Cr-Sc-V минерализация в колчеданных рудах Южной Печенги, Кольский регион

Размещено на http://www.allbest.ru/

УДК 549.5+553.067(470.21)

Cr-Sc-V минерализация в колчеданных рудах Южной Печенги, Кольский регион

А.А. Компанченко¹, А.В. Волошин², А.В. Базай³

Аннотация

В статье приводятся новые данные о нехарактерной для данных образований Cr-Sc-V минерализации в колчеданных рудах участка Брагино, Южная Печенга. Данные элементы образуют как собственные минеральные формы (оксидные и силикатные), так и входят в минералы в качестве существенных примесей.

Ключевые слова: хром, скандий, ванадий, минералы, колчеданные руды, Кольский регион

Abstract

А.А. Kompanchenko, А.V. Voloshin, А.V. Bazai

Cr-Sc-V mineralization in massive sulfide ore of the South Pechenga, the Kola region

This paper gives a new data about Cr-Sc-V mineralization in the massive sulfide ores of the Bragino occurences, South Pechenga, which is unusual for these formations. These elements form both their own mineral forms (oxide and silicate), and enter in minerals as essential impurities.

Keywords: chromium, scandium, vanadium, minerals, massive sulfide ore, the Kola region

Южно-Печенгская структурная зона (ЮПСЗ) является частью нижне-протерозойской рифтогенной структуры Печенга-Имандра-Варзуга, располагается в северо-западной ее части (рис.1).

Рис. 1. Геологической строение Южно-Печенгской структурной зоны (по [1], упрощено автором): 1а - Пороярвинская серия - метаморфизованные песчаники, алевролиты, пелиты, андезидациты, базальты, пикробазальты; 1b - Брагинская серия; 1с - Меннельская серия; 2 - Песчанозерская толща - сланцеватые амфиболиты, хлорит-амфиболовые сланцы, метаморфизованные базальты и их туфы; 3 - Тальинская толща - ритмично-слоистые биотитовые, двуслюдяные гнейсо-сланцы, прослои амфиболитов; 4 - Свита Матерт - метаморфизованные базальты шаровые и массивные их туфы, силы габбро-диабазов; 5 - Каскамский габбро-гранодиоритовый комплекс - метаморфизованные габбро, габбронориты и сланцеватые амфиболиты по ним; 6 - Порьиташский комплекс субвулканических андезидацитовых порфиритов; 7 - Каскельяврский диоритовый комплекс - кварцевые диориты, диориты, гранодиориты, габбродиориты, преобладают гнейсовидные и осланцованные; 8 - Шуонинский плагиогранитный комплекс - плагиограниты метаморфизованные, граниты микроклин-плагиоклазовые гнейсовидные; 9 - Брагинский комплекс малых тел и жил - диориты, гранит-порфириты, сиениты, лампрофиры; 10 - разрывные нарушения

Колчеданные руды развиты на участке Брагино, который расположен в осевой части на юго-восточном блоке ЮПСЗ (рис.1, выделенный фрагмент). Центральная его часть представлена метапикробазальтами меннельской толщи. На северном и южном флангах участка развиты вулканогенно-осадочные образования брагинской свиты. В вулканитах, преимущественно за пределами участка, закартированы малые тела диоритов, гранит-порфиров, лампрофиров, сиенитов комплексов брагинских малых тел. По вулканогенно-осадочным толщам широко развиты метасоматические образования - кварциты, березиты, листвениты, основные метасоматиты, альбититы [2].

Согласно отчету о поисковых работ на золото в пределах ЮПСЗ [3] и наших полевых наблюдений, тело колчеданных руд представлено пластом мощностью от 5 до 7 метров СЗ-ЮВ простирания, СВ падения под углом 75^о, протяженность пласта предположительно до сотни метров. Оно вскрыто несколькими горными выработками (канавами), но его большая часть перекрыта четвертичными образованиями, поэтому точные размеры тела и взаимоотношение с вмещающими комплексами остается невыясненным. На контактах колчеданных руд с вмещающими вулканитами в одной из выработок отмечаются тонкие зоны альбититов и кварцитов, возможно, это свойственно всему телу.

По текстурным признакам колчеданные руды разделены на четыре типа: массивные, полосчатые, брекчированные и вкрапленные [3].

По нашим данным, массивные руды по вещественному составу и в зависимости от количества сульфидов разделены на три типа. Пирротиновые руды I типа выделены в центральной части рудного тела, состоят на 90-95% из сульфидов, 90% из которых приходится на пирротин, остальные - марказит, халькопирит, молибденит, практически отсутствует сфалерит. Пирротиновые руды II типа - наиболее распространены на всем участке. Они состоят на 80-85% из сульфидов, из которых 60% приходится на пирротин, по 15% на халькопирит и сфалерит, остальные - марказит, пирит, молибденит, галенит и др. В пирротиновых рудах II типа обнаружены "гнезда", на 85% сложенные крупнокристаллическим пиритом - третий тип руд, с нерудными минералами в интерстициях.

В колчеданных рудах участка Брагино, пиритовых и пирротиновых II типа, были обнаружены реликты некой гидротермальной системы. Она представляет собой будинированные жилки кварц-альбитового состава (рис. 2). Краевые зоны этих жилок частично растворены, в местах разломов жилок прослеживается цепочки из мелких осколков кварц-альбитового состава. Части жил могут быть на разных расстояниях друг от друга, чаще всего они разноориентированы, но, несомненно, когда-то они составляли единую систему. Изучение внутреннего строения показало, что в них центральная часть сложена альбитом, а краевая - кварцем (рис. 3).

Рис. 2. Реликты кварц-альбитовых жилок в пирротиновых рудах II типа. Ро - пирротин, Ру - пирит. Белый минерал в трещинах - роценит

Рис. 3. Строение кварц-альбитовой жилки в шлифе: слева - николи параллельны, справа - скрещены. Ро - пирротин, Qtz - кварц, Ab - альбит

В результате проведенных нами минералогических исследований колчеданных руд уч. Брагино, в них был выявлен необычный тип минерализации, в целом не характерный для подобных образований. Этот тип объединяет в себе минеральные формы четырех основных элементов: V, Cr, Ti и Sc. Минеральные формы V, Cr, Ti и Sc представлены как собственными минеральными видами (табл.), также эти элементы входят в качестве существенной примеси в другие минералы [4-7].

Изучение минералов колчеданных руд проводилось на оптическом микроскопе Axioplan в отраженном поляризованном свете с блоком видиорегистрации. Исследование морфологии, фазовой и внутрифазовой неоднородности минералов проводились при помощи сканирующего электронного микроскопа (СЭМ) LEO-1450 с оценкой состава минеральных фаз посредством энергодисперсионного спектрометра (ЭДС) Bkuker XFlash 5010 (ГИ КНЦ РАН). Так же исследования химического состава и неоднородности проводились на СЭМ Hitachi S-3400N с ЭДС Oxford X-Max 20 (ресурсный центр (РЦ) СПбГУ "Геомодель", Санкт-Петербург). Химический анализ однородных зёрен минералов размером более 20 мкм выполнен на электронно-зондовом микроанализаторе Cameca MS-46 в Геологическом институте КНЦ РАН.

колчеданный руда минерал сульфид

Таблица

Сводная таблица распространённости собственных минералов Cr, Sc,V и Cr-,Sc-,V-содержащих минералов в колчеданных рудах участка Брагино

Примечание. В скобках указаны Cr-, Sc-, V-содержащие минералы. В кавычки заключены фазы, которые не имеют на сегодняшний день статуса минерального вида. Жирным выделены минералы, установленные автором впервые для Кольского региона.

Среди минеральных форм хрома выявлен только хромит, который сохраняется в виде реликтов в центральных частях кристаллов кульсонита [7]. В основном хром входит в качестве примеси в минералы ванадия. Примечательно, что в силикатных минералах, явно имеющих более позднее происхождение относительно оксидных минералов, роль ванадия значительно преобладает над хромом, последний чаще всего даже не обнаруживается в этих фазах. Хром входит в качестве примеси в основном в оксидные минеральные формы.

Ванадиевая минерализация распространена в рудах крайне широко. Ванадий является видообразующим как в оксидных, так и в некоторых силикатных минералах. Среди оксидов ванадия можно выделить две ветви - Fe-V (кульсонит, ноланит) и Ti-V (кызылкумит, шрейерит, тиванит, бердесинскиит). Существенная примесь ванадия установлена рутиле, ильмените и сложных оксидах - титанатах - минералах группы кричтонита. В составе рутила отмечены необычно высокие концентрации ванадия - до 10 мас.% V₂O₃, а также вольфрама. В некоторых зональных индивидах рутила отмечаются зоны с содержанием WO₃ до 13 мас.%. Причем участкам с повышенным содержанием вольфрама всегда сопутствуют повышенные содержания ванадия, но не наоборот. Содержания ванадия в ильмените могут достигать 3 мас.% V₂O₃. Среди минералов группы кричтонита выявлены кричтонит, сенаит, давидит-(La), давидит-(Се), линдслейит. Наиболее распространенными являются сенаит и кричтонит. Характерной особенностью всех минералов группы кричтонита, установленных в колчеданных рудах Брагино, является повышенное содержание ванадия (до 18 мас.% V₂O₃) и скандия (до 3 мас.% Sc₂O₃). В них также отмечается и хром - до 9 мас.% Cr₂O₃ [5].

Среди силикатов выявлен роскоэлит - ванадиевый аналог мусковита, и минеральные фазы, требующие дальнейшего изучения (табл, названия в кавычках). Так же примесь ванадия установлена в мусковите, флогопите, клинохлоре и шамозите, тортвейтите и джервисите.

Совершенно неожиданными стали находки собственных фаз скандия в колчеданных рудах Южной Печенги - тортвейтта и джервисита - скандиевого аналога эгирина. В качестве примеси скандий отмечается в минералах группы кричтонита и кызылкумите. В Кольском регионе тортвейтит известен только в редкометалльных пегматитах Колмозерского поля пегматитов [8]. Джервисит - редкий минерал семейства пироксенов. Известно всего несколько проявлений этого минерала: Дэдхорс Крик, Канада и несколько точек минерализации в Италии. В этих месторождениях появление скандиевых фаз связывают с постмагматической стадией становления гранитных интрузий [9, 10].

Невыясненным остается генетическая позиция данного типа минерализации. Присутствие скандия и локализация многих минеральных форм Cr-Sc-V минерализации в реликтах кварц-альбитовых жил могут указывать на гидротермальное происхождение данного типа минерализации, однако, морфология и присутствие некоторых минералов в самих сульфидах говорят о большой роли метаморфических процессов.

Список литературы

1. Вороняева Л.В. Геология и золотоносность Южно-Печенгской структурной зоны: диссертация к.г.-м. наук / Л.В. Вороняева. - Санкт-Петербург, 2008 - 178 с.

2. Ахмедов А.М., Вороняева Л.В., Павлов В.А. и др. Золотоносность Южно-Печенгской структурной зоны (Кольский полуостров): типы проявлений и перспективы выявления промышленных содержаний золота // Региональная геология и металлогения. -2004. -№ 20. -С.143-165.

3. Вороняева Л.В. Информационный отчет о результатах поисковых работ на золото и другие полезные ископаемые в пределах Южно-Печенгской структуры в 2000-2004 гг. 2004. В 5 томах. 751 стр.

4. Карпов С. М., Волошин А. В., Савченко Е. Э., Селиванова Е. А. Минералы ванадия в рудах колчеданного месторождения Пирротиновое ущелье (Кольский полуостров) // Записки РМО. -2013. -№3. -С.83-99.

5. Карпов С.М., Волошин А.В., Компанченко А.А., Савченко Е.Э., Базай А.В. Минералы группы кричтонита в колчеданных рудах и рудных метасоматитах протерозойских структур Кольского региона // Записки РМО. -2016. -№ 5. -С. 39-56.

6. Компанченко А.А., Волошин А.В. Минеральные формы V, Cr, Ti и Sc в протерозойских колчеданных проявлениях Кольского региона // Труды XIV Всероссийской (с международным участием) Ферсмановской научной сессии, посвященной 100-летию со дня рождения акад. АН СССР А.В. Сидоренко и д.г.-м.н. И.В. Белькова. Апатиты. -2017а. -С. 117-120.

7. Компанченко А.А., Волошин А.В., Базай А.В., Полеховский Ю.С. Эволюция хром-ванадиевой минерализации в колчеданных рудах участка Брагино Южно-Печенгской структурной зоны (Кольский регион) на примере шпинелидов // Записки РМО. -2017б. -№5. -С.44-59.

8. Волошин А.В., Гордиенко В.В., Пахомовский Я.А. О скандиевой минерализации и первой находке тортвейтита Sc₂Si₂O₇ в гранитных пегматитах Кольского п-ова // Докл. АН СССР. -1991. -Т. 318. -№ 4.

9. Mellini, M., Merlino, S., Orlandi, P., Rinaldi, R. Cascandite and jervisite, two new scandium silicates from Baveno, Italy // American Mineralogist. -1982. -67. -PP. 599-603.

10. Potter, E. G. and Mitchell, R.H. Mineralogy of the Deadhorse Creek volcaniclastic breccia complex, northwestern Ontario, Canada // Contributions to Mineralogy and Petrology. -2005. -150 (2). -PP. 212-229.

Размещено на Allbest.ru