Распределение элементов-примесей в пирите месторождения Новогоднее-Монто (Полярный урал)

Размещено на http://www.allbest.ru/

Распределение элементов-примесей в пирите месторождения Новогоднее-Монто (Полярный урал)

Ю.Н. Иванова, Е.Э. Тюкова

Аннотация

С помощью высокочувствительного метода LA-ICP-MS для золоторудного месторождения Новогоднее-Монто (Полярный Урал) была выполнена оценка содержаний элементов-примесей в пирите, а также прослежено изменение их концентраций в процессе развития минералообразования. В процессе исследования были получены аномально высокие («пиковые») содержания некоторых элементов-примесей в пирите, что может свидетельствовать о наличие мельчайших выделений самостоятельных минеральных фаз этих элементов, которые не были обнаружены микроскопически.

Ключевые слова: пирит, элементы-примеси, самородное золото, LA-ICP-MS, Полярный Урал.

Element-impurities in pyrite of the Novogodnee-Monto deposit (the Polar Ural) were analyzed for using LA-ICP-MS method. The concentrations of pyrite element-impurities in the process of mineral formation were discussed. High contents of some element-impurities in pyrite are obtained. This fact indicates about minute excretions of the independent mineral phases of these elements, which we were not detected microscopically.

Key words: pyrite, impurity, native gold, LA-ICP-MS, the Polar Urals.

Введение

С помощью высокочувствительного метода LA-ICP-MS был изучен состав пирита Au-Fe скарнового месторождения Новогоднее-Монто (Полярный Урал), чтобы проследить изменение содержаний элементов-примесей в процессе рудообразования. Изучение сульфидов осуществлялось с помощью рудной микроскопии (микроскоп Nikon DS-5Mc-L2) и сопровождалось анализами на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JSM-5610LV, оснащенном энергодисперсионным спектрометром Link ISIS (аналитик Трубкин Н.В.). Изучение микропримесей в пирите было выполнено методом LA-ICP-MS в ИГЕМ РАН (прибор ThermoXSeries, лазер NewWave 213; аналитик Абрамова В.Д.). Диаметр луча лазера 40-60 мкм, чувствительность для большинства элементов составляла 0.02-0.05 ppm.

Месторождение Новогоднее-Монто расположено на Полярном Урале в пределах Тоупугол-Ханмейшорского золоторудного узла, на северо-восточном окончании Войкарского вулкано-плутонического пояса (PZ₂), граничащего с Харбейским (PR₁) блоком [1]. Рудовмещающие породы представлены андезибазальтовыми порфиритами и туфами, вулканогенно-осадочными породами, рифовыми известняками (S₂-D₂) прорваными интрузивными телами Na-гранитов повышенной основности (Собский комплекс, D_2-3), кварцевыми монцонит-порфиритами и монцодиорит-порфиритами (Конгорский комплекс, D₃-C₁), а также дайками и силлами габбро-долеритов, долеритов и лампрофиров (Малоханмейский комплекс, MZ₁). Руды залегают в экзоконтакте Собского массива в кровле и подошве известняков [2, 3].

Главными рудными минералами месторождения является пирит, магнетит, кобальтин, второстепенными - халькопирит, сфалерит. Значительно реже встречаются гематит, пирротин, марказит, самородное золото, гессит, петцит, алтаит, As-пирит, арсенопирит, кобальтин.

1. Минеральные ассоциации месторождения

Наиболее ранняя группа гидротермально измененных пород представлена магнетит-пиритовой ассоциацией (пирита до 5 об. %), образующая рассеянную вкрапленность (до 3 мм), линейные и линзовидные скопления до 1 см в поперечнике.

Пирит присутствует в виде ксеноморфных агрегатов, заключенных в магнетит (рис. 1 а). В единичном случае установлен кобальтин, образующий прожилок в микротрещинке пирита, который обрастается магнетитом (рис. 1 б). Полиметаллическая ассоциация (пирит+сфалерит+галенит+халькопирит) образует вкрапленность и гнезда в сульфидно-карбонатно-кварцевых прожилках и зонах метасоматически измененных вмещающих пород. Пирит часто диспергирован и состоит из мелких скелетоподобных кристаллитов, в его интерстициях локализуются агрегаты кристаллов гематита. Иногда пирит и халькопирит образуют срастания в виде структур распада (рис. 1 в), в краевых частях которых присутствует вкрапленность кобальтина (<3 мкм). Кроме того, встречаются кристаллы пирита с зонами (до 10-15мкм), обогащенными мышьяком (до 3мас%) и тонкой (<10 мкм) вкрапленностью арсенопирита с отношением As/S<1 (рис. 1 г). Самородное золото под микроскопом не обнаруживается.

Более локально на месторождении проявлена сульфидно-магнетитовая ассоциация в скарнах с самородным золотом. Она представлена магнетитом, пирротином, пиритом (±халькопирит и кобальтин). Пирит катаклазирован и цементируется халькопиритом или агрегатом халькопирит+галенит. Обособления самородного золота в этой ассоциации главным образом 2-10 мкм (иногда до 40 мкм), ксеноморфны и локализуются в дефектах пирита, на поверхности его кристаллов или в цементирующем пирит халькопирите. Характерно, что в мономинеральном халькопирите вне обособлений пирита самородное золото не обнаруживается. Пробность самородного золота имеет значения 757-893‰ и золото наиболее высокой пробности (893 ‰) ассоциирует с кобальтином [3]. В единичных случаях в дефектах халькопирита наблюдаются идиоморфные включения серебра размером менее 60 мкм (рис. 1 д).

Золото-теллуридная ассоциация редко встречается в рудах месторождения. Она представлена петцитом, гесситом и калаверитом в виде каплевидных субмикроскопических (2-5 мкм) включений в дефектах пирита. Обнаружен теллурид свинца кубической формы (~15 мкм) с высоким содержанием железа (7.5 мас.%). Очень редко в пирите встречаются совместно самородное золото в виде включений неправильной формы (около 60 мкм), от которого отходят нитевидные лучики серебра и теллуриды неправильной формы размерами менее 5 мкм в виде рассеянной неравномерной вкрапленности (рис. 1 е). Наиболее поздняя - кварц-карбонатн6ая ассоциация представлена пирит-карбонатными линейными, линзовидными и гнездообразными образованиями.

2. Элементы-примеси в пирите месторождения Новогоднее-Монто

Пирит магнетит-пиритовой ассоциации месторождения по данным LA-ICP-MS характеризуется максимальными содержаниями As (11050 ppm), Со (до 3530 ppm), Ni (774 ppm), Au (12 ppm) и повышенными Те (до 89 ppm) (табл. 1). Пирит полиметаллической ассоциации по данным LA-ICP-MS содержит максимальные концентрации Zn (3130 ppm), Sn (0.4 ppm). Пирит золото-сульфидно-магнетитовой ассоциации в скарнах имеет повышенные значения Со (1592 ppm). Для пирита золото-сульфидной и золото-теллуридной ассоциации характерны максимальные значения Cu (4520 ppm), Te (141 ppm), Ag (15 ppm), Bi (15 ppm). Пирит из кварц-карбонатной ассоциации содержит повышенные концентрации Se (363 ppm). Полученные результаты, возможно, связаны с захватом включений халькопирита, сфалерита, гессита (Ag₂Te), петцита (Ag₃AuTe₂), эмпрессита (AgTe) и кобальтина (Co, As, Ni).

Таблица 1

Пределы и средние значения содержаний некоторых элементов (ppm) в пирите по данным LA-ICP-MS месторождение Новогоднее-Монто

В числителе приведены пределы содержаний, в знаменателе - среднее геометрическое; n - количество зерен

По данным LA-ICP-MS прослеживается положительная связь между Au и Ag в пирите магнетит-пиритовой (0.6) и золото-сульфидно-магнетитовой (0.9) ассоциаций. Между Au и Te наблюдается положительная корреляция в пирите магнетит-пиритовой (0.8) и кварц-карбонатной ассоциаций (0.6). Более высокая корреляция Ag и Te наблюдается в пирите магнетит-пиритовой (0.78), золото-теллуридной (0.9) ассоциациях, обусловленная большей распространенностью соответствующих минеральных фаз. Между Au и As корреляция наблюдается только для магнетит-пиритовой ассоциации (0.7). Между примесями Co и Ni в пирите прослеживается положительная связь для магнетит-пиритовой (0.7) и полиметаллической (0.7) ассоциаций, а отрицательная - для золото-сульфидно-магнетитовой ассоциации (- 0.6). Между Co и As в пирите также наблюдается частичная положительная зависимость: для магнетит-пиритовой ассоциации (0.5) и золото-теллуридной (0.5). Связь между этими элементами, обусловлена присутствием на месторождении минералов Co, Ni, As (арсенопирит, As-пирит и кобальтин).

Заключение

минеральный пирит месторождение примесь

Профильная (бороздовая) абляция зерен пирита из полиметаллической ассоциации методом LA-ICP-MS показала неравномерное распределение большинства элементов-примесей пирита со средними содержаниями (исключая области пиков): Au 1.3 ppm, Ag 9 ppm, Te 13.1 ppm, Co 177 ppm, Ni 132 ppm, As 6 ppm (рис. 3, обр. НМ 46). Высокие концентрации Au коррелируют с повышенными содержаниями Ag, но не коррелируют с Te и приурочены к краевым частям зерна пирита. Площадное исследование этого же зерна пирита (режим "картирование") показало, что повышенные концентрации Au и Ag согласуются между собой и тяготеют к краевым частям обособления пирита, тогда как Te локализуется обособленно. Повышенные содержания As имеют асимметричное «размытое» распределение, а Co концентрируется в одном из краев обособления пирита и по линейным микродефектам.

Элементы-примеси в пирите месторождения перераспределяются следующим образом: (1) максимальные содержания золота (до 12 ppm, см. табл.1) по данным LA-ICP-MS установлены в пирите ранней пирит-магнетитовой ассоциации при отсутствии даже микроскопически видимого золота; в пирите более поздних ассоциаций примесь золота в пирите существенно понижается, но в рудах наблюдается микроскопическое самородное золото (10-20 мкм) пробностью 750-800; в контакте с дайкой размер обособлений золота возрастает до 40-50 мкм, пробность золота увеличивается до 893 и в золото-пирит-магнетитовой ассоциации появляется пирротин [3]; (2) концентрации золота в пирите ранней ассоциации укладываются в пределы возможного равномерно-распределенного золота (для кристалла пирита размером 0.05 см предельное содержание равномерно-распределенного золота по методике [4] составляет около 12.3 ppm), а структурное золото по данным этих исследователей может составлять 1-10% от равномерно-распределенного; (3) кобальт, по-видимому, отлагался не однократно как в виде ранней самостоятельной минеральной фазы (кобальтин), так и содержался в изоморфном виде в пирите и при наложенных процессах мог образовать более позднюю генерацию, проявленную в краевых частях пирит-халькопритового агрегата и по микротрещинкам в пирите; (4) максимальные содержания теллура (до 141 ppm, см. табл. 1) установлены в пирите золото-теллуридной ассоциации и, вероятно, обусловлены субмикронными включениями теллуридов.

Таким образом, полученные факты позволяют предполагать перераспределение исходного равномерно-распределенного золота в пирите от ранних ассоциаций месторождения к поздним с эволюцией форм его нахождения от "невидимого" к микроскопически видимому.

Библиографический список

1. Черняев Е. В. Геология золото-скарнового месторождения Новогоднее Монто (Полярный Урал) / Е. В. Черняев, Е. И. Черняева, А. Ю. Седельников // В сб. «Скарны, их генезис и рудоносность (Fe, Cu, Au, W, Sn)». Матер. науч. конф. (XI Чтения Заварицкого А.Н.). - Екатеринбург: Институт геологии и геохимии УрО РАН, - 2005. - С. 131-137.

2. Серавкин И. Б. Эндогенная металлогения золота Урала (обзор, статья 1-я, Полярный, Приполярный, Северный и Средний Урал): Информационные материалы. Ин-т геол. Уфимского отдел РАН // Геологический сборник. 2009. - № 8. - С. 164-176.

3. Soloviev S. G., Geology, mineralization, stable isotope geochemistry, and fluid inclusion characteristics of the Novogodnee-Monto oxidized Au-(Cu) skarn and porphyry deposit, Polar Ural, Russia / S. G. Soloviev, S. G. Kryazhev, S. S. Dvurechenskaya // Mineralium Deposita. - 2013. - V. 48. - № 5. - P. 603-627.

3. Таусон В. Л., Кравцова Р. Г. Оценка примеси золота в структуре пирита эпитермальных золото-серебряных месторождений (Северо-восток России) // Записки Всероссийского минералогического общества. 2002. - № 4. - С. 1-11.

Размещено на Allbest.ru