Геохимические особенности сакуканских отложений и медных руд Удокана

Ю.И. Зиновьев

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ САКУКАНСКИХ ОТЛОЖЕНИЙ И МЕДНЫХ РУД УДОКАНА

Удоканское месторождение меди приурочено к верхней части удоканской серии, сложенной нижнепротерозойскими метаморфизованными отложениями. Оруденение расположено в породах сакуканской свиты, разделенную на нижнюю и верхнюю подсвиты, в строении которых участвуют седиментаци-онные конгломерато-брекчии, различные по составу и зернистости песчаники, известняки, алевролиты и аргиллиты. Встречаются прослои кварц-полевошпатовые и кварцевые песчаники с серицитом, карбанатно-кварцево-сере-цитовым цементом.

В разрезе сакуканской свиты выделяют типы фациальных отложений, сменяющих друг друга снизу вверх: мелководные и пре-брежно-мелководные алевриты и песчаники; лагунно-мелководные песчаники и алеврито-песчаники; дельтовые и пляжевые песчаные осадки.

Геохимической особенностью отложений сакуканской свиты является низкое содержание большинства элементов. Ванадий, серебро, хром отмечаются в количествах близких к кларку. В меньших количествах встречаются марганец, титан, свинец, цинк, кобальт, никель, бериллий. Превышают кларки висмут и золото. Характерной особенностью распределения меди, цинка, серебра, марганца, титана, никеля, кобальта можно считать возрастание их содержаний от крупнозернистых к мелкозернистым отложениям в различных фациальных обстановках.

Необходимо отметить влияние процессов метаморфизма на поведение некоторых химических элементов. Так, цинк, титан, никель, ванадий выносятся из отложений сакуканской свиты, в то же время, марганец, серебро, молибден - привносятся.

Распределение химических элементов непосредственно в рудах Удокана имеет свои специфические особенности, отличающиеся от геохимического поведения элементов в сакуканских отложениях. Особенностью рудоносного горизонта является приуро-

ченность богатого оруденения (борнит-халькозин) к известкови-стым песчаникам и конгломерато-брекчиям, тогда как более бедное халькопиритовое оруденение распологается среди тонкозернистых песчаников и глинистых пород.

Медь входит в состав как первичных так и вторичных сулфид-ных минералов меди, представителями которых являются халькозин, борнит, халькопирит, ковеллин. Здесь же медь осаждается в виде основных сульфатов (брошантит, антлерит) и менее - в виде основного карбоната меди (малахит). Отмечается незначительное распространение азурита, хризоколлы, куприта, халькантита. Медь выносится за пределы рудных тел в прожилках брошантита, малахита и других окисленных минералов. Скопление халькантита приурочены в основном к поверхностным выходам рудных тел, что свидетельствует о слабой миграционной активности меди в условиях многолетнемерзлых пород. Надо отметить развитие хризокол-лы в тектонически ослабленных зонах. Образование вторичных минералов происходит в результате замещения одних минералов другими (халькозин ковеллином), а также в результате выпадения из растворов (брошантит, малахит), что совместно с другими гео-лого-минералогическими факторами определяется распределением различных типов руд (сульфидных, смешанных, окисленных) на месторождении.

Железо на Удокане отмечается во всех типах руд. Основная масса этого элемента содержится в широко распространенном на месторождении магнетите, менее в гематите и гидроокислах, а также в сульфидах содержащих железо. Как элемент-примесь, оно находится в минаралах зоны окисления в различных количествах. Куприт, брошантит содержат его первые проценты;халькантит, антлерит, хризоколла, малахит - сотые и десятые доли процента. Магнетит верхних горизонтов месторождения под действием внешних агентов большей частью замещается гематитом (мартити-зация), железо сульфидов переходит в гидроокислы (лимонитиза-ция). С глубиной эти изменения уменьшаются и в чисто сульфидных рудах они не наблюдаются.

В зоне гипергенеза молибден встречается в виде молибденита в ассоциации с сульфидами меди. Концентрации молибдена в различных типах руд колеблются, снижаясь в окисленных рудах. Данные по месторождению показывают, молибден не рассеивается в сколько-нибудь значительной мере из зоны окисления. Тем не ме-

нее, факт выщелачивания молибдена, отмечающийся на месторождении, может свидетельствовать о длительном существовании континентального климата в условиях устойчивого рельефа, а также о развитии древней зоны гипергенеза.

Серебро на Удоканском месторождении является довольно распространенным элементом. Отмечается оно в различной форме: самородное, ялпаит, штромейерит, изоморфные примеси в сульфидах.

Наибольшие его содержания отмечаются в борнит-халькозиновых рудах (до 1000 г/т) и значительно меньше в пирит-халькопиритовых рудах (1-100 г/т). В брошантите и малахите его содержится до 60 г/т. Полученные данные свидетельствуют о незначительной миграции серебра из окисленных руд и, как отмечалось ранее, о широком осаждении серебра в борнит-халькозиновых рудах. Отмечается тенденция уменьшения концентрации серебра с увелечением степени окисленности руд. Так содержание серебра в сульфидных рудах - 20,1%, в смешанных - 15,4%, в окисленных -11,2%.

В рудах месторождения отмечается четкая зависимость содержания серебра от содержания меди в руде. При увеличении содержания меди, соответственно увеличивается содержание серебра.

В зоне окисления месторождения свинец встречается в виде церуссита, замещая галенит в виде краевых каемок. Как элемент-примесь свинец отмечается в куприте, брошантите (сотые доли процента) халькантите (десятые доли), антлерите (тысячные), азурите и хризоколле (десятитысечные доли процента). Поведение свинца на месторождении отмечается увеличением его содержаний в окисленных рудах. Известно, что незначительная растворимость соединей свинца в зоне гипергенеза создает препятствие миграции этого элемента, что способствует накоплению его в окисленных рудах. С уменьшением содержания меди в руде, увеличивается содержание свинца.

Цинк на месторождении представлен редко встречающимся минералом сфалеритом. В качестве элемента-примеси отмечается в незначительных количествах (тысячные доли процента) почти во всех гипергенных минералах. Надо отметить, что в большинстве мономинеральных проб этот элемент отсутствовал. Общее поведение цинка устанавливается уменьшением его содержаний от сульфидных к окисленным рудам, что выделяет его как один из под-

вижных элементов в условиях зоны окисления. Отмечается, что ионы цинка в зоне гипергенеза характеризуется малыми зарядами и достаточно большими радиусами, что способствует миграции этого элемента и выносу его из зоны окисления.

Никель на Удокане по данным спектральных анализов отмечается в равных количествах во всех типах руд. В мономине-ральных пробах наибольшие его концентрации отмечаются в магнетите. В целом поведение никеля характеризуется слабой подвижностью в окисленной и нейтральной среде и инертностью в резко восстановленной среде, т.е. при различных значениях РН, никель имеет малую миграционную способность.

Титан на месторождении устанавливается во всех типах руд. Наибольшие его концентрации отмечаются в окисленных рудах. Титан в гипергенно-осадочном цикле относится к слабо подвижным элементам и лишь во влажных тропиках может переходить в раствор и выносится из горных пород в значительных количествах.

Концентрации кобальта почти в равных количествах наблюдаются во всех типах руд, с небольшим возрастанием в сульфидных. Концентрации его также увеличиваются с увеличением содержания меди. Кобальт содержится, как в сульфидных минералах меди (2-6 г/т), так и в окисленных (1-2 г/т). В магнетите содержания кобальта возрастают до 100 г/т. Он находится в тесной ассоции с железом и никелем.

Содержание хрома увеличивается в окисленных рудах. Хром отмечается в брошантите

Висмут на месторождении отмечается спорадически, имея тенденцию к накоплению в сульфидных и выноса его из окисленных руд. Соответственно висмут ведет себя с увеличением содержания меди. Висмут содержится в минерале виттихените, который встречается как во вкрапленных, так и в жильных образованиях, где тесно ассоциирует с борнитом и несколько реже с халькозином. По виттихениту развивается бисмутосферит. Отмечается нахождение мельчайших зерен самородного висмута в борните и халькозине.

Бор и фосфор проявляют тенденцию к возрастанию их концентраций в окисленных рудах. Это соответствует ранее выявленным особенностям этих элементов к увлечению их концентраций в верхних частях месторождения. Привнос фосфора в

зону окисления считается весьма характерным для рудных месторождений. Благоприятными условиями для накопления бора и фосфора является засушливый климат.

Барий на месторождении содержится в различных типах руд в количествах, возрастающих к окисленным рудам. Известно. Что барий, а также бор имеют низкую миграционную активность в аридных областях. Поведение этих элементов на Удоканском месторождении может быть подтверждением о формировании зоны гипергенеза Удокана в условиях аридного климата.

Марганец в форме нерастворимых гидратов окислов накапливается большей частью в окисленных рудах. Его концентрации возрастают на порядок в смешанных и окисленных рудах. Отмечаются повышенные содержания марганца в карбонатных минералах меди, чем в сульфатных и силикатных. Ранее было замечено, что развитие карбонатов меди связано с известковитостью вмещающих пород, а в парагенезисе малахит-азурит обычно участвуют разнообразные гидроокислы марганца. Это еще раз подтверждает вывод о тенденции осаждения окислов марганца из щелочных растворов, что и наблюдается в приуроченности их к известковистым песчаникам и карбонатным минералам меди на месторождении. Так в известковых породах марганца содержится 100-500х10%, а в неизвестковых 30-80х10%.

В результате изучения поведения главных и сопутствующих элементов в рудах Удоканского месторождения меди можно сделать следующие выводы.

Геохимической особенностью поведения меди является ее относительная подвижность в пределах рудных тел и выходе из них в виде различных минеральных форм. Отмечается приуроченность хрома, титана, кобальта, никеля к рудам, содержащим магнетит. Увеличение концентраций марганца в окисленных рудах связано с карбонатностью пород, имеющих распространение в приповерхностных частях месторождений.

Геохимические особенности поведения серебра, висмута, бария, иарганца, свинца в рудах Удокана характеризуется повышенными кларковыми содержаниями (по А.П. Виноградову) и меньше кларка - цинка, кобальта, никеля, ванадия, хрома.

Таким образом, геохимическое поведение элементов в породах и рудах сакуканской свиты находится в постоянном движении и зависит от типа фациальных отложений и их минерального и грану-

лометрического состава, степени метаморфизма, климатических условий, различных типов руд и других факторов.

1. Трубачев А.И., Зиновьев Ю.И. К характеристике сакуканских отложений Нимигинского района (хр. Удокан). - В кн.: Вопросы геологии, разведки и оценки месторождений Забайкалья. - Чита: ЗабНИИ, 1972. - С. 41-43.

2. Зиновьев Ю.И. О геохимических особенностях окисления Удоканского месторождения. - В кн.: Металлогения и прогноз полезных ископаемых. - Чита: ЗабНИИ, 1986. - С. 246-248. ЕШ

— Коротко об авторе ----------------------------------------------

Зиновьев Ю.И. - кандидат геолого-минералогических наук, доцент, декан заочного факультета Читинского государственного университета, root@chitgu.ru

СПИСОК ЛИТЕРА ТУРЫ