МАРГАНЦЕВЫЙ И МЕДНЫЙ МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ РУБЕЖИ В РАЗРЕЗЕ ПОДСТИЛАЮЩЕЙ СОЛИ ВЕРХНЕКАМСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

  • Е.П. ЧИРКОВА Горный институт УрО РАН

Аннотация

В 2013 г. была пройдена контрольно-стволовая скважина 704/1 для изысканий под строительство Половодовского рудника на ВКМКС. В результате изучения нераство- римого остатка проб из этой скважины в разрезе подстилающей каменной соли уста- новлено два рубежа примечательной минерализации: первый (железо-медный) - в ос- новании сильвинитовой зоны и кровле ПдКС на глубине ~307 м, второй (марганцевый) - на глубине ~330 м, что чуть ниже глубины залегания маркирующей глины (328,6). В мелкой (менее 0,25 мм) фракции проб с глубины 307 м, т.е. на контакте подстилающей каменной соли и пласта КрIII, среди рудных компонентов преобла- дает халькопирит (CuFeS2), далее по частоте встречаемости наблюдаются пирит (FeS ), моносульфид железа (FeS), сфалерит (ZnS), галенит (PbS), самородная 2 бронза (Cu Sn). 3 Халькопирит формирует индивиды (редко - сростки) тетраэдрического габи- туса со штриховкой (рис. 1). Моносульфид железа встречен в индивидах, реже - агрегатах, псевдотетраэдрического облика (рис. 2), а также в сростках с халькопи- ритом. Содержит устойчивые примеси никеля и меди. Бронза зафиксирована в ви- де единичных мелких скелетных кристаллов (рис. 3). Сфалерит, в отличие от вы- шеназванных сульфидов, основная масса которых находится в мелкой (менее 0,25 мм) фракции, где он характеризуется единичными зернами, наиболее представите- лен в крупной (до 1 мм) фракции. Формирует скелетно-реберные выделения, реге- нерированные существенно железисто-кадмистой разностью (рис. 4). Непрерывно встречается и выше по разрезу до кровли пласта Кр II (~300 м) В мелкой фракции встречен сфалерит в сростке с галенитом. Рис. 1. Халькопирит Рис.2. Моносульфид железа Рис.3. Бронза Рис. 4. Сфалерит и его Fe-Cd-оторочка 12 ----------------------- Page 13----------------------- На треугольной диаграмме составы сфалерита занимают промежуточное по- ложение между высокотемпературным (гидротермальным) железистым сфалери- том из зоны пирротинизации пласта АБ СКРУ-3 [1] и низкотемпературным (гипер- генным) кадмистым сфалеритом из СМТ, вскрытой этой же скважиной [2] (рис. 5). Подтверждением развития медной минерализации служит присутствие «высолов» новообразованных ковеллина (СuS) и атакамита (Сu Cl(OH) ). Примечательно, что 2 3 целестин здесь в основном находится в фрагментах сферолитов, в отличие от ос- тального разреза ПдКС, где он формирует отдельные кристаллы. Рис. 5. Положение составов сфалерита на треугольной диаграмме: 1 - 1-ая генерация сфалерита из красного сильвинита скв. 704/1; 2 - 2-ая генерация сильвинита из красно- го сильвинита скв. 704/1; 3 - сфалерит из зоны пирротинизации АБ; 4 - сфалерит из СМТ скв. 704/1; 5 - хоулиит из СМТ скв. 704/1 Выявленная парагенетическая ассоциация, представленная преимущественно моносульфидами, предполагает дефицит серы, восстановленной в процессе суль- фат-редукции [3]. Это объясняется дефицитом или наличного количества сульфата или органического вещества, разлагаемого сульфатредуцирующими бактериями. В нашем случае - это, скорее, недостаток органики, нежели дефицит исходного сульфата, который отрицается хотя бы присутствием высолов глауберита (Na Ca(SO ) ). Кроме того недостаток серы может быть обусловлен прохождением 2 4 2 сульфат-редукции в более глубоководных условиях [4]. В этом случае значитель- ное количество сероводорода удаляется в атмосферу и уже не может участвовать в диагенетической трансформации моносульфидов (FeS и CuFeS2) в дисульфиды (FeS ). 2 В нерастворимом остатке ПдКС под МГ с глубины ~330 м выявлены оранже- во-золотистые корочки и волокнистого строения (рис. 6). Состав их может быть пересчитан на палыгорскит (Mg,Al) Si O (OH) *8H O. Совместно с ними находят- 2 4 10 2 2 ся кристаллы алабандина MnS и Mn-содержащий пирит. Последний встречается и самостоятельно, но также характеризуется игольчато-пластинчатым обликом, в от- личие от изометричных кристаллов пирита, которые марганец не содержат. При- сутствие в ПдКС микропримеси сульфида марганца и меди отмечал и А.Ф. Сме- танников [5]. 13 ----------------------- Page 14----------------------- Рис. 6. Волокнистые агрегаты палыгорскита и кристаллы алабандина в них Накопление марганца в морской воде осуществляется в так называемой ре- докс-зоне, в которой происходит смена кислородных условий на сероводородные. Этому накоплению, наряду с растворенной и взвешенной формами, может способ- ствовать марганец, связанный с органическим веществом. А вклад органического вещества в биохимические преобразования в редокс-зоне увеличивается летом [6]. Принимая также во внимание, что алабандин находится вместе с палыгорскитом, а последний считается надежным индикатором аридных и экстрааридных условий [7], можно предположить, что данный парагенезис минералов является палеокли- матическим индикатором. В пользу климатических перемен свидетельствует и не характерная для подстилающей соли магнезиальность минерального состава. Кроме магнезиаль- ного палыгорскита, в пробе отмечены агрегаты магнезита двух типов: футляро- видного (рис. 7) и более железистого ромбоэдрического (рис. 8). Совместно с магнезитом часто находится анатаз (рис. 9). Эта связь объясняется тем, что маг- ний является допированным элементом для кристаллизации и устойчивости анатаза, который при меньших содержаниях магния, скорее всего, совершил бы фазовый переход в рутил [8], более присущий отложениям подстилающей ка- менной соли. Рис. 7. Футляровидный магнезит Рис. 8. Ромбоэдри- Рис. 9. Анатаз ческий магнезит Таким образом, зафиксированная магний-марганцевая минерализация мо- жет связываться со сменой хлоридной специализации рассола в бассейне осад- конакопления на сульфатную. В литологическом отношении продуктом этой смены мог являться сильвинит, локальное присутствие которого под марки- рующей глиной Верхнекамского месторождения именуются как пласт КрIV. Подобные исследования помогают выявить изменения состава рассолов на уровне малых элементов и детализировать обстановки осадконакопления в Со- ликамском палеобассейне.

Литература

  1. Чайковский И.И. Минералогия зоны сульфидизации в солях Верхнекамского месторождения / И.И. Чайковский, Е.П. Чиркова, Е.О. Корочкина // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: науч. чтения памяти П.Н. Чирвинского / ПГНИУ [и др.]. - Пермь, 2012. - Вып. 15. - С. 85-90.
  2. Коротченкова О.В. Типоморфизм сфалерита Верхнекамского месторождения // Стратегия и процессы освоения георесурсов: сб. науч. тр. Вып. 12 / ГИ УрО РАН. - Пермь, 2014. - С. 13-15.
  3. Чиркова Е.П., Чайковский И.И. О роли сульфат-редукции в минералообразовании на Верхнекамском месторождении солей // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. статей / Перм. ун-т. Пермь, 2012. Вып. 15. С. 79-84.
  4. Сонненфелд П. Рассолы и эвапориты: Пер. с англ. - М.: Мир, 1988. - 480 с.
  5. Сметанников А.Ф. Некоторые особенности минерального состава соляных пород и продуктов их переработки (на примере Верхнекамского месторождения солей) / А.Ф. Сметанников, В.Н. Филиппов // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении: сб. науч. ст. / ПГУ, ГИ УрО РАН. - Пермь, 2010. - С. 99-113. - (Науч. чтения памяти П.Н. Чирвинского; Вып. 13).
  6. Пахомова С.В. Растворенные формы железа и марганца в морской воде, осадках и на границе вода-дно: дис. … канд. геол.-минерал. наук: 25.00.28 / Пахомова Светлана Владимировна. - М., 2005. - 205 с.
  7. Юдович Я.Э. Минеральные индикаторы литогенеза / Я.Э. Юдович, М.П. Кетрис; Ин-т геологии Коми НЦ. - Сыктывкар: Геопринт, 2008. - 562 с.: ил.
  8. Hanaor D.A.H. Review of the anatase to rutile phase transformation / Hanaor D.A.H., Sorrell C.C. // Journal of Materials Science. - 2011. -V. 46, № 4. - P. 855-874.
Опубликован
2018-10-01
Выпуск
Раздел
Статьи