Введение к работе
Актуальность выбранной темы: Неоднородность минеральных индивидов - широко распространенное явление в природе. Оно привлекало большой интерес исследователей, так как отражает условия кристаллизации минералов. Первенство в постановке задач в этом направлении принадлежит Советской и Российской науке (Асхабов A.M., Григорьев Д.П., Жабин А.Г., Евзикова Н.З, Галиулин Р.Л., Попов В.А., Юшкин Н.П. и др.) Большое внимание уделялось изучению неоднородных минералов в ИГЕМ РАН (Горшков А.И., Генкин А.Д., Мозгова Н.Н., Мохов А.В., Новгородова М.И., Петровская Н.В., Русинов В.Л., Самотоин Н.Д., Цепин А.И., и др.). Наиболее полно исследованы в этом отношении прозрачные минералы (полевые шпаты, кварц, карбонаты, касситерит и многие другие). В сульфидах это явление также исследовалось (сфалерит, блеклые руды, пирит, бравоит, арсенопирит и др.). Известны два подхода к объяснению этого феномена: (1) влияние механизмов роста кристалла (индивида) в неравновесных системах; (2) образование минерала в условиях локального равновесия раствор-кристалл. Конкретное определение причин неоднородности возможно при сопоставлении модельных построений и результатов исследования природных образцов.
Пирит и арсенопирит - самые распространенные рудные минералы различных золоторудных и золотосодержащих месторождений. Во многих случаях они представляют собой промышленный интерес, так как нередко содержат достаточно высокие концентрации золота, представляя собой основные минералы-носители этого металла в золоторудных телах и околорудных метасоматитах. Широкий интервал параметров систем минералогенеза, в которых эти минералы сохраняют устойчивость как в различных по условиям образования и по возрасту месторождениях и минеральных парагенетических ассоциациях. Свойства этих минералов: химический состав, морфология кристаллов, зависит от условий их образования и устойчивость этих минералов к последующим преобразованиям позволяет использовать их для реконструкции процессов образования рудных месторождений.
В последние годы было опубликовано много работ, в которых обсуждаются проблемы неоднородности минералов. В подавляющем большинстве случаев они касаются прозрачных минералов или минералов, состав которых изменяется в широких пределах и относительно легко фиксируется с помощью рутинных методов: оптического микроскопа* и рентгеноспектрального микроанализа.
Цели исследования: Выявление типов и природы неоднородности индивидов пирита и арсенопирита из различных по условиям образования месторождениях и установление связи ее с условиями кристаллизации этих минералов, связи неоднородностей индивидов и распределением примесей в сульфидах, а так же распределение индивидов с различными типами неоднородностей в объеме месторождений.
Предмет исследования: Индивиды пирита и арсенопирита из ряда золоторудных и золотосодержащих месторождений, характеризующиеся различной морфологией, сложным внутренним строением и содержащие различные элементы-примеси.
Объекты исследования: В качестве объектов исследования автором выбраны: эпитермалъное золото-серебряное месторождение Родниковое, мезотермальное золото-кварц-полиметаллическое месторождение Ключевское, сульфидно-кварцевое Mo-W-Cu-Au месторождение Жирекен, золото-сульфидно-кварцевое месторождение Березовское, золото-сульфидное месторождение Миндяк, золото-полиметаллическое месторождение Муртыкты, золото-кварц-полиметаллическое месторождение Кти-Теберда, золото-пиритовое месторождение Сухой Лог; уральская сверхглубокая скважина и скважина ГД-20 (Тазказганская толща, Мурунтау). Выбор объектов обусловлен наличием в них изучаемых минералов, золотого оруденения, различными геологическими и физико-химическими условиями минералообразования и различным возрастом оруденения.
Научная новизна:
-
В результате проведенных исследований модифицированы и разработаны оригинальные методы структурного травления сульфидов и создана методика трехмерного моделирования индивидов.
-
Выявлены несколько типов распределения элементов-примесей в индивидах, обладающих осцилляторной зональностью, связанных с механизмом роста кристаллов.
-
Установлено анизотропное распределение элементов-примесей в отдельных зонах индивидов, связанное с различием ретикулярных плотностей граней.
-
Получены данные о скрытой минералого-геохимической зональности околорудных зон месторождения Родниковое.
Методы исследования: Для изучения морфологии индивидов пирита и арсенопирита, а также для выявления внутренних неоднородностей использовались минераграфические методы, включая модифицированные и новые методы структурного травления. Распределение основных компонентов и микроэлементов в индивидах минералов изучались с помощью рентгеновского микроспектрального анализа и рентгеновского энергодисперсионного анализа. Использовались методы полуколичественного спектрального анализа, приближеняо-кошгчественного спектрального анализа и инструментальный нейтронно-активационный анализ. Аналитические данные обрабатывались статистическими методами (корреляционный, факторный и кластерный анализы) с использованием компьютерных программ.
Апробация результатов исследований: Результаты исследований были
опубликованы в 10 статьях и 5 тезисах докладов и представлялись на: конференции «Вопросы рудообразования, магматизма и минералогенеза» (ИГЕМ РАН, 1990), научной конференции МГГА (1994), научной конференции МГГА (1995), семинаре «Синергетика в минералогии» (ИГЕМ РАН, 1996), международной конференции «Новые идеи в науках о
земле» (МГГА, 1999), 9 съезде Минералогического общества при РАН «Минералогическое общество и минералогическая наука на пороге XXI века» (Санкт-Петербург, 1999), а также на заседаниях лаборатории минералогии и Секции Ученого Совета ИГЕМ РАН. Основные защищаемые положения.
-
Выявлено 6 типов изменения концентраций элементов-примесей в ритмах осцилляторной зональности первого порядка. Поглощение примесей определяется механизмом роста индивида и ретикулярной плотностью (ориентировкой) ростовых уступов (активных поверхностей) индивидов.
-
Выявлено анизотропное распределение элементов-примесей в отдельных зонах индивидов пирита и арсенопирита. В зонах роста граней с высокими ретикулярными плотностями установлено постепенное уменьшение концентрации примесей от периферии к их центру, а в зонах роста граней с низкими ретикулярными плотностями - постепенное увеличение концентрации примесей от периферии граней к их центру.
-
Установлена скрытая минералого-геохимическая зональность околорудных зон, выраженная в усложнении внутреннего строения метакристаллов пирита по мере приближения к рудным столбам и и изменении содержаний мышьяка и кобальта в зонах метакристаллов с максимальным развитием граней октаэдра.
-
Образование осцилляторной зональности первого порядка связано с диффузионными процессами в зоне кристаллизации и происходит в условиях, близких к равновесным. Мощность зон в осцилляторной зональности определяется высотой ростовых слоев. Образование грубой зональности второго порядка происходит при значительном отклонения системы от состояния равновесия или при неоднократном дорастании полигенерационных индивидов. Зональность второго порядка накладывается на зональность первого порядка.
Структура и объем работы: Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Список цитированной литературы включает 201 наименование. Работа изложена на 199
