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

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 549.3:553.2(234.852)

распределение элементов-примесей в пирите месторождения новогоднее-монто (полярный Урал)

Ю.Н. Иванова^{^1}, Е.Э. Тюкова^{^2}

^{^1} к.г.-м.н., м.н.с., ИГЕМ РАН, Москва, jnivanova@yandex.ru.

^{^2} к.г.-м.н., н.с., ИГЕМ РАН, Москва; НГИЦ РАН, Москва, evgtyuk@mail.ru.

Аннотация

С помощью высокочувствительного метода LA-ICP-MS для золоторудного месторождения Новогоднее-Монто (Полярный Урал) была выполнена оценка содержаний элементов-примесей в пирите, прослежено изменение их концентраций в процессе развития минералообразования. Были получены высокие 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.

J. N. Ivanova, E.E. Tyukova

Distribution of the elements-impurities in pyrite of the Novogodnee-Monto deposit (the Polar Urals)

Abstract. Element-impurities in pyrite of the Novogodnee-Monto deposit (the Polar Urals) were analyzed by LA-ICP-MS method. The element-impurity concentrations of pyrite were tracked in the process of mineral formation. High content of some element-impurities of pyrite in proses of study were received. This fact indicates that minute excretions of the independent mineral phases of these elements. These phases were not detected microscopically.

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

Введение

Месторождение Новогоднее-Монто расположено на Полярном Урале в пределах Тоупугол-Ханмейшорского золоторудного района, на северо-восточном окончании Войкарского вулкано-плутонического пояса (PZ2), граничащего с Харбейским (PR1) блоком [1]. Основными вмещающими образованиями являются отложения вулканогенно-осадочной тоупугольской толщи (S2-D1tp). Ее разрез здесь представлен пирокластическими породами анедезитобазальтового состава и мраморизованными известняками (S2-D2, линзы мощностью до 200 м), прорванными интрузивными телами Na-гранитов повышенной основности (собский комплекс, D2-3), кварцевыми монцонит-порфиритами и монцодиорит-порфиритами (конгорский комплекс, D3-C1), а также дайками и силлами габбро-долеритов, долеритов и лампрофиров (малоханмейский комплекс, MZ1) [2, 3].

Были исследованы личные сборы, а также образцы из коллекций И. В. Викентьева (ИГЕМ РАН) и А. П. Трофимова (ИМГРЭ). 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.). Исследования микропримесей в пирите было выполнено методом LA-ICP-MS в ИГЕМ РАН (прибор ThermoXSeries, лазер NewWave 213; аналитик Абрамова В.Д. [1]). Диаметр луча лазера 40-60 мкм, чувствительность для большинства элементов составляла 0.02-0.05 ppm.

Главными рудными минералами месторождения являются пирит, магнетит, второстепенными - халькопирит; редкими - галенит и сфалерит; крайне редкими - самородное золото, гессит, петцит, алтаит, арсенопирит, As-пирит и кобальтин.

1. Минеральные ассоциации месторождения

Наиболее ранняя группа гидротермально измененных пород представлена магнетит-пиритовой ассоциацией (пирита до 5 об. %), образующей 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) [5], в краевых частях которых присутствует вкрапленность кобальтина (? 3 мкм). Встречаются кристаллы пирита с зонами (до 10-15 мкм) обогащенными мышьяком (до 3 мас. %) и тонкой (? 10 мкм) вкрапленностью арсенопирита с отношением As/S<1 (рис. 1 г). Самородное золото под микроскопом не обнаруживается.

Сульфидно-магнетитовая ассоциация в скарнах проявлена на месторождении локально. Она представлена магнетитом, пирротином, пиритом (±халькопирит и кобальтин). Пирит катаклазирован и цементируется халькопиритом или агрегатом халькопирит+галенит. В этой ассоциации появляются ксеноморфные обособления самородного золота размером 2-10 мкм (иногда до 40 мкм), локализующиеся 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 варьируется от 757 до 893. 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 каплевидными субмикроскопическимих (2-5 мкм) включениями петцита, гессита и самородного золота (758), образующее срастания с микропрожилками серебра (рис. 1 е), локализованных в дефектах пирита В единичных случаях встречается алтаит (~15 мкм) с высоким содержанием железа (7.5 мас.%), также приуроченный к дефектам пирита.

Наиболее поздняя - кварц-карбонатн6ая ассоциация представлена пирит-карбонатными линейными и линзовидными 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). Для пирита золото-сульфидной и золото-теллуридной ассоциации характерны максимальные значения Cu (4520 ppm), Ag (159 ppm), Te (141 ppm), Bi (15 ppm). Пирит из кварц-карбонатной ассоциации содержит максимальные содержания Sb (98 ppm) и Se (363 ppm). Возможно, высокие концентрации некоторых элементов связаны с захватом наноразмерных включений халькопирита, сфалерита, гессита (Ag2Te), петцита (Ag3AuTe2), эмпрессита (AgTe?) и кобальтина (Co, As, Ni).

месторождение ассоциация золото пирит

Таблица 1

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

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

Рисунок 1. Минеральные ассоциации руд месторождения Новогоднее-Монто: а - ранний ксеноморфный пирит заключенный в магнетит; б - прожилок кобальтина в пирите, изображение BSE; в - структуры распада пирит+халькопирит; г - зональный мышьяковистый пирит с микровключениями арсенопирита (изображение BSE); д - включение самородного серебра в халькопирите, изображение BSE; е - включения гессита, самородного серебра и золота в пирите, изображение BSE

Рисунок 2. Бинарные диаграммы содержаний Au, Ag, Te, As (ppm) в пирите по данным LА-ICP-MS. 1-5 - ассоциации в рудах месторождения Новогоднее-Монто: 1 -магнетит-пиритовая; 2 - полиметаллическая; 3 - золото-сульфидно-магнетитовая в скарнах; 4 - золото-сульфидная и золото-теллуридная; 5 - кварц-карбонатная

Рисунок 3. Карта распределения элементов-примесей в зерне пирита из полиметаллической ассоциации (обр. НМ 46)

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 сильная корреляция Ag и Te наблюдается в пирите магнетит-пиритовой (0.78) и золото-теллуридной (0.9) ассоциациях. Между Au и As связь наблюдается только для магнетит-пиритовой ассоциации (0.7). Между примесями Co и Ni в пирите прослеживается положительная корреляция 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 положительная зависимость для магнетит-пиритовой (0.5) и золото-теллуридной (0.5) ассоциаций.

Профильная (бороздовая) абляция зерна 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 зерна пирита, тогда как Te локализуется обособленно. Повышенные содержания As и Co принадлежат краевым зонам пирита.

Заключение

Таким образом, самородное золото в рудах месторождения ассоциируют в основном с пиритом, в единичных случаях - с халькопиритом. Методом LA-ICP-MS установлено, что пирит ранних рудных ассоциаций характеризуется высокими содержаниями As, Ni, Co, Au, повышенными Se, Ag, Te, а пирит более поздних ассоциаций - повышенными Te, Sb, Bi, Ag, Se. Максимальные содержания золота (до 12 ppm, см. табл. 1) по данным LA-ICP-MS установлены в пирите ранней пирит-магнетитовой ассоциации, при этом микроскопически видимое золото не обнаружено. В более поздних ассоциаций содержания золота в пирите существенно уменьшаются, но в рудах наблюдается самородное золото размером 10-20 мкм и пробностью 750-800; в контакте с дайкой размер обособлений и пробность золота возрастает (до 40-50 мкм, до 893) и в золото-пирит-магнетитовой ассоциации появляется пирротин [3]. Концентрации золота в пирите ранней магнетит-пиритовой ассоциации принадлежат пределам возможного равномерно-распределенного золота (для кристалла пирита размером 0.05 см - предельное содержание равномерно-распределенного золота по методике [6] составляет около 12.3 ppm), а структурное золото по данным этих исследователей может составлять 1-10 % от равномерно-распределенного. Кобальт, по-видимому, отлагался в виде ранней самостоятельной минеральной фазы (кобальтин), так и содержался в изоморфном виде в пирите и при наложенных процессах мог перераспределиться в более позднюю генерацию кобальтина, проявленную в краевых частях пирит-халькопритового агрегата [5]. Максимальные содержания Те (до 141 ppm, см. табл. 1) установлены в пирите золото-теллуридной ассоциации, вероятно, обусловлены субмикронными включениями теллуридов.

В целом, полученные факты позволяют предполагать, что на месторождении золото в ранних ассоциациях было равномерно распределено в кристаллах пирита, с дальнейшим его укрупнением и переотложением в дефектах пирита на заключительных этапах минералообразования.

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 / И. Б. Серавкин // 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. Kryazhev, S. S. Dvurechenskaya // Mineralium Deposita. - 2013. - V. 48. - № 5. - P. 603-627.

4. Викентьев И. В. Микропримеси в пирите золото-порфирового месторождения Петропавловское (Полярный Урал) по данным LA-ICP-MS / И. В. Викентьев, В. Д. Абрамова, Ю. Н. Иванова, Е. Э. Тюкова, Е. В. Ковальчук, Н. С. Бортников // Доклады академии наук. - 2016. - Т. 470. - № 3. - С. 326-330.

5. Иванова Ю. И. Структуры распада как признак метаморфизма руд (на примере месторождений Полярного и Северного Урала) / Ю. И. Иванова, Е. Э. Тюкова, Р. И Выхристенко // Онтогения, филогения, система минералогии: Матер. Всерос. конф. / ИМин УрО РАН. Миасс, - 2015. - С. 95-100.

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

Размещено на Allbest.ru