Железо-никель-медные сульфидные руды, связанные с основными и ультраосновными породами » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Железо-никель-медные сульфидные руды, связанные с основными и ультраосновными породами

18.04.2021

Минералогия

Главные минералы: пирротин (моноклинная и гексагональная разновидности), пентланднт, пирит, магнетит, халькопирит.

Второстепенные минералы: кубанит, макинавит, минералы металлов платиновой группы, аргентопентландит.

Вторичные минералы: миллерит, виоларит.

Условия нахождения

Сплошные и вкрапленные руды залегают: в основных до ультраосновных интрузивных или эффузивных породах (габбро, базальт, перидотит, норит) или в непосредственной ассоциации с ними; в метаморфизованных основных до ультраосновных породах.

Примеры

Садбери, Онтарио, Канада; Томпсон и Линн-Лейк, Манитоба, Канада; Печенга, Мончегорск и Норильск, Россия; Камбалда, Западная Австралия.

Минеральные ассоциации и структуры. Железо-никель-медные руды этой ассоциации встречаются в виде сплошных или вкрапленных сульфидов (или сульфидов и окислов) в тесной ассоциации с основными или ультраосновными изверженными породами, особенно норитами и базальтами. В большинстве месторождений этого типа пирротин (обычно в основном магнитная моноклинная разновидность) является главным рудным минералом, составляя до 80% и более рудной массы. Халькопирит, первичный источник меди в этих рудах, присутствует в виде незакономерно распределенных ксеноморфных поликристаллических агрегатов и прожилков. Пентландит, первичная никель- и иногда кобальтсодержащая фаза, обычно невидим в необработанных штуфных образцах. Однако он легко наблюдается невооруженным глазом и под микроскопом на полированных поверхностях благодаря своей более светлой окраске и более высокому отражению по сравнению с пирротином. Под микроскопом пентландит обычно наблюдается в виде двух структурных разновидностей: 1) зернистых поликристаллических прожилков (см. рис. 9.5) и 2) ориентированных пластинчатых и «пламевидных» выделений. Зернистые прожилки встречаются в виде неправильных цепочковидных структур в интерстициях пирротина, халькопирита и магнетита. Пентландит помимо более светлого цвета по отношению к пирротину обычно обладает характерной трещиноватостью, приписываемой большему уменьшению объема при охлаждении по сравнению с вмещающим пирротином. Пламевидные образования пентландита — наиболее важная для диагностики структура среди рудных минералов — возникают при выделении из первоначально образованного никеленосного пирротина кристаллографически ориентированных продуктов распада твердого раствора.
Железо-никель-медные сульфидные руды, связанные с основными и ультраосновными породами

Магнетит присутствует в этих рудах в переменных количествах в виде идиоморфных, округлых или даже скелетных зерен, рассеянных среди пирротина (см. рис. 9.5). Он может быть титанистым и содержать ориентированные пластинки ильменита или ульвошпинели, образовавшиеся в результате распада твердого раствора. Почти всегда присутствующий пирит варьирует от редкого компонента в рудах района Садбери до главного в Камбалде. Кубанит обычно присутствует лишь в очень небольших количествах и почти всегда в виде четких пластинок в халькопирите. Он может быть пропущен при беглом исследовании ввиду его сходства с халькопиритом, но легко выявляется в скрещенных николях благодаря своей сильной анизотропии. Макинавит обычен в небольших количествах в виде зерен неправильной формы и «червеобразных» выделений в халькопирите. Он узнается по сильной анизотропии и двуотражению.

Наряду с медью и никелем эти руды являются главным источником мировой добычи металлов платиновой группы в виде арсенидов (сперрилнт PtAs2), сульфоарсенидов (холлингуортит RhAsS), минералов, содержащих висмут и сурьму (фрудит PdBi2, инсизваит PtBi2, садбериит PdSb) и теллуридов (мончеит PtTe2, майченерит PdBiTe), которые могут присутствовать в следовых количествах. Все эти минералы характеризуются высокими коэффициентами отражения и представлены небольшими зернами, редко встречающимися в полированных шлифах. В некоторых рудах серебро отмечается также в виде твердого раствора в минерале со структурой пентландита — аргентопентландита [(Fe, Ni)8AgS8). Из руд извлекаются значительные количества кобальта и золота.

Происхождение руд и их структур. Образование железо-никель-медных сульфидных руд обычно рассматривается как результат отделения несмесимого окисно-сульфидного расплава от насыщенного серой силикатного расплава непосредственно перед его внедрением, во время внедрения или вскоре после него при температурах 900 °C или выше. Окисно-сульфидный расплав, по-видимому, осаждался через частично закристаллизованную силикатную магму или при более ранней сегрегации интрудировал отдельно; образовавшиеся при этом руды варьируют от сплошных до вкрапленных или даже брекчиевых. Если расплав включает субаэральные и субмаринные базальтовые экструзии, то отделяющиеся сульфиды присутствуют в виде миллиметровых или меньшего размера округлых капель, рассеянных в силикатах или их интерстициях.

Исследования фазовых равновесий в системах Cu—Fe—Ni—S и Fe—O—S показывают, что самой ранней сульфидной фазой, которая может сопровождаться магнетитом, является никель- и медьсодержащая пирротиновая фаза, называемая обычно моносульфидным твердым раствором (мтр). Границы составов этой фазы при 600 °C и выше (рис. 9.6, а) включают валовые составы многих руд; поэтому, видимо, вся или большая часть сульфидной массы образовалась первоначально в виде мтр. При последующем охлаждении, когда границы состава данной фазы значительно сокращались (рис. 9.6, б и 9.7), происходил распад с выделением халькопирита и затем пентландита или пирита (в зависимости от валового состава). Мтр полностью разлагается при температуре 200 °С, и даже после этого выделение пентландита из остающегося никельсодержащего пирротина, очевидно, продолжается до температуры 100 °C. Последовательность образования минералов представлена в общем виде на рис. 8.9.


Ранний магнетит кристаллизуется в виде идиоморфных до гипидиоморфных или скелетных зерен, которые, по-видимому, очень мало изменены, за исключением выделения при распаде твердого раствора титана в виде ориентированных пластинок ильменита или ульвошпинели. Главная первичная фаза, мтр, претерпевала значительную перекристаллизацию и изменение состава по мере выделения при распаде твердого раствора меди и никеля с образованием халькопирита и пентландита. При охлаждении способность мтр удерживать медь сокращается менее чем до 1 % при 500 °C; поэтому образование большей части халькопирита (или его высокотемпературного аналога) происходит при более высокой температуре. Халькопирит образует ксеноморфные поликристаллические агрегаты в интерстициях мтр. Никель, напротив, может сохраняться растворенным в мтр в очень больших количествах до температур ниже 200 °C. Выделение никеля в виде пентландита (максимальная термическая устойчивость которого 610 °С) контролируется валовым составом мтр (состав большей части руд таков, что пентландит выделяется до пирита). Когда температура снижается до такого уровня, что состав руды оказывается за пределами поля мтр, начинает выделяться пентландит. Если это происходит при достаточно высокой температуре, скорости диффузии оказываются достаточно высокими, что допускает сегрегацию пентландита в виде поликристаллических прожилков, располагающихся между зернами мтр (уже превращенного в пирротин). Диффузия никеля из мтр с образованием кристаллографически ориентированных пластинчатых пентландитовых продуктов распада твердого раствора продолжается по мере понижения температуры, но со все уменьшающимися скоростями. При температурах ниже 100—200 °C скорости диффузии, очевидно, недостаточны для миграции выделяющегося пентландита к границам зерен мтр, и ориентированные пластинки, известные как «пламевидные», удерживаются внутри мтр, когда он, наконец, выделяет большую часть оставшегося никеля (природные пирротины в этих рудах обычно содержат менее 0,5 вес.% Ni). Если рост раннего пентландита осуществлялся во многих точках внутри зерен пирротина, то наиболее поздние его пластинки, по-видимому, образовывались вдоль небольших трещин или других несовершенств зерен, которые оказывались наиболее благоприятными местами для появления зародышей роста.

Изменение и вторичные минералы. Поверхностное выветривание железо-никель-медных руд приводит к образованию характерных окислов и гидроокислов железа вдоль границ зерен и по трещинам, развитию моноклинного пирротина вдоль границ гексагонального пирротина и замещению пентландита виоларитом, миллеритом или обоими минералами (см. рис. 9.8). Вторичный виоларит обычно пористый и обладает слабым сиреневым оттенком по отношению к пирротину; миллерит отчетливо желтоватый, хорошо поддается конечной полировке и сильно анизотропен.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: