Мінералогія самородних металів із кімберлітів і лампроїтів України

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

Вступ

Процес самородного мінералоутворення у вивержених породах планетарних структур земної кори є розповсюдженим і універсальним. В науковій літературі проблема мінералоутворення акцесорних самородних металів і інформативність цього процесу розглядалася неодноразово. Був встановлений взаємозв'язок геохімічної спеціалізації вивержених гірських порід і режиму їх початкових стадій утворення з процесами самородного мінералоутворення. Так, перші знахідки самородних металів у кімберлітах дозволили охарактеризувати стан системи на ранніх стадіях її еволюції: наявність високо відновного характеру кристалізації при температурах порядку 1400 - 1500С, вірогідність відновлення до металічного стану інших елементів за участю флюїдів воднево-метанового складу з домішкою парів летючих безкисневих сполук активних металів і мантійних вуглеводнів.

Відомості про наявність і мінералогію самородних елементів в кімберлітах і лампроїтах України фрагментарні не дивлячись на багаторічну історію вивчення проявів кімберліт-лампроїтового магматизму. Це пов'язано як з поодинокими знахідками самородних металів в кімберлітах і лампроїтах, так і з стійкою думкою щодо техногенного зараження проб, особливо сплавами кольорових металів, при їх технологічній обробці для подальшого мінералогічного вивчення. Окрім того, дані з мінералогії акцесорних самородних металів (морфологічні особливості, типохімізм, внутрішня фазова неоднорідність, тощо) представляють певний інтерес і для загальної геології, в тому числі у питаннях рудогенезу і при регіональних прогнозно-металогенічних побудовах.

Мета й завдання дослідження. Головною метою дисертації було виявлення самороднометалевої мінералізації в кімберлітах України; вивчення мінералогії і встановлення типоморфних особливостей виявлених мінералів самородних елементів; вивчення золотоносності кімберлітів із застосуванням методів технологічної мінералогії.

Основні завдання роботи:

1. Встановити наявність і поширеність мінералів самородних металів у кімберлітах й інших лужно-ультраосновних породах України, а також з метою порівняння - у лужно-ультраосновних породах Республіки Білорусь, в хвостах збагачення кімберлітів Китайської Народної Республіки та Якутії (Росія).

2. Вивчити мінералогічні особливості виявлених самороднометалевих сполук із застосуванням, в тому числі, і прецизійних досліджень.

3. Встановити типоморфізм виявлених мінералів самородних металів і із залученням літературних даних по типоморфізму самородних мінералів з різних геологічних утворень світу з'ясувати можливість застосування індикаторних особливостей виявлених самороднометалевих фаз з лужно-ультраосновних порід і кімберлітів досліджуваних районів для використання їх у пошуковій мінералогії.

4. Оцінити потенційну золотоносність кімберлітів України на основі застосування технологічних методів збагачення мінеральної сировини.

1. Мінералогія й гіпотези генезису самородних металів, їх сплавів й інтерметалічних сполук в алмазах, кімберлітах, лампроїтах і комагматичних їм породах

Мінерали самородних металів, інтерметаліди й природні впорядковані й неупорядковані тверді розчини виявлені в найрізноманітніших геологічних утвореннях. За даними проведеної нами систематизації опублікованої літератури в алмазах (у вигляді включень і реліктів плівок на їхній поверхні), в основній масі порід кімберліт-лампроїтової формації й у вигляді включень у породоутворюючих мінералах знайдено й вивчено з різною детальністю більше 120 самороднометалевих фаз - самородних металів, інтерметалідів, природних сплавів з різним співвідношенням мінералоутворюючих компонентів.

За даними зведення чисельних першоджерел в цьому розділі надається стисла характеристика розповсюдженню, морфології, складу, фазової неоднорідності мінералів самородних металів в алмазах, кімберлітах, лампроїтах та інших утвореннях, так чи інше пов'язаних з лужно-ультраосновним магматизмом.

Аналіз даних щодо поширення самородних елементів свідчить про гетерогенну природу багатьох з них. Самородні метали в кімберлітах відносяться до ендогенного генетичного типу, для якого виділяються декілька генетичних груп - лікваційно-магматична, флюїдно-синтектична, гідротермально-метасоматична, метаморфічна. Лікваційно-магматична генетична група самородних металів утворюється в процесі ліквації газонасичених мантійних і корово-мантійних магматичних розплавів. Так, поява сферул самородних металів і силікатного скла у породах кімберліт-лампроїтового ряду пояснюється їх кристалізацією із залишкового розшарованого розплаву, відділеного процесами спінювання й дезінтеграції кімберлітової і лампроїтової магм, внаслідок декомпресії в різко відновній обстановці при аномально високих температурах. До флюїдно-синтектичної групи віднесені знахідки самородних металів у ксенолітах еклогітів й інших глибинних порід з кімберлітів. До метаморфічної генетичної групи віднесена, наприклад, знахідка самородного заліза в асоціації з чермакітом і троїлітом в ксенолітах гранулітів з кімберлітової трубки в Ліберії. Самородне залізо тут є продуктом розпаду породоутворюючого гранату й акцесорного ільменіту. Найбільш численна й різноманітна за складом самороднометалева мінералізація гідротермально-метасоматичної групи пов'язана з еволюцією глибинних відновлених газових і газогідротермальних флюїдів постмагматичної природи, які обумовлюють високовідновну умову кристалізації самого алмаза, самородних металів в алмазах (у вигляді сингенетичних включень) і кімберлітах. Таким чином, самородні елементи, поряд з карбідами й вуглеводневою речовиною, є індикаторами відновного метасоматозу - особливого типу метасоматичного процесу з воднево-вуглеводневою спеціалізацією трансмагматичних флюїдів.

2. Коротка геологічна характеристика кімберлітових й інших лужно-ультраосновних тіл вивчених районів

У розділі дається коротка геологічна й мінералого-петрографічна характеристика кімберлітовим й іншим лужно-ультраосновним трубкам вибуху тільки з тих районів, матеріал з яких нами безпосередньо вивчався - Західне і Східне Приазовья, Кіровоградщина, Білорусь і КНР.

У Західно-Приазовській частині Українського щита (басейн р. Лозоватка) відомі невеликі штоки й малопотужні дайки лужних високомагнезіальних слюдяних ультрабазитів віком 1970 - 1950 млн. років. За петрохімічними особливостями породи віднесені до плутонічного класу лампроїтовой серії.

У Східному Приазов'ї, у зоні зчленування з Донбасом, розташоване Петрівсько-Кумачівське кімберлітове поле, що включає відомі кімберлітові трубки (і сполучені з ними однойменні дайки) - Південна, Новоласпинська, Надія і ряд локальних магнітних аномалій. Склад кімберлітів Східного Приазов'я істотно ускладнено інтенсивними постмагматичними метасоматичними процесами й наявністю ксеногенного корового матеріалу. Проте, більшість аналізів кімберлітів відповідають складу кімберлітових порід відомих кімберлітових провінцій світу.

У Кіровоградському районі широко розвинені породи дайкового комплексу, який включає серію субвулканічних і гіпабісальних порід. За ізотопним віком (K-Ar) дайкові породи можна об'єднати в три групи - 1) давні 1700 млн. років; 2) 1500-1200 млн. років; 3) молодше 1200 млн. років. Вік пікритових порфіритів становить 1700 й 1200-1100 млн. років; кімберлітів - 1800 млн. років; лампроїтів - 1370 млн. років. Потужність дайок кімберлітів змінюється від 0,1-0,5 до 5-8 метрів. Падіння їх круте, близьке до вертикального; по простяганню вони не простежені. За мінеральним складом виділяються флогопіт-олівінові й діопсид-флогопіт-олівінові різновиди. За петро- і геохімічними особливостями ці кімберліти близькі, з одного боку, до слюдяних кімберлітів, а з іншого боку - до олівінових лампроїтів. Кімберліти Кіровоградського району збагачені ксенолітами глибинних порід і майже не містять ксенолітів корових порід.

На території Республіки Білорусь виявлена 31 трубка вибуху лужно-ультраосновних магматитів верхньодевонського віку. Розміри трубок коливаються від 150-240 до 500-1000 м у діаметрі. Свердловинами розкриті експлозійні утворення кратерної й жерлової фацій, які представлені туфобрекчіями, ксенотуфобрекчіями й автолітовими брекчіями; у підлеглій кількості розвинені лампрофіри. За петрографічним складом серед порід трубок вибуху встановлені безпіроксенові олівінові мелілітіти, олівінові мелілітіти, лужні пікрити, ультраосновні фоїдити, субвулканічні лампрофіри.

Алмазоносні кімберліти Китаю відкриті в 60-70-х роках XX століття; розробляються два корінних родовища - трубка Шенглі (провінція Шаньдунь) і трубка Бінхай, або № 50 (район Фусянь, провінція Ляонін). У нашому розпорядженні був матеріал тільки із трубки Бінхай. Алмазоносна трубка Бінхай розташована на західному фланзі рудного поля, де вона прориває осадочні породи пізнього синію. Трубка має розміри ~240х60 метрів, площа її перетину становить ~0,64 га. Складена вона кімберлітовими туфами, брекчіями й порфіровими флогопітовими кімберлітами з великою кількістю піропу, хроміту й інших мінералів-супутників алмазу.

3. Мінералогія самородних металів з кімберлітів й інших лужно-ультраосновних порід вивчених районів

Знахідки самородних металів на території України безпосередньо в алмазах, у кімберлітах і комагматичних їм породах одиничні. За даними опублікованої літератури, на Україні встановлені фази Fe-Sn й Fe-Sn-Ni-Cr у вигляді включень у кристалах алмазу Самотканського розсипу; кулясті й пластинчасті зерна золота в кімберлітах Кіровоградського блоку й у лампроїтоподібних породах Західного Приазов'я. Нашими дослідженнями істотно розширений спектр мінералів самородних металів для кімберлітів й інших лужно-ультраосновних порід України. В розділі наведено мінералогічний опис виявлених самороднометалевих фаз.

Аваруїт знайдено у кімберлітах трубки Новоласпинська у важкій магнітній фракції проб, які на 100% складено магнетитом; інколи в них спостерігається піротин. Аваруїт утворює ксеноморфні зерна розміром до 0,5 мм олов'яно-білого або сталево-сірого кольору з сильним металевим блиском. Мінерал магнітний, ковкий. У штучних аншліфах аваруїт ізотропний, має високе відбиття і білий колір; у крайових частинах зерна набувають рожевого відтінку. За даними мікрозондового аналізу склад аваруїту з кімберлітів трубки Новоласпинська такий (у мас. %): Ni - 75,8; Fe - 20,5; Cu - 1,7; Zn - 0,9; сума-98,9. Кристалохімічна формула - Ni0,76Fe0,22Cu0,02Zn0,01. Відзначимо, що в інтервалах, де був знайдений аваруїт, спостерігається за даними спектрального аналізу гравіконцентратів суттєво підвищений зміст нікелю - 600-1000 г/т, на відміну від середнього вмісту нікелю в гравіконцентратах по трубці взагалі - 50 - 150 г/т. В інших вивчених кімберлітових тілах Східного Приазов'я аваруїту не знайдено. Знахідка аваруїту в кімберлітах Східного Приазов'я вказує на локальні відновні умови мінералоутворення, які існували в кімберлітах у процесі їхньої зміни.

Самородне золото виявлене нами в пробах кімберлітів Східного Приазов'я, Республіки Білорусь і КНР. Розміри зерен золота не перевищують 0,2 - 0,4 мм, найбільший розмір - 1,5 мм, має пластинчасте зерно ртутистого золота.

Морфологічно самородне золото представлено різними типами. Одиничні знахідки недосконалих кристалів, найпоширеніші - ксеноморфні виділення золота. У важкій фракції кімберлітів трубки Південна виявлено недосконалий ромбододекаедричний кристал зі згладженими ребрами, місцями з корозійною поверхнею граней. В одній із проб кімберлітів трубки Новоласпинська знайдено недосконалий, трохи сплющений кубічний кристал золота розміром 0,2 мм. У лужно-ультраосновних породах діатреми Лапічська (Республіка Білорусь) виявлено недосконалий ромбододекаедричний кристал псевдотетрагонального виду з нерівними ребрами розміром ~ 0,5х0,25х0,2 мм. Кольори зерен золота різні. Переважають зерна жовтого кольору, дуже рідкі зерна блідо-жовтого (ртутистое золото) і мідно-жовтого (мідисте золото) кольорів. Нашими дослідженнями встановлено, що золото з кімберлітів Східного Приазов'я і Китаю має різний склад.

За даними вивченої літератури, золото проб 761 (трубка Південна) і 766 (трубка Новоласпинська) за складом близьке до низькопробного золота з мідно-нікелевих руд Норильська і кімберлітів трубки Мир (Якутія). Поява низькопробного золота пов'язана з процесом ранньої автометасоматичної серпентинізації кімберлітів. З пізнішими гідротермально-метасоматичними процесами, які привели до перерозподілу речовини безпосередньо кімберлітів і також раніше утворених мінералів, пов'язане утворення високопробного золота.

У важкій фракції проб кімберлітів трубки Південна знайдено ксеноморфне зерно мідистого золота темно-жовтого кольору з червоним відтінком. За даними мікрозондового аналізу, його склад такий (у мас. %): Au - 95,54; Cu - 3,38; сума - 98,92. Поодинокі зерна мідистого, без домішок срібла, золота було знайдено також й у важкій фракції деяких проб лужно-ультраосновних порід трубок вибуху Білорусі (діатреми Лапічська і Випадкова). Склад мідистого золота з різних діатрем близький (мас. %): Au - 93,8 - 95,1; Cu - 4,6 - 5,2; сума - 99,0 - 99,7.

Таблиця 1. Хімічний склад (мас. %) золота з кімберлітів трубки Новоласпинська

Таблиця 2. Хімічний склад (мас. %) золота з кімберлітів трубки Південна

Таблиця 3. Хімічний склад (мас. %) золота з кімберлітів трубки Бінхай (КНР)

На території України близьке за складом до встановленого нами мідистого золота відомо в четвертинних галечниках злиття рік Міусу й Кринки. Тут воно містить 92,0 % золота, 1,2 % срібла й 5,8 % міді. Мідисте золото з вмістом до 8,4 % міді знайдено в карбонатних породах нижнього карбону Донбасу. Корінне джерело мідистого золота Донбасу не встановлене, хоча існує думка, що золото й алмази в теригенних відкладах (наприклад, верхнього карбону Донбасу), просторово й генетично пов'язані з комплексом малих інтрузій і дайкових тіл. Відзначалося, що головним джерелом золото-срібної мінералізації в різновікових дайках Приазов'я є рудоносні мантійні флюїди, що надходять із глибинних зон Землі у верхні структурні поверхи. Прямою вказівкою на глибинне закладення джерел рудоутворюючих трансмагматичних флюїдів є широкий регіональний масштаб розвитку поліметалевої, золото-срібної, флюоритової й ртутної мінералізації в Донбасі.

Цікавою на наш погляд є знахідка ртутистого золота в кімберлітах Східного Приазов'я. Ртутисте золото (три зерна) знайдено нами в кімберлітах трубки Південна. Золото утворює тонкі пластинки дуже блідо-жовтих кольорів неправильної форми розміром 0,2 - 0,4 мм (два зерна) і 1,5х0,9х0,1 мм (найбільше зерно). Вивчення складу одного зерна золота на мікрозонді показало його однорідність; склад (у мас. %): Au - 75,3; Ag - 8,7; Hg - 14,9, сума - 98,9. За складом золото з кімберлітів трубки Південна найближче до високортутистого золота із сурм'яно - ртутного прояву Кючус (Якутія) і одного з золото - антимонітових родовищ Казахстану.

Знахідка високортутистого золота в кімберлітах Східного Приазов'я не є випадковою. Вважається, що ртутне зруденіння в Донбасі пов'язане з мезозойським етапом активізації регіону, яке виражено головним чином рухами уздовж глибинних розломів і локальним проявом магматизму у вигляді лампрофірів Міуського комплексу, як порід, похідних глибинних підкорових лужнобазальтоїдних магм. Відомо, що кальцієво-лужні лампрофіри істотно збагачено золотом і їх взаємодія з коровим матеріалом могла привести до утворення мезотермальних родовищ золота. Імовірно, появу ртутистого золота в кімберлітах також можна зв'язати з етапом мезозойської тектоно-магматичної активізації регіону й можливим проявом у регіоні накладеного епітермального золото-ртутного зруденіння.

Самородна мідь у кімберлітових трубках Східного Приазов'я виявлена по всьому випробуваному інтервалі трубки Південна, в окремих пробах трубки і дайки Новоласпинська. У пробах трубки Надія самородна мідь не знайдена. Дуже рідкісна самородна мідь у кімберлітах Кіровоградського району і діатремах Білорусі.

Зустрінута самородна мідь у різних за генезисом двох морфологічних типах. У формі одиничних округлих мідно-червоних зерен розміром 0,2 - 0,5 мм, у вигляді включення в зернах олівіну, мідь була виявлена в двох зразках - в змінених ксенолітах середньозернистого дуніту (трубка Новоласпинська) і хромшпінелевого перидотиту (Кіровоградський район, Лелеківська ділянка). За хімічним складом самородна мідь в обох випадках бездомішкова, вміст Cu - 99,9 мас. %. Існує думка, що краплеподібні фази різних самородних металів, у тому числі й міді, у кімберлітах відокремлювалися до появи субліквідусних силікатів.

Самородна мідь звичайна в немагнітних фракціях кімберлітових трубок Східного Приазовья, де вона має вигляд витягнутих пластинок темно-жовтого і бронзово-червоного кольору розміром до 0,5 - 1,0 мм. У зоні окиснення кімберлітів пластинки самородної міді покриті тонкою чорною плівкою тенориту. Визначення хімічного складу зерен різних кольорів показало деяку їх різницю. Середній хімічний склад (у мас. %) самородної міді темно-жовтих кольорів наступний: Cu - 87,62; Zn - 7,89; Sn - 2,64; Ni - 0,65; Fe - 0,26 (трубка Південна) і Cu - 88,92; Zn - 7,00; Sn - 3,10; Fe - 0,43 (трубка Новоласпинська). Середній хімічний склад (у мас. %) самородної міді бронзово-червоних кольорів такий: Cu - 96,72; Zn - 1,20; Sn - 1,01; Ni - 0,24; S - 0,76 (трубка Новоласпинська). Як видно з наведених середніх аналізів, зерна самородної міді різних кольорів відрізняються за складом одне від одного різним вмістом у першу чергу міді й цинку, також домішкою сірки в бронзово-червоній міді.

Крім кімберлітів Східного Приазов'я, цинкиста самородна мідь була виявлена нами й у лужно-ультраосновних породах діатреми Мостковська (Білорусь) у вигляді зерна неправильної форми розміром ~2,5х1,9х0,3 мм темно-червоного кольору з поверхневою чорною плівкою тенориту (?). Її середній хімічний склад (мас. %, Cu - 96,3; Zn - 2,6; Sn - 0,6; Ni - 0,3; Fe - 0,2) близький до складу бронзово-червоної самородної міді кімберлітових трубок Приазов'я й міді із золоторудних родовищ Південного Уралу (мас. %, Cu - 84,70 - 87,38; Zn - 5,05 - 8,07; Sn - 4,84 - 5,02; Ni - 0,42 - 0,44; Fe - 0,17 - 0,29), де її походження пов'язується з накладеними гідротермальними процесами.

Таким чином, у кімберлітах України, в першу чергу - Східного Приазов'я, присутня самородна мідь різного генезису - магматична (кулеподібні включення в зернах серпентинізованого олівіну) і гідротермальна (ксеноморфні пластинки), яка пов'язана з етапом накладеного відновного гідротермального метасоматозу, спричиненого, вірогідно, глибинними мантійними флюїдами.

Самородний свинець знайдено у кімберлітах трубки Надія у вигляді пластинки неправильної форми розміром ~ 2,3х2,0х0,3 мм. Колір зерна самородного свинцю темний сталево-сірий, блиск тьмяний, металевий. Мінерал ковкий, твердість ~1,5, риса - темно-сіра. Хімічний склад самородного свинцю наступний (мас. %): Pb - 91,04; Sb - 9,30, сума - 100,34. За своїм хімічним складом самородний свинець із кімберлітів трубки Надія трохи відрізняється від відомих його знахідок у кімберлітах і пікритах Якутії відсутністю у своєму складі олова.

З діаграм фазового стану системи Pb-Sb у знайденому в кімберлітах трубки Надія самородному свинці ймовірна наявність рідких кристалітів самородного стибію, але, можливо, через малу їх кількість, на рентгенограмі вивченого сплаву рефлексів, властивих самородному стибію, не виявлено.

При дробленні жовна пікроільменіту з кімберлітів трубки Новоласпинська знайдено зерно самородного іридію сріблисто-білого кольору з сильним металевим блиском розміром 0,2х0,2х0,1 мм. Його склад (мас. %): Ir - 75,19; Os - 5,85; Fe - 5,90; Pt - 12,89; сума - 99,83. Кристалохімічна формула - Ir0,65Pt0,12Os0,05Fe0,18. Фігуративний середній склад вивченого мінералу на потрійній діаграмі Os(Ru) - Ir - Pt(Rh, Fe, Ni, Cu) розташовується в полі платинистого іридію. Для природних сплавів Pt - Ir - Os - Ru складу встановлений генетичний зв'язок з мантійними ультраосновними породами. Знахідка платинистого іридію в кімберлітах Східного Приазов'я має мінералогічне значення. Джерелом його могли бути ксеноліти глибинних порід (пікроільменітові й пікроільменіт-піропові перидотити) з мегакристами пікроільменіту, яким збагачені кімберліти вивченого розрізу трубки Новоласпинська. Специфіка хімічного складу вивченого платинистого іридію, який представляє собою багатокомпонентний твердий розчин, обумовлена мікросередовищем мінералоутворення, зокрема - особливостями кристалізації пікроільменіту в кімберлітах трубки Новоласпинська.

Практично бездомішковий самородний цинк знайдено у кімберлітах трубки Надія (Східне Приазов'я) у вигляді пластинчастого зерна темно-сірого кольору розміром 1,9х1,5х0,2 мм. Поверхня зерна матова, покрита тонкою сірувато-білою кіркою серпентин - карбонатного складу (дані рентгенометричного вивчення). Склад мінералу (мас. %): Zn - 99,1; Fe - 0,5; Pb - 0,4; сума - 100,0. Низький вміст домішок (до 0,n %), характерний для цинку взагалі й з інших його місцезнаходжень, лише в кімберлітах Якутії поряд з бездомішковим цинком встановлені зерна, що містять до 8,36% заліза у твердому розчині.

Самородне олово виявлено у важкій фракції однієї проби висококалієвих слюдяних перидотитів трубки Мрія (Західне Приазов'я) у вигляді темно-сірого зерна овальної форми з тьмяним металевим блиском розміром 0,4х0,2х0,2 мм. Зерно перебувало в агрегаті ясно-зеленого метасоматичного амфіболу тремоліт-актинолітового складу. Склад самородного олова (мас. %): Sn - 99,80; Pb, Sb - сліди.

Самородний алюміній знайдено у кімберлітах трубки Надія у вигляді тонкої матової пластинки розміром 0,5 мм ясно-сірого кольору з металевим блиском і ксеноморфного зерна з тонкозернистою структурою розміром близько 5 мм з мікроямчастою поверхнею й матовим металевим блиском. При вивченні в полірованому препараті з використанням мікрозондового аналізатора з'ясувалася фазова неоднорідність алюмінію. У складі самого алюмінію зафіксовано (мас. %): Al - 98,99; Si - 1,01. У масі самородного алюмінію спостерігається дві фази. Перша, Cu-Al фаза утворює тонкопластинчасті виділення. Її склад (мас. %): Al - 48,70; Cu - 47,01; Ni - 2,09; Fe - 0,49; сума - 98,29. За хімічним складом вона близька до хатиркіту (CuAl2). У складі іншої, Fe-Al фази, яка спостерігається у масі самородного алюмінію у вигляді одиничних пластинок, зафіксовані (мас. %) Al - 61,35; Fe - 25,73; Si - 6,89; Mn - 5,54; Cr - 0,45; сума - 99,96. Склад мінералу, що розвивається по алюмінію (мас. %) Al2O3 - 44,26; SiО2 - 1,27; K2O - 0,38; сума - 45,91. Крім алюмінію, кремнію й калію, інших елементів з ZЈѕ23 не виявлено. Оскільки мінерал з легким шипінням розчиняється в соляній кислоті, є підстави припустити, що це якийсь карбонат. З відомих на сьогоднішній день окислів, гідроокисів і карбонатів алюмінію з таким вмістом глинозему найближчим є скарброїт Al5(CO3)(OH)13·5H2O (% Al2O3 - 45,7 для мінералу із Скарборо, теоретичне - 50,37). Складність з вилученням однорідного матеріалу не дозволило провести подальше вивчення і точнішу діагностику мінералу. Фазова неоднорідність самородного алюмінію відзначалася багатьма дослідниками і поява різних за складом мікрофаз у матриці самородного алюмінію звичайно пов'язується зі скиданням домішок при розпаді твердого розчину на основі алюмінію внаслідок спаду температури в мінеральній системі. Знахідка самородного алюмінію в кімберлітах України свідчить про локальні, різко відновні умови мінералоутворення, що мали місце в кімберлітах. Розвиток вторинного скарброїтоподібного мінералу по самородному алюмінію можна зв'язувати з гідротермально-метасоматичними процесами, що проходили в кімберлітах трубки Надія.

Кілька природних багатокомпонентних сплавів знайдено нами у кімберлітах вивчених тіл Східного Приазов'я. Трикомпонентний сплав Cu-Zn-Sn у вигляді тонкої пластинки розміром ~ 0,5х0,3х0,1 мм знайдено у важкій фракції кімберлітів трубки Новоласпинська. Хімічний склад (мас. %): Cu - 88,87; Zn - 6,99; Sn - 3,07; Fe - 0,43; Pd, Pt, Bi - не виявлені, сума - 99,36. Близькі до вивченого за складом інтерметаліди відомі в пікритових порфіритах півночі Сибірської платформи і у кімберлітах трубки Удачна (Якутія). Два зерна чотирьохкомпонентного Sn-Pb-Sb-Cu сплаву знайдено у важкій фракції концентратів збагачення кімберлітів трубки Південна у вигляді темно-сірих зерен неправильної форми розміром 1,6х0,6х0,2 й 0,8х0,5х0,1 мм. Середній хімічний склад обох зерен майже ідентичний (мас. %): Sn - 76,84 - 77,56; Pb - 20,92 - 21,13; Sb - 0,49 - 1,15; Cu - 0,43 - 0,93. Кристалохімічні формули сплавів відповідають складу ~ Sn6,5Pb. Виходячи з існуючої діаграми стану системи Sn-Pb-Sb сплави подібного складу повинні бути гетерогенні - субграфічне зростання самородного олова (з невеликою домішкою сурми й міді) і самородного свинцю, що надалі було підтверджено рентгенівським аналізом одного із зерен.

4. Золотоносність кімберлітів східного Приазов'я та інших вивчених районів

Золотоносність кімберлітів у світі не вивчалася, хоча наявність золота в алмазоносних й алмазів у золотоносних розсипах ряду районів (Урал і Приморський край - Росія; острів Калімантан; Бразилія й ін.) відома не одну сотню років. Останнім часом відзначалося, що золото й платина становлять цінний супутній компонент комплексних розсипів, що містять алмаз, золото, платину, ільменіт, рутил і циркон, і необхідним вважається постійний контроль і вивчення хвостів збагачення концентратів з розсипів алмазів. Наявність незвичайної асоціації мінералів (високопробне золото з підвищеним вмістом міді, нікелю, хрому, титана й свинцю, низькопробне золото, золото із включенням AuPb2 і фази типу карбіду або нітриду нікелю) у кімберлітах трубки Мир (Якутія) свідчить не тільки про глибинну природу цієї асоціації, а й про генетичний зв'язок з речовиною мантії і про потенційну золотоносність лужно-ультраосновних і лужно-основних магм, подібних кімберлітовим за складом й генезисом.

В Кримському відділенні УкрДГРІ здійснено системні дослідження з розробки технологій комплексної переробки відходів виробництва гірничодобувних підприємств, які дозволили встановити золото і у відвальних продуктах деяких алмазодобувних підприємств Якутії й Китаю. Вивчено 57 проб з відвальних продуктів підприємств, що переробляють алмазовмісні руди Якутії. Встановлено, що масова частка золота у вихідних пробах коливається від 0,06 до 0,149 г/т, золото тонке й концентрується при переробці руди в класі - 0,063 мм. При збагаченні на концентраційному столі масова частка золота в концентратах склала 0,1 - 1,07 г/т; при збагаченні із застосуванням відцентрового сепаратора масова частка золота в концентратах склала 0,32 - 3,9 г/т, при перечищенні - до 5,18 - 6,82 г/т. Орієнтовний розрахунок показує, що при продуктивності фабрики по вихідній руді приблизно 10 млн. тонн, може бути отримано приблизно 34 000 тонн продукту з масовою часткою до 6 г/т золота (при перерахуванні на метал - близько 200 кг золота).

Вивчено вихідні хвости збагачення (фабрика Уа Фань Дань) кімберлітів трубки Бінхай (провінція Ляонін, Китай). У хвостах збагачення кімберлітів вміст золота складає 0,52 г/т, воно зосереджене переважно в класі - 0,2 мм. У гравіконцентраті масова частка золота склала 2,96 - 4,51 г/т, причому вільне золото становить близько 87 %, ціанируєме - близько 10 %, витягання - близько 4 %. У флотаційному концентраті (пірит - 90 %, барит - 3 %, ін. - 7 %) масова частка золота склала 10-11 г/т.

Результати, отримані при вивченні золотоносності відвальних продуктів алмазодобувних підприємств Якутії й КНР, дозволили виконати роботи з вивчення можливої золотоносності кімберлітів Східного Приазов'я. Для цього була відібрана 31 кернова проба із трубок Південна (св. 219/24), Новоласпинська (св. 293/16), Надія (св. 209/9) і дайки Новоласпинська (св. 396/9).

Технологічна схема складалася з вузла дроблення руди до фракції -1 мм, вузла доздрібнення руди до -0,3 мм і вузла збагачення на концентраційному столі. Роздроблена руда збагачувалася на концентраційному столі з виділенням важкої фракції, проміжного продукту й легкої фракції (хвости). Важка фракція підлягала перечищенню на концентраційному столі, у результаті чого виділявся золотовмісний концентрат, проміжний продукт і хвости. Визначення масової частини золота в концентратах проводилося шляхом відбору й зважування видимих зерен золота; амальгамацією концентрату й зважування амальгами золота.

Розрахунок вмісту вільного золота проводився за формулою:

масова частка, г/т = 1000.

Кек амальгамації (у деяких пробах) аналізувався пробірним методом. Золото в проміжних продуктах і хвостах визначалося амальгамацією. Масова частина золота у вихідних рудах розраховувалася виходячи з технологічного балансу.

Основні отримані результати зводяться до наступного:

1. Масова частка золота у вихідній руді, у г/т: трубка Південна - 0,0086-0,72; трубка Надія - 0,054-0,11; трубка Новоласпинська - 0,054 - 1,04; дайка Новоласпинська - 0,13-0,16;

2. Масова частка золота в концентраті, у г/т: трубка Південна - 0,03-2,0; трубка Надія - 0-0,476; трубка Новоласпинська - 0,01 - 4,0; дайка Новоласпинська - 0,021-0,624;

3. Вихід концентрату змінювався, в %: по трубці Південна - від 1,9 до 5,5; по трубці Новоласпинська - від 2,1 до 5,6; по трубці Надія - від 2,0 до 3,9; по дайці Новоласпинська - від 2,6 до 3,1;

4. Витягання золота з концентрату, в %: трубка Південна - 1,0- 100,0; трубка Надія - 2,7-100,0; трубка Новоласпинська - 0 - 25,8; дайка Новоласпинська - 0,5-11,3.

У концентратах і промпродуктах золото, головним чином, вільне (76-94%), у хвостах гравітації співвідношення вільного й зв'язаного золота різне й залежить від складу проби, форми й розміру зерен золота. Фазовий аналіз однієї із проб показав, що в продуктах збагачення золото є не тільки вільним, але й перебуває в зростках з породоутворюючими мінералами. Так, вміст золота (в %) становив - вільне (піддається амальгамуванню) - 77,14; піддається ціануванню - 2,86; покрите плівками карбонатів й окислів - 2,86; пов'язане із сульфідами - 14,28; пов'язане з породою - 2,86; сума - 100.

Висновки

кімберліт золотоносність мінеральний ультраосновний

1. Наявність у вивчених нами кімберлітових й інших лужно-ультраосновних породах України різних за хімічним складом самороднометалевих фаз свідчить про декілька етапів самородного мінералоутворення, пов'язаного із широким діапазоном температур, тисків і розмаїтістю умов середовища кристалізації, а саме: ріст з розплавів; ріст при участі гідротермально - автометасоматичниих процесів з локальною високовідновною здатністю; ріст при перетворенні раніше утворених мінеральних фаз за участю накладених низькотемпературних гідротермальних процесів.

2. З найбільш високотемпературним мантійним магматичним етапом становлення кімберлітів пов'язана наявність залізистого самородного іридію у вигляді включення в пікроільменіт з кімберлітів трубки Новоласпинська.

3. Наявність ізометричних зерен самородної міді у вигляді включення в олівіні глибинних ксенолітів (Східне Приазов'я й Кіровоградський район) і олова в метасоматичних агрегатах амфіболів з слюдяних перидотитів трубки Мрія (Західне Приазов'я) свідчить про локальне відокремлення самороднометалевих фаз до початку кристалізації силікатів.

4. Утворення аваруїту пов'язано із процесами ранньої автометасоматичної серпентинізації кімберлітів при наявності локальних високовідновних умов середовища кристалізації.

5. Подальший вплив глибинних мантійних флюїдів з високовідновними властивостями привів до створення локальних різковідновних умов з деякою різницею у середовищі мікромінералоутворення, що привело до формування недосконалих кристалів і ксеноморфних зерен низькопробного й мідистого золота, цинкистої міді, алюмінію, цинку, свинцю й природних полікомпонентних металевих сплавів.

6. Наявність високопробного золота (кімберліти трубок Південна й Новоласпинська) пов'язана з пізніми гідротермально-метасоматичниими процесами, що привели до локального перерозподілу речовини в раніше утворених мінеральних фазах. Із цими ж процесами, наприклад, пов'язується розвиток анатазу, перовскіту, лейкоксену й інших мінералів на поверхні зерен пікроільменіту, збагачення крайових зон у деяких зернах пікроільменіту марганцем, метасоматична амфіболізація висококалієвих лужних ультрабазитів, тощо.

7. Знахідка високортутистого золота в кімберлітах трубки Новоласпинська свідчить про розвиток накладеного телетермального золото-ртутного зруденіння, пов'язаного з етапом мезозойської тектоно - магматичної активізації зони зчленування Приазовської частини Українського щита зі складчастим спорудженням Донбасу.

8. Самороднометалеві фази різного генезису мають певний типоморфізм хімічного складу й добре візуально діагностуються у важкій фракції природних і штучних шліхів. Знахідки в шліхах на території, принаймні, Східного Приазов'я аваруїту, самородної цинкистої міді й низькопробного золота, може свідчити про наявність у досліджуваних районах ще невідомих ультраосновних або лужно - ультраосновних порід. Однак, говорити про пряме використання типоморфних особливостей виявлених самороднометалевих фаз при пошукових роботах і прогнозних побудовах на даному етапі досліджень потрібно обережно, тому що в згаданому регіоні ці мінерали слабо вивчені взагалі в магматичних, метаморфічних і різновікових осадових породах, гідротермально-метасоматичних утвореннях, корах вивітрювання й сучасних зонах окиснення.

9. Проведені технологічні дослідження з вивчення золотоносності кімберлітів Східного Приазов'я, хвостів збагачення алмазодобувних фабрик Якутії й Китайської Народної Республіки дозволили встановити їх золотоносність. Золото, в основному, дрібне, концентрується в класі переважно -0,5 мм, технологічне.

Література

1. Тищенко О.І. Нова знахідка самородного алюмінію в Україні // Минералог. журн. - 2005. - №1. - С. 38-43.

2. Тищенко А.И. О новой находке самородного иридия на Украине // Мінеральні ресурси України. - 2006. - №2. - С. 11 - 13.

3. Тищенко А.И. Новые данные по минералогии акцессорного самородного золота из кимберлитов Восточного Приазовья // Збірник наукових праць УкрДГРІ. - 2006. - №3. - С. 95-101.

4. Тищенко О.І. Знахідка аваруїту в кімберлітах України // Минералог. журн. - 2006. - №2. - С. 65 - 68.

5. Тищенко А.И. Самородные металлы в кимберлитах Восточного Приазовья // Современные проблемы формационного анализа, петрология и рудоносность магматических формаций: Тез. докл. Всерос. совещ., Новосибирск, 16-19 апр. 2003 г. - Новосибирск: изд-во СО РАН, филиал “Гео”, 2003. - С. 329-330.

6. Брагин Ю.Н., Тищенко А.И. Новые данные о золотоносности кимберлитов // Стан, перспективи та напрямки геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні. Матеріали науково-технічної наради. - Київ, Державна геологічна служба Мінекоресурсів України, 19 - 22 травня 2003 р. - УкрДГРІ, 2003. - С. 122-125.

7. Тищенко А.И. Золото и другие самородные металлы в кимберлитах Восточного Приазовья // Проблеми алмазоносності території України. Матеріали науково-технічної наради „Стан, перспективи та напрямки геологорозвідувальних робіт на алмази в Україні”, м. Київ, 19-22 травня 2003 р. - Київ: вид-во УкрДГРІ, 2004. - С. 106-111.

Размещено на Allbest.ru