CC BY
160
УДК 549.3:553.2(234.852)
ОСОБЕННОСТИ СОСТАВА ПИРИТА ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ПЕТРОПАВЛОВСКОЕ И НОВОГОДНЕЕ-МОНТО (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)*
Ю.Н. Иванова
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук (ИГЕМ РАН) Старомонетный пер., 35, Москва, Россия, 119017
По результатам локальных методов РСМА и LA-ICP-MS в работе дана сравнительная характеристика химического состав пирита месторождений Петропавловское (золото-порфировый тип) и Новогоднее-Монто (Au-Fe скарновый тип), а также прослежено изменение основных рудообразующих элементов в процессе формирования месторождений.
Ключевые слова: Полярный Урал, «невидимое» золото, РМСА, LA-ICP-MS
Новогодненское рудное поле локализовано в юго-восточной части Тоупугол-Ханмейшорской площади северного сектора Войкарской структурно-формаци-онной зоны, отвечающей герцинскому Малоуральскому краевому вулкано-плу-тоническому поясу. В его пределах расположены рудные объекты — среднее Fe-Au-скарновое месторождение Новогоднее-Монто и крупное Au-порфировое месторождение Петропавловское, а также выявлены многочисленные проявления золото-сульфидного, золото-скарнового и золото-сульфидно-кварцевого типов [1; 2] (рис. 1).
Основными вмещающими образованиями Au-Fe-скарновых тел на участке месторождения Новогоднее-Монто являются отложения вулканогенно-осадоч-ной тоупугольской толщи (S2-D1ip). Разрез тоупугольской толщи в пределах месторождения представлен пирокластическими породами анедезито-базальтово-го состава и мраморизованными известняками (линзы мощностью до 200 м) [2; 4].
Au-порфировое месторождение Петропавловское расположено в 2 км западнее описанного и локализовано в тектонически проработанной зоне контакта тоу-пугольской толщи с многофазным массивом собского габбро-кварцеводиорит-тоналитового комплекса [2; 3].
Для аналитических исследований использовались штуфные пробы из траншей и керна скважин, отобранные сотрудниками ИГЕМ РАН в ходе полевых работ в 2012 (И.В. Викентьев, Б.Р. Тагиров) и 2015 гг. (Ю.Н. Иванова, Е.Э. Тюкова), а также предоставленные А.П. Трофимовым (Бронницкая ГГЭ ИМГРЭ). Рудная микроскопия сопровождалась анализами на сканирующем электронном микроскопе (СЭМ) JSM-5300, оснащенном энергодисперсионным спектрометром Link
* Работа выполнена при поддержке проекта РНФ № 14-17-00693.
ISIS и рентгено-спектральным микроанализатором SX-50 Cameca (аналитик Н.В. Трубкин). Содержания макрокомпонентов и некоторых микропримесей в пирите (Со, As) были изучены методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) на микроанализаторе JXA-8200 фирмы JEOL (время экспозиции 100 с, предел обнаружения 0,005 мас. %).
Рис. 1. Позиция месторождений Петропавловское и Новогоднее-Монто в Малоуральской зоне Тагило-Магнитогорской мегазоны (структурная основа — Черняев Е.В., 2005 г с упрощением) [5]: А — месторождения золота, Б — проявления золота, В — россыпи золота, Г — колчеданные месторождения, Д — V-Fe-Cu-(Au) месторождения
Использовался высокочувствительный метод масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой и лазерной абляцией (LA-ICP-MS), прибор Thermo Xseries, лазер — New Wave UP213, диаметр луча 40 ^m. Вскрытие зерен пирита осуществлялось с помощью точечной и профильной (бороздой) абляции. Чувствительность для большинства элементов составляла 0.02—0.05 ppm.
Главными рудными минералами в рудах месторождений является пирит (3 генерации, табл. 1) и магнетит (месторождение Новогоднее-Монто), второстепенными — магнетит (месторождение Петропавловское) и халькопирит, редкими — галенит и сфалерит, крайне редкими — самородное золото, гессит, петцит, алта-ит, калаверит, а также на месторождении Новогоднее-Монто арсенопирит, As-пирит и кобальтин.
Таблица 1
Сравнительная характеристика генераций пирита месторождений Петропавловское и Новогоднее-Монто
Генерации пирита Месторождение
Петропавловское Новогоднее-Монто
Ру-1 Распространен в магнетит-сульфидных рудах (до первых см), образует рассеянную вкрапленность идиоморфных кристаллов (0,1—3 мм) или линейные разноориентированные скопления, реже гнезда (до 0,5—0,7 см) Распространен в магнетит-сульфидных рудах и образует гнезда (до 0,6 см), мелкую рассеянную вкрапленность, ксеноморф-ные выделения (0,1—2 мм), тонкие и крупные прожилки (до 1,5 см), бесформенные скопления в магнетите, в породообразующих и жильных минералах
Ру-2 Встречается в золото-сульфидно-кварцевых рудах. Входит в состав метасоматических ассоциаций, реже — в кварцевых прожилках в виде ксеноморфных зерен (100—500 мкм) в вулканитах; характеризуется тесной ассоциацией с халькопиритом (до 200 мкм), и в меньшей степени — с образующим в нем включения галенитом и сфалеритом Образует срастания с галенитом и халькопиритом (до 200 мкм), оба минерала по микротрещинам интенсивно замещают или присутствуют в виде включений в Ру-1
Ру-3 Встречается в золото-сульфидно-кварцевых рудах. Образует наложенную рассеянную до густой вкрапленность ксеноморфных агрегатов или разноориентированные линейные скопления до 1 см в рудных метасоматитах Образует агрегаты до 1—2 см, часто ката-клазированные и сцементированные халькопиритом
Редкие выделения самородного золота в рудах связаны в основном с пиритом (Петропавловское — с ру-2; Новогоднее-Монто — с Ру-3), в единичных случаях — с халькопиритом. Пробность самородного золота месторождения Петропавловское имеет широкий диапазон (780—950), тогда как для месторождения Новогоднее-Монто характеризуется невысокими значениями (757—893). При этом теллуриды в рудах месторождения Новогоднее-Монто встречаются реже, чем в рудах Петропавловского месторождениия.
Главные примеси в пирите представлены As, Co и на Новогоднем-Монто — также Ni, в незначительных концентрациях присутствует Ag и на Новогоднем-Монто — Zn; Sb, Te, Se; другие элементы обычно ниже предела обнаружения (РМСА) или близки к нему, но выявляются более чувствительным методом LA-ICP-MS (табл. 2 и 3).
По данным РМСА, наибольшие количества As (до 0,14 мас. %) и Со (до 2/52 мас. %) для месторождения Петропавловское содержит Ру-1, тогда как Ру-3 месторождения Новогоднее-Монто содержит наибольшую концентрацию Со до 7,24, As до 1,51 и Ni до 1,76 мас. %. Ру-2, по сравнению с Ру-1 он обогащен Ag (месторождение Петропавловское до 0,13 мас. %), тогда как наибольшее содержание серебра содержит Ру-3 (до 0,16 мас. %). Иногда для Ру-2 месторождения Новогоднее-Монто наблюдаются повышенные концентрации Ni (до 0,15 мас. % и в одном случае 1,67 мас. %) и Zn (до 1,61 мас. %).
Наибольшие содержания золота для Петропавловского месторождения установлены в ру-2 (до 49 ppm). Содержание золота в ру-1 от 0,02 до 13 ppm. Максимальные концентрации золота для месторождения Новогоднее-Монто установлены в Ру-1 (12 ppm), в Ру-2 и Ру-3 до 0,8 и 2 ppm соответственно. При этом вариации в Ру-1 на обоих месторождениях более значительны, чем в Ру-2 и Ру-3.
Таблица 2
Пределы и средние значения содержаний некоторых элементов в пирите поданным 1.А-1СР-М5 месторождения Петропвавловское
Генерация п Аэ Бп Бе 1\П Со Аи Ад Те В1 1п
18—417 0,04—1 1,6—42 8—75 3,4—2825 0,02—13 0,03—16 1,01—66 0,03—3 0,3—19
(45) (0,2) (15) (26) (124) (2) (0,6) (6) (0,4) (2)
23—33 0,03—0,4 2—26 6—42 2—91 0,02—49 0,05—105 0,6—76 0,03—6 0,4—6
(27,3) (0.1) (11) (16) (9) (0,35) (1) (3,5) (0,34) (2)
9—53 0,05—1,3 3,2—78 5—66 2,4—153 0,03—47 0,03—86 0,03—65 0,03—4,2 0,8—6
(27) (1.2) (13) (16) (35) (1) (1,6) (4,3) (0,5) (2)
Условные обозначения (здесь и в табл. 3): в числителе приведены пределы содержаний, в знаменателе — среднее геометрическое; п — количество зерен.
Таблица 3
Пределы и средние значения содержаний некоторых элементов в пирите поданным 1.А-1СР-М5 месторождение Новогоднее-Монто
Генерация п Аэ Бп Бе 1\П Со Аи Ад Те В1 1п
75—11050 0,09—0,3 35—347 3—774 51—3530 0,15—12 0,02—159 0,02—141 0,03—15 2,3—3130
(497) (0,2) (136) (95) (355) (0,6) (3,6) (20) (0,16) (41)
6—5287 0,4—11 43—117 0,02—438 137—1207 0,04—0,8 0,4—11 1,3—9 0,02—0,4 0,4—15
(677) (2) (74) (13) (502) (0,2) (2) (4) (0,1) (3)
53—4210 0,04—5 5—363 8—40 14—2290 0,02—2 0,04—5 0,5—60 0,02—0,6 0,7—280
(221) (0,4) (44) (Ю) (271) (0,4) (0,4) (7) (0,07) (4)
По данным LA-ICP-MS, для месторождений Петропавловское и Новогоднее-Монто наблюдаются тенденция положительной связи содержаний Au и Ag (коэффициент корреляции r = 1 и r = 0,7) для Ру-2 и Au и Te (r = 1 — Ру-2 и r = 0,5 — Ру-1) (рис. 2), а также между другими элементами.
Рис. 2. Бинарные диаграммы содержаний Au, Ag, Te (ppm) в пирите месторождений Петропавловское (А, Б) и Новогоднее-Монто (В, Г) по данным метода LA-ICP-MS: 1—3 — генерации пирита: 1 — ру-1; 2 — ру-2; 3 — ру-3, пунктирные линии — области распределения фигуративных точек для разных генераций пирита. Стрелками показаны выпавшие из контуров соответствующих областей зерна пирита с аномально-высокими и аномально-низким содержаниями других элементов-примесей (Pb — 154 ppm, Te — 0.02 ppm)
Следует отметить, что в отдельных анализах Py-1 фиксируются повышенные содержания Cu (до 1442 ppm), Со (до 2825 ppm), As (до 417 ppm), Ni (75 ppm), Zn (до 19 ppm); для Ру-2 — Au (до 49 ppm), Ag (до 105 ppm), Te (до 76 ppm); для Ру-3 — Pb (до 838 ppm) и Bi (до 4 ppm) (рис. 2, а, б), — месторождение Петропавловское. Также для месторождения Новогоднее-Монто фиксируются повышенные содержания Au (до 12 ppm), Ag (до 159 ppm) (рис. 2, в, г), Cu (до 4520 ppm), Ni (до 774 ppm), ^ (до 2530 ppm), As (до 1105 ppm), Zn (до 3130 ppm), что вероятно связано с захватом нановключений петцита (Ag3AuTe2), калаверита (AuTe2), элек-трума (Ag), алтаита (Pb, Te), гессита (AgТе), блеклой руды (Cu, As, Sb), кобальтина (Co, As, Ni), а также сульфосолей (Ag, As). Кроме того, изредка присутствуют пониженные значения Те — 0,02 ppm (Новогоднее-Монто, рис. 2, г).
Обращает на себя внимание параллельный рост содержания в пирите Au, Ag и Te (см. рис. 2, а, б). Это можно интерпретировать как присутствие все большего числа включений петцита (Au3AgTe2) в пирите с увеличением концентрации
золота в этом сульфиде, а также на месторождении Новогоднее-Монто — кала-верита (АиТе2) (параллельный рост Аи и Те, см. рис. 2, в, г).
ус ус ус
Главным золотоконцентрирующим минералом руд обоих месторождений является пирит. Самородное золото ассоциируется в основном с Ру-2 (месторождение Петропавловское) и Ру-3 (месторождение Новогоднее-Монто), реже — с халькопиритом. Доля «невидимой» формы золота можно оценить на уровне 10— 15% от валового содержания золота в рудах.
Для Петропавловского месторождения концентрации «невидимого» золота в пирите-2 находятся в диапазоне от 0,02 до 49 ррт (ср. геом. — 0,7 ррт), а для для месторождения Новогоднее-Монто в пирите-1 от 0,15 до 12 ррт (ср. геом — 0,6 ррт). Самые высокие содержания серебра для месторождения Новогоднее-Монто также установлены в Ру-1 до 159 ррт (ср. геом. — 3,6 ррт), а для месторождения Петропавловское в Ру-2 чуть меньше до 105 ррт (ср. геом. — 1 ррт).
Рассматривая характер «невидимого» золота для Петропавловского месторождения, можно сделать вывод, что оно по крайней мере частично связано с нано-размерными выделениями самородного золота и петцита, а для месторождения Новогоднее-Монто — с наноразмерными выделениями самородного золота и калаверита. Теллуриды в рудах месторождения Новогоднее-Монто встречаются редко и их содержание в рудах очень низкое, что доказывают пониженные содержания (Те — 0,02 ррт). По данным ^ЬА-1СР-М8, Ру-1 месторождение Ново-годнее-Монто содержит наибольшее количество Аз (до 11050 ррт), Си (до 4520 ррт), N1 (774 ррт), Аи (до 12 ррт), Ая (до 159 ррт), Те (до 141 ррт), В1 (до 15 ррт), 2п (до 3130 ррт) и Ру-2 характеризуется повышенными содержаниями 8п (до 1,2 ррт) и Ру-3 — 8е (до 347 ррт).
Для месторождения Петропавловское Ру-1 имеет повышенные значения Си (до 1442 ррт), Со (до 2825 ррт), Аз (до 417 ррт), N1 (75 ррт), 2п (до 19 ррт); Ру-2 — Аи (до 49 ррт), Ая (до 105 ррт), Те (до 76 ррт) и Ру-3 — 8е (до 78 ррт).
Кроме того, содержания Со, 2п, Аз, 8е, Те в пирите на месторождении Ново-годнее-Монто значительно выше, чем на месторождении Петропавловское.
Таким образом, концентрации микропримесей изменяются по мере развития минералообразования. Содержания N1, 2п, Со, Аз, (Аи, Ая, Те, В1 — месторождение Новогоднее-Монто) максимальны в начале гидротермального этапа. Концентрации 8е, наоборот, увеличиваются в последнюю стадию гидротермального этапа.
Автор благодарит И.В. Викентьева и Е.Э. Тюкову за помощь и советы; А.П. Трофимова за предоставлены образцы; Н.В. Трубкина (СЭМ/ЭДС), В.Д. Абрамовой (ЬА-ГСР-МБ), Е.В. Ковальчук (РСМА) за микроанализы, а также руководство ОАО «Ямалзолото» за содействие в проведении полевых работ.
ЛИТЕРАТУРА
[1] Беневольский Б.И., Волчков А.Г., Процкий А.Г. Перспективы создания рудной сырьевой базы золотодобывающей промышленности в Полярноуральском регионе // Минеральные ресурсы России // Экономика и управление. 2004. № 2. С. 10—15.
[2] Кениг В.В., БутаковК.В. Месторождения рудного золота Новогоднее-Монто и Петропавловское — новый золоторудный район на Полярном Урале // Разведка и охрана недр. 2013. № 11. С. 22—24.
[3] Мансуров Р.Х. Геологическое строение Петропавловского золоторудного месторождения, Полярный Урал // Руды и металлы. 2009. № 5. С. 70—74.
[4] Трофимов А.П., Лючкин В.А., Пивоваров А.П. Геолого-геохимическая модель золоторудного железо-скарнового месторождения Новогоднее-Монто на Полярном Урале // Скарны, их генезис и рудоносность (Fe, Cu, Au, W, Sn, ...): Мат. науч. конф. «XI Чтения А.Н. За-варицкого». Екатеринбург, 2005. С. 102—107.
[5] Черняев Е.В., Черняева Е.И., Седельникова А.Ю. Геология золото-скарнового месторождения Новогоднее-Монто (Полярный Урал) // Скарны, их генезис и рудоносность (Fe, Cu, Au, W, Sn, ...): Мат. науч. конф. «XI Чтения А.Н. Заварицкого». Екатеринбург, 2005. С. 131— 137.
THE FEATURES PYRITE COMPOSITION OF PETROPAVLOVSKOE AND NOVOGODNEE- MONO GOLD DEPOSITS (THE POLAR URALS)
Yu.N. Ivanova
Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry Russian Academy of Sciences (IGEM RAS) Staromonetnyper., 35, Moscow, Russia, 119017
The paper shows the comparative characteristics of the pyrite chemical composition ofPetropavlovskoe (Au-porphyry type) and Novogodnee-Monto (Au-Fe-skarn type) deposits. We used EPMA and LA-ICP-MS that traced the variation of the main ore-forming elements in the presses of deposits formation.
Key words: the Polar Urals, "invisible" gold, EPMA, LA-ICP-MS
REFERENCES
[1] Benevol'skij B.I., Volchkov A.G., Prockij A.G. Prospects of creation of the ore resource base of gold mining industry on the Polar Urals region // Mineral resources of Russia // Economics and management. 2004. № 2. P. 10—15. [Benevol'skij B.I., Volchkov A.G., Prockij A.G. Perspectivy sozdanija rudnoj syrevoj bazy zolotodobyvaushe' promyshlennosti v Pripoljarnouralskom regione // Mineralnye resursy Rossii // Ekonomika i upravlenie. 2004. № 2. S. 10—15.]
[2] Kenig V.V., Butakov K.V. Novogodnee-Monto and Petropavlovskoe ore gold deposits are new ore gold district on the Polar Urals // Exploration and protection of mineral resources. 2013. № 11. P. 22—24. [Kenig V.V., Butakov K.V. Mestorozhdeniya rudnogo zolota Novogodnee-Monto i petropavlovskoe novyj zolotorudnyj rajon na Polyarnom Urale // Razvedka-i-ohrana nedr. 2013. № 11. S. 22—24.]
[3] Mansurov R.H. Geological structure of Petropavlovskoe gold deposit, the Polar Urals // Ores and metals. 2009. № 5. P. 70—74. [Mansurov R.H. Geologitheskoe stroenie Petropavlovskogo zolotorudnogo mestorogdenija, Polarnyj Ural // Rudy i metally. 2009. № 5. S. 70—74.]
[4] Trofimov A.P., Ljuchkin VA., Pivovarov A.P. Geological and geochemical model of the Au-Fe-skarn Novogodnee-Monto deposit on the Polar Urals // Skarns, their genesis and ore content (Fe,
Cu, Au, W, Sn, ...): Mat. of scientific. conf. "XI Reading of A.N. Zavaritskogo". Ekaterinburg. 2005. S. 102—107. [Trofimov A.P., Ljuchkin V.A., Pivovarov A.P. Geologo-geokhimicheskaya model zolotorudnogo zhelezo-skarnovogo mestorozhdeniya Novogodneye-Monto na Polyarnom Urale // Skarny, ikh genezis i rudonosnost (Fe, Cu, Au, W, Sn, ...): Mat. nauch. konf. «XI Chteniya A.N. Zavaritskogo». Yekaterinburg. 2005. S. 102—107.] [5] Chernjaev E.Y, Chernjaeva E.I., Sedel'nikova A.Ju. Geology of Fe-skarn Novogodnee-Monto deposit (the Polar Urals) // Skarns, their genesis and ore content (Fe, Cu, Au, W, Sn, ...): Mat. of scientific. conf. "XI Reading ofA.N. Zavaritskogo". Ekaterinburg. 2005. S. 131—137. [Chernjaev E.V., Chernjaeva E.I., Sedel'nikova A.Ju. Geologiya zoloto-skarnovogo mestorozhdeniya Novogodneye-Monto (Polyarny Ural) // Skarny, ikh genezis i rudonosnost (Fe, Cu, Au, W, Sn, ...): Mat. nauch. konf. «XI Chteniya A.N. Zavaritskogo». Yekaterinburg. 2005. S. 131—137.]
