Основы минералогии гипергенеза

Среди многочисленных природных сульфидов и их аналогов представители зоны гипергенеза рудных месторождений насчитывают всего лишь около четырех десятков минеральных видов (табл. 29). Эта цифра весьма условна в связи с трудностями учета гипергенных сульфидов и аналогичных им соединений (арсенидов, селенидов, теллуридов и др.) и отсутствием надежных сведений об условиях их образования. Особенно это касается открытия новых минералов с помощью электронного зонда, когда на первое место в основном ставятся физические константы и химический состав.

Гипергенные сульфиды и их аналоги в зоне окисленных руд образуются тремя способами: 1) в результате обменных реакций типа сульфид - сульфат, 2) путем сульфатредукции, т. е. восстановления иона SО₄^2- до S^2- с участием соответствующих бактерий и 3) через электрохимическое взаимодействие первичных (гипогенных) сульфидов.

Для формирующихся гипергенных сульфидов характерны каемчатые, цементационные, колломорфные и прожилковые формы выделений. В связи с тем что аналогичные морфологические типы сульфидов могут возникать и на поздних стадиях гипогенного (гидротермального) процесса, для однозначного решения вопроса о генезисе необходимы тщательные исследования руд, в том числе и непосредственно в полевой обстановке. При отсутствии или недостаточности подобного изучения создается неопределенность в генетической характеристике сульфидов. Не уточняет или мало уточняет генетическое положение сульфидов указание на "его вторичность" или присутствие в парагенетической ассоциации с ним гипергенных несульфидных минералов. Отсюда вытекают главные осложнения с учетом сульфидов собственно из зоны гипергенеза, и, несмотря на достаточную тщательность рассмотрения имеющихся материалов, подготовленная опись минералов этого класса (табл. 29) остается неполной.

Учтенные сульфиды (арсениды, селениды, теллуриды) разделены на четыре группы в зависимости от типа первичной минерализации месторождений: 1) медную, 2) свинец-серебро-цинковую с Cd, Sb и Ge, 3) железо-никель-кобальтовую и 4) ртуть-молибден-вольфрамовую. Всего учтено около 40 минералов.

В медных месторождениях, особенно стратиформного типа (Удоканское, Джезказганское, Спионкоп-Крик и Ярроу-Крик в Канаде и др.), широко распространены гипергенные ковеллин (сине-сажистые агрегаты и каемки по халькопириту, борниту, галениту и пириту), ярроуит (пластинчато-лучистые агрегаты, двуотражающие от синего до голубовато-белого), спионкопит (пластинчатый, сходный с ярроуитом), джирит (каемки по сульфидам, в отраженном свете голубовато-белый), анилит (ярко-синий), дигенит, джарлеит и халькозин, образующие ряд постепенного изменения химического состава от CuS до Cu₂S (в котором минералы очень трудно отличаются друг от друга) и замещающиеся самородной медью, купритом, малахитом и азуритом.

Халькопирит лишь в единичных случаях отмечается как минерал зоны вторичного сульфидного обогащения. Борнит и идаит описываются в основном как цементационные образования в халькопирит-сфалерит-пиритовых агрегатах (Кафанское в Армении, Успенское в Казахстане).

Джезказганит найден в Джезказгане (Казахстан) в виде колломорфных микроагрегатов в борните, содержащих до 50% Re и 10-20% Сu. Изучен слабо.

Домейкит и альгодонит установлены в рудах месторождений Верхнее (США), Альгодонес в Чили, рудопроявлений Ирана и Франции как образованные в зоне гипергенеза и ассоциирующиеся с самородными медью и серебром, купритом. Минералы обладают сильным металлическим блеском и стально-серой или серебристо-белой окраской. Риккардит - пурпурный теллурид меди - описан из золоторудных месторождений шт. Колорадо (США) и Японии, где замещает теллуриды золота и самородный теллур.

В составе окисленных руд свинцово-цинковых месторождений прежде всего следует отметить гипергенные галенит и сфалерит, обнаруживаемые в виде колломорфных корочек в ассоциации с церусситом и смитсонитом или прожилков в пирите (Ачисайское месторождение в Казахстане), а также в условиях техногенной зоны окисления - в виде порошковатых налетов на железных предметах, на деревянной крепи. Из зоны окисления Бело-Осиповского ртутного месторождения в Кузнецком Алатау описан гипергенный ртутьсодержащий (до 19% Hg) практически безжелезистый сфалерит. Иногда отмечается интенсивное замещение халькопирита высокожелезистым гипергенным сфалеритом, устойчивость которого, определяют высокая активность цинка в растворах, повышенная щелочность и низкий окислительный потенциал среды.

Другой цинковый сульфид (оксисульфид) - вольтцит - кирпично-красный, с переменным содержанием кислорода (до 10%), известен в Садоне (Сев. Кавказ) и Яхимове (Чехия).

Среди сульфидов кадмия в числе гипергенных указываются гринокит и хоулиит - оба в виде желтых налетов на сфалерите и смитсоните. Среди хоулиитсодержащих руд - месторождение Алтын-Топкан в Узбекистане. Гринокит чаще представлен рентгеноаморфной разностью - ксантохроитом.

В этом же типе месторождений иногда отмечаются такие гипергенные сульфиды и сульфосоли серебра, как акантит и штромейерит, а также весьма редкие - аргиродит и полибазит. Акантит известен из Яхимова (Чехия), Фрайберга (Германия), месторождений Алтая, Урала и Северо-Востока России (Дукат). Для него типичны корочки по серебру, псевдоморфозы по галениту, пластинки и землистые агрегаты ("серебряная чернь"). Штромейерит отмечен в горизонте вторичного обогащения месторождений Урала и Алтая, где образуется по серебросодержащим блеклым рудам.

Недавно обнаруженный петровскаит (Казахстан) является селеносодержащим (1-2% Se) гипергенным сульфидом золота, ассоциирующимся с другими гипергенными сульфидами Ag и Сu. Образует тончайшие микропористые пленки на поверхности золотин. Окраска минерала темно-серая до черного, блеск металлический. Характерна высокая хрупкость. Образование петровскаита свидетельствует о высокой роли тиосульфидных комплексов Аu и Ag в растворах зоны гипергенеза.

Мутманнит (теллурид Ag и Аи) в настоящее время надежно описан как гипергенный, образующий каемки замещения калаверита и псевдоморфозы по калавериту в месторождении Бая-де-Арьеш (Румыния). Минерал в отраженном свете наиболее сходен с петцитом. Распространен только в горизонте цементационных процессов.

В месторождениях с широко распространенными в составе руд пиритом и пирротином (в первую очередь это колчеданные месторождения), а также с сульфидами Со и Ni (Норильск, Монче-Тундра в России, Сёдбери в Канаде, Камбалда в Австралии и др.) обнаружен в виде образований зоны вторичного обогащения целый ряд гипергенных сульфидов Fе, Со и Ni. Это марказит (чаще по пирротину в виде колломорфных образований), пирит (иногда параморфозы по марказиту), мельниковит (в виде черных сажистых масс), бравоит с переменным содержанием Со и Ni, миллерит (в форме волосовидных латунно-желтых агрегатов), виоларит (обычно по пентландиту) и весьма редкий сульфид Ni и Bi - гаухекорнит, образующийся по линнеиту (рудник Фридрих, Германия) и содержащий до 6% Sb и до 5% Со. Окраска минерала бронзовая, твердость около 6.

В молибден-вольфрамовых и ртутных месторождениях указываются гипергенные иордизит, неназванный трисульфид молибдена, дрисдаллит, тунгстенит, киноварь и метациннабарит. Первые три минерала, отмеченные в медно-молибденовых месторождениях (в частности, в Чили), схожи. Выделяются в виде черных колломорфных агрегатов. Иногда пересекают прожилками хризоколлу, замещаются голубоватой охрой (ильземаннитом?). Дрисдаллит - селенид Мо - структурный аналог молибденита, обнаруженный в одном из месторождений Замбии в виде зернистых серовато-черных масс в ассоциации с уранинитом. Тунгстенит выделяется как продукт окисления вольфрамита и сульфидов (пирротин и др.) на восстановительном барьере (углистые сланцы), где образованные при их окислении ионы WO₄^2- и SO₄^2- восстанавливаются соответственно до W⁴⁺ и S^2- и в дальнейшем образуют сульфид вольфрама. Описанная ситуация характерна для некоторых месторождений Северо-Востока России.

Гипергенная киноварь описана из окисленных руд месторождения Теректы в Южном Казахстане, где цементирует зерна смитсонита. Метациннабарит известен в ряде ртутных рудников США (шт. Калифорния), а также в среднеазиатских месторождениях (Хайдаркан, Чаувай ) в виде черных налетов по киновари. Наконец, в цементационной зоне месторождений Д. Востока (Пионерское и Ачисайское) обнаружен стибиоплюмботеллурид Au и Cu - Sb-билибинсит Au₆Cu₂(Te,Pb,Sb)₅, содержащий до 3% Se и по структуре близкий к латуни Zn₈Cu₅. Макроскопически похож на борнит. Замещает Au, калаверит, креннерит, Te-тетраэдрит.