Серебро-висмут-кобальт-никель-мышьяковые (-урановые) жильные руды

Минералогия

Весьма сложные минеральные ассоциации, насчитывающие часто 30 или 40 различных рудных минералов в одном месторождении.

Главные минералы: самородные серебро и висмут, никелин, скуттерудит, раммельсбергит, саффлорит, лёллингит, кобальтин, герсдорфит, арсенопирит наряду с такими широко распространенными сульфидами, как пирит, марказит, халькопирит и галенит. В некоторых месторождениях установлены значительные количества урана в виде уранинита, часто ассоциирующегося с гематитом.

Другие минералы (которые иногда могут иметь промышленное значение): большое число минералов Fe, Co, Ni в комбинации с S, As, Sb, сульфиды и сульфосоли, особенно серебра (некоторые из них перечислены на рис. 9.21 и 9.22).

Жильные минералы: карбонаты и кварц.

Условия нахождения

Руды слагают жилы, представляющие собой большей частью выполнение трещин, связанных с зонами разлома. Обычно мощность жил колеблется от нескольких сантиметров до нескольких метров. Жилы располагаются среди большого разнообразия вмещающих пород (например, кварцитов, граувакк, конгломератов, сланцев, кристаллических сланцев, диабазов и гранитов), имеющих весьма широкий возрастной диапазон.

Примеры

Наиболее известные месторождения расположены в районе Кобальт—Гоугаида, Онтарио, Канада. К другим могут быть отнесены Большое Медвежье озеро, Северо-Западные территории, Канада; Рудные горы, Чехия и Германия; Конгсберг, Норвегия; Яхимов, Чехия.

Минеральные ассоциации, структуры и последовательность образования. Руды этого типа характеризуются очень сложными минеральными ассоциациями и присутствием тонкозональных и дендритовых структур. Самородное серебро, например, встречается в виде дендритовых образований, окруженных арсенидами с округлой формой агрегатов, называемых «розетками» (рис. 9.20, а). Обычно развиты также колломорфные структуры (рис. 9.20, б), характерные для самородных металлов и арсенидов. Часто такие структуры нарастания бывают слегка нарушены в результате проникновения в них более позднего минерала, и периоды непосредственного отложения чередуются с периодами замещения. Сочетание этих процессов и сложных ассоциаций позволило расшифровать длинную и сложную последовательность образования таких руд. Изучение руд месторождения Кобальт, Онтарио (рис. 9.21), Петруком и месторождений Большого Медвежьего озера (рис. 9.22) Бадхемом могут служить примерами таких исследований.

На месторождении Кобальт Петрук подразделил арсенидные ассоциации на Ni-As-, Ni-Co-As-, Co-As-, Co-Fe-As- и Ft-As-типы, причем Co-As-ассоциации развиты наиболее широко. Серебро является главным самородным металлом. Оно слагает центральные части розеток арсенидов, образует прожилки в арсенидах и карбонатах и встречается в ассоциации с сульфидами. Нахождение серебра в центре розеток рассматривалось Петруком как наиболее раннее его образование в рудах, вокруг которого позднее отлагались арсениды. Скотт, напротив, объяснял образование большей части серебра в центральных частях розеток как результат более позднего замещения арсенидов. Прожилковое серебро в арсенидах и карбонатах относится к более поздней генерации, а серебро, ассоциирующееся с сульфидами, — к еще более поздней. Серебряные руды с высоким содержанием металла приурочены к частям жил, для которых характерны Ni-Co-As- и Co-As-ассоциации. Сульфиды встречаются в виде вкрапленных зерен, прожилков и колломорфных агрегатов в жилах и боковых породах. На основании структурных соотношений предполагается, что сульфиды находились в породах до рудоотложения и были мобилизованы и переотложены в жилах и вокруг них в ходе минерализации. Некоторые сульфиды могут также относиться к поздней стадии главного периода минерализации. Последовательность образования рудных минералов, установленная Петруком для руд участка Силвер-филдс-Майн, месторождение Кобальт, показана на рис. 9.21.

Минеральные ассоциации месторождений Большого Медвежьего озера отличаются от ассоциаций месторождения Кобальт присутствием урановой минерализации в виде уранинита. И в этом случае сложная ассоциация, последовательность отложения и явления замещения были объяснены с помощью рудной микроскопии. Общая последовательность минералообразования показана на рис. 9.22, из которой видно, что за ранним периодом сульфидной минерализации следовали уранинит-гематит-кварцевая минерализация и арсениды никеля и кобальта, затем серебро, сульфиды, ассоциирующиеся с доломитом, сульфосоли серебра, сурьмы, висмута и, наконец, карбонаты, кварц, флюорит. На отдельных рудниках может проявляться лишь часть полной последовательности отложения минералов, как это показано на рис. 9.22. Исследования газово-жидких включений и изотопов серы позволили оценить температуры отложения, показанные на рисунке.

Условия минералообразования. Все геологические, минералогические и структурные данные свидетельствуют о том, что руды отлагались из сложных гидротермальных растворов. Участки рудоотложения обычно контролировались дорудными разломами и трещинами. Для руд района Кобальт Петрук предложил следующую последовательность температур, при которых происходило отложение минералов: раннего кварца и хлорита — при 200—360 °С, арсенидов — приблизительно при температурах 500—590 °C (выше температуры образования раммельсбергит-парараммельсбергитовой инверсии), сульфидов — при 400—200 °C и поздних жильных минералов и сульфидов — при температурах ниже 200 °C. Скотт и О’Коннор исследовали две группы газово-жидких включений в рудном жильном кварце с участка Кобальт-Камп и определили температуры отложения: 195—260 и 285—360 °C. Скотт вычислил температурные градиенты вблизи пластовой интрузии диабаза на месторождении Кобальт и пришел к выводу, что максимальная температура рудоотложення составляла 535 °С. Температуры отложения минералов для месторождений Большого Медвежьего озера уже были указаны на рис. 9.22. В Эко-Бей-Майнс температуры главной минерализации колеблются между 230 и 100°C. Информация о химическом составе рудных растворов также была получена при исследовании газово-жидких включений и стабильных изотопов.

Вопрос с происхождении растворов, формирующих месторождения этого типа, все еще остается дискуссионным. Образование руд района Кобальт обычно связывается с интрузивом диабазов, хотя для объяснения их генезиса привлекались четыре возможных источника металлов:

1. Непосредственная связь гидротермального процесса с гранитными интрузивами.

2. Непосредственная связь гидротермального процесса с основными интрузивами.

3. Гидротермальные процессы обусловливали избирательное накопление вещества из вмещающих черных сланцев или ранее существовавших сульфидных месторождений.

4. Рудные растворы связаны с глубинным источником, расположенным близ границы кора — мантия.