книги из ГПНТБ / Шишкин Н.Н. Кобальт в рудах месторождений СССР

актинолитовых метасоматитах, в гранатовых и, реже, в магнетито-

тиновых руд (южное гнездо Пестеровского рудника) был отмечен своеобразный комплекс никель-кобальтовых и мышьяково-сурьмя- ных минералов.

Кобальтистые арсенопирит, пирит и пирротин содержат первые десятые доли процента кобальта, причем в пирите содержание ко­ бальта значительно ниже (в 5—10 раз), чем в раннем пирите скар- ново-железорудных месторождений. В тысячных долях процента кобальт присутствует в халькопирите и магнетите. Содержание кобальта в халькопирите обусловлено главным образом тончайшей вкрапленностью кобальтина и линнеита и в меньшей степени изо­ морфной примесью кобальта к железу, а в магнетите кобальт изо­ морфно замещает железо.

Зона окисления в месторождениях рассматриваемого типа раз­ вита слабо. Кобальтовые минералы в ней встречаются редко и представлены эритрином и гетерогенитом, а кобальтсодержащие — асболанами.

На примере месторождений Турьинской группы Л. Н. Овчин­ ников [136] установил, что содержание кобальта и других компо­ нентов-примесей (никеля, золота, серебра, мышьяка, цинка) в скарново-медных месторождениях уменьшается: а) в направлении от центра рудных тел к периферии их; б) при переходе от массив­ ных руд к врапленному ореолу; в) во вкрапленниках сульфидов с удалением их от контакта или массивных рудных тел. Эта за­ кономерность относится как к элементам, находящимся в виде изо­ морфной примеси в сульфидных и сульфоарсенидных минералах, так и к образующим самостоятельные минералы (линнеит и сфале-

1 Данные А. М. Игумнова.

162

рит в халькопирите). Таким образом, содержание кобальта и дру­ гих элементов-примесей является максимальным у главных путей следования растворов и убывает к краевым частям рудных тел. Л. Н. Овчинников объясняет это тем, что подвижность элементовпримесей при диффузии в силу малой их концентрации в раство­ рах должна быть ниже, чем у главных компонентов руд.

Условия образования кобальтсодержащих скарново-медных ме­ сторождений те же, что и в описанных выше кобальтсодержащих скарново-железорудных, поскольку они генетически связаны с тем же комплексом интрузивных тел, а в составе руд медных место­

дах, месторождения, эти являются переходными от высокотемпера­ турных к среднетемпературным умеренных глубин. В некоторых

кислых растворов стадии кислотного выщелачивания с основной средой скарнов.

Для месторождений этого типа на примере Саякской группы месторождений наблюдается сближенное во времени образование дайковых пород скарнов и руд.

ми— хлоритом, кварцем, кальцитом, актинолитом, эпидотом и др. Типичные высокотемпературные скарновые минералы (гранат, пи­ роксен) в них отсутствуют. Примером таких месторождений явля­ ются: Абаканское [20, 70] и Анзасское [20] в Хакасии.

Г. А. Соколов [9] выделил эти месторождения в водносиликатный подтип контактово-метасоматических месторождений, В. В. Бо-

претерпевшим последующий региональный и гидротермальный ме­ таморфизм.

В последнее время В. В. Груза [70] установил, что магнетито­ вые руды Главного рудного тела Абаканского месторождения обра­ зуются как по известнякам, так и по силикатным породам, в резуль­ тате чего им установлена в пределах этого тела горизонтальная и вертикальная зональность, обусловленная составом пород.

На Абаканском месторождении устанавливается несколько ста­

П* 163

Кобальтоносность руд месторождения связана с вкрапленни­ ками и прожилками кобальтистого пирита, содержащего также и никель, и кварц-карбонатными прожилками преимущественно с глаукодотом, и небольшим количеством высококобальтового глау-

соответственно). Жилы и прожилки карбонатов с кварцем и ко­

их большой распространенности и значительных размеров. Среди кобальтсодержащих медно- и серноколчеданных месторождений можно назвать Гайское [27] и Сибайское [24] на Урале, Худесское на Северном Кавказе [156], Хитахи в Японии [157], залежи типа

Филизчай в АзССР [109].

Закономерная приуроченность колчеданного оруденения к фор­ мациям вулканогенных пород, занимающих вполне определенное стратиграфическое положение, рассматривается В. Н. Котляром [94] и многими другими исследователями как доказательство тес­ ной генетической связи рудоносных растворов с очагами вулканиз­ ма. Для месторождений Урала эта точка зрения впервые была высказана А. Н. Заварицким [76]. В настоящее время подавляющее большинство геологов, изучающих колчеданные месторождения, рассматривают их в качестве производных тех же магматических комплексов, которые породили рудоносные вулканогенные комп­

на ранних геосинклинальных стадиях всех циклов геологического развития. Выделяется семь генеральных эпох колчеданного рудо­ образования: архейская, протерозойская, байкальская, каледон­ ская, герцинская, киммерийская и альпийская. Герцинская отли­ чается накоплением грандиозных масс колчеданов в вулканоген­

164

ционно-осадочные в пирокластах; 3) осадочные среди терригенных пород. Примером первых являются залежи колчеданных руд в лавовых и туфовых породах спнлит-кератофирового ряда на руд­ ных полях Урала, Малого Кавказа, Норвегии, Японии и др.; при­ мером вторых — колчеданные месторождения в основании туфов, перекрывающих лавы на рудных полях Большого Кавказа, части полей Урала, Испании и др.; третьих — колчеданные месторожде­ ния среди глинистых углеводородсодержащих черных сланцев от­ даленных вулканогенных формаций в ФРГ (Мёгген), Румынии (Белан), СССР (Филизчай на Кавказе), Норвегии, Швеции [157].

Эксгаляционно-осадочные и осадочные месторождения накапли­ вались на дне моря. Субвулканические гидротермальные место­

ботки боковых пород до выпадения последних порций рудообразующих минералов) среди колчеданных месторождений выделяются: 1) высокотемпературные, с начальной температурой от 450°С и

кобальт, образовались в различные эпохи рудообразования и от­ носятся к различным классам.

ХАРАКТЕРНЫЕ ОСОБЕННОСТИ МЕСТОРОЖДЕНИИ

Месторождения медно-, серноколчеданных и колчеданно-поли- металлических руд, в том числе и кобальтсодержащих, при нали­ чии некоторых различий между ними имеют ряд характерных черт. Эти черты рассмотрены В. И. Смирновым [157], С. Н. Ивановым [82], М, Б, Бородаевской [25, 26] и другими геологами и сводятся

кследующему:

1.Месторождения колчеданных руд приурочены к областям развития вулканогенных и вулканогенно-осадочных пород.

2.Рудные тела представляют собой либо согласные пластовые ленто- и линзовидные залежи, либо секущие слоистость пород сун­ дучные, грибообразные или более сложные тела, реже —секущие жилы, локализация и форма которых обусловлены совокупностью литолого-структурных факторов.

3.Руды имеют существенно сульфидный состав с резко подчи­ ненным количеством нерудных минералов (от 5 до 15—20%). Сре­ ди рудных минералов преобладает пирит, который обычно содер­ жит кобальт, а в отдельных месторождениях и пирротин, в под­

самородное золото и др. Из нерудных минералов в существенном количестве присутствуют кварц, барит, кальцит, калиевые и калие-

165

во-натриевые слюды, а в отдельных месторождениях — хлориты (клинохлор-прохлоритовой и пеннин-клинохлоровой групп) и стильпномелан; в виде минералов-примесей встречаются доломит, магнезит, флюорит, халцедон, опал и др.

Среди гипергенных рудообразующих минералов преобладают гидроокислы железа (гидрогётит, гидролепидокрокит), гётит, лепидокрокит, ковеллин, встречаются каолин, гипс и другие минералы.

Различные соотношения между пиритом, халькопиритом, сфа­

колчеданных руд различен [40, 136]. В серноколчеданной руде в наиболее значительных концентрациях присутствуют селен, теллур, серебро, висмут, повышена роль титана, кобальта, никеля. В медноколчеданной и медно-цинково-колчеданной руде, кроме селена, теллура, серебра и висмута, характерны повышенные концентра­ ции германия, индия, кадмия. При этом значительно изменяется содержание редких и рассеянных элементов в составе разных ге­ нераций рудных минералов, например кобальта, селена и теллура

впирите, кадмия в сфалерите.

4.В процессе рудообразования проявляется стадийность с еди­ нообразной последовательностью отложения главных минеральных

ассоциаций: 1) ранней пиритовой, 2) халькопирит-пиритовой, 3) пирит-сфалеритовой (часто с повышенным содержанием золота и серебра и иногда с значительным количеством галенита). Раз­ личные минеральные ассоциации отделены друг от друга во време­ ни образования тектоническими подвижками. Ранний пирит раз­ дроблен и сцементирован поздними ассоциациями минералов.

5. Сплошные руды резко преобладают над вкрапленными. От­ мечаются резкие границы рудных залежей сплошных руд, что сви­ детельствует о наличии благоприятных для метасоматического за­ мещения горизонтов пород.

6. В рудах широко развиты колломорфные и колломорфно-по- лосчатые текстуры и метаколлоидные структуры, свидетельствую­ щие о существенной роли коллоидных растворов в процессе рудо­ образования. Сохранность их зависит от степени проявления внутри- и послерудного метаморфизма, широко здесь проявленных.

Руды обычно мелкозернистые с равномерным распределением главных рудных минералов.

7.В пределах рудных залежей отмечается зональное распре­ деление руд. На флангах руд повышается количество халькопири­ та (увеличивается содержание меди), что сопровождается умень­ шением мощности залежей (Худесское и др.).

8.Рудным залежам обычно сопутствуют обломковидные обо­ собления сульфидных и кварцевых агрегатов (рудные «гальки»),

166

вавшиеся вследствие эксплозий, следовавших за рудообразованием. По их мнению, обломки были выброшены в пирокластические осад­ ки кровли и вместе с ними претерпели последующие тектонические деформации и метаморфизм. М. Б. Бородаевская и другие иссле­ дователи [26, 27] считают, что эти обломковидные образования представляют собой: а) тектонические обломки, возникшие на раз­ личных стадиях многостадийного формирования колчеданных руд, б) метасоматические породы, образованные в результате заме­ щения рудным веществом обломков или цемента вулканогеннокластических пород, в) сгустковые стяжения коллоидного вещества.

9. Гидротермально измененные породы располагаются, как правило, в лежачем боку колчеданных залежей; выделяются две зоны: внутренняя кварц-серицитовая, прилегающая к рудному телу,

причем натрий резко преобладает над калием. Это характерно и для тел плагиогранитов и плагиогранит-порфиров, отмечаемых в пределах рудоносных участков.

О КОБАЛЬТОНОСНОСТИ РУД

Кобальтоносность колчеданных месторождений обусловлена главным образом присутствием в них кобальтистого пирита. Характерно, что содержание кобальта в пирите полиметаллических колчеданных руд ниже (тысячные и первые сотые доли процента), чем в пирите серноколчеданных руд (сотые — десятые доли про­ цента), которые образовались раньше полиметаллических руд. Следовательно, для пирита этих месторождений намечается та же

в халькопирите. В незначительном количестве (тысячные доли про­ цента) кобальт присутствует в халькопирите, сфалерите (марматите) и пирротине. Иногда содержание кобальта в пирротине не­ сколько выше, чем в пирите, и достигает десятых долей процента (медные месторождения Большого Кавказа).

**

*

От описанных выше колчеданных месторождений, в рудах ко­ торых содержится кобальт, несколько отличаются ПышминскоКлючевское на Урале, рассматриваемое как аналог Оутокумпу н Финляндии [265], Ивановское на Южном Урале 1 и др. Месторож­ дения эти приурочены к четко выраженным тектоническим нару-

1 Из материалов Л. П. Кочурова и Э, С, Бучковского.

167

тениям (зонам рассланцевания, дробления, разлома) в метаморфизованных осадочных, эффузивных и интрузивных породах и предположительно генетически связаны с необнаруживаемыми в

зии гранодиоритового состава, что согласуется с уменьшением в этом направлении выходов жильных пород—производных гранитоидной и гранодиоритовой магмы. Кроме того, на ПышминскоКлючевском участке и менее отчетливо на Позднем и ЗападноКлючевском с глубиной наблюдается увеличение кобальта и уменьшение меди.

Ивановское месторождение на Южном Урале по положению в региональной структуре, геологическому строению и характеру оруденения наиболее близко к кобальтовым месторождениям Ишкининскому на Южном Урале и Ковбой-Майн в шт. Орегон, США [103]. По данным А. А. Захарова [78], максимальное содержание меди характерно для руд, залегающих в габброидах. Руды, распо­ ложенные в серпентинитах, отличаются максимальным содержа­ нием никеля и кобальта и минимальным — меди.

Кобальтоносность руд этих месторождений обусловлена то присутствием кобальтсодержащего пирита нескольких генераций (Пышминско-Ключевское), то рассеянной вкрапленностью кобаль­ тина в сочетании с кобальтсодержащим пиритом (Ивановское, но­ вые участки Пышминско-Ключевского), то рассеянной вкраплен­ ностью линнеита и линнеита-зигенита в сочетании с кобальтсодержащими пиритом, сфалеритом (марматитом) и редкими кобальтсодержащим пентландитом и кобальтпентландитом (Оутокумпу, Финляндия). В незначительном количестве кобальт присут­ ствует в виде изоморфной примеси в пирротине и халькопирите. Повышенное содержание кобальта в пирите отмечается в Пыш­ минско-Ключевском месторождении и линзовидных телах пирита в Савинском магнезиальном месторождении Иркутской области

К месторождениям этого типа в СССР принадлежит кобальт- и молибденсодержащее медное месторождение Боще-Куль (Казах-

168

стан), приуроченное к южному крылу Бощекульского антиклинала. Оруденение генетически связывают с дайковой интрузией плагио- гранит-порфиров, прорывающей нижнекембрийские пироксеновые и роговообманковые порфириты и их туфы, имеющие падение на юг <65—85°. В плагиогранит-порфирах, порфиритах и других породах выделяются две пластообразные залежи вкрапленных и прожилково-вкрапленных руд. Главное рудное тело прослежено с поверхности на 5900 м при ширине 40—650 м. Мощность его изме­

ность 3—29 м), выщелачивания (до 35 м), вторичного сульфидного обогащения (до 70 м), первичных сульфидных руд. В зоне окисле­ ния породы изменены и состоят главным образом из каолинита с небольшим количеством галлуазита, гидрослюды и монтморилло­ нита. Рудные минералы представлены атакамитом, малахитом и азуритом, встречаются пирит, гидрогётит, халькопирит, ковеллин, халькозин и другие минералы меди, а в единичных случаях само­ родная медь и самородное золото. В зоне вторичного сульфидного обогащения развиты борнит и халькопирит. В зоне первичных руд наиболее распространены пирит, халькопирит, магнетит и молиб­ денит, реже встречаются сфалерит, галенит, гематит, мушкетовит, пирротин, линнеит, самородное золото и серебро, электрум, кюсте-

Среди этих месторождений наиболее развиты медные. Оловорудные, вольфрам-оловорудные и золоторудные месторождения встречаются значительно реже.

169

(теннантитом, тетраэдритом, фрейбергитом), как главным рудным

вается как руда на серебро, которое содержится либо в виде изо­ морфной примеси в фрейбергите, либо в виде вкрапленников полибазита в тетраэдрите или теннантите. В руде постоянно содер­ жится никель. Иногда содержание никеля значительно превышает содержание кобальта (Узун-ой, Тува).

стого арсенопирита. В качестве редких минералов встречаются кобальтин и саффлорит. Кобальтгерсдорфит и кобальтистый герсдорфит образуют вкрапленники мелких кристаллов, сростков их и,

дениях вместо высокотемпературного кобальтина получают широ­ кое развитие более низкотемпературные (см. рис. 9) кобальтгерс­ дорфит и кобальтистый герсдорфит.

Оруденение обычно связано с интрузиями среднего или основ­ ного состава. По характеру изменения вмещающих оруденение пород (карбонатизация, каолинизация, окварцевание, хлоритизация)и наличию в рудах сульфосолей серебра, меди и висмута, кобальтсодержащие существенно блеклорудные месторождения являются переходными от средне- к низкотемпературным и образо­ вались в условиях незначительных или умеренных глубин.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОЛОВА И ВОЛЬФРАМА И ОЛОВА

рудные тела представлены оруденелыми зонами дробления в пес­ чаниках и сланцах, в которых обломки пород сцементированы кварцем, турмалином, касситеритом, арсенопиритом и другими ми­ нералами. Рудные тела вольфрам-оловянных руд месторождений Илинтас (Северо-Восток СССР) представлены кварц-турмалино­ выми жилами с халькопиритом, касситеритом, арсенопиритом, вольфрамитом и другими минералами. Жилы прослеживаются по простиранию свыше 1 км на глубину до 390 м и имеют падение обычно на юго-восток (реже на северо-запад) под углом 50—80°.

170

Алыс-Хая являются кобальтсодержащий арсенопирит и кобальтарсенопирит, а в месторождении Илинтас — кобальтсодержащий арсенопирит. В незначительном количестве кобальт присутствует в пирите и сфалерите (марматите). Во всех перечисленных минера­ лах кобальт изоморфно замещает железо. В качестве редких мине­ ралов встречены кобальтин и саффлорит.

МЕСТОРОЖДЕНИЯ СЕРЕБРА И ЗОЛОТА

Примером кобальтсодержащих жильных месторождений с

выявлены.

Среди зарубежных свинцово-цинковых месторождений, в рудах

морфной примеси к железу и меди в таких минералах, как сфале­ рит (обычно марматит), блеклая руда, пирит и арсенопирит.

таун (Миссури, Ля-Мотт, Кобальт) в юго-восточной части шт. Мис­

171