Минералы кобальта и никеля в рудах Ишкининского кобальт-медно-колчеданного месторождения (Южный Урал)

1Мелекесцева и.Ю., 2Зайков в.В.

1Институт минералогии УрО ран, г. Миасс, Россия, melekestseva@ilmeny.Ac.Ru, 2Южно-Уральский государственный университет, г. Миасс, Россия, zaykov@ilmeny.Ac.Ru

¹Melekestseva I.Yu., ²Zaykov V.V. Minerals of cobalt and nickel in ores of Ishkininskoe cobalt-copper-sulphide deposit, the South Urals (¹Institute of mineralogy, Urals branch, RAS, Miass, Russia, melekestseva@ilmeny.ac.ru, ²South-Urals State University, Miass, Russia). Minerals of cobalt and nickel of Ishkininskoe cobalt-bearing sulphide deposit have been investigated. They are represented by cobaltite, niccolite, gersdorffite, pentlandite, two varieties of violarite and nickel mineral similar to linnaeite group. Two associations of minerals: the primary — cobaltite, niccolite, gersdorffite, pentlandite, and the secondary relatively to the previous consisted of violarite-I and II and nickel mineral similar to linnaeite group. The second group of minerals is developed after pyrrhotite and pentlandite.

Ишкининское месторождение кобальтсодержащих сульфидных руд располагается в 20 км западнее г. Гай в зоне Главного Уральского разлома и приурочено к антиформе из тектонических пластин, сложенных серпентинитами, углеродистыми силицитами и толеитовыми базальтами [2]. Особенностью руд месторождения являются повышенные содержания никеля (до 0,3%), кобальта (до 0,2%) и хрома (до 0,3%). Руды подразделяются на следующие минеральные типы: пирит-пирротиновый, халькопирит-пирит-пирротиновый и пирротин-халькопирит-кобальтин-арсенопиритовый.

Образцы для исследований были отобраны из отвалов разведочных шурфов в Восточной рудной зоне месторождения. Оптические исследования были проведены на микроскопе Axiolab фирмы Karl Zeiss (Институт минералогии УрО РАН), состав минералов определялся на микрозондовых анализаторах JEOL JCXA-733 (Институт минералогии УрО РАН), JEOL JXA-8900RL (Фрайбергская горная академия, Фрайберг, Германия) и Camebax (Музей естественной истории, Лондон, Великобритания).

Минералы кобальта и никеля на месторождении представлены кобальтином, никелином, герсдорфитом, пентландитом, виоларитом двух разновидностей и минералом никеля, близким к группе линнеита.

Кобальтин наблюдается в виде хорошо образованных отдельных изометричных кристаллов кубического и октаэдрического габитусов. Иногда встречаются скелетные кристаллы и сростки. Довольно часто кобальтин образует скопления, приуроченные к карбонатным жилкам. Размеры зерен и агрегатов колеблются от 0,1 до 1 мм. С другими минералами всегда имеет четкие и ровные границы. Часто содержит включения халькопирита, магнетита, золота и игольчатых кристаллов нерудных минералов. Ассоциирует с никелином, выступая в роли минерала-хозяина. Иногда наблюдается замещение кобальтина халькопиритом. Практически всегда зонален, в центре кристаллов наблюдаются пониженные содержания кобальта (23%) и повышенные никеля (до 9–14%) — (Co_0,66Ni_0,26Fe_0,12)_1,04As_1,01S_0,96. К периферии содержания кобальта повышаются (до 27%), а никеля уменьшаются (до 5–6%) — (Co_0,75Ni_0,16Fe_0,12)_1,03As_0,96S_1,01 (прямая зональность). Также наблюдается обратная (содержания кобальта понижаются от центра к периферии, никеля — возрастают), чередующаяся и ассиметричная зональности. В некоторых кобальтинах, приуроченных к карбонатным жилкам, отмечаются кристаллы хромшпинелидов, расположенные в зонах роста кобальтинов.

Никелин встречается в виде зерен неправильной формы и аллотриоморфнозернистых агрегатов размером от долей до 2–3 мм, ассоциирует с кобальтином, где находится в виде отдельных мелких зерен-включений, с герсдорфитом и золотом в виде крупных агрегатов. По химическому составу никелин всегда однороден и соответствует (Ni_1,06Co_0,01)_1,07As_0,99.

Герсдорфит образует кристаллические агрегаты (до 0,5–1 мм) в ассоциации с никелином, отдельные кристаллы редки. Химический состав варьирует от (Ni_0,47Co_0,25Fe_0,22)_0,94As_1,09S_0,91 до (Ni_­0,61Co_0,25Fe_0,23)_1,09As_1,05S_0,95.

Пентландит представлен мелкозернистыми агрегатами, однако пока не исследован микрозондовыми методами.

Виоларит представлен двумя разновидностями.

Виоларит-I встречается в виде тонких (до 15–20 мкм) ламеллей в халькопирите. В аншлифах имеет гладкую и ровную поверхность без трещин. Химический состав характеризуется близкими содержаниями никеля и железа, соответствует (Fe_1,54Ni_1,48)_3,02S₄.

Виоларит-II образует мелкие (до 0,13–0,15 мм) трещиноватые зернистые агрегаты, пластинки, развиваясь по грануломорфному и пластинчатому пирротину. Развивается и по пентландиту (в единичных случаях обнаруживается реликтовая спайность). Значительно обогащен кобальтом (до 16%) по сравнению с предыдущей разновидностью и по сравнению с данными С.С. Боришанской [1], где приводится максимально установленное содержание кобальта в виоларите 13%. По составу нестехиометричен — (Fe_0,94(Ni_1,38Co_0,81)_2,19)_3,13S₄.

Минерал группы линнеита, точно недиагностированный, образует тончайшие (до 3 мкм) вытянутые разорванные (пламеневидные) ламелли в халькопирите. Оптически характеризуется розовато-сиреневым мерцающим цветом. “Мерцание” может быть объяснено его тонкозональным строением и отличием зон по цвету и отражению. По составу нестехиометричен — (Fe_1,05Ni_0,40)_1,45S₂, но по соотношению суммы катионов к сере близок к минералам группы линнеита.

Таким образом, в рудах Ишкининского месторождения кобальтсодержащих сульфидных руд наблюдается две ассоциации минералов никеля и кобальта: первичная — кобальтин, никелин, герсдорфит, пентландит, и вторичная по отношению к предыдущей, куда входят виоларит-I и II и недиагностированный минерал, близкий к группе линнеита. Вторая группа минералов развивается по пирротину и пентландиту.

Работы выполнены при поддержке РФФИ (гранты 01–05–65329 и 02–05–06473-мас) и гранта Университеты России (09.01.014).

Литература: 1. Боришанская Б.С. и др. Минералы никеля и кобальта // Изд-во МГУ, 1981. С. 39–46. 2. Зайков В.В и др. Пирротиновые и золото-арсенопиритовые руды Ишкининского месторождения (Главный Уральский разлом) // Металлогения древних и современных океанов – 99. Миасс: ИМин, 1999. С.92–95.