Материал для дополнительного чтения

Кора выветривания Учалинского месторождения

Пример металлоносной коры выветривания по околорудным метасоматитам колчеданного месторождения – кора выветривания в рудном поле Учалинского медноколчеданного месторождения. В зоне окисления колчеданных руд (центральная часть месторождения), располагалась залежь золота, одна из бога­тейших на Урале (12468 кг добытого золота при среднем содержании 11 г/т). Временем её открытия считается 1940 г., хотя представления о значительных перспективах золотоносности «объекта Ушалы» изложены в материалах треста «Башзолото» за 1936 г. (доклад Ф. А. Ульмасова). Сами бурые железняки известны с XIX века.

В залежи выде­лялись «железная шляпа», сложенная бурыми железняками и песчано-глинистым мате­риалом, подзона выщелачивания (кварц-баритовые пески с содержанием золота 22 г/т, а также до 529 г/т серебра) и сульфидная сыпучка. Подошва зоны окисления располагалась на глубине до 70 м. Ниже её до глубины 120 м находилась зона вторичного сульфидного обогащения.

И.И. Гинзбургом (1951 ф) установлены сложные пространственные и вещественные взаимоотношения бурожелезняковой залежи и вмещающей её коры выветривания. Учитывая особый интерес современной промышленности к золотосодержащим корам выветривания, следует рассмотривать месторождение как эталонный объект. И.И. Гинзбургом отмечено преобладающее развитие коры в логах и низменностях, в меньшей степени на склонах (в силу большей сохранности от эрозионного среза) и практически полное ее отсутствие на выступающих формах современного рельефа. Наивысший абсолютный уровень коры выветривания 570-605 м. Этим исследователем выделяются монтмориллонитовый и каолинитовый профили выветривания. Первый, по мнению И.И. Гинзбурга, присущ площадным корам, возникшим в условиях щелочной среды, вызванной преобладанием относительно сухого климата. Второй, формируемый в условиях кислой среды, в пределах рудного поля тяготеет к низам коры выветривания, отличающимся высокой концентрацией сульфат-ионов за счет окисления колчеданной залежи. Минеральный состав монтмориллонитового горизонта коры характеризуется развитием (в порядке убывания) гидрохлорита, гидроокислов железа и марганца, монтмориллонита, бейделлита, керолита, галлуазита, нонтронита с реликтовыми исходными силикатами - хлоритом, роговой обманкой и полевыми шпатами. Для каолинитового горизонта характерны гидрослюда, гидрохлорит, гидроокислы железа и марганца, каолин, водные сульфаты железа, алюминия, кальция, реликты серицита, альбита, серицита, хлорита. Как следует из относительной распространенности гипергенных минералов и наличия реликтовых силикатов, кора отличается низкой степенью зрелости процессов химического выветривания. Монтмориллонит и каолин в данном случае являются лишь индекс-минералами геохимических фаций корообразования, не будучи ведущими компонентами выделенных профилей.

Наряду c климатическими и геохимическими условиями корообразования, состав гипергенных продуктов определяется также типом исходных пород. Монтмориллонитсодержащий тип выветрелых пород развивается предпочтительно по основным вулканическим породам, каолинсодержащий – по кислым.

Детальное изучение состава коры выветривания и залежи окисленных руд Учалинского месторождения позволило И.И. Гинзбургу сделать вывод о наличии в истории развития рельефа не менее 2 длительных фаз стабилизации уровня грунтовых вод и соответствующих им фаз проработки зоны окисления, отраженных наличием в разрезе последней двух баритовых горизонтов. Близ уровней грунтовых вод, выше границы окислительной и восстановительной обстановок происходило осветление (выщелачивание) пород и руд. Выше, в зоне аэрации и капиллярного подъема грунтовых вод, накапливались гидроокислы железа и ярозит с интенсивным обохриванием пород. Из «надрудной» коры, перекрывающей железную шляпу, шла нисходящая миграция в последнюю кремнезема, щелочных земель, бария, окислов железа, алюминия и марганца, а также части цветных и благородных металлов, включая золото. Вероятно, такое же нисходящее перераспределение золота могло иметь место и в остальной части коры выветривания, с его накоплением в низах разреза на окислительно-восстановительных барьерах.

Образование коры выветривания началось раньше, чем формирование «железной шляпы» и продолжалось синхронно с последней. По мнению И.И. Гинзбурга, реликты коры на отметках около 600 м имеют мезозойский возраст, на поверхности выравнивания 550-560 м развита миоцен-плиоценовая кора, возраст зоны окисления плиоценовый.

Соотношения «околорудной» коры выветривания и залежи окисленных руд Учалинского месторождения имеют следующие особенности. Первая, развитая по метасоматически измененным вмещающим породам, не только окаймляет с боков, но и большей частью перекрывает окисленные руды, предохраняя их таким образом от эрозии. Выход на поверхность бурых железняков из-под глин наблюдался только в центральной части рудной залежи, крылья и фланги которой были «слепыми». Кора выветривания, развитая по рудовмещающим породам с вкрапленностью сульфидов, характеризующаяся разными соотношениями лимонита и глинистых минералов (в зависимости от густоты первичных сульфидов), на удалении от рудной залежи сменялась обычными слабо ожелезненными глинами.

Минералого-геохимической особенностью окисленных руд являлась их обогащенность ртутью в форме тонкой вкрапленности киновари, в 1940-ые годы извлекаемой попутно с золотом. Вещественный обмен между богатыми рудами и корой выветривания привел к заражению коры ртутью на расстоянии до 300 м от рудной залежи. За счет инфильтрации бария, присущего не только окисленным и колчеданным рудам, но и вмещающим породам (в пересчете на BaSO₄ – 2,1 % в измененных кислых породах и 1,04 % - в базальтах), околорудная кора оказалась также насыщенной мелкими зернами барита. Высокие содержания в легко мигрирующих рудничных водах месторождения меди, цинка, свинца, мышьяка, золота и серебра определяют аномальный фон этих элементов также и в коре выветривания. Часть концентраций этих металлов унаследована корой выветривания от первичного их содержания в околорудных метасоматитах. Концентрация олова в коре выветривания не изучена, но его повышенные содержания в бурых железняках в виде тонкозернистого касситерита позволяют предполагать таковые и в коре выветривания.

Химический состав подзоны выщелачивания Учалинского месторождения (Шафеев, 1942 ф) следующий (в %): баритовые пески SiO₂ 11,15, Al₂O₃ 13,2, Fe₂O₃ 25,08, CaO 10,4, MgO 0,25, BaSO₄ 49,56, S общ. 1,06, As 0,85, Cu 0,14, Pb 0,24, Se 0,005, Sn 0,09, Ag 119 г/т, сульфидная сыпучка: SiO₂ 6,25, Al₂O₃ 9,5, FeO 22,4, CaO 0,4, MgO 0,23, BaSO₄ 40,1, S общ. 19,1, S сульфатная 0,02, As 0,7, Cu 0,18, Pb 0,25, Sn 0,08, Ag 286 г/т. Минеральный состав окисленных руд в целом (в порядке убывания): гипергенные - гетит, лимонит, гидрогематит, барит, ярозит, малахит, азурит, англезит, алунит, гипс, окислы марганца, сера, церуссит, свинцово-серебряные охры; реликты первичных и вторичных сульфидов - пирит, халькопирит, сфалерит, арсенопирит, джемсонит, ковеллин, киноварь, сульфоантимониты свинца, базовисмутит; акцессории – шеелит, флюорит, касситерит, лейкоксен, ильменит, хромит, вольфрамит, циркон; самородные золото и серебро. Обращают внимание повышенные концентрации олова (до 0,1 %), обусловленные наличием тонкозернистого касситерита (Шафеев, 1941 ф).

Основная часть частиц золота в зоне окисления имеет размер до 10 микрон, состоит из 100 и более элементарных ячеек и по своей величине находится между коллоидными и молекулярными размерами частиц. По данным Х.А. Шафеева (1941ф) многочисленные частицы размером 0,01х0,01 - 0,18х0,1 мм присущи баритовой сыпучке, с преобладанием золотин размером 0,01-0,02 мм (в среднем 1-5 золотин на один полированный шлиф из концентрата сыпучки). Форма их неправильная, угловатая, реже изометричная или в виде крючков и нитевидных чешуек. Золото чистое, свободное, тонкозернистое, без пленок и сростков, соломенно-желтого цвета, реже высокосеребристое белого оттенка. Основная часть золота распылена в тонких классах, что доказывается пробирными анализами иловой фракции руды, отмытой от крупных частиц. Сходный размер частиц золота установлен в валовой пробе из отвала вскрыши окисленных руд месторождения (породы коры выветривания), отобранной ГУП УКГЭ «Уралзолоторазведка» и изученной ОАО «Институт Унипромедь». Большей частью золото в коре дисперсное, единичные частицы достигают размера 100 микрон. Одна из обнаруженных золотин имеет химический состав, соответствующий электруму.

Вместе с тем при разработке окисленных руд отмечались отдельные самородки золота. По-видимому, в донных отложениях озера Мал. Учалы, сопряженного с залежью окисленных руд, присутствовало россыпное золото – на планах горных отводов 1880-ых годов оно показано, как площадь, заявленная для золотодобычи (Кузнецов, 1937 ф). Таким образом, налицо тенденция укрупнения в зоне окисления тонкодисперсных частиц золота, присущих первичным рудам, хотя доля крупных частиц в общей массе золота, очевидно, мала.

Дата добавления: 2014-01-07