Тема: Особенности форм нахождения ЭПГ в зоне окисления сульфидных жил массива Ниттис-Кумужья-Травяная, Мончегорский плутон

Мончегорский плутон известен с начала 20 века, а сульфидное медно-никелевое оруденение было открыто на массиве Нюд в 1930 году экспедицией Академии наук СССР под руководством академика А. Е. Ферсмана. (Елисеев, 1956) Жильный комплекс медноникелевых сульфидных руд массивов Ниттис-Кумужья был обнаружен в 1933 году Л. А. Баженовым посредствам инновационных на тот момент методов электроразведки (Елисеев, 1956; Лялинов, 2000). Массивы Ниттис-Кумужья-Травяная (НКТ) изучаются и по сегодняшний день, как в научном плане многими уважаемыми исследователями: Гроховской Т. Л., Шарковым Е. В., Нерадовским Ю. Н., Чащиным В. В., Митрофановым Ф. П. и др., так и разведка благороднометальной минерализации государственными компаниями. (Информационный геологический…, 2015) В связи с чем, исследование массива может быть перспективно в будущем.
Сульфидные медно-никелевые жилы НКТ содержат высокие концентрации благородных металлов (Чащин, Митрофанов 2014; Лялинов, 2000; Шарков, 2014), однако поведению минералов в зоне гипергенеза уделено мало внимания. В приповерхностных зонах сульфидных медно-никелевых жил массивов Ниттис-Кумужья-Травяная наблюдается активное изменение первичных сульфидных минералов и развитие зоны окисления. Процесс заканчивается формированием гетитовых агрегатов с сохранением реликтов сульфидных фаз. Аналогичные процессы окисления сульфидных минералов происходят в техногенной обстановке, в отвалах добытых руд и вмещающих горных породах. Минералы платиновой группы (МПГ) более устойчивы к окислению, нежели пирротин, пентландит или халькопирит, однако и они претерпевают изменения.
Опубликованные работы, освещающих вопросы окисления платинометалльных сульфидных руд можно считать единичными, и произведены они только методами электронной микроскопии (Evans, 2000; Oberthür, 2005; Locmelis, 2009; Гроховская, 2009; Oberthür, 2015; Barkov, 2005).
Цели и задачи:
Целью настоящей работы является изучение благороднометалльной минерализации в зоне гипергенеза жильных сульфидных руд массивов Ниттис-Кумудья-Травяная Мончегорского протерозойского плутона.
Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи:
 Исследование и описание рудной минерализации пород с применением методов оптической и электронной микроскопии.
 Изучение полного химического состава руд и содержания полезного компонента.4
 Выявление особенностей форм нахождения благороднометалльной минерализации в зоне окисления сульфидных руд.
 Составление модели поведения платиноидов в зоне окисления.
Актуальность:
Актуальность данной работы не вызывает сомнения, поскольку ранее не были описаны окисленные фазы благородных металлов на данном массиве. По соседнему массиву Мончетундры фиксируются единичные исследования Татьяны Львовны Гроховской (2009), в которой отмечаются PtCuFe-O фазы, развивающиеся по изоферроплатине и PtPdCuFe-O фазы на контактах с кейтконнитом, теллурпалладинитом, теларгпалитом, нильсенитом. Однако эта работа описывает малосульфидные эпигенетические ассоциации МПГ в керне буровых скважин. Наша же работа посвящена участкам массивных сульфидных жил непосредственно на поверхности. Работы по зарубежным объектам (Evans, 2000; Oberthür, 2005; Locmelis, 2009; Oberthür, 2015; Barkov, 2005) так же не раскрывают вопрос о формах нахождения МПГ в сплошных жильных сульфидных рудах, а затрагивают только малосульфидные и хромитовые горизонты рудных лет.
Практическое значение:
Знание о поведении благородных металлов в зоне окисления сульфидных руд слагает основу для разработки новых методов поисков, например литогеохимических методов поиска Pt и Pd.
Известно, что в корах выветривания сульфидных месторождений может находиться еще большее содержание благородных металлов, нежели в первичной руде, на изученном же массиве поведение Pt и Pd в условиях формирования железной шляпы является нестабильным, а значит, вопрос форм нахождения МПГ в рудах потенциально важный как для этого массива, так и для схожих.
Схожие процессы окисления МПГ могут происходить и в технологических отвалах разрабатываемых месторождений, например в Норильском районе.
Фактический материал был отобран в ходе полевого выезда на Мончегорский плутон с непосредственным участием автора. Были отобраны 59 проб рудного материала, и 56 образцов вмещающих пород. Вес проб составлял 2 кг ± 500 гр. В приложении 1 представлена геологическая схема района работ, точками отмечены места отбора проб.
По отобранному материалу было изготовлены: 56 прозрачных шлифов, 14 аншлифов, 18 шайб с гравитационным концентратом рудных проб.5
Защищаемые положения:
1) В зоне окисления сульфидных МПГ-содержащих руд происходит формирование кислородсодержащих Pt-Pd фаз.
2) По мере окисления первичных руд с образованием кор выветривания происходит выщелачивание элементов платиновой группы (ЭПГ) из системы.
Методика работ:
Для изучения минерального состава продуктов окисления массивных жильных медно-никелевых руд, а также для исследования форм нахождения благородных металлов в них, в период с 03.08.2016 по 10.08.2016 были выполнены полевые работы в Мурманской области, г. Мончегорск. В ходе работ было произведено картирование жильных сульфидных тел массивов Ниттис-Кумужья-Травяная (приложение 1), взяты пробы сульфидных руд различных горизонтов как в коренном залегании (рис 1А), так и из отвалов заброшенных шурфов и штолен (рис 1Б).
Для написания практической части ВКР была произведена пробоподготовка и использован ряда анализов:
Первый этап пробоподготовки включал в себя: дробление проб до размерности 5 мм на дробилке Pulverisette 1, далее производилось истирание проб на истирателе ИВ-1 до фракции 0,1 мм.
Рентгенофлуорисцентный анализ. Первым делом были произведен анализ потерь при прокаливании в лаборатории «ЛИМС», далее для получения результатов из протолочек были изготовлены «таблетки». В качестве компонента, закрепляющего в кювете исследуемый материал, использовалась борная кислота. Анализ и изготовление «таблеток»6 проведены с использованием оборудования ресурсного центра Научного парка СПбГУ «Геомодель».
Атомная абсорбция, для данного анализа использовались аналогичные протолочки, что и для РФА. Данный анализ был применен для установления содержаний благородных металлов в пробах. Анализ осуществлен ресурсным центром СПбГУ «Методы анализа состава вещества». Результат дал высокие содержания ЭПГ+Au (до 30 ppm) и серебра (до 120 ppm).
Второй этап пробоподготовки состоял из выделения из протолочек гравитационного концентрата тяжелой фракции на концентрационном столе СКЛ-2, отделение магнитной фракции ферритовым магнитом, ручная доводка концентрата в воде. Далее было произведено изготовление шайб с гравитационным концентратом, шлифов и аншлифов в лаборатории пробоподготовки и пробообработки, ЦТСОП.
Практические методы исследований:
Оптические исследования в проходящем и отраженном свете на микроскопе Leica DM 2500Р в объеме 56 прозрачных шлифов и 14 аншлифов.
Электронная микроскопия. Данный метод использовался для изучения минеральных фаз благородных металлов, а так же химического состава породообразующих минералов и рудной минерализации. Исследования методами электронной микроскопии проводились в образовательном ресурсном центре «микроскопии и микроанализа» на приборах: HITACHI S3400N с системой со сфокусированными электронным и ионным зондами QUANTA 200 3D
(FEI) с аналитическим комплексом Pegasus 4000 (EDAX) и настольном растровом электронной микроанализаторе HITAСHI TM 3000. Для исследований было задействовано прозрачных шлифов, 10 аншлифов и 18 шайб с гравитационным концентратом.
Ионная микроскопия производилась на приборе HITACHI S3400N с системой со сфокусированными электронным и ионным зондами QUANTA 200 3D (FEI), аналитическим комплексом Pegasus 4000 (EDAX).
Рамановская спектроскопия производилась на прибор Horiba LabRam HR800 в РЦ СПбГУ «Оптические и лазерные методы исследования вещества».
Оформление графических материалов производилось в программах ArcMap 10.2.2, Adobe Photoshop CC 2018; для выполнения факторного анализа использована программа Statistica 10.
Результаты работы были представлены на конференциях:
1) «Актуальные проблемы геологии, геофизики и геоэкологии Северо-Запада России» посвященную памяти чл.-корр. АН СССР К. О. Кратца и акад. Ф. П. Митрофанова в г. Апатиты, 2016. Тема доклада: «Особенности минерализации благородных металлов в зоне гипергенеза жильных сульфидных руд массива Ниттис, Мончегорский плутон».7
2) «Новое в познании процессов рудообразования» ИГЕМ РАН в г. Москва, 2016.
Тема доклада: «О формах нахождения благородных металлов в зоне окисления жильных сульфидных руд (массив Ниттис-Кумужья-Травяная, Мончегорский плутон)».
3) V Международная конференция памяти академика А. П. Карпинского, ВСЕГЕИ, г. Санкт-Петербург, 2017. Тема доклада: «О формах нахождения элементов платиновой группы в зоне гипергенеза жильных сульфидных руд (массив Ниттис, Мончегорский плутон)»
Купить

Данное исследование показало основные особенности минерального и химического состава окисленных и полуокисленных жильных руд горы Ниттис. Предложена модель поведения платиноидов при условиях окисления руд, что может быть актуально не только в пределах Мончегорского плутона, но так же может затрагивать и другие платиноносные расслоенные интрузивы основных и ультраосновных пород. Полученные минеральные ассоциации похожи, но несколько отличаются от работ коллег на других массивах, что подтверждает и уникальность каждого месторождения, и все-таки различия в поведении платиноидов при окислении малосульфидных рифов и непосредственно жильных сульфидных руд.
Разумеется, в данной работе остались перспективы для изучения, например возможно попробовать разделить тонкие фазы окисленных минералов палладия посредствам трансмиссионной микроскопии (ПЭМ). Потенциально могут быть интересны методы ионной спектроскопии, которые позволят более объемно рассмотреть фазы окисленных минералов
Купить