Минералогия барит-полиметаллических месторождений Змеиногорского рудного района (Рудный Алтай)

Abstract

Актуальность исследования обусловлена пониманием важности разработки современной генетической модели изучаемых месторождений, что в свою очередь ведет к разработке научно-обоснованных прогноза и оценки объектов и в итоге расширению минерально-сырьевой базы для воспроизводства запасов полиметаллических руд, прежде всего, меди свинца и цинка, с учетом продолжающихся поисково-разведочных работ на Рудном Алтае, в том числе на флангах и глубоких горизонтах уже известных месторождений. Цель: изучение минерального состава руд с использованием современных методов исследования вещества, выявление минералого-геохимических характеристик, а также ряда генетических аспектов образования барит-полиметаллических руд месторождений Змеиногорского рудного района. Методы. Проведено комплексное исследование барит-полиметаллических руд, включающее характеристику минерализации в поляризационном микроскопе, исследование руд и отдельных сульфидных минералов рентгеновским энерго-дисперсионным микроанализом, масс спектрометрическим с индуктивно связанной плазмой (ICP-MS), атомно-абсорбционным, а также массспектрометрическим изотопным анализом. Результаты. Изучена минералогия руд барит-полиметаллических месторождений Змеиногорского рудного района, насчитывающая порядка 30 минералов, среди которых, в порядке убывания, отмечены: сульфиды, сульфасоли, теллуриды, окислы, соли кислородных кислот, самородные элементы и интерметаллические соединения. Выделены основные минеральные парагенезисы, соответствующие последовательным стадиям минералообразования (рудной составляющей): пирит-сфалерит-халькопиритовая ассоциация, отвечающая первой стадии минералообразования; галенит-блекловорудная ассоциация (вторая стадия); борнит-халькозиновая ассоциация (третья стадия); барит-кальцит-гематитовая ассоциация (четвертая стадия). Изучен химический состав основных и примесных компонентов в сульфидах, выявлены ранее не диагностированные минералы. Установлена наиболее продуктивная на выделение самостоятельных минеральных фаз благородных металлов третья стадия (борнит-халькозиновый парагенезис). Источник вещества в процессе рудообразования имел гетерогенный характер, который обусловлен мантийными изотопными метками при начальных стадиях и сменой их на коровые, вариации изотопных характеристик (delta 34S) сульфидов первой стадии -0,2…+1,2 ‰; сульфидов второй стадии -2,3…-3,7 ‰; сульфидов третьей стадии -8,9…-12,8 ‰.

Relevance of the research is conditioned by a need to understand the formation model of studied ore deposits; this leads to development of scientifically valid prediction and estimation and, hence, expansion of available mineral resources (first of all, copper, lead and zinc ores) while continuous prospecting and exploration at Rudny Altai including deeper and side zones of known deposits. The main aim is to study ore mineral composition with use of advanced analytical techniques, mineral and geochemical features and formation processes of barite-polymetallic ore deposits of Zmeinogorsk district. Research methods are represented by a complex study of barite-polymetallic ores including polarization microscopy, energy dispersive X-ray microanalysis of ores and separate sulfides, inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) and atomic absorption spectrometry. The results. Mineralogical composition of barite-polymetallic ores of Zmeinogorsk district deposits has been studied. It includes about 30 minerals, among which are (in descending order) sulfides, sulfosalts, tellurides, oxides, oxyacid salts, native elements and intermetallics. Ore bodies are represented by complex stockworks, band- and lens-shaped bodies with ores belonging to following types (from bottom to top): pyrite-polymetallic, polymetallic and barite-polymetallic ores. Hydrothermal and metasomatic processes preceded ore formation leading to formation of wallrock non-carbonate metasomatites. It was stated that the third stage of mineral formation (bornite-chalcocite association) was the most productive in terms of own mineral phases of precious metals. According to the results of sulfur isotopic composition study in sulfides there was a heterogeneous source of ore material: initial mantle source was later changed by a crustal source. Isotopic composition of first stage sulfides (delta 34S) varies from -0,2 to +1,2 ‰; from -2,3 to -3,7 ‰ in second stage sulfides; from -8,9 to -12,8 ‰ in third stage sulfides.