Научный журнал
Успехи современного естествознания
ISSN 1681-7494
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,791

ВИСМУТОВОЕ ОРУДЕНЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ: ТИПИЗАЦИЯ И ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА

Гусев А.И. 1 Гусев Н.И. 1
1 Алтайская государственная академия образованияим. В.М. Шукшина
Впервые проведена систематизация и прогнозная оценка висмутового оруденения в Республике Алтай. Висмутовая минерализация распространена во многих месторождениях, однако промышленное значение она имеет в составе комплексных геолого-промышленных типов: медно-молибден-порфировых, кварцево-грейзеновых молибден-бериллиевых, скарново-шеелитовых и мультиформационных редкоземельно-вольфрамовых арсенидно-никель-кобальтовых, серебро-сульфосольных. Во всех случаях висмутовая минерализация представлена висмутином и самородным висмутом в тесном парагенезисе с халькопиритом. Даны оценки запасов и прогнозных ресурсов различных категорий. По месторождению Каракуль приведены технологические испытания проб.
висмутин
самородный висмут
геолого-промышленные типы оруденения
парагенезис
запасы
прогнозные ресурсы
1. Гусев А.И. Геология и золото-медно-скарновое оруденение Синюхинского рудного поля в Горном Алтае // Руды и металлы. – 1998. – № 2. – С. 79–90.
2. Гусев А.И. Шошонитовые гранитоиды Синюшинского массива Алтая // Международный журнал экспериментального образования. – 2012. – № 5. – C. 18–2.
3. Гусев А.И. Типизация вольфрамового оруденения Республики Алтай // Современные наукоёмкие технологии. – 2012. – № 3. – С. 12-16.
4. Гусев А.И. Серебряное оруденение Горного Алтая // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 9. – С. 53–57.
5. Гусев А.И. Типы эндогенной редкоземельной минерализации Горного и Рудного Алтая // Успехи современного естествознания. – 2012. – № 12 . – C. 23–28.
6. Гусев А.И., Гусев Н.И. Полихронное комплексное Сu-Bi-Co-Ni-W месторождение Каракуль Горного Алтая // Руды и металлы. – 2012. – № 1. – C. 33–41.
7. Гусев Н.И., Гусев Н.И., Шокальский С.П. Базитовый магматизм и металлогения Юстыдского рудного узла (Юго-Восточный Алтай) // Региональная геология и металлогения. – 2010. – Вып. 43. – С. 83–97.
8. Гусев Н.И., Гусев А.И. Золото-генерирующие рудно-магматические системы Горного Алтая // Руды и металлы. – 1998. – № 2. – С. 67–78.

Висмут как попутный компонент в рудах комплексных месторождений обнаруживается в парагенезисах полиметаллических руд типа «манто» (Ширгайтинское, Ильинское) [2], золото-медно-скарновых (Синюхинское, Ульменское) [1, 9], вольфрамовых месторождений (Джулалю, Жумалинское) [3], золото-порфировых (Черёмуховая Сопка) [6], ртутно-серебро-рудных (Отсалар II) и других. Однако в промышленных концентрациях висмутовое оруденение в Республике Алтай встречается в составе комплексных месторождений ряда геолого-промышленных типов оруденения: медно-молибден-порфировых, кварцево-грейзеновых молибден-бериллиевых, скарново-шеелитовых и мультиформационных редкоземельно-вольфрамовых арсенидно-никель-кобальтовых [7], серебро-сульфосольных. Цель исследования – провести типизацию и обобщение данных по висмутовому оруденению региона.

Результаты исследования

Представителем комплексных месторождений является Калгутинское [8]. Это месторождение формировалось длительное время с пульсационным характером отделения из глубинного магматического очага дериватов расплавов и рудно-флюидных систем. Раннее медно-молибден-порфировое оруденение парагенетически связано с порфировым комплексом с возрастом 204 млн лет (поздний триас), а более позднее кварцево-грейзенововое медно-бериллий-молибден-вольфрамовое оруденение – с двуслюдяными и мусковитовыми высоколитиевыми лейкогранитами Восточного массива (ранняя юра). Висмутовая минерализация тесно ассоциирует с халькопиритом. При этом при формировании более ранних порфировых руд висмутовый парагенезис представлен висмутином и самородным висмутом и лишь незначительная часть висмута изоморфно входила в халькопирит. Температура кристаллизации этого парагенезиса определяется в 290 °С. А в более поздних агрегатах кварцево-грейзенового медно-бериллий-молибден-вольфрамового состава собственные минералы висмута не кристаллизовались и весь висмут входил в состав халькопирита, в котором содержание висмута намного выше, чем в медном колчедане порфирового типа (табл. 1). Гомогенизация газово-жидких включений кварца этого парагенезиса намного выше и составляла 340–370 °С.

Таблица 1

Содержания элементов-примесей в халькопиритах медно-молибден-порфирового и кварцево-грейзенового бериллий-молибден-вольфрамового типов руд Калгутинского месторождения

Элементы, г/т

Халькопирит медно-молибден-порфировых руд, N = 12

Халькопирит кварцево-грейзеновых бериллий-молибден-вольфрамовых руд, N = 5

Be

1,1

2,2

V

3,5

4,2

Rb

< 2

3,5

Sr

1,2

2,1

Y

2,1

3,3

Zr

1,85

2,5

Nb

< 0,5

1,5

Mo

875

2100

Ba

3,2

< 3

La

0,21

0,32

Ce

0,41

0,54

Pr

0,04

0,065

Nd

0,21

0,3

Sm

0,04

0,062

Eu

0,011

0,014

Gd

0,054

0,048

Tb

0,013

0,012

Dy

0,061

0,065

Ho

0,012

0,01

Er

0,03

0,017

Tm

0,007

< 0,005

Yb

0,028

0,015

Lu

0,007

0,0057

Re

6,6

0,8

Hf

0,042

0,047

Ta

< 0,1

< 0,1

W

21,4

131

Th

0,14

0,28

U

0,60

0,61

Se

129,1

28,2

Te

49,5

18,4

Ag

620,1

196

Cd

278,1

53

In

35,5

12,6

Sb

12,2

2,7

Mn

1276

327

Bi

89,4

1570

Sn

68,5

34

∑REE

3,23

4,78

     

Примечание. Анализы выполнены методами ICP-MS и ICP-AES в лабораториях ИМГРЭ и ВСЕГЕИ. N- количество проб; ∑REE – сумма редкоземельных элементов.

Высокие концентрации висмута в халькопирите грейзенового типа коррелируются позитивно с молибденом и вольфрамом. В более низкотемпературном халькопирите порфирового парагенезиса отмечаются более высокие концентрации рения, селена, теллура, серебра, кадмия, индия, сурьмы, марганца и олова (табл. 1).

Содержания висмута в рудах медно-молибден-порфирового типа, где выделялись собственные минералы висмута (висмутин и самородный висмут), варьируют от 0,1 до 0,6 % (среднее 0,18 %), а в рудах кварцево-грейзенового типа (медно-бериллий-молибден-вольфрамовых) концентрации висмута составляют 0,01–0,08 %. Запасы висмута категории С2 по Калгутинскому месторождению для медно-молибден-порфировых руд оценены в 235,3 т (при среднем содержании висмута 0,18 %).

В скарново-шеелитовом месторождении Карагем, сформировавшегося в контакте Иедыгемского гранитного массива катандинского габбро-диорит-гранодиоритового комплекса (D2), висмутовая минерализация проявилась в виде тонкой вкрапленности висмутина в тесной ассоциации с халькопиритом. Эта ассоциация наложена на более ранние парагенезисы скарнов с магнетитом и шеелитом в виде кварцевых прожилков и гнёздами халькопирита с висмутином. Содержания висмута в таких рудах варьируют от 0,01 до 0,5 % (среднее 0,18 %). Прогнозные ресурсы висмута для Карагемского рудного поля, включающего вольфрамовое, медное и кобальтовое оруденение, категории Р2 оценены в 110 т. Рудное поле не изучено на глубину и с поверхности и требует доизучения на кобальтовое, вольфрамовое, медное и сопутствующее висмутовое оруденение.

Каракольское молибден-бериллиевое месторождение приурочено к одноименному массиву щелочных гранитов. Висмутовая минерализация приурочена к жилам кварца, сопровождающимся грейзенизацией, расположенным кулисообразно, местами лестничным жилам. Преобладает в жилах берилл, развитый в виде скоплений неправильной формы, друз и отдельных кристаллов. С бериллом ассоциируют молибденит, халькопирит, шеелит, колумбит и танталит (редки), висмутин, ковеллин, торбернит, метаторбернит, отенит, флюорит, турмалин. Распределение бериллия, молибдена и висмута в рудах неравномерное. Висмутин ассоциирует с халькопиритом. Среднее содержание Be – 0,5 %, Mo – 0,3 %, Bi – 0,12 %. Суммарные запасы и прогнозные ресурсы (С1 + С2 + Р1) Be – несколько тысяч тонн, причём, берилла рудоразборного (С1 + С2) – 1942 т, Mo – 543,6 т, Bi – 141,2 т, U – 34,2 т. В рудах обнаруживаются Ag – до 100 г/т и Au (0,4–0,8 г/т).

Серебро-сульфосольные меторождения Юстыдского прогиба повсеместно содержат в тех или иных количествах висмут [4]. Наибольшие концентрации выявлены в рудах Янтаусского месторождения, расположенного в верховьях р. Куру-Озек. В рудных зонах жильного типа, сложенных кварцем, кальцитом, сидеритом, анкеритом, установлены пирит, халькопирит, галенит, тетраэдрит, висмутин, самородный висмут. Минералы висмута тяготеют в своей ассоциации к халькопириту и тетраэдриту. По данным бороздового опробования рудных зон максимальные содержания элементов в отдельных пробах достигают: серебра – 1484,5 г/т, меди – 1,78 %, свинца – 1,67 %, цинка – 3,0 %, сурьмы – 1,56 %, висмута – 0,78 %. Характерной особенностью серебряно-сульфосольного оруденения Янтаусского месторождения, как и других месторождений и рудопроявлений серебра Юстыдского рудного узла, является их висмутовая «специализация» и присутствие ртути в виде изоморфной примеси в сульфидах и сульфосолях. Прогнозные ресурсы категории Р2 для Янтаусского рудного поля оценены в объёме 145 т при средних содержаниях в рудах 0,15 %.

Самым крупным объектом на висмутовое оруденение является комплексное мультиформационное редкоземельно-вольфрамовое арсенидно-никель-кобальтовое Каракульское месторождение. На месторождении устанавливается 5 типов руд:

1) кварц-апатит-хлоантит-герсдорфит-аннабергитовый;

2) кварц-альбит-шеелитовый;

3) кварц-хлорит-кобальтиновый;

4) кварц-халькопирит-пирротиновый;

5) серебро-сурьмяный сульфосольный.

Висмутовая минерализация формировалась после ранних парагенезисов вольфрамового и никель-кобальтовых: в кварц-халькопирит-пирротиновом и серебро-сурьмяно-сульфосольном. Кварц-халькопирит-пирротиновый тип руд отвечает позднему этапу и представлен линзовидными и пластообразными телами, залегающими согласно с вмещающими терригенными породами. Пластообразные тела имеют мощность 0,8–10 м и протяжённость в сотни метров по простиранию. Основным минералом является пирротин (50–90 %), пирит (12–15 %), халькопирит (20–25 %), а также арсенопирит, лёллингит и акцессорные: галенит, сфалерит, висмутин и самородный висмут. Главными компонентами руд являются медь (0,3–0,5 %), кобальт (0,02–0,1 %), золото, в качестве рассеянных элементов в количествах 0,01–0,001 % выступают свинец, цинк и висмут. Кобальт в качестве примеси входит в состав арсенопирита и лёллингита. Концентрации золота колеблются от 0,2 до 0,8 г/т, однако может достигать и 3–5 г/т в верхней части арсенопиритовых руд. Содержание золота в монофракции арсенопирита (по данным атомной абсосрбции) составляет 440–480 г/т. Висмутин и самородный висмут образуют зёрна размерами 0,03–0,1 мм. Зёрна неправильной и округлой формы слагают аллотриоморфные, ксеноморфные агрегаты. Оба минерала часто ассоциируют с халькопиритом.

Заключительный этап на месторождении представлен кварц-карбонатными прожилками серебро-сурьмяной минерализации со сфалеритом, галенитом и сульфосолями меди, висмута, свинца, серебра. Характер распределения редкоземельных элементов в рудах месторождения Каракуль показан на рисунке, а всего комплекса элементов – в табл. 2.

В распределении РЗЭ выявляется два типа: с вогнутой структурой тяжёлых РЗЭ (никель-арсенидные руды раннего этапа) и выпуклой структурой позднего висмут-свинцово-теллуридной минерализации (см. рисунок). По результатам технологического анализа трех малых технологических проб (№ 5, 6, 9) руды месторождения Каракуль, как по минеральному составу, так и по набору полезных компонентов являются комплексными. Содержания полезных компонентов: кобальта – 0,88; 0,2; 0,76 %; висмута – 0,37; 0,04; 0,32 %; меди – 1,78; 0,05; 1,75; триоксида вольфрама – 0,25, нет, 1,7 %; Содержания основных рудных минералов: халькопирит – 4,8; 0,23; 4,4 %; глаукодот – нет, нет, 3,5 %; кобальтин – 1,43; 0,54; 0,5 %; висмутин и самородный висмут – 0,58, единичные зёрна, 0,4 %; шеелит – 0,32, нет, 2,1 %; пирротин – 12,86; 6,4; 0,8 %; пирит – марказит – 8,9; 2,9; 4,0 %; кроме того, во всех трёх пробах присутствуют золото (от 0,2 до 0,6 г/т) и серебро – (10 г/т). Намечена флотационная схема, включающая двухстадийное измельчение руды. По данной схеме в замкнутом цикле получены: а) медно-висмутовый концентрат с содержанием меди 27,04–27,82 % (висмута от 0,95 до 1,49 %); кобальта от 0,4 до 1,6 %; мышьяка от 0,4 до 2,05 %. Извлечение составляет (соответственно): 84,9 %; от 10,3 до 26,3 %; от 3,3 до 11,8 %; от 0,8 до 7,2 %. По требованиям ЦМТУ 03-13-69 полученный концентрат относится к марке «КМЗ» (концентрат медный III сорта); Б) мышьяково-кобальтовый концентрат с содержанием кобальта от 2,12 до 9,19 %; мышьяка от 7,5 до 15,57 %; меди – от 1,5 до 2,77 %; висмута от 0,9 до 1,3 % при извлечении соответственно: от 65,2 до 81,7 %; от 52,9 до 74,5 %; от 4,3 до 28,7 %; от 22,0 до 45,8 %. Месторождение Каракуль по запасам относится к категории крупных. Запасы по категории С2, учитываемые Госбалансом (в скобках – забалансовые запасы), составляют: Co - 25 656 т (2 069 т), Bi - 12 051 т (557 т), Cu - 54 386 т (1 566 т); не прошедшие экспертизу запасы WO3 – 11 040 т, Au - 1,245 т, Ag - 4,629 т.

pic_5.tif

Структура распределения редкоземельных элементов в некоторых рудах Юстыдского рудного узла. Нормирование по составу хондрита:1 – каракульские руды, обогащенные РЗЭ с вогнутой структурой тяжелых РЗЭ (пробы 667, 667–1, 667–2, 667–4, 667–7); 2 – каракульские руды с висмуто-свинцово-теллуридной минерализацией, обедненные легкими РЗЭ и с выпуклой структурой тяжелых РЗЭ (пробы 667–3, 667–5); 3 – руды Озерного месторождения с сульфосольным оруденением (пробы 668, 671); 4 – медно-кобальтовые руды участка Караоюк (проба 672–1)

Таблица 2

Химический состав некоторых руд Каракульского месторождения (основные компоненты в масс. %, элементы – в г/т)

Номера проб

Компоненты

667

667–1

667–2

667–3

667–4

667–5

667–7

1

2

3

4

5

6

7

1

2

3

4

5

6

7

8

SiO2

41,6

37,3

51,8

20,2

47,1

61,7

43,4

TiO2

0,23

0,2

1,0

0,12

0,22

0,52

0,57

Al2O3

5,71

6,85

9,6

1,8

9,5

12,8

7,89

Fe2O3t

34,4

37,9

22,4

53,1

15,9

12,9

29,2

MnO

0,096

0,1

0,084

0,095

0,07

0,16

0,076

MgO

6,27

6,49

7,02

7,17

9,31

1,92

1,76

CaO

2,17

1,98

0,6

4,09

5,8

0,42

0,34

Na2O

0,11

< 0,05

< 0,05

0,14

0,39

0,08

0,22

K2O

3,71

3,58

5,61

1,53

5,15

5,37

4,58

P2O5

0,66

0,36

0,18

1,04

4,38

0,19

0,13

ппп

4,95

5,18

1,52

10,2

1,89

3,59

11,5

Сумма

99,91

99,94

99,81

99,49

99,71

99,65

99,67

Cu

1550

1000

2020

1190

50

1710

263

Co

303

600

170

2100

1000

1000

1030

Ni

928

1500

164

2380

3000

50

257

Pb

151

300

20,2

347

12

14,1

31,9

Bi

< 5

2

162

3400

30

1000

145

Sb

15

19,8

57,3

1000

26,5

43,4

As

55,6

1000

78,3

313

10000

200

278

B

8,61

< 1

12,6

25,5

Ag

< 0,1

0,8

< 0,1

< 0,1

1,5

5

< 0,1

V

41,6

40

60,1

14,2

30

60,9

41,5

Cr

26,2

15

66,7

10,5

20

48,5

56,1

Zn

90,2

80

69,6

98,6

50

80,9

61,3

Mo

105

15

6,79

0,99

10

3

3,65

W

0,8

1,09

1,05

36,4

12

Ba

181

300

248

23,7

300

1580

1400

Rb

285

457

122

144

151

Y

37,8

35,4

55,4

62,3

62,7

73,4

39,3

La

152

160

249

24

42,8

8,54

71,1

Ce

317

331

480

39,3

91,7

20,7

140

Pr

34

36,7

50,4

3,77

11,2

2,85

14,6

Nd

114

125

165

14

41

11,6

48,4

Sm

19,1

19,7

27,1

4,17

8,88

2,46

9,54

Eu

1,78

1,84

2,6

0,42

0,89

0,71

1,76

Gd

14,5

15,3

20,3

5,66

10,8

4,59

8,86

Tb

1,85

1,87

2,62

1,07

1,69

1,19

1,39

Dy

8,19

8,18

11,6

8,16

9,95

9,79

8,03

Ho

1,4

1,27

2

2

2,07

2,47

1,7

Er

2,98

2,94

4,93

5,63

5,39

7,84

4,39

Tm

0,37

0,4

0,73

0,79

0,61

1,21

0,64

Yb

2,32

2,37

5,08

4,98

3,66

7,72

3,89

Lu

0,45

0,38

0,93

0,67

0,49

1,11

0,58

ΣTR

669,9

706,95

1022,3

114,6

231,13

82,78

314,9

Примечание. Анализы выполнены в лаборатории ВСЕГЕИ: силикатный анализ пород на главные компоненты – рентгено-спектральным флуоресцентным методом, определения Co, Ni, Zn, Pb, Cu – ISP-AES, остальные элементы, в том числе РЗЭ – методом ISP-MS.

Заключение

В заключении следует отметить, что, висмутовая минерализция в комплексных рудах широко распространена в различных типах оруденения региона и имеет значительный вклад в общую ценность месторождений и последующим использованием концентратов в цветной металлургии. Висмутовое оруденение формировалось в герцинский и альпийский циклы тектогенеза. Наибольшую промышленную ценность оно получило в рудах комплексного редкоземельно-вольрфмового арсенидно-никель-кобальтового месторождения Каракуль в составе висмуто-свинцово-теллуридной ассоциации на заключительных этапах его формирования. Суммарные запасы промышленных категорий висмута в регионе составляют (т): категории С1 – 235,3, С2 – 12192,2. Сумма прогнозных ресурсов категории Р2 в пределах перспективных рудных полей оцениваются в 255 т.


Библиографическая ссылка

Гусев А.И., Гусев Н.И. ВИСМУТОВОЕ ОРУДЕНЕНИЕ РЕСПУБЛИКИ АЛТАЙ: ТИПИЗАЦИЯ И ПРОГНОЗНАЯ ОЦЕНКА // Успехи современного естествознания. – 2013. – № 3. – С. 52-57;
URL: https://natural-sciences.ru/ru/article/view?id=31439 (дата обращения: 27.10.2021).

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 = 1.074