинистыми породами красновато-бурого и желтовато-серого цветов, сохранившими сланцеватую текстуру. Цвет пород обусловлен присутствием гидрогематита и гидрогетита, иногда наблюдаются бурозеленые образования. Объемный вес данных пород уменьшается до 1,77г/см 3, пороистость достигает 35,3%. В механическом составе продуктов зоны основную роль играют алевролитовая и глинистая фракции (таблица 1). Основными минералами тяжелой фракции являются лимонит и гематит, образовавшиеся за счет окисления пирита. Содержатся также лейкоксен, магнетит и ильменит. В легкой фракции преобладает кварц, в единичных зернах присутствуют полевые шпаты и мусковит. Основными глинистыми минералами продуктов зоны является гидрослюда. Химический состав приводится в таблице 2. Концентрация водородных ионов равна 7,3.

Параметры распределения рудных элементов ввиду отсутствия достаточного количества данных подсчитаны для коры выветривания в целом. В корах выветривания, расположенных вне влияния рудных тел, содержания рудных элементов колеблются незначительно и близки к фону. Наибольшими значениями дисперсий характеризуются свинец и молибден. Серебро и мышьяк не отмечены спектральным анализом. Проверка корреляционных зависимостей рудных элементов в рассматриваемых отложениях показала следующее.

Медь имеет высокую положительную связь с цинком и свинцом (0,1% доверительный уровень) при критическом значении 0,47, с молибденом, барием и железом при значении +0,38 (1% доверительный уровень). Устанавливается связь свинца с барием и молибденом; цинка с кобальтом и железом, кобальта с барием и молибденом; цинка с кобальтом и железом; бария с железом. Приведенные данные указывают на положительную корреляционную связь преобладающего большинства рудных элементов с железом в коре выветривания месторождения.

Подвижная часть рудных элементов в корах выветривания как щебенистой, так и глинистой ограничивается первыми процентами. Наиболее значительная часть элементов связана со свободными гидроокислами железа - доля подвижной меди 2,5%. Основная часть рудных элементов прочно закреплена. В тонкодисперсионой фракции, ввиду ее хлорит-гидрослюдистого состава, содержится ограниченная доля рудных элементов: 13,6% меди, 15,1% - молибдена, 18,2% - свинца, 14,5% - серебра, 10,8% - кобальта, 17,0% - бария. До 80% рудных элементов прочно закреплено в грубодисперсной фракции в составе аутигенных и гипогенных рудных минералов, а также породообразующих минералов в форме собственных соединений, изоморфных примесей, сорбированных, хемосорбированных и т.д. Значительная доля связана с минералами группы железа. Проверка корреляционной связи железа с медью, цинком, кобальтом показала значение +0,41,+0,58,+0,53 соответственно при критическом значении 0,38 (при 0,15 доверительном уровне).

Список литературы

1. Матвеев, А.А. Геохимические методы поисков полезных ископаемых / Матвеев, А.А., Соловов А.П. Москва. Изд. КДУ, 2011.

2. Черняхов, В.Б. Экологически опасные элементы в почвенном покрове Джусинского месторождения / Черняхов В.Б., Куделина И.В.// Материалы Всероссийской научно-практической конференции "Многопрофильный университет как региональный центр образования и науки". Оренбург. ИПК ГОУ ОГУ, 2009г.

Размещено на Allbest.ru