Халькофильные элементы в некоторых минералах Шохкадамбулакского месторождения (Северный Таджикистан)

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК РЕСПУБЛИКИ ТАДЖИКИСТАН ___________________________________2012, том 55, №5_________________________________

ГЕОХИМИЯ

УДК 550 .0

Н.С.Сафаралиев, член-корреспондент АН Республики Таджикистан А.Р.Файзиев

ХАЛЬКОФИЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ В НЕКОТОРЫХ МИНЕРАЛАХ ШОХКАДАМБУЛАКСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Таджикский национальный университет,

Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН Республики Таджикистан

В статье приводятся сведения о распределении халькофильных элементов - примесей в магнетите, гематите, пирите, гранате и пироксене месторождения Шохкадамбулак.

Ключевые слова: элемент - магнетит - гематит - пирит - среднее содержание - кларк - месторождение Шохкадамбулак.

Скарново-магнетитовое месторождение Шохкадамбулак находится в западной части Карама-зара (Северный Таджикистан). Здесь описаны более 80 минеральных видов и разновидностей, среди которых основными рудными являются магнетит, гематит и пирит. Гранат и пироксен относятся к породообразующим минералам скарнов.

Наряду с литофильными и сидерофильными элементами rcP-MS методом анализа (Acme analytical Laboratories LTD, г. Ванкувер, Канада) в магнетите и некоторых других минералах Шохкадам-булакского месторождения определены и халькофильные элементы (таблица). Особенно повышенным содержанием пользуются медь, цинк, висмут и сурьма.

Таблица

Содержание халькофильных элементов в минералах месторождения, г/т

t£i ex Место взятия Cu Zn As Sb Hg Bi Cd Ga Ge

Магнетит, Центральный участок

4 Штольня 23 804.4 303.4 91.5 1.3 9.9 12.7 3.6 5.1 0.4

5 Канава 588 9.7 73.8 24.0 2.1 20.1 0.6 0.1 4.8 1.0

9 Канава 575 3.9 23.6 14.2 0.5 2.5 0.2 0.7 2.3 0.6

13 Канава 27 7.7 267.8 18.4 1.5 2.5 0.3 0.6 6.0 0.6

15 Канава 27 8.3 48.9 4.0 0.7 5.7 1.1 0.1 8.7 0.4

17 Штольня 21 6.1 78.5 9.2 0.8 5.1 0.9 0.4 3.8 0.8

22 Штольня 22 107.0 78.1 59.9 4.2 23.5 1.0 0.1 4.7 0.7

Среднее 135.4 124.9 31.6 1.6 9.9 2.3 0.6 5.1 0.6

Магнетит, Западный участок

57 Штольня 11 75.1 216.2 13.6 0.9 5.1 3.33 2.9 3.9 0.5

71 Канава 383 18.7 180.1 29.8 1.5 12.4 0.66 0.5 13.0 0.2

72 Канава 404 59.3 208.6 36.4 1.0 2.4 0.47 2.7 6.6 0.5

63м Штольня 11 4.5 32.3 8.8 1.2 0.6 20.66 0.2 8.1 0.5

Адрес для корреспонденции: Файзиев Абдулхак Раджабович. 7734063, Республика Таджикистан, г. Душанбе, ул. Айни, 267, Институт геологии, сейсмостойкого строительства и сейсмологии АН РТ. E-mail: faiziev38@mail.ru; chokadambulak@mail.ru

і£і СХ Место взятия Си 2п Ає 8Ь не ВІ са ва ве

Среднее 39.4 159.3 22.2 1.2 5.1 6.13 1.6 7.9 0.4

Магнетит, Восточный участок

55 Штольня 7 16.0 40.7 62.1 2.8 4.7 0.54 0.1 12.4 0.3

50 « » 8.5 51.0 24.2 1.3 2.6 0.11 0.1 8.1 0.4

Среднее 12.3 45.1 43.2 2.1 3.7 0.33 0.1 10.3 0.4

Среднее в целом 86.9 123.3 30.5 1.5 7.5 3.2 0.9 6.7 0.5

Гематит, Восточный участок

34 Канава 123 8.5 26.7 6.6 0.7 1.1 0.27 0.4 1.4 0.3

32 Канава 122 18.4 18.4 12.7 0.5 0.5 0.92 0.3 1.0 0.1

55а « » 18.7 124.0 12.4 0.5 0.5 6.49 0.9 1.8 0.2

Среднее 15.2 56.4 10.6 0.6 0.7 2.56 0.5 1.4 0.2

Пирит, Западный участок

56 Штольня 11 54.8 5.6 405.7 1.1 3.0 5.6 0.1 0.2 0.3

63 « » 5.8 29.8 61.7 0.3 2.4 184.9 0.3 2.7 0.4

Среднее 30.3 17.7 233.7 0.7 2.7 95.3 0.2 1.5 0.35

Гранат, Западный участок

58 Штольня 11 16.4 24.8 20.6 0.3 0.5 20.5 4.2 3.6 0.40

Пироксен, Восточный участок

51 Штольня 7 32.6 88.4 10.4 0.4 2.6 1.7 1.6 1.7 0.1

Продолжение таблицы

№ обр. Место взятия ра 1п Н Та № 8е Те 8

Магнетит, Центральный участок

4 Штольня 23 0.1 0.23 0.03 0.05 0.08 0.4 0.02 2020

5 Канава 588 0.1 0.07 0.04 0.05 0.10 0.1 0.02 200

9 Канава 575 0.1 0.05 0.06 0.05 0.06 0.1 0.02 200

13 Канава 27 0.1 0.05 0.04 0.05 0.08 0.4 0.03 200

15 Канава 27 0.1 0.07 0.05 0.05 0.07 0.3 0.02 200

17 Штольня 21 0.1 0.05 0.06 0.05 0.06 0.1 0.02 200

22 Штольня 22 0.1 0.02 0.02 0.05 0.16 0.1 0.02 5700

Среднее 0.1 0.08 0.04 0.05 0.08 0.2 0.02 1246

Магнетит, Западный участок

57 Штольня 11 0.1 0.10 0.02 0.05 0.09 0.1 0.02 600

71 Канава 383 0.1 0.11 0.10 0.05 0.04 0.2 0.02 200

72 Канава 404 0.1 0.35 0.24 0.05 0.04 0.2 0.02 200

63м Штольня 11 0.1 0.02 0.02 0.05 0.04 0.3 0.02 3800

Среднее 0.1 0.15 0.10 0.05 0.05 0.2 0.02 1200

Магнетит, Восточный участок

55 Штольня 7 0.1 0.02 0.08 0.05 0.12 0.1 0.02 200

50 « » 0.1 0.02 0.02 0.05 0.07 0.3 0.02 200

Среднее 0.1 0.02 0.05 0.05 0.09 0.2 0.02 200

Среднее в целом 0.1 0.09 0.06 0.05 0.08 0.2 0.02 1071

Гематит, Восточный участок

34 Канава 123 0.1 0.02 0.02 0.05 0.02 0.2 0.15 200

32 Канава 122 0.1 0.02 0.02 0.05 0.05 0.5 0.08 300

55а « » 0.1 0.05 0.23 0.05 0.15 0.3 0.19 200

Среднее 0.1 0.03 0.09 0.05 0.07 0.3 0.14 233

Пирит, Западный участок

56 Штольня 11 0.1 0.02 0.02 0.05 0.14 25.1 0.32 >10 %

63 « » 0.1 0.09 0.03 0.05 0.31 2.1 1.34 >10 %

Среднее 0.1 0.06 0.025 0.05 0.23 13.6 0.83 >10 %

Гранат, Западный участок

58 Штольня 11 0.1 1.67 0.02 0.05 0.02 1.7 1.1 200

Пироксен, Восточный участок

51 Штольня 7 0.1 0.07 0.02 0.05 0.02 0.4 0.03 300

В магнетите содержание меди колеблется в широких пределах - от 4.5 до 804.8 г/ т, при средней концентрации элемента, равной 86.9 г/т. Это почти в два раз выше кларка меди в земной коре по А.П.Виноградову [1]. Атомно-адсорбционным методом было также определено повышенное содержание меди в магнетитах месторождения [2]. В минерале из различных участков месторождения количество этого металла неоднозначное. Так, если среднее содержание меди в магнетитах из Восточного участка всего 12.3 г/т, то в образцах минерала из Центрального участка оно равно 135.4 г/т, а Западного - 39.4 г/т.

Несколько по-другому распределен в магнетитах цинк. Здесь минимальное содержание элемента (45.1 г/т) также характерно для магнетита из Восточного участка. Однако максимальная концентрация цинка (159.3 г/т) наблюдается в минерале из Западного участка месторождения. В магнетитах же из Центрального участка среднее количество элемента равно 124.9 г/т. Среднее содержание цинка по всем анализированным образцам магнетитов месторождения составляет 123.3 г/т, что в 1.5 раза больше кларка цинка в земной коре. Близкое к этому значению количество цинка (100-200 г/т) содержат магнетиты Сумсарского батолита Тянь-Шаня [3]. Есть указание [4], что в двухвалентной группе элементов в магнетите может присутствовать небольшое количество цинка.

Среднее содержание мышьяка в магнетитах по всему месторождению равно 30.5 г/т (предел колебания 4.0-59.9 г/т), что почти в 18 раз выше кларка этого элемента. Максимальное количество мышьяка (43.2 г/т) характерно для магнетитов Восточного участка. Менее высокое содержание элемента (31.6 г/т) наблюдается в минерале из Центрального участка, а минимальное (22.2 г/т) - Западного.

Сурьма не является характерным примесным элементом магнетитов Шохкадамбулакского месторождения. Средняя её концентрация 1.5 г/т, при колебания содержаний элемента от 0.5 до 4.2 г/т. Это всего в три раза больше кларка сурьмы в земной коре. Более сурьмянистыми (2.1 г/т) являются магнетиты из Восточного участка месторождения, менее (1.2 г/т) - Западного. Среднее содержание элемента в минерале из Центрального участка равно 1.6 г/т.

Ртуть можно считать типоморфным примесным элементом магнетитов месторождения. Среднее его содержание равно 7.5 г/т (0.6-23.5 г/т), что более чем в 90 раз выше кларка элемента. Наибольшее количество ртути (среднее 9.9 г/т) характерно для магнетитов из Центрального участка месторождения. Сравнительно высокое содержание элемента (5.1 г/т) обнаружено и в магнетитах Западного участка. В минерале из Восточного участка концентрация ртути минимальная - 3.7 г/т.

Еще одним характерным элементом магнетитов месторождения является висмут. Содержание этого элемента колеблется в широких пределах 0.06-20.66 г/т, при средней концентрации, равной 3.2 г/т, что более чем в 350 раз выше кларка висмута. Максимальное среднее содержание элемента (6.13 г/т) характерного для магнетитов Западного участка. Кстати, здесь описаны собственно висмутовые минералы [5]. Сравнительно высокое содержание висмута (2.3 г/т) обнаружено и в магнетитах из Центрального участка. Только в минерале из Восточного участка количество элемента относительно низкое - 0.33 г/т.

Среднее содержание кадмия в магнетитах в целом 0.9 г/т (0.1-3.6 г/т), что почти в семь раз выше кларка этого элемента в земной коре. Так же, как и висмут, наиболее высокое содержание кад-

мия (1.6 г/т) характерно для магнетитов из Западного участка. Средние концентрации кадмия в магнетитах Восточного и Центрального участков соответственно равны 0.9 и 0.6 г/т.

Содержание галлия в магнетитах ниже кларкового. Кларк элемента 19 г/т, а среднее содержание галлия в магнетитах Шохкадамбулака равно 6.7 г/т (2.3-13.0 г/т). Ближе всего по содержанию этого элемента к описываемому месторождению стоит магнетит из Дашкесанского месторождения в Азербайджане [6]. Распределение среднего содержания элемента по участкам: Восточный - 10.3 г/т, Западный - 7.9 г/т, Центральный - 5.1 г/т.

Также ниже кларка в магнетитах и содержание германия. Средняя его концентрация в целом 0.5 г/т, при кларковом содержании элемента в 1.4 г/т. В Елисеевском месторождении (Украина) содержание элемента достигает 11.5 г/т [7]. По отдельным участкам месторождения распределение германия сравнительно равномерное: по Восточному и Западному - по 0.4 г/т, а Центральному -

0.6 г/т.

Во всех анализированных образцах магнетитов определено одинаковое количество палладия

- 0.1 г/т. Это выше кларка элемента (0.013 г/т). Одинаковым содержанием в магнетитах обладает и тантал. Его количество равно 0.05 г/т, что в 50 раз ниже кларка элемента.

Содержание индия в магнетитах также ниже кларкового: 0.09 г/т против 0.25 г/т. Примерно такое же количество этого элемента (0.1 г/т) обнаружено в магнетите из Риуо в Японии [8]. Ближе к кларку содержание элемента в магнетитах из Западного участка - 0.15 г/т. Среднее содержание индия в магнетитах двух других участков ниже: 0.02 г/т по Восточному участку и 0.08 г/т по Центральному.

Гафний в магнетитах содержится в количестве более чем на порядок ниже кларка элемента. Средняя его концентрация равна 0.06 г/т, при колебании содержания от 0.02 до 0.24 г/т. При этом наиболее высокое среднее содержание элемента (0.10 г/т) характеризуют магнетиты из Западного участка. Содержание гафния в магнетитах из других участков очень близко между собой: Восточного

- 0.05 г/т, Центрального - 0.04 г/т.

Содержания селена и теллура в магнетитах Шохкадамбулакского месторождения сравнительно высокое, более чем на порядок выше кларка этих элементов. Если среднее содержание первого элемента в минерале в целом 0.2 г/т, то второго - 0.02 г/т. При этом предел колебания содержания селена 0.1-0.4 г/т, а теллура - 0.02-0.03 г/т.

Среднее количество ниобия в магнетитах низкое - 0.08 г/т, что в сотни раз ниже кларка этого элемента в земной коре. Распределён элемент в исследованных образцах более или менее равномерно и варьирует от 0.04 до 0.16 г/т. По участкам среднее содержание ниобия такое: Западный - 0.05 г/т, Восточный - 0.08 г/т, Центральный - 0.09 г/т.

Среднее содержание серы в магнетитах в целом 1071 г/т. Это немногим более чем два кларка. Распределение этого элемента в магнетитах очень неравномерное. Если минимальное количество элемента равно всего 200 г/т, то максимальное - 5700 г/т. Аномально высокое содержание серы, по-видимому, связано с микровключениями сульфидов в минерале. Если рассмотреть концентрацию серы в магнетитах по участкам, то видно, что наименьшее количество элемента (среднее 200 г/т) характерно для магнетитов Восточного участка. В магнетитах двух других участков содержание элемента очень близко между собой: в Центральном 1246 г/т, а Западном - 1200 г/т.

По сравнению с магнетитом, в гематите Шохкадамбулакского месторождения содержание рассмотренных элементов-примесей, за редкими исключениями, низкое. Например, если среднее содержание меди, цинка, мышьяка, сурьмы и ртути в магнетите 86.9, 123.3, 30.1, 1.5 и 7.5 г/т соответственно, то в гематите этот показатель равен 15.2, 56.4, 10.6, 0.6 и 0.7 г/т. То же самое можно сказать относительно концентрации висмута, кадмия, галлия, германия, индия, гафния, ниобия и серы (см. таблицу). Только содержание теллура в гематитах значительно выше (0.14 г/т), чем в магнетите (0.02 г/т). Немногим выше в гематитах и концентрация селена.

В пирите распределение элементов-примесей иное. Содержание меди (30.3 г/т), сурьмы (0.7 г/т), ртути (2.7 г/т), галлия (1.5 г/т), германия (0.35 г/т), индия (0.06 г/т) в нём ниже, чем в магнетите, но больше, чем в гематите (см таблицу). Однако содержание цинка (17.7 г/т), кадмия (0.2 г/т) и гафния (0.025 г/т) в пирите ниже, чем в упомянутых минералах. В то же время концентрация мышьяка (233.7 г/т), селена (13.6 г/т), теллура (0.83 г/т) и ниобия (0.23 г/т) здесь во много раз выше. Особое внимание следует обратить на содержание висмута в пирите. Его среднее содержание в этом минерале (95.3 г/т) более чем на порядок выше, чем в магнетите и гематите. Это объяснятся, по-видимому, микровключениями висмутсодержащих минералов, которые, как отмечалось, обнаружены в Западном участке месторождения.

Определялись элементы-примеси также в гранате и пироксене. В этих минералах наблюдается повышенное содержание висмута, соответственно 20.5 г/т в гранате и 1.7 г/т - пироксене. Из других элементов в гранате и пироксене в повышенных количествах установлены медь, цинк, мышьяк, кадмий и галлий. Концентрация гафния, ниобия и сурьмы в них очень низкая. Заслуживает внимания высокое содержание индия (1.67 г/т), селена (1.7 г/т) и теллура (1.1 г/т) в гранате.

Из вышеизложенного материала явствует, что халькофильные элементы в минералах месторождения Шохкадамбулак распределены неоднозначно. Одни из них (медь, цинк, мышьяк, сурьма, ртуть, кадмий, палладий, селен, теллур) содержатся в повышенных количествах, а другие (галлий, германий, индий, гафний, ниобий, тантал) - пониженных. Особняком стоит висмут, повышенное содержание которого может указывать на наличие в рудах висмутовой минерализации.

Поступило 20.03.2012 г.

ЛИТЕРАТУРА

1. Виноградов А.П. - Геохимия, 1962, №7, с. 555-556.

2. Сафаралиев Н.С - Труды Института геологии АН РТ. Нов. сер., вып. 5, 2006, с. 154-157.

3. Таусон Л.В., Кравченко Л.А. - Геохимия, 1956, №1, с. 81-89.

4. Дир У.А., Хауи Р.А., Зусман Дж. Породообразующие минералы, т. 5.- М.: Мир, 1966, 408 с.

5. Наумова Э.Н., Сидоренко Г.А. - Труды Минералогического музея АН СССР, вып. 16, 1965, с. 123-129.

6. Алиев Р.М. - ДАН СССР, 162, 1965, №2, с. 422-425.

7. Мицкевич Б.Ф., Лабезник К.И. - Геол. журнал АН УкрССР, т.22, вып. 2, 1962, с. 105 - 110.

8. Ando A., Takashima K. - Bull. Geol. Surv. Jahan, 14, 1975, №11, рр. 15-19.

Н.С.Сафаралиев, А.Р.Файзиев*

ЭЛЕМЕНТНОЙ халкофилй дар баъзе минералкой КОНИ ШОЭДАДАМБУЛАК

Донишго^и миллии Тоцикистон,

*Институти геология, сохтумони ба заминчунбй тобовар ва сейсмологияи Академияи илмх;ои Цум^урии Тоцикистон

Дар макола маълумотхо дар бораи микдори элементной халкофилй дар магнетит, гематит, пирит, гранат ва пироксени кони охдни Шохкадамбулак оварда шудаанд.

Калима^ои калиди: элемент - магнетит - гематит - пирит - мщдори миёна - кларк - кон Шощадамбулак.

N.S.Safaraliev, A.R.Fayziev*

CHALKOPHILE ELEMENTS IN SOME MINERALS OF SHOHKADAMBULAKS DEPOSIT

Tajik National University,

Institute of Geology, Earthquake Engineering and Seismology,

Academy of Sciences of the Republic of Tajikistan In the article was given information about the distribution chalkophile elements-admixured in magnetite, hematite, pyrite, garnet and pyroxene Shokadambulaks deposit.

Key words: element - magnetite - hematite - pyrite - the average maintenance - clark - Shohkadambulaks deposit.