Сульфидная минерализация в хромовых рудах Лагортинско-Кершорской площади (Полярный Урал)

Войкаро-Сынинский массив является самым крупным на Полярном Урале и протягивается с севера на юг на 200 км; при ширине от 2 до 18 км его площадь составляет 2000 км2 [1]. В строении Войкаро-Сынинского массива традиционно выделяют пять крупных тектонических блоков (с юга на север): Сынинский, Лаптапайский, Погурейский, Хойлинский, Пайерс-кий, и два блока небольшого размера: Косшорский и Харотский. Лагортинско-Кершорская площадь располагается в юго-восточной части Хойлин-ского тектонического блока, представляющего собой серию крупных пластин, сложенных ультрабазитами и надвинутых совместно с габ- броидами кэршорского и метаморфи-тами дзеляюского комплексов на дислоцированные образования ивтысь-шорской свиты рифейского возраста (R3 iv).

Образования, слагающие аллохтон в пределах Лагортинско-Кершор-ской площади, в основном представлены фрагментом ультрабазитовой и габброидной частей офиолитового разреза. Ультрабазитовая часть представлена мантийными тектонитами, объединяемыми в райизско-войкарс-кий дунит-гарцбургитовый мегакомплекс. Габброидная составляющая сложена габброидами, пироксенита-ми, редко дунитами и долеритами, объединяемыми в кэршорский дунит- верлит-клинопироксенит-габбровый комплекс. С запада к ультрабазитовой и габброидной ассоциациям примыкают образования дзеляюского (хор-дъюсского) ультрамафит-метагаббро-норитового комплекса. Среди пород кэршорского комплекса располагается узкая полоса, сложенная долеритами и габбродолеритами лагортаюско-го комплекса параллельных даек [3].

Характеристика участков Лагортинско-Кершорской площади

В пределах Лагортинско-Кершорской площади выделяются следующие участки: Верхнелагортинский, Кер-шорский, Егарт и Лагортинский [3].

Участок Верхнелагортинский расположен на водоразделе рр. Бол. Лагорта, Лев. Лагорта и руч. Лагортае-гарт, в непосредственной близости от Главного уральского водораздела. В геологическом строении участвуют образования дунит-гарцбургитового и верлит-дунитового структурно-вещественных комплексов (СВК). В пределах верлит-дунитового СВК выделена одноименная хромитоносная зона, к которой приурочено Верхне-лагортинское рудопроявление.

Участок Кершорский , располагается в юго-восточной части Лагортин-ско-Кершорской площади, в пределах Кершорского рудного поля. Его контуры охватывают водоразделы р. Мал. Лагорта, руч. Кэршор и руч. Изшор. Площадь участка в основном сложена образованиями гарцбургитового структурно-вещественного комплекса, с востока, по зоне надвига, к ним примыкают дуниты верлит-дунитового структурно-вещественного комплекса (СВК). В пределах участка, в поле развития образований гарцбургитового СВК, выделены две (западная и восточная) перспективные хромитоносные зоны.

Участок Егарт площадью 11.25 км² выделен на водоразделе рр. Большая Лагорта и Лагортаегарт в поле развития пород дунит-гарцбургитового комплекса. В центральной части участка расположено относительно крупное тело дунита с инъекциями дунитового материала в гарцбургитах экзоконтактовой зоны. Залегание пород осложнено дизъюнктивами северо-восточного простирания, сопровождающимися зонами рассланцева-ния мощностью 10—50 м, оперяющей трещинной тектоникой и приразломной складчатостью. В восточной рудоносной зоне горными работами (К042) в дунитах вскрыто рудное тело высокохромистого хромшпинелида мощностью 6.0 м и протяженностью >150 м. В центральной части в теле дунитов выделена западная рудная зона протяженностью 630 м при ширине 100-200 м.

Участок Лагортинский расположен в северо-восточном углу Лагор-тинско-Кершорской площади, на водоразделе рек Лагортаю и Трубаю, в зоне Лагортинского рудного поля, и является наиболее детально изученным.

В пределах участка развиты породы гарцбургитового СВКс юго-восточным обрамлением дунитов дунит-верлитового СВК. В пределах участка предшественниками выявлено 20 мелких линзовидных тел. Тела локализованы в пределах хромитоносной зоны (зона пластично-сколо-вых деформаций) протяженностью 3.5 км и шириной 1.0-1.8 км. Наиболее крупные рудные тела локализуются в небольших телах дунитов среди пород гарцбургитового комплекса, ориентированных вдоль контакта с краевыми дунитами. Средняя мощность рудных тел изменяется от 0.5 до 11.7 м, установленная протяженность 15-320 м.

Петрография вмещающих пород

Основными петрографическими разновидностями Лагортинско-Кер-шорской площади, содержащими хромовую руду, являются дуниты и гарцбургиты райизско -войкарского комплекса. Ниже мы приводим их характеристику.

Дунит состоит из разнозернистого мелко-средне-крупнозернистого преимущественно панидиоморфнозернистого агрегата петельчато-сер-пентинизированного оливина, небольшого, но заметного количества зерен нацело измененного ортопироксена, единичных зерен клинопироксена, а также большого количества хромшпинелида и единичных зерен сульфида.

Гарцбургит состоит из мелкосреднезернистого гипидиоморфнозернистого агрегата петельчато-сер-пентинизированного и в различной степени антигоритизированного оливина, ортопироксена, в основном псевдоморфно измененного, присутствующего в заметном количестве клинопироксена, а также зерен акцессорного хромшпинелида.

Сульфидная минерализация хромовых руд

Нами изучена сульфидная минерализация в аншлифах, приуроченная к хромовым рудам, с использованием высокоразрешающей микроскопии.

Миллерит (рис. 1, а, б; 2, д; табл.

1) наблюдается в виде мелких, нередко многочисленных зерен изометрич-ной, каплевидной, неправильной формы, размером от 0.1 до 30 мкм, редко до 100-120 мкм, приуроченных, как правило, к хромпикотиту, к краевым его частям, кавернам, областям трещиноватости, а также к границам хромпикотита и серпентинизирован-ного оливина; встречается в массе породообразующих минералов. Иногда можно встретить зоны окисления по миллериту с характерными для него формами, характеризующимися выносом элементов. Редко бывает усеян серией тонких трещин.

Пентландит (рис. 1б, е; табл. 2) отмечается в виде мелких удлинённых, неправильной формы зерен, размером от 5 до 30 мкм, приуроченных к краевым частям хромпикотита, а также к его трещинам и кавернам. Нередко они присутствуют в массе породообразующих минералов, магнетите, также отмечаются пентландитовые каемки в хизлевудите (рис. 1, в). Из примесей практически во всех исследуемых образцах присутствует кобальт — от 1.3 до 6.6 масс. %.

Хизлевудит (рис. 1, в; табл. 3) встречается в виде мелких каплевидных, удлиненных, неправильной, реже овальной формы зерен размером от 5-10 до 10-120 мкм в массе хромпикотита и породообразующих минералов. Нередко приурочен к их граничным зонам, а также к трещинам в рудном минерале. Как правило, его поверхность усеяна мелкими трещинами, разбивающими зерно на множество более мелких составляющих, и характеризуется присутствием небольших каверн-пустот, а также (редко) вторичными изменениями периферийных частей. В ассоциации с ним в виде тонких каемок наблюдается пентландит, мощность которого составляет от 1 до 5 мкм (рис.).

Ковеллин (рис. 1, г; табл. 4) представляет собой включения неправильной формы, размером от 0.1 до 10 мкм, приуроченные к границам хромпикотита, а также кавернам, и может являться продуктом распада халькопирита (?) либо имеет самостоятельные выделения.

Купроаурид (рис. 1, д; табл. 5) присутствует в виде мелких включений размером от 0.5 до 20 мкм в хромпи-котите, в его краевых частях и кавернах.

Джирит (рис. 1, а; табл. 6) встречается в виде многочисленных мелких включений удлиненной, каплевидной, неправильной формы зерен размером от 1 до 5 мкм, в хромпикотите — в его каемках и кавернах, а также на контакте с породообразующими минералами. Нередко усеян мелкой сеточкой трещин и небольшими по размерам и довольно редкими кавернами.

Магнетит (рис. 1, е) встречен нами только в одном аншлифе и представлен массивным, занимающим

Рис. 1. Растровые электронно-микроскопические снимки аншлифов с сульфидной минерализацией в хромовых рудах Лагортин-ско-Кершорской площади: а — формы распределения хромпикотита, миллерита, джирита и самородной меди; б — миллерит и пентландит в хромпикотите; в — хизлевудит с каемками пентландита в хромпикотите; г — образование ковеллина в результате распада твердого раствора; д — фаза купроаурида в области понижения рельефа в хромпикотите; е — кристаллы пентландита в

магнетите

всю видимую площадь зерном неправильной угловатой формы размером до 10 мм. Его поверхность усеяна мно-

Таблица 1

Химический состав миллерита

Название участка	№ пробы	Компоненты, масс. %					Кристаллохимическая формула
		S	Си	Fe	Ni	Сумма
	00407	35.20	—	16.37	48.43	100	(Nio^sFco 26)1.018
		33.48	—	13.69	52.83	100	(Nios6Feo 23)1.098
	00409	31.94	—	21.40	46.66	100	(Nio.gFcosgli.isS
Лагортинский		28.29	28.97	-	42.74	100	(NIq S2Cu0 51)1 33S
	00416	35.02	—	29.05	35.93	100	(М1о.5б^ е08)1 04 8
		30.18	27.65	—	42.17	100	(N1q 76^Uq 4б)1.228
		37.20	—	1.28	61.52	100	(Nio.9Feo.o2) 1.018
	01216	32.06	—	—	67.94	100	Ni1J6S
	307001	36.19	—	—	63.81	100	Nio.968
		36.18	18.31	0.69	44.82	100	(Nio.68Cuo.26Feo.o2)o.96S
		35.93	7.85	0.53	55.68	100	(Nio 84CU0 11F c0 01 )о%8
		35.66	—	2.32	62.02	100	(N io. 95 Fe0 04)0.998
Кершорский		34.74	—	3.60	61.66	100	(Nio.97Feo.o6) 1.03 8
	307203	33.17	—	0.54	66.29	100	(Ni] 09^60.01)118
	502502	34.01	3.11	21.04	41.83	100	(Nio 67Feo 36Cuo os)i osS
	901501	35.45	—	1.12	63.43	100	(Ni'o osFeO 02)1.008
		35.57	—	2.50	61.93	100	(N i0 95 P Co. 04)0.998
Верхпелагортинский	303008	35.52	—	0.72	63.75	100	(N ioosFCo.o 1 )o.99S

Примечание. Здесь и в последующих таблицах анализы выполнены на электронном микроскопе Tescan Vega 3 с энергодисперсионным спектрометром X-max (Oxford instruments). Сумма приведена к 100%.

жеством разнонаправленных трещин, нередко с кавернами-пустотами, и включает в себя множество мелких неправильной формы зерен пентландита размером от 5 до 30 мкм.

Спионкопит (рис. 2, а; табл. 6) представляет собой угловатые, неправильной формы зерна размером 2—4 мкм, локализующиеся на границе хромпикотита и породообразующих минералов.

Галенит (рис. 2, б; табл. 6) обнаруживается в виде ксеноморфных, неправильной формы зерен размером от 0.5 до 2 мкм в массе хромпикотита, в областях понижения рельефа, в трещинах и кавернах. Из примесей присутствует сурьма — до 34.3 масс. %.

Анилит (рис. 2, в; табл. 6) отмечается в виде неправильной формы зерен в хромпикотите размером от 1—2 до 3—7 мкм и приурочен к его трещинам.

Таблица 4

Химический состав ковеллина хромпикотита в виде мелких изометричных и неправильной формы зерен,

Название участка	№ пробы	Компоненты, масс. %					Кристаллохимическая формула	размером до 3 мм. Цинк обнаружен в виде зерен не-
		S	Си	Fc	Ni	Сумма
Лагортинский	00409	31.21	50.87	11.46	6.46	100	(Cu0 82Feo2iNio n)i 13S	правильной формы размером от 1 до
Кершорский	901501	27.88	47.31	12.06	12.75	100	(Cuq seFeo 2sNi0 25)1,3б8	20 мкм и располагается на границе

Таблица 5

Химический состав купроаурида ребро — на участках Лагортинский и Верхнелагортинский.

Название участка № пробы Компоненты, масс. % Кристаллохимическая формула Кристаллизация рудных минералов на Лагортинско-Кершорской пло- Си Аи Ag Сумма Лагортинский 01216 34.28 62.09 3.62 100 Cuj 7i(Auq sgAgo п) щади, вероятнее всего, происходила в Кершорский 502502 30.51 61.73 7.76 100 CU[ 53(AuO 77Ago.23) три этапа: раннемагматический — об- разование хромпикотита, позднемагматический — минералы никеля и меди и

Химический состав минералов Pb, Ni, Cu и Zn

Таблица 6

11азвание участка	№ пробы	Компоненты, масс. %										Формула	11азвание
		S	Ni	Си	Ее	РЬ	As	Sb	Zn	Cd	Сумма
Лагортинский	00409	25.73	—	68.07	6.20	—	—	—	—	—	100	(Cui.33Feo.u)i.47S	СПИОНКОПИТ
	01216	13.32	—	—	—	86.68	—	—	—	—	100	Pb™S	галенит
	307001	22.44	-	77.56	-	-	-	-	-	—	100	Си 1. 74$	анилит
Кершорский		21.99	—	78.01	—	—	—	—	—	—	100	CU1.79S	дигенит
	307203	23.66	—	76.34	—	—	—	—	-	-	100	CUL62S	джирит
	901501	24.61	1.42	73.97	—	—	—	—	—	—	100	(CUi.52Ni().03)i.55S	джирит
Егарт	501203	12.90	-	-	-	87.10	-	-	-	—	100	PbI(HS	галенит
	303002	23.40	—	—	—	42.30	—	34.30	-	-	100	(Pb().28Sb().39)().67S	сурьмянистый галенит
Верхнел агорти некий	303008	21.91 12.52	—	—	32.20	87.48	45.89	—	-	-	100 100	Feo.84ASo.9S Pbi osS	арсенопирит галенит
		33.53	-	-	-	-	-	-	65.54	0.93	100	(2По.9бСдо.О1)о.97§	сфалерит

Рис. 2. Растровые электронно-микроскопические снимки аншлифов с сульфидной минерализацией в хромовых рудах Лагортин-ско-Кершорской площади: а — спионкопит на границе серпентинизированного оливина и хромпикотита; б — галенит в области понижения рельефа в хромпикотите; в — анилит в трещинах в хромпикотите; г — сфалерит в области понижения рельефа в хромпикотите; д — дигенит в трещинах в хромпикотите; е — арсенопирит в массе породообразующих минералов

Таблица 2

Химический состав пентландита

Название участка	№ пробы	Компоненты,			масс. %		Кристаллохимическая формула
		S	Со	Fc	Ni	Сумма
Лагортинский	00416	35.02	—	29.05	35.93	100	(Fe3 84Ni448)832S8
Кершорский	901501	33.40 32.07	1.26 1.14	26.19 29.44	39.16 37.35	100 100	(Fe36Ni5 |2COoj6)8 88S8 (Fe4 24Ni5 04Co0 46)94488
	302501	33.38	3.19	33.34	30.10	100	(Рв4 5б№3 92COo 4)8 88§8
Егарт	501203	33.91	3.71	30.06	32.32	100	(FC4 08Ni4 i6COo 4S)S72S8
		33.83	6.61	28.68	30.88	100	(Fe3 92N14 oCoq 8s)s sS8

Таблица 3

Химический состав хизлевудита

Название участка	№ пробы	Компоненты, масс. %
		S	Fe	Ni	Сумма
Лагортинский	00407	27.50	1.75	70.75	100
	0216	27.57	0.80	71.63	100
Егарт	501203	27.29	1.86	70.85	100
		27.29	1.83	70.88	100
	303002	27.71	0.47	71.83	100
Верхне.тагортинский	303008	28.23	1.09	70.68	100
		27.71	2.21	70.08	100

Сфалерит (рис. 2, г; табл. 6) присутствует в виде изометричных, удлиненных, неправильной формы зерен размером от 1 до 2—3 мкм и концентрируется в кавернах и трещинах хромпикотита. Из примесей в нем отмечается кадмий — до 1 масс. %.

Дигенит (рис. 2, д; табл. 6) встречен нами в единичном зерне неправильной формы размером 2x6 мкм, в области трещиноватости хромпикотита, заполненной вторичными минералами.

Арсенопирит (рис. 2, е; табл. 6) встречается в виде каплевидных, неправильной формы выделений размером до 4 мкм, в массе породообразующих минералов, в непосредственной близости от хромпикотита.

Серебро присутствует в серпентинитовых прожилках и в кавернах

хромпикотита и серпентинизирован-ного оливина, а также в кавернах хромпикотита.

Медь встречается в виде мелких неправильной формы зёрен в основной массе и в кавернах хромпикатита и имеет размеры до 2 мкм.

Железо отмечается в хромпикоти-те в виде изометричных зерен размерами до 1 мкм.

Никель присутствует в виде мелких включений неправильной формы в краевых частях хромпикотита и имеет размеры до 2 мкм.

В результате исследования сульфидной минерализации в хромовых рудах установлено, что в целом для участков характерен следующий набор минералов, в том числе впервые выявленных:

для Лагортинского — миллерит (в т. ч. медистая разновидность), пентландит, ковеллин, хизлевудит, купро-аурид, спионкопит, галенит и самородные медь, железо, серебро и цинк;

для Кершорского — миллерит, пентландит, ковеллин, купроаурид, анилит, дигенит, джирит и медь;

для Егарта — пентландит, магнетит, хизлевудит, галенит;

для Верхнелагортинского — миллерит, хизлевудит, галенит, сурьмянистый галенит, арсенопирит, сфалерит, серебро и никель.

Из всего вышеописанного можно сделать вывод о том, что для участка Лагортинский характерны никелевые минералы с присутствием медистой составляющей (медистый миллерит, спионкопит, ковеллин, купроаурид); на участке Кершорский сосредоточены в основном никелевые и большое разнообразие медистых минералов (анилит, дегенит, джирит); для участков Егарт и Верхнелагортинский характерно присутствие никелевых минералов — пентландита и хизлевудита. Следует отметить, что купроаурид установлен только на участках Лагортинский и Кершорский, се- гидротермальный — галенит, сфалерит, арсенопирит, самородные фазы.

Авторы благодарны С.К. Кузнецову, В.Г. Котельникову, Е.А. Котельниковой, И.Г. Сенчукову за помощь в подготовке работы.

Работа выполнена при поддержке программы фундаментальных исследований УрО РАН, проект №12-С-5-1006, проекта 12-5-6-016-АРКТИ-КА, гранта РФФИ 11-05-00620а.