CC BY
4
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 4-2
Научная статья УДК 549.322
doi: 10.18522/1026-2237-2024-4-2-67-76
ВЕЩЕСТВЕННЫЙ СОСТАВ ХРОМИТИТОВ ИЗ УЛЬТРАМАФИТОВ ОБРАМЛЕНИЯ СЫСЕРТСКОГО КОМПЛЕКСА (ГОРА КРОН, СРЕДНИЙ УРАЛ)
Владимир Сергеевич Пономаревш, Юрий Викторович Ерохин2, Анатолий Владимирович Захаров3, Надежда Николаевна Фаррахова4
1,2, з, 4 Институт геологии и геохимии Уральского отделения РАН, Екатеринбург, Россия 1p123v@yandex. ruORCID: 0000-0002-1651-1281 [email protected], ORCID: 0000-0002-0577-5898 [email protected], ORCID: 0000-0001-8790-7892 [email protected], ORCID: 0000-0002-3067-4044
Аннотация. Приводятся результаты исследования минералогии хромититов из старинного рудника, расположенного на склоне горы Крон возле деревни Раскуиха на Среднем Урале. В геологическом отношении исследуемые хромититы слагают небольшие линзовидные тела в аподунитовых и апогарцбур-гитовых серпентинитах раннего и среднего ордовика. Ультрабазиты представляют собой линейные тела, приуроченные к зоне меланжа, развитой в северо-западном экзоконтакте Сысертского метаморфического комплекса. Установлено, что хромититы представлены первичным глиноземистым маг-незиохромитом, который в условиях зеленосланцевой фации метаморфизма преобразовался в магнезиальный и железистый хромит. Микрозондовым анализом определено, что зеленый гранат, слагающий цемент в хромититах, и щетки кристаллов на нем является уваровитом с содержанием 53-63 % уваро-витового минала, до 28 % гроссулярового минала и до 22 % андрадитового минала. В хромититах установлено девять сульфидов: годлевскит, никелистый пентландит, хизлевудит, миллерит, халькопирит, пирит, борнит, галенит и джирит. Образование такой богатой минерализации связано с метаморфизмом хромититов и их последующей гидротермальной проработкой.
Ключевые слова: хромититы, магнезиохромит, хромит, сульфиды, уваровит, гора Крон, Средний Урал
Для цитирования: Пономарев В.С., Ерохин Ю.В., Захаров А.В., Фаррахова Н.Н. Вещественный состав хромититов из ультрамафитов обрамления Сысертского комплекса (гора Крон, Средний Урал) // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Естеств. науки. 2024. № 4-2. С. 67-76.
Благодарности: работа выполнена за счет гранта Российского научного фонда № 22-17-00027, https://rscf.ru/project/22-17-00027/.
Статья опубликована на условиях лицензии Creative Commons Attribution 4.0 International (CC-BY 4.0).
Original article
COMPOSITION OF CHROMITITES FROM ULTRAMAFITES FRAMING THE SYSERT COMPLEX (MOUNT KRON, MIDDLE URALS)
Vladimir S. Ponomarev1B, Yuriy V. Erokhin2, Anatoly V. Zakharov3, Nadezhda N. Farrakhova 4
i, 2,3,4 jnstitute of Geology and Geochemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Yekaterinburg, Russia '[email protected]: 0000-0002-1651-1281 [email protected], ORCID: 0000-0002-0577-5898 [email protected], ORCID: 0000-0001-8790-7892 [email protected], ORCID: 0000-0002-3067-4044
© Пономарев В.С., Ерохин Ю.В., Захаров А.В., Фаррахова Н.Н., 2024
Abstract. The paper presents the results of a study of the mineralogy of chromitites from an ancient mine located on the slope of Mount Kron near the village of Raskuikha in the Middle Urals. Geologically, the studied chromitites form small lens-shaped bodies in apodunite and apoharzburgite serpentinites of the Early and Middle Ordovician. Ultrabasites are linear bodies confined to the melange zone developed in the northwestern exo-contact of the Sysert metamorphic complex. It has been established that chromitites are represented by primary aluminous magnesiochromite, which, under the conditions of the greenschist facies of metamorphism, was transformed into magnesian and ferruginous chromite. Microprobe analysis determined that the green garnet that makes up the cement in chromitites and the brushes of crystals on it is uvarovite with a content of53-63 % uva-rovite end-member, up to 28 % grossular end-member and up to 22 % andradite end-member. Nine sulfides have been identified in chromitites: godlevskite, nickel pentlandite, heazlewoodite, millerite, chalcopyrite, pyrite, bornite, galena and geerite. The formation of such rich mineralization is associated with the metamorphism of chromitites and their subsequent hydrothermal development.
Keywords: chromitites, magnesiochromite, chromite, sulfides, uvarovite, Mount Kron, Middle Urals
For citation: Ponomarev V.S., Erokhin Yu.V., Zakharov A.V., Farrakhova N.N. Composition of Chromitites from Ultramafites Framing the Sysert Complex (Mount Kron, Middle Urals). Bulletin of Higher Educational Institutions. North Caucasus Region. Natural Science. 2024;(4-2):67-76. (In Russ.).
Acknowledgments the work was supported by the grant of the Russian Science Foundation No. 22-17-00027, https://rscf.ru/project/22-17-00027/.
This is an open access article distributed under the terms of Creative Commons Attribution 4.0 International License (CC-BY4.0).
Введение
Хромитовый рудник расположен на западном склоне горы Крон, приблизительно в 1 км северо-западнее деревни Раскуиха, вблизи р. Чусовая, в Полевском городском округе Свердловской области (Средний Урал). Когда был открыт рудник - неизвестно, предположительно в середине -конце XIX в., так как в книге Н.П. Барбота де Марни, опубликованной в 1910 г. [1], уже упоминается о месторождении хромистого железняка с уваровитом, залегающего большими штоками в змеевиках на Нижне-Исетской даче в 33 верстах от г. Екатеринбурга. Кроме того, описывалось, что рядом с коренным месторождением на берегу р. Чусовая разрабатывается и россыпь хромита [1]. При этом название хромитового рудника не указывалось, хотя, скорее всего, речь шла именно о руднике, расположенном на горе Крон. На известном минералогическом интернет-ресурсе [2] приводятся данные о том, что в 1928 г. месторождение хромита на горе Крон было обследовано геологической партией и составлен отчет о его запасах. Там же указывается, что руднику присвоено название «Хромовая гора». Интересно, что данные по этому руднику не попали в известный реестр хромитовых рудопроявлений Урала [3]. О минеральном составе хромититов горы Крон ничего не известно, никаких литературных источников авторам не удалось найти. В настоящей работе приводится первое детальное изучение минералогии хромититов из рудника на горе Крон.
Методы исследования
Аналитические исследования, представленные в данной работе, проведены в лаборатории физико-химических методов исследований Института геологии и геохимии УрО РАН (Екатеринбург). Химический состав минералов проанализирован в полированных шлифах на электронно-зондовом микроанализаторе CAMECA SX 100 с пятью волновыми спектрометрами (аналитик Н.Н. Фаррахова). Изучение акцессорной и сульфидной минерализации проводилось с помощью сканирующего электронного микроскопа JSM-6390LV фирмы Jeol с энергодисперсионной приставкой INCA Energy 450 X-Max 80 фирмы Oxford Instruments (аналитик Н.Н. Фаррахова). На этом же приборе получены фотографии минералов в режиме обратно рассеянных электронов.
Объект исследования
В геологическом отношении исследуемые хромититы слагают небольшие линзовидные тела в аподунитовых и апогарцбургитовых серпентинитах раннего и среднего ордовика. Ультраба-зиты представляют собой линейные тела, приуроченные к зоне меланжа, развитой в северозападном экзоконтакте Сысертского метаморфического комплекса (рис. 1). Серпентиниты обрамлены метаморфическими породами девона и силура и принадлежат альпинотипной дунит-
ISSN 1026-2237 BULLETINOFHIGHEREDUCATIONALINSTITUTIONS. NORTHCAUCASUSREGION. NATURALSCIENCE. 2024. No. 4-2
гарц-бургитовой формации. Они характеризуются примерно одинаковым составом и хромито-носны. Контакты ультрабазитов с вмещающими породами повсеместно тектонические [4]. В настоящее время хромитовый рудник на горе Крон представляет собой несколько небольших карьеров и ям глубиной до 10 м и их отвалов (рис. 2). В двух местах отмечаются полузаваленные штольни. Образцы хромитита для исследования отбирались нами как в отвалах, так и в стенках карьеров.
Рис. 1. Место хромитового рудника на горе Крон в окрестностях деревни Раскуиха: а - схема расположения,
б - геологическая схема, дано по [4]: 1 - серпентиниты, тальк-карбонатные породы (Oi-2); 2 - кремнисто-терригенная метаморфическая толща (S1-2); 3 - базальты, андезибазальты, туфопесчаники основного состава (нижнекунгурковская свита, D1); 4 - диориты, плагиограниты (Новоалексеевский комплекс, D1); 5 - габбро, габбро-диориты (Новоалексеевский комплекс, D1); 6 - граниты Сысертского метаморфического комплекса (C1-2); 7 - населенные пункты; 8 - хромитовый рудник / Fig. 1. Location of the chromite mine on Mount Kron in the vicinity of the village of Raskuikha: a - location diagram, b - geological diagram, given from [4]: 1 - serpen-tinites, talc-carbonate rocks (O1-2); 2 - siliceous-terrigenous metamorphic sequence (S1-2); 3 - basalts, basaltic andesites, tuffaceous sandstones of basic composition (Nizhnekungurkovskaya formation, D1); 4 - diorites, plagiogranites (Novoalekseevsky complex, D1); 5 - gabbro, gabbro-diorites (Novoalekseevsky complex, D1); 6 - granites of the Sysert metamorphic complex (C1-2); 7 - settlement; 8 - chromite mine
Рис. 2. Карьер хромитового рудника на горе Крон (Средний Урал). 2021 г. (фото А.В. Захарова) / Fig. 2. Chromite mine quarry on Mount Kron (Middle Urals). 2021 (Photo by A.V. Zakharov)
Результаты исследования
Хромититы представлены плотными сливными породами черного цвета с белыми прожилками (рис. 3). Иногда поверхность хромититов покрыта ува-ровитом. В минеральном составе хро-митовых руд отмечаются магнезио-хромит, хромит, клинохлор, уваровит, годлевскит, пентландит, хизлевудит, миллерит, халькопирит, пирит, борнит, галенит, джирит.
Хромититы состоят из зерен изо-метричной или полигональной формы размером до 7 мм. Многие зерна разбиты трещинами. В шлифах хромшпине-лиды просвечивают и имеют коричневую окраску. В хромититах наблюдаются линзовидные агрегаты хромшпи-нелидов с зонами дробления, в которых встречаются прожилки, выполненные хлоритовым агрегатом мощностью до 1,5 см с включениями раздробленных и идиоморфных зерен хромшпинелидов, окаймленных тонкой корочкой уваровита. По данным микрозондовых анализов, хромитит сложен первичным магнезиохроми-том (табл. 1, анализ 4-9) и вторичным хромитом (табл. 1, анализ 1-3). Визуально в шлифах они не отличаются между собой. Под электронным микроскопом в обратно отраженных электронах заметно, что более железистые разности хромшпинелидов выглядят немного ярче, чем менее железистые. Содержание хрома, алюминия, магния и железа в хромшпинелидах сильно варьирует. Максимальное содержание СГ2О3 отмечается в хромите - 63,06 мас. % (табл. 1, анализ 4), минимальное - 42,63 мас. % (табл. 1, анализ 2) - также в хромите. Во всех хромшпинелидах при пересчете на кристаллохимические формулы отмечается Fe2O3 - от 0,02 до 0,70 к.ф. В маг-незиохромите примеси: FeO - до 16,35 мас. % (0,43 к.ф.); AI2O3 - до 23,45 мас. % (0,84 к.ф.). В двух анализах магнезиохромита (табл. 1, анализ 8, 9) зафиксировано высокое содержание NiO -до 3,90 мас. %, что соответствует «10 мол. % треворитового минала (NiFe2O4). В хромите присутствуют примеси: MgO - до 9,47 мас. % (0,47 к.ф.); AI2O3 - до 14,24 (0,55 к.ф.). Иногда по краям хлоритовых прожилков и в пустотах зерен хромита замечен хромит, содержащий FeO до 22,24 мас. % и Fe2O3 до 27,24 мас. % (табл. 1, анализ 3). В таком хромите отмечается минимальное количество примеси: AI2O3 (1,96 мас. %). Близкие по составу хромшпинелиды встречаются на Уфалейском массиве (Южный Урал) [5]. Часто в анализах хромшпинелидов присутствуют примеси MnO - до 1,62; ТЮ2 - до 0,31; ZnO - до 0,30; CoO - до 0,06 мас. %.
Хлорит присутствует во всех образцах в хромититах (рис. 3, 4B - F). Наблюдается в виде цемента и прожилков мощностью 0,1-2,0 мм. В зонах дробления хлоритовый агрегат образует прожилки мощностью до 1 см, в которых наблюдаются отдельные индивиды хромшпинелида с оторочкой уваровита. Выполняет полости в хромшпинелидах. Прожилки хлорита в основном бесцветные, но встречается хлорит, окрашенный в ярко-зеленый цвет. По химическому составу соответствует клинохлору (табл. 2, анализ 1-4). Ярко-зеленый клинохлор имеет в своем составе примесь &2O3 - до 4,50 мас. % (табл. 2, анализ 1).
Уваровит образует прожилки мощностью до 0,5 мм и щетки кристаллов ромбододекаэд-рического габитуса темно-зеленого цвета размером до 0,3 мм на хромитите (рис. 4D, F, G, I). Поверхность граней кристаллов блестящая. В зонах дробления в хромитите уваровит образует цемент между зернами хромшпинелида. Химический состав уваровита и его эмпирические формулы представлены в табл. 2 (анализ 5-8). Минерал содержит 53-63 % уваровито-вого минала, 20-28 % гроссулярового минала и 13-22 % андрадитового минала. Из примесей в минерале присутствует: AI2O3 - до 5,30; ТЮ2 - до 3,43; Fe2O3 - до 6,83 и FeO - до 0,46 мас. %.
Рис. 3. Хромитит (фото и образец В.С. Пономарева) / Fig. 3. Chromitite (Photo and sample by V.S. Ponomarev)
ISSN 1026-2237 BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 4-2
Таблица 1 / Table 1
Химический состав в хромшпинелидов, мас. % / Chemical composition of chrome spinels, wt. %
Примесь № анализа
1 2 3 4 5 6 7 8 9
SiO2 0,04 0,01 0,87 0,38 0,04 0,03 0,03 0,10 0,14
TiO2 0,30 - - - - - 0,31 - 0,02
AI2O3 7,80 14,24 1,96 6,84 23,38 23,45 18,02 10,24 18,12
СГ2О3 56,10 54,51 42,63 63,06 45,27 46,12 52,31 55,20 47,69
V2O3 0,13 0,19 0,15 0,19 0,21 0,22 0,19 0,15 0,20
Fe2O3 6,19 2,01 27,24 0,98 4,10 2,40 0,26 3,41 4,39
FeO 23,88 20,87 22,24 19,18 12,17 14,48 16,35 15,03 12,40
MgO 5,25 7,93 7,68 9,47 15,34 13,87 12,11 9,21 12,05
MnO 1,62 1,23 - - 0,12 0,19 0,17 0,24 0,11
CoO 0,02 0,02 - - - 0,02 0,03 0,06 0,02
NiO 0,12 0,04 - - 0,17 0,16 0,08 3,47 3,90
ZnO 0,29 0,30 - - 0,06 0,01 0,04 0,07 -
Сумма 101,74 101,35 102,77 100,10 100,86 100,95 99,90 97,18 99,04
Кристаллохимические формулы
1 (Fe0,68Mg0,27Mn0,05)71,00(Cr1,51Al0,31Fe3+0,16Ti0,01)71,99Ö4
2 (Fe0,57Mg0,39Mn0,03)70,99(Cr1,41 Al0,55Fe3+0,05)72,0104
3 (Fe0,64Mg0,39)71,04(Cr1,16Fe3+0,70Al0,08SÎ0,03)71,98Û4
4 (Fe0,54Mg0,47)n,01(Cr1,68Al0,27Fe3+0,02SÎ0,01)n,9804
5 (Mg0,69Fe0,31)71,00(Cr1,08Al0,83Fe3+0,09)y2,0004
6 (Mg0,63Fe0,37)x1,00(Cr1,10Al0,84Fe3+0,05)x1,9904
7 (Mg0,57Fe0,43)l1,00(Cr1,30Al0,67Fe3+0,01 Ti0,01 )l1,99Ö4
8 (Mg0,47Fe0,43Ni0,10Mn0,01 )l1,01 (Gj,49Al0,41Fe3+0,09)l1,9904
9 (Mg0,57Fe0,33NÎ0,10)z1,00(Cr1,20Al0,68Fe3+0,11 )l1,9904
Примечание. 1-4 - хромит; 5-9 - магнезиохромит; Fe2O3 - дано по стехиометрии.
Таблица 2 / Table 2
Химический состав минералов, мас. % / Chemical composition of minerals, wt. %
Примесь № анализа
1 2 3 4 5 6 7 8
SiO2 29,37 31,42 30,85 31,28 36,15 35,74 36,97 36,43
TiO2 - 0,01 0,01 0,01 0,24 0,30 3,43 2,58
AI2O3 19,14 18,54 20,11 19,89 5,30 4,17 4,18 5,25
&2O3 4,50 1,12 0,28 0,67 16,46 18,91 17,65 16,53
Fe2O3 - - - - 6,83 6,13 4,00 3,80
FeO 0,89 1,80 2,31 1,99 - - 0,46 0,38
MgO 31,64 32,34 31,77 31,98 0,06 0,08 - -
MnO - 0,02 0,08 - - - - -
CaO 0,02 0,02 0,04 0,07 34,90 34,73 33,97 33,16
Сумма 85,54 85,25 85,41 85,82 99,94 100,06 100,66 98,13
Кристаллохимические ( юрмулы
1 (Mg4,56Al0,36Fe0,07)x4,99(Al0,66Cr0,34)x1,00[(Si2,84AlU6)I4,00010(OH)8]
2 (Mg4,64Al0,21Fe0,15)x5,00(Al0,91Cr0,09)x1,00[(SÎ3,02Al0,98)x4,0001û(OH)8]
3 (Mg4,55Al0,26Fe0,19)75,00(Al0,98Cr0,02)71,00[(Si2,96Al1,04)74,00010(OH)8]
4 (Mg4,56Al0,28Fe0,16Ca0,01)75,01(Al0,95Cr0,05)71,00[(SÎ2,99Al1,01)74,00010(OH)8]
5 (Ca3,04Mg0,01 )x3,05(Cr1,06Al0,46Fe3+0,42Ti0,01 )x 1,95 [(Si2,95Alc,05)x3,00012]
6 (Ca3,05Mg0,01 )x3,06(Cr1,22Fe3+0,38Al0,32Ti0,02)x1,94 [(Si2,92Al0,08)x3,00012]
7 (Ca2,97)x3,00(CrU4Al0,40Fe3+0,25Ti0,21)x2,00[Si3,00012]
8 (Ga2,95Fe0,03)x2,98(Gr:,09Al0,51 Fe3+0,24Ti0,16)x2,00 [Si3,02012]
Примечание. 1-4 - клинохлор; 5-8 - уваровит; Fe2O3 - дано по стехиометрии уваровита.
ISSN 1026-2237BULLETINOFHIGHEREDUCATIONALINSTITUTIONS. NORTHCAUCASUSREGION. NATURALSCIENCE. 2024. No. 4-2
Сульфидная минерализация хромититов
В хромититах нами установлены следующие рудные минералы: годлевскит, пентландит, хизлевудит, миллерит, халькопирит, пирит, борнит, галенит и джирит.
Годлевскит - наиболее часто встречающийся сульфид в хромититах (рис. 4C). Образует призматические и вытянутые зерна размером до 5 мкм в виде включений в хромшпинелиде и зерна неправильной формы размером до 15 мкм в прожилках уваровита и клинохлора (рис. 4F). Содержание железа в минерале - 1,99 мас. % (табл. 3, анализ 1). В химическом составе отмечаются примеси: Co - 0,38; Zn - 0,07 и Se - 0,04 мас. %.
Рис. 4. Морфология акцессорных минералов из хромититов: A - изометричное зерно халькопирита (Cpy) с субмикронными включениями галенита (Gn) в магнезиохромите (Mchr); B - призматический индивид
джирита (Ge) в хромите (Chr); C - короткопризматический индивид годлевскита (Go) в хромите; D - зерна борнита (Bn) и пентландита (Pn) неправильной формы в клинохлор-уваровитовом цементе (Uv) в хромитите; E - изометричное зерно пирита (Py) в хромите; F - ксеноморфные зерна хизлевудита (Hzl),
годлевскита и пентландита в цементе уваровита в хромитите; G - раздробленный индивид миллерита (Mlr) в уваровитовом цементе в хромитите; H - субизометричное зерно джирита со структурой распада в хромите; I - ромбододекаэрдические кристаллы уваровита на хромитите; Clc - клинохлор; A-E, H, I -BSE-фото; F, G - фото в отраженном свете / Fig. 4. Morphology of accessory minerals from chromitites. A - isometric grain of chalcopyrite (Cpy) with submicron inclusions of galena (Gn) in magnesiochromite (Mchr); B - prismatic individual of geerite (Ge) in chromite (Chr); C - short-prismatic individual of godlevskite (Go) in chromite; D - grains of bornite (Bn) and pentlandite (Pn) of irregular shape in clinochlore-uvarovite cement (Uv) in chromitite; E - isometric grain of pyrite (Py) in chromite; F - xenomorphic grains of heazlewoodite (Hzl), godlevskite and pentlandite in uvarovite cement in chromitite; G - crushed millerite individual (Mlr) in uvarovite cement in chromitite; H - subisometric grain of geerite with a decay structure in chromite; I - crystals of uvarov-ite on chromitite. Clc - clinochlore; A-E, H, I - BSE-photo; F, G - photo in reflected light
Хизлевудит встречается в зоне дробления в хромититах, выполненных тонкозернистым агрегатом уваровита и клинохлора (рис. 4F). Химический состав минерала стехиометричен. Из примесей в минерале отмечается Fe - 0,83; Со - 0,05 и 2п - 0,08 мас. % (табл. 3, анализ 3).
Борнит встречается по краям полостей в хромите, которые выполнены уваровитом и кли-нохлором (рис. 4D). Минерал образует зерна вытянутой и неправильной формы размером до 10 мкм. В химическом составе борнита (табл. 3, анализ 7) отмечается небольшой дефицит меди и избыток железа.
Миллерит образует единичные вытянутые желтые зерна размером до 20 мкм в прожилках клинохлора (рис. 4G). Минерал содержит примесь Fe (10,19 мас. %) и Co (2,42 мас. %) (табл. 3, анализ 4).
Пирит - редкий минерал в хромититах (рис. 4E). Образует изометричные зерна размером до 5 мкм в полостях, выполненных хлоритом в хромите. Химический состав пирита отвечает теоретическому (табл. 3, анализ 6).
Халькопирит встречается в виде единичных изометричных зерен размером до 30 мкм в маг-незиохромите (рис. 4A). Халькопирит иногда содержит изометричные включения галенита (рис. 4A; определен по спектру ЭДС) размером до 0,5 мкм. Состав халькопирита (табл. 3, анализ 5) отвечает теоретическому.
Пентландит образует зерна неправильной формы размером до 30 мкм в прожилках уваровита и клинохлора (рис. 4D, F). По химическому составу минерал относится к никелистому пентлан-диту (табл. 3, анализ 2). В химическом составе пентландита отмечается примесь Co - 1,34 мас. %.
Джирит - редкий сульфид меди в хромититах (рис. 4B, H). Отмечается в виде коротко- и длиннопризматических индивидов размером до 10 мкм, встречается непосредственно в хромите. Химический состав минерала близок к стехиометрической формуле джирита (табл. 3, анализ 2).
Таблица 3 / Table 3
Химический состав сульфидов, мас. % / Chemical composition of sulfides, wt. %
Элемент № анализа
1 2 3 4 5 6 7 8
Cu - - 0,02 0,04 33,94 - 62,18 75,43
Ni 64,31 40,99 73,37 49,81 - - - -
Fe 1,99 24,79 0,83 10,19 30,58 46,95 12,04 -
Co 0,38 1,34 0,05 2,42 - - - -
Zn 0,07 0,01 0,08 0,05 - - - -
S 32,30 32,02 26,40 36,44 35,48 53,05 25,78 24,57
Se 0,04 0,01 - - - - - -
Сумма 99,09 99,16 100,75 98,95 100,00 100,00 100,00 100,00
Кристаллохимические формулы
1 (Ni8,68Fe0,28Co0,05Zn0,01)x9,02S7,98 - годлевскит
2 (Ni5,49Fe3,49Co0,18)x9,16S7,84 - пентландит
3 (NÎ2,99Fe0,04)i3,03Si,97 - хизлевудит
4 (Ni0,77Fe0,nCo0,05)x3,03S1,97 - миллерит
5 Cu0,98Fe1,00S2,02 - халькопирит
6 Fei,oiSi,99 - пирит
7 CU4,90Fe1,08S4,02 - борнит
8 CU7,90S5,10 - джирит
Обсуждение результатов
В результате нашего исследования установлено, что для хромититов с горы Крон характерна обильная трещиноватость и значительное количество цемента (хлоритового, уваровитового и смешанного хлорит-уваровитового). Зерна хромшпинелидов имеют неоднородный химический состав и в основном отвечают по составу хромиту, который занимает основной объем зерен и развивается вдоль трещин в минерале. В меньшем количестве в центральных частях зерен присутствует первичный магнезиохромит. Нередко в периферийной зоне зерен хромита отмечаются каймы с высоким содержанием трехвалентного железа ^е20з - до 27,24 мас. %). На известной петрологической классификационной диаграмме А1 - Сг - Fe3+ [6] большая часть полученных анализов исследуемых хромшпинелидов попала в поле алюмохромита (рис. 5). Два анализа попа-
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 4-2
ли в поле хромита, один - в поле субферрихромита и один - в поле феррихромита. Близкий состав к хромшпинелидам с горы Крон имеют хромшпинелиды из Центрального месторождения и ру-допроявления Енгайское-1 на массиве Рай-Из на Приполярном Урале [7], а также хромиты рядом расположенного Каменноозер-ского проявления хромититов Шабровского рудного поля [8] и хромшпинелиды Поклонной горы Карабашского гипербазитового массива на Южном Урале [9].
Уваровит с хромитового рудника на склоне горы Крон отличается от уваровита известного Са-рановского месторождения, расположенного в Пермском крае, где уваровит образует щетки и отдельные кристаллы ромбододека-эдрического габитуса размером до 1,5 см на хромите [10]. По литературным данным, содержание СГ2О3 в уваровите из хромититов Главного Сарановского месторождения варьирует в широких пределах -от близких значений с уваровитом с горы Крон (СГ2О3 16,46-18,91 мас. %) до более хромистых разностей (СГ2О3 15,34-24,36 мас. %
[11]; СГ2О3 24,81-26,64 мас. %
[12]). Также сарановский уваровит в своем составе практически не содержит железо, тогда как в исследуемом гранате оно присутствует во всех анализах в значительном количестве ^е2О3 до 6,83 мас. %). Кристаллы уваровита из горы Крон содержат больше примеси ТЮ2 (до 3,43 мас. %), чем уваровит (до 1,44 мас. % [12]; до 2,1 мас. % [10]) из Сарановского месторождения.
Сульфидная минерализация в хромититах представлена девятью минералами, которые в основном тяготеют к зонам дробления хромшпинелидов: халькопирит и галенит встречены нами в магнезиохромите; джирит - в хромите; пентландит - как в чисто уваровитовом, так и кли-нохлор-уваровитовом цементе хромититов; хизлевудит, миллерит - в уваровитовом цементе сильнодеформированных хромититов; годлевскит отмечается как в виде включений в хромите, так и в уваровитовом цементе; борнит установлен в хлорит-уваровитовом цементе хромититов. Таким образом, в первичном магнезиохромите в хромититах установлен только халькопирит с включениями галенита, остальные минералы встречаются в хромите и хлорит-уваровитовом или чисто уваровитовом цементе хромититов. Подобное минеральное разнообразие для хроми-титов не редкость и отмечается в хромититах Карабашского массива (Южный Урал) [9], на Кемпирсайском массиве (Южный Урал) [13], Харчерузском массиве (Полярный Урал) [14], в хромититах Эргакского массива (Западный Саян) [15] и др. Образование такой богатой минерализации в достаточно убогих хромитовых рудах связано с их метаморфизмом и последующей гидротермальной проработкой под влиянием рядом расположенного крупного Сысертско-го метаморфического комплекса, формирование которого происходило в течение долгого времени - в пределах 435-254 млн лет [16]. При этом возраст последнего этапа метаморфизма нами датируется ранней пермью [17].
Cr
Рис. 5. Диаграмма составов хромшпинелидов хромитового рудника. Поля составов по классификации Н.В. Павлова и др. [6]: 1 - хромит; 2 - субферрихромит; 3 - алюмохромит; 4 - субферриалюмохромит; 5 - ферриалюмохромит; 6 - субалюмоферрихромит; 7 - феррихромит; 8 - хромпикотит;
9 - субферрихромпикотит; 10 - субалюмохроммагнетит; 11 - хроммагнетит; 12 - пикотит; 13 - магнетит / Fig. 5. Diagram of the composition of chrome spinels from a chromite mine. Composition fields according to N.V. Pavlov classification [6]: 1 - chromite; 2 - subferrichromite; 3 - aluminum chromite; 4 - subferrialuminumchromite; 5 - ferrialuminumchromite; 6 - subaluminum ferrichromite; 7 - ferrichromite; 8 - chromеpicotite; 9 - subferrichromеpicotite; 10 - subaluminum-chromium magnetite; 11 - chromium magnetite; 12 - picotite; 13 - magnetite
Выводы
Таким образом, нами получены первые данные по минералогии хромититов из старинного рудника, расположенного на склоне горы Крон возле деревни Раскуиха на Среднем Урале. Наши исследования показали, что первичный глиноземистый магнезиохромит из хромититов в условиях зеленосланцевой фации метаморфизма преобразовался в магнезиальный и железистый хромит. Микрозондовым анализом определено, что зеленый гранат на хромититах представлен уваровитом с содержанием 53-63 % уваровитового минала, до 28 % гроссулярового минала и до 22 % андрадитового минала. В хромититах установлено девять акцессорных рудных минералов: годлевскит, никелистый пентландит, хизлевудит, миллерит, халькопирит, пирит, борнит, галенит и джирит. Образование такой богатой минерализации связано с метаморфизмом хромититов и их последующей гидротермальной проработкой.
Список источников
1. Барбот де Марни Н.П. Урал и его богатства. Екатеринбург: Изд. П.И. Певина, Тип. газ. «Уральская жизнь», 1910. 413 с.
2. URL: https://webmineral.ru/deposits/item.php?id=5064 (дата обращения: 12.04.2024).
3. Перевозчиков Б.В., Булыкин Л.Д., Попов И.И., Орфаницкий В.Л., Андреев М.И., Сначев В.И., Дани-ленко С.А., Черкасов В.Л., Ченцов А.М., Жарикова Л.Н., Клочко А.А. Реестр хромитопроявлений в альпи-нотипных ультрабазитах Урала. Пермь: КамНИИКИГС, 2000. 474 с.
4. Калугина Р.Д., Копанев В.Ф., Стороженко Е.В., Лукин В.Г., Степанов А.Е., Михалева Е.Н., Рапопорт М.С., Ильясова Г.А., Суслов Д.Л., Шуб И.З., Михайлов А.П., Глазырина Н.С., Герасименко Б.Н. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:200000. М.: Московский филиал ВСЕГЕИ, 2017. 180 с.
5. Савельев Д.Е. Хромититы Уфалейского ультрамафитового массива (Южный Урал) // Георесурсы. 2022. Т. 24, № 3. С. 197-209.
6. Павлов Н.В., Кравченко Г.Г., Чупрынина И.И. Хромиты Кимперсайского плутона. М.: Наука, 1968. 178 с.
7. Вахрушева Н.В., Ширяев П.Б., Степанов А.Е., Богданова А.Р. Петрология и хромитоносность ультраосновного массива Рай-Из (Полярный Урал). Екатеринбург: ИГГ УрО РАН, 2017. 265 с.
8. Бакшеев И.А., Ерохин Ю.В., Екименкова И.А., Захаров А.В., Григорьев В.В., Япаскурт В.О., Котлякова Н.Н. Хромистый турмалин и Cr-Sb-W-содержащий рутил Каменноозерского проявления хромититов, Средний Урал, Россия // Вестн. Моск. ун-та. Серия 4: Геология. 2023. № 3. С. 63-76.
9. Попова В.И., Белогуб Е.В., Рассомахин М.А., Попов В.А., Хворов П.В. Минералогия хромититов Поклонной горы Карабашского массива на Южном Урале // Минералогия. 2022. Т. 8, № 4. С. 15-33.
10. Иванов О.К. Минералогия Сарановского хромитового месторождения, Урал // Минерал. альманах. 2016. Т. 21, вып. 2. 128 с.
11. Иванов О.К., Бутмакин А.Ф. Уваровит Сарановского хромитового месторождения // Уральский геол. журн. 1998. № 1. С. 3-18.
12. Вахрушева Н.В., Ерохин Ю.В., Ширяев П.Б. Высокохромистые силикаты в хромититах главного Сарановского месторождения (Пермский край) // Вестн. УрО РМО. 2021. № 18. С. 5-11.
13. Юричев А.Н. Акцессорные сульфиды Кемпирсайского ультрамафитового массива, Южный Урал // Руды и металлы. 2018. № 4. С. 67-75.
14. Юричев А.Н. Акцессорные сульфиды из хромититов Харчерузского ультрамафитового массива, Полярный Урал // Руды и металлы. 2020. № 4. С. 54-64.
15. Юричев А.Н. Акцессорные сульфиды и арсениды изхромититов Эргакского ультрамафитового массива, Западный Саян // Руды и металлы. 2019. № 3. С. 71-79.
16. Echtler H.P., Ivanov K.S., Ronkin Yu.L., Karsten L.A., Hetzel R., Noskov A.G. The tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals, Russia: a reappraisal // Tectonophysics. 1997. Vol. 276. P. 229-251.
17. Пономарев В.С., Хиллер В.В., Ерохин Ю.В. Th-U-Pb датирование монацита из кианитовых гнейсов Сысертского метаморфического комплекса (Средний Урал) // Вестн. ВГУ. Серия: Геология. 2017. № 3. С. 61-65.
References
1. Barbot de Marny N.P. The Urals and its riches. Ekaterinburg: Ed. by P. I. Pevin, Newspaper "Ural Life" Printing House; 1910. 413 p. (In Russ.).
2. Available from: https://webmineral.ru/deposits/item.php?id=5064 [Accessed 12th April 2024]. (In Russ.).
ISSN 1026-2237BULLETIN OF HIGHER EDUCATIONAL INSTITUTIONS. NORTH CAUCASUS REGION NATURAL SCIENCE. 2024. No. 4-2
3. Perevozchikov B.V., Bulykin L.D., Popov I.I., Orfanitsky V.L., Andreev M.I., Snachev V.I., Danilenko S.A., Cherkasov V.L., Chentsov A.M., Zharikova L.N., Klochko A.A. Register of chromite occurrences in alpine-type ultrabasites of the Urals. Perm: Kama Scientific Research Institute for Integrated Research of Deep and Ultra-Deep Wells Press; 2000. 474 p. (In Russ.).
4. Kalugina R.D., Kopanev V.F., Storozhenko E.V., Lukin V.G., Stepanov A.E., Mikhaleva E.N., Rapoport M.S., Ilyasova G.A., Suslov D.L., Shub I.Z., Mikhailov A.P., Glazyrina N.S., Gerasimenko B.N. State geological map of the Russian Federation. Scale 1:200000. Moscow: Moscow branch of the All-Russian Scientific Research Geological Institute Press; 2017. 180 p. (In Russ.).
5. Savelyev D.E. Chromitites of the Ufaley ultramafic massif (Southern Urals). Georesursy = Georesources. 2022;24(3): 197-209. (In Russ.).
6. Pavlov N.V., Kravchenko G.G., Chuprynina I.I. Chromites of the Kimpersai pluton. Moscow: Nauka Publ.; 1968. 178 p. (In Russ.).
7. Vakhrusheva N.V., Shiryaev P.B., Stepanov A.E., Bogdanova A.R. Petrology and chromite content of the ultrabasic massif Rai-Iz (Polar Ural). Ekaterinburg: Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences Press; 2017. 265 p. (In Russ.).
8. Baksheev I.A., Erokhin Yu.V., Ekimenkova I.A., Zakharov A.V., Grigoriev V.V., Yapaskurt V.O., Ko-shlyakova N.N. Chromium tourmaline and Cr-Sb-W-containing rutile from the Kamennoozersk chromitite occurrence, Middle Urals, Russia. Vestn. Mosk. un-ta. Seriya 4: Geologiya = Moscow University Bulletin. Series 4. Geology. 2023;(3):63-76. (In Russ.).
9. Popova V.I., Belogub E.V., Rassomakhin M.A., Popov V.A., Khvorov P.V. Mineralogy of chromitites of Poklonnaya Gora of the Karabash massif in the Southern Urals. Mineralogiya = Mineralogy. 2022;8(4):15-33. (In Russ.).
10. Ivanov O.K. Mineralogy of the Saranovsk chromite deposit, Ural. Mineral. al'manakh = Mineralogical Almanac. 2016;21(2). 128 p. (In Russ.).
11. Ivanov O.K., Bushmakin A.F. Uvarovite from the Saranovsk chromite deposit. Ural'skii geologicheskii zhurnal = Ural Geological Journal. 1998;(1):3-18. (In Russ.).
12. Vakhrusheva N.V., Erokhin Yu.V., Shiryaev P.B. High-chromium silicates in chromitites of the main Saranovskoye deposit (Perm region). Vestn. UrO RMO = Bulletin of the Ural branch of Russian Mineralogical Society. 2021;(18):5-11. (In Russ.).
13. Yurichev A.N. Accessory sulfides of the Kempirsay ultramafic massif, Southern Urals. Rudy i metally = Ores and Metals. 2018;(4):67-75. (In Russ.).
14. Yurichev A.N. Accessory sulfides from chromitites of the Kharcheruz ultramafic massif, Polar Urals. Rudy i metally = Ores and Metals. 2020;(4):54-64. (In Russ.).
15. Yurichev A. N. Accessory sulfides and arsenides from chromitites of the Ergak ultramafic massif, Western Sayan. Rudy i metally = Ores and Metals. 2019;(3):71-79. (In Russ.).
16. Echtler H.P., Ivanov K.S., Ronkin Yu.L., Karsten L.A., Hetzel R., Noskov A.G. The tectono-metamorphic evolution of gneiss complexes in the Middle Urals, Russia: a reappraisal. Tectonophysics. 1997;276:229-251.
17. Ponomarev V.S., Khiller V.V., Erokhin Yu.V. Th-U-Pb dating of monazite from kyanite gneisses of the Sysert metamorphic complex (Central Urals). Vestn. VGU. Seriya: Geologiya = Proceedings of Voronezh State University. Series: Geology. 2017;(3):61-65. (In Russ.).
Информация об авторах
В. С. Пономарев - кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник. Ю.В. Ерохин - кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник. А.В. Захаров - научный сотрудник. Н.Н. Фаррахова - научный сотрудник.
Information about the authors
V.S. Ponomarev - Candidate of Science (Geology and Mineralogy), Senior Researcher. Yu.V. Erokhin - Candidate of Science (Geology and Mineralogy), Leading Researcher. A.V. Zakharov - Researcher. N.N. Farrakhova - Researcher.
Статья поступила в редакцию 18.04.2024; одобрена после рецензирования 17.05.2024; принята к публикации 16.10.2024. The article was submitted 18.04.2024; approved after reviewing 17.05.2024; accepted for publication 16.10.2024.
