Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,560

НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ГЕОХИМИИ МИНЕРАЛОВ КАЗАНДИНСКОГО БЕРИЛЛИЕВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГОРНОГО АЛТАЯ

Гусев А.И. 1 Гусев Н.И. 1
1 Алтайская государственная академия образования им. В.М. Шукшина
Приведены геохимические данные по 20 пробам различных минералов бериллиевого Казандинского месторождения Горного Алтая: берилла, турмалина, молибденита, вольфрамита, флюорита, мусковита, петалита, кварца, пирита и других. Впервые определены для месторождения петалит и поллуцит и выявлена литиевая и цезиевая минерализация. Минералы проанализированы на 42 химических элемента. Отмечены повышенные концентрации золота и серебра в рудах с сульфидами. Установлена вертикальная зональность (на 300 м по вертикали) оруденения по концентрациям элементов-примесей в минералах: для верхних горизонтов в минералах характерны повышенные концентрации Li, Cs, а в нижних – Ag, Bi. Молибденит месторождения содержит повышенные концентрации рения.
берилл
турмалин
молибденит
вольфрамит
флюорит
мусковит
петалит
поллуцит
кварц
пирит
Au
Ag
Bi
Li
Cs
Re
1. Гусев А.И. Петрология и рудоносность анорогенных щелочных гранитоидов Казандинского массива Горного Алтая // Современные наукоёмкие технологии, 2013. – № 1. – C. 88–93.
2. Гусев А.И. К геохимии флюорита Горного Алтая // Успехи современного естествознания, 2013. – № 11. – C. 103–108.
3. Гусев А.И Типы бериллиевого оруденения Алтая // Успехи современного естествознания, 2013. – № 2. – С. 31–35.
4. Гусев А.И. К геохимии сульфидных минералов месторождений Солонешенского рудного района Горного Алтая // Современные наукоёмкие технологии, 2013. – № 12. – С. 106–111.
5. Иванов В.В., Белевитин В.В., Борисенко Л.Ф. и др. Средние содержания элементов-примесей в минералах. – М.: Недра, 1973. – 208 с.
6. Kempe U., Wolf D. Anomalously high Sc contents in ore minerals from Sn-W deposits^ Possible economic significance and genetic implications // Ore geology Reviews, 2006. – V. 28. – P. 103–122.

Изучение элементов-примесей в минералах руд и горных пород имеет большое теоретическое, прикладное и экономическое значение [2, 3, 4, 6]. Это особенно важно для месторождений, связанных с редкометалльно-обогащёнными гранитоидными системами, к которым и относится рудогенерирующий массив бериллиевого Казандинского месторождение. Целью исследования является изучение концентраций элементов-примесей в минералах Казандинского бериллиевого месторождения на различных его срезах кинетическим методом, а также ICP-MS и ICP-AES.

Результаты исследования и их обсуждение

Казандинское бериллиевое месторождение находится в верховьях ключа Феоктистова, правого притока р. Щебеты [3]. Бериллоносные кварцевые жилы впервые были выявлены в 1947 г. при поисково-разведочных работах на Казандинском вольфрамовом месторождени, а глыбы и обломки кварца с бериллом отмечались при разведке колумбитовой россыпи по ключу Феоктистовому. С 1951 по 1960 гг. на месторождении проводились поисковые и разведочные работы Алтайской экспедицией. Пройдено 2271 п.м. штолен и штреков (4 штольни), 60 п.м. восстающих, пробурено 50 скважин глубиной до 200–300 м. С поверхности месторождение изучено густой сетью канав и шурфов. С 1960 по 1965 гг. в районе месторождения проводятся тематические исследования различными организациями. Проводится опробование вмещающих оруденение гранитов. В 1989–1990 гг. по договору с Едиганской партией работы по прогнозной оценке Казандинского бериллиевого и вольфрамового месторождения выполнялись сотрудниками СНИИГГиМСа (г. Новосибирск) под руководством А.А. Долгушиной. Проводились термолюминисцентный и термобарогеохимический анализы кварца разных генераций из кварцевых жил месторождения. В результате делается вывод о том, что месторождение может расцениваться лишь как мелкий объект. Месторождение расположено в эндоконтакте Щебетинского интрузивного массива, контактирующего с песчано-сланцевыми отложениями суеткинской свиты на востоке и Казандинским интрузивным массивом на юго-востоке. Контакт Щебетинских мусковитовых гранитов с осадочными образованиями падает в сторону последних под углом 30–65°. Отложения суеткинской свиты ороговикованы на расстоянии 2–3 км от массива.

Оруденение приурочено к кварцевым жилам, выполняющим трещины отрыва, возникшие в связи с установленной здесь тектонической зоной северо-восточного простирания. Горными выработками предшествующих исследователей вскрыта 91 кварцевая жила. Жилы имеют кулисообразное строение, причем сравнительно часто встречаются «слепые жилы». Простирание жил от 250 до 300°, падение на юго-запад и юго-восток под углами 65–85°, протяженность от десятков до нескольких сотен метров, мощность от 0,15 м до 1,2 м (средняя 0,39 м). Основным полезным компонентом является берилл, который отмечается двух типов – мелкокристаллический и крупнокристаллический. Крупнокристаллический берилл наблюдается в виде кристаллов хорошей огранки размером до 10х2 см или в виде гнезд размером до 10х10 см. Другими жильными минералами являются молибденит, турмалин, пирит, висмутин, мусковит, флюорит, вольфрамит, петалит, сфалерит, галенит. Молибденит, в основном, приурочен к мусковитовой оторочке кварцевых жил, местами образуя довольно густую вкрапленность. Нами в составе мусковитовых оторочках кварцевых жил и в грейзенах, помимо молибденита, установлена вкрапленность и гнёзда литиевого минерала – петалита и цезиевого – поллуцита. В этой же ассоциации отмечены редкие выделения лепидолита, турмалина. Пирит встречается довольно редко, образуя одиночные кристаллы кубической формы и друзы размером до 5х5 см. В кварцевых жилах встречаются пустоты с кристаллами (размером до 4х10 см) и друзами мориона и дымчатого кварца. Кроме кварцевых жил убогое бериллиевое оруденение выявлено в эндоконтактовых зонах мелкозернистых мусковитовых гранитов. Мощность изучавшихся зон с неравномерно-вкрапленной берилловой минерализацией составляет 2–3 м, содержание BeO до 0,126 %. Среднее содержание по одной из зон, вскрытых штольней 2 (на участке 70,5–72,5 м) составляет 0,03 % BeО. В связи с низкими содержаниями запасы бериллия в бериллоносных гранитах не подсчитывались. По данным спектрального анализа точечных проб, отобранных из рудных отвалов штолен, получены повышенные содержания следующих элементов: медь – до 0,05 %, свинец – до 0,1 %, молибден – до 0,3 %, висмут – до 0,05 %, кадмий – до 0,003 %. Кроме того, в пробе кварца с пиритом (около 50 %) по спектральному анализу выявлено содержание серебра 500 г/т. В этой же пробе пробирным анализом установлено 134 г/т серебра и 0,5 г/т золота. В рядовых пробах содержание золота 0,2 г/т, содержание серебра до 9 г/т. Генезис месторождения гидротермальный плутоногенный, рудная формация – редкометальная с серебром. Запасы оксида бериллия по категории В + С1 + С2 по результатам разведки составляют 1218,806 тонн при среднем его содержании 0,194 % (по материалам работ 1951–1960 гг.). Прогнозные ресурсы оксида бериллия категории Р1, определенные при ГС-50 (Кузнецов,1990) до глубины 300 м, составляют 1828 т. Суммарные запасы и ресурсы Казандинского бериллиевого месторождения составляют 3047 т. В сводном балансе запасов по месторождению по состоянию на 01.01.2002 г числятся запасы оксида бериллия категории В – 42 т, категории С1 – 449 т, категории С2 – 491 т при среднем содержании BeO 0,198 %.

По данным термобарогеохимического анализа содержание основных компонентов флюида ГЖВ кварца для бериллиевого Казандинского месторождения близки таковым Казандинского вольфрамового (табл. 1). Но имеются и отличия [1].

Для бериллиевого Казандинского месторождения характерно более высокое содержание воды во флюидах и меньшее – углекислоты. Соответственно, у него меньше отношение СО22О×100, что свидетельствует о более открытой системе при становлении бериллиевого оруденения или его более глубоком эрозионном срезе, чем вольфрамового месторождения.

Нами изучено содержание элементов-примесей в 20 минералах бериллиевого Казандинского месторождения, представленных в табл. 2 и 3. Суммарные концентрации редкоземельных элементов (РЗЭ) в минералах месторождения варьируют от 2,63 (в пирите) до 1293,8 (в кварце). Отношения (La/Yb)N варьируют от 0,13 (в кварце) до 14,1 (в пирите). Таким образом, выявляется обратная зависимость суммы РЗЭ и степени дифференциации РЗЭ.

Обращают на себя внимание высокие концентрации лития и цезия в монофракциях берилла, молибденита. Вероятно, повышенные концентрации этих элементов не случайны. В грейзенах и мусковитовых оторочках кварцевых жил впервые нами установлены собственные минералы цезия и лития. По геохимическим пробам в таких участках содержания оксида лития варьируют от 0,1 до 0,6 %, а оксида цезия – от 0,01 до 0,1 %. Примечательно, что концентрации лития и цезия в бериллах верхних горизонтов месторождения выше, чем в нижних (табл. 2).

Таблица 1

Состав газово-жидких включений в кварце рудных жил Казандинского бериллиевого месторождения (мг/кг)

Компоненты

1

2

3

4

5

СО2

184

147

179

129

159

H2O

1471

1614

1797

1705

1650

C2H2

0,8

0,5

1,4

0,3

0,8

C2H6

0,3

0,2

0,6

0,3

05

N2

8,5

7,3

7,2

7,1

7,7

CH4

0,6

0,4

1,3

0,3

0,8

H2O+CO2

1655

1761

1976

1834

1806

CO

3,1

2,4

4,3

2,7

3,1

CO2×100

H2O

12,5

9,1

10,0

7,6

9,8

Kв×1000

2,8

2,0

3,8

1,8

2,6

∑газов

198

158

194

139

173

∑+H2O

1668

1772

1991

1844

1819

Примечание: 1-5 – номера проб; Kв×1000 – коэффициент восстановленности флюидов; с – следы.

Таблица 2

Элементы-примеси в бериллах, молибдените и флюоритах Казандинского бериллиевого месторождения (г/т)

Элементы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

V

14,7

15,1

10,8

8,65

21,0

7,75

3,85

7,65

8,44

Cr

7,15

7,5

7,24

6,08

5,5

10,1

5,3

6,0

6,07

Co

1,33

1,4

0,5

0,5

1,8

0,5

0,5

0,5

0,5

Ni

2,89

3,1

1,0

1,0

1,1

1,0

1,0

1,0

1,0

Cu

7,5

8,8

3,73

4,19

5,9

2,26

3,42

3,7

3,88

Zn

49,3

50,2

36,1

49,7

43,1

20,3

77,2

40,8

41,8

Rb

33,2

35,3

31,8

25,8

75,3

3,85

2,0

25,7

26,2

Sr

8,25

9,28

4,37

3,7

5,1

20,0

8,24

3,1

3,25

Nb

3,27

4,1

1,83

1,91

17,3

1,69

5,86

1,1

1,19

Cs

561

580

691

566

550

0,44

6,17

420

450

Ba

35,2

36,1

30,1

28,3

67

37,3

19,1

24,9

25,6

Pb

11,4

12,1

4,44

8,7

21,3

4,95

20,7

8,1

8,81

Th

0,89

0,95

0,44

0,42

0,8

4,82

9,9

0,35

0,39

La

2,07

2,95

0,99

0,92

0,75

7,32

29,3

0,83

0,84

Ce

3,2

3,5

1,91

1,83

3,75

12,7

57,2

1,41

1,49

Pr

0,39

0,42

0,2

0,18

2,37

1,09

5,6

0,13

0,15

Nd

1,21

1,3

0,63

0,75

3,76

2,92

16,1

0,55

0,59

Sm

0,22

0,28

0,18

0,13

0,76

1,28

3,41

0,08

0,096

Eu

0,044

0,05

0,034

0,036

0,13

0,083

0,12

0,0091

0,0093

Gd

0,14

0,17

0,094

0,088

0,53

1,93

2,85

0,06

0,07

Tb

0,019

0,02

0,021

0,0097

0,175

0,5

0,49

0,021

0,022

Dy

0,19

0,22

0,073

0,04

0,5

4,23

3,24

0,033

0,035

Ho

0,04

0,05

0,011

0,0097

0,158

1,06

0,65

0,01

0,012

Er

0,12

0,15

0,052

0,026

0,21

3,38

2,26

0,015

0,019

Tm

0,024

0,03

0,015

0,011

0,11

0,74

0,48

0,005

0,0052

Yb

0,15

0,16

0,099

0,041

0,18

4,69

3,38

0,055

0,061

Lu

0,031

0,04

0,013

0,0086

0,12

0,73

0,53

0,0093

0,0096

Y

1,38

1,45

0,66

0,44

15,2

140

60,8

0,45

0,48

Ga

19,3

20,1

18,8

17,5

16,9

0,96

0,99

14,8

15,6

Zr

6,62

8,12

4,45

4,13

5,9

5,01

6,2

2,9

3,24

Sc

1,86

1,75

1,48

2,73

3,4

0,2

0,2

1,18

1,22

Hf

0,26

0,25

0,28

0,09

0,3

0,24

0,53

0,1

0,1

Ta

0,76

0,8

0,25

0,22

0,94

0,66

1,07

0,1

0,1

Mo

4,62

4,5

3,36

5,07

-

6,34

20,3

2,2

2,39

Sb

0,51

0,55

0,45

0,29

0,8

0,26

0,74

0,25

0,26

Sn

0,97

1,0

0,87

0,56

1,8

0,56

0,63

0,85

0,86

Be

24800

24700

30600

31200

25,8

5,37

330

28900

29000

W

15,8

16,1

7,74

5,87

25,1

16,9

39

5,1

5,17

U

0,95

1,01

0,73

0,46

0,87

1,14

3,19

0,15

0,16

Li

645

650

584

711

448

4,4

20,4

225

233

Ge

0,23

0,25

0,15

0,19

1,8

0,1

0,21

0,1

0,1

Ag

0,044

0,045

0,042

0,022

0,76

0,015

0,05

0,15

0,12

Bi

3,85

3,77

7,28

5,57

19,6

0,49

0,54

8,5

7,06

ΣTR

9,228

10,79

4,982

4,52

28,7

265,57

187,4

3,66

3,89

(La/Yb)N

9,12

12,15

10,13

9,21

2,75

6,68

14,6

1,03

5,72

Примечание: Анализы выполнены методами ICP-MS и ICP-AES в Лабораториях ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) и ИМГРЭ (г. Москва). Верхние горизонты месторождения: 1–4 – берилл, 5 – молибденит, 6–7 – флюорит; нижние горизонты: 8, 9 – берилл.

Примечательно, что наиболее высокие концентрации цезия и лития зафиксированы в мусковитах и турмалине грейзенов (табл. 3). Последний в грейзенах нередко образует полихромные кристаллы размерами от 1 до 3 см. Вероятно, примеси цезия и лития и являются хромофорами в полихромном турмалине. Мусковит грейзенов характеризуется высокими концентрациями Rb, Nb, Cs, Ta, превышающими ферсмы этих элементов в минерале [5].

Кинетическим анализом (Лаборатория ИМГРЭ, Москва) в монофракциях молибденита определены повышенные концентрации рения, варьирующие от 50 до 75 г/т.

Таблица 3

Элементы-примеси в пиритах, вольфрамитах, мусковитах, турмалине, петалите и кварце Казандинского бериллиевого месторождения (г/т)

Элементы

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

V

4,31

6,82

7,4

7,8

6,01

2,5

16,3

3,83

3,75

3,3

3,49

Cr

4,6

5,51

10,1

10,5

5,18

1,4

4,48

6,3

5,2

4,36

4,33

Co

15,2

0,5

0,59

0,6

0,65

1,3

1,65

0,5

0,5

71,9

14,3

Ni

2,28

1,0

1,0

1,1

1,0

1,5

1,0

1,0

1,7

1,0

3,36

Cu

17,4

3,33

4,09

4,2

24,9

13,8

14,5

35,1

25,1

2,57

2,88

Zn

1020

62,4

26,3

25,8

247

242

289

7,6

18,6

2,05

4,61

Rb

3,98

14,1

40,8

38,9

534

1620

1520

2,3

35,5

2,0

9,65

Sr

3,08

9,38

12,0

11,5

19,1

24

2,39

503

12,8

2,07

2,5

Nb

0,5

2,07

181

190

53,1

235

229

5,1

1,8

0,5

1,12

Cs

0,68

249

4,87

5,2

622,6

1711

159

0,18

12,2

0,56

0,86

Ba

29,9

25,5

44,8

40,7

33,8

30

27,9

22,1

24,6

24,8

25,9

Pb

75

8,21

413

405

49,0

12,4

14,2

16,1

22,5

62,9

9,81

Th

0,32

0,28

1,0

1,1

2,41

8,1

7,68

44,1

0,16

0,21

0,33

La

0,83

0,74

7,31

7,45

2,63

0,91

0,83

28,1

0,37

0,49

1,56

Ce

1,7

1,29

18,7

19,1

6,69

3,01

2,16

103,1

0,79

0,96

2,97

Pr

0,18

0,13

2,22

3,1

0,88

0,4

0,31

21,5

0,099

0,092

0,39

Nb

0,83

0,47

9,08

10,2

3,13

1,3

1,27

116,1

0,32

0,51

1,33

Sm

0,12

0,16

2,77

3,0

1,04

0,51

0,45

90,0

0,14

0,097

0,36

Eu

0,028

0,024

0,15

0,11

0,045

0,017

0,016

5,9

0,018

0,017

0,014

Gd

0,065

0,14

2,98

3,02

0,89

0,38

0,36

85,0

0,057

0,063

0,22

Tb

0,014

0,044

0,64

0,8

0,19

0,07

0,065

27,7

0,014

0,005

0,027

Dy

0,075

0,21

4,79

5,1

1,75

0,51

0,48

201,1

0,089

0,021

0,14

Ho

0,014

0,048

0,77

0,82

0,36

0,13

0,11

32,0

0,027

0,0053

0,028

Er

0,023

0,15

2,28

2,3

1,06

0,4

0,41

95,1

0,033

0,011

0,052

Tm

0,015

0,04

0,48

0,5

0,26

0,5

0,48

23,2

0,0098

0,008

0,12

Yb

0,051

0,37

2,44

2,5

2,09

2,1

1,13

141

0,06

0,023

0,12

Lu

0,0053

0,049

0,33

0,35

0,38

0,2

0,18

23

0,14

0,0056

0,0069

Y

0,45

1,16

33,2

35,1

11,9

5,1

4,28

301

0,55

0,28

0,94

Ga

0,86

8,77

3,73

3,8

30,0

105,2

96,7

1,8

9,5

0,58

12,0

Zr

1,9

2,28

6,95

7,0

17,8

25,1

22,1

7,8

2,1

1,53

2,72

Sc

0,2

1,04

101,5

103,6

8,29

15,3

12,5

1,4

0,35

0,23

0,2

Hf

0,046

0,13

0,38

0,4

1,24

2,1

1,56

3,3

0,065

0,023

0,15

Ta

0,1

0,15

88,2

91,3

6,92

65,8

59,9

1,3

0,35

0,1

0,1

Mo

2,57

59

2,86

3,1

44,4

45,1

42,7

88

22,5

9,09

1,57

Sb

0,94

0,1

0,49

0,5

1,61

0,3

0,27

1,2

3,2

12,1

0,17

Sn

0,2

1,74

2,36

2,4

4,77

14,1

13,5

2,5

1,9

0,45

0,51

Be

15,9

183,0

24,0

21,3

7,23

18,5

17,2

1,3

3,3

53,9

8,34

W

1,23

-

-

-

12,1

95,3

91,7

501

60,3

0,82

1,07

U

0,12

6,82

11,7

12,1

28,8

4,05

3,06

0,9

0,13

1,11

0,11

Li

2,84

410

56,3

58,2

748

877

794

113

25500

3,63

10,4

Ge

0,1

0,8

1,24

1,3

2,3

4,5

3,45

2,1

6,5

0,1

0,11

Ag

14,4

0,024

0,067

0,07

0,22

0,16

0,15

0,3

0,2

3,87

3,46

Bi

118

0,74

1,54

1,7

2,83

10,3

9,25

25,0

5,5

460

434

ΣTR

4,4

5,03

88,14

93,45

33,29

15,54

12,53

1293,8

2,73

2,63

8,28

(La/Yb)N

10,52

1,32

1,98

1,96

0,83

0,28

0,48

0,13

4,03

14,1

8,53

Примечание: Анализы выполнены методами ICP-MS и ICP-AES в Лабораториях ВСЕГЕИ (г. Санкт-Петербург) и ИМГРЭ (г. Москва). Верхние горизонты месторождения: 1 – пирит, 2–4 – вольфрамит, 5 – турмалин, 6, 7 – мусковит, 8 – кварц, 9 – петалит; нижние горизонты: 10, 11 – пирит.

Выводы

Полученные данные указывают на то, что многие минералы Казандинского месторождения характеризуются повышенными концентрациями избирательного спектра элементов. Особенно показательны концентрации лития и цезия во многих минералах, указывающих на геохимическую специализацию и минералов, и руд этого месторождения, которое не изучено на указанные элементы. Нами установлены и минеральные формы повышенных концентраций цезия и лития (поллуцит и петалит). По геохимическим пробам грейзенов с петалитом и поллуцитом выявлены промышленные концентрации цезия и лития. Это значительно увеличивает перспективы Казандинского месторождения, как комплексного объекта, который ранее считался чисто бериллиевым. Распределение элементов-примесей в минералах указывает на вертикальную зональность оруденения: на верхних горизонтах преобладают в минералах Li, Cs, а на нижних горизонтах (300 м по вертикали) – преобладают Ag, Bi.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И., Гусев Н.И. НЕКОТОРЫЕ АСПЕКТЫ ГЕОХИМИИ МИНЕРАЛОВ КАЗАНДИНСКОГО БЕРИЛЛИЕВОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ ГОРНОГО АЛТАЯ // Успехи современного естествознания. – 2014. – № 12-1. – С. 47-51;
URL: http://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=34484 (дата обращения: 14.12.2018).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.252