Основы минералогии гипергенеза

Гипергенные процессы на оловорудных месторождениях Комсомольского района проявлены повсеместно, но с различной интенсивностью. Мощность зон окисленных руд здесь колеблется в широком пределе - от 10 до 250 м. Переменным является сам профиль зоны гипергенеза, положение в нем отдельных горизонтов, глубина их развития и интенсивность происходящих в них процессов. Отмеченные особенности связаны с характером проявления факторов формирования окисленных руд на различных месторождениях района. Границы окисленных руд, которые в общем наследуют контуры рудных тел месторождений, несколько расширяются за счет распространения гипергенных образований во вмещающие породы.

Схематические вертикальные разрезы зоны гипергенеза для месторождений трех типов оруденения в районе приведены на рис. 20. На этих разрезах с учетом характера первичных руд и вмещающих пород показаны глубокоокисленные, полуокисленные и слабоокисленные руды, а также участки с вторичным сульфидным обогащением. Мощность зоны гипергенеза и отдельных ее горизонтов в каждом конкретном случае в этих схемах представлена в ее максимальном развитии.

Рис. 20. Схематические вертикальные разрезы зоны гипергенеза на оловорудных месторождениях Комсомольского района: 1 - песчаники и алевролиты юрского возраста, 2 - туфы и туфо-конгломераты нижнемелового возраста, 3 - порфириты и туфы лавобрекчий порфиритов, 4 - турмалиновые зоны, сопровождающиеся ореолами серицитизации, 5 - турмалиновые зоны, сопровождающиеся ореолами пропилитизации, 6 - оловянная руда, 7 - медно-оловянная руда, 8 - олово-полиметаллическая руда, 9 - полиметаллическая руда, 10 - глубокоокисленные руды (железная шляпа), 11 - полуокисленные руды, 12 - слабоокисленные руды, 13 - участки с вторичным сульфидным обогащением, 14 - первичные руды

На месторождениях собственно оловянного типа (Солнечное и Придорожное) мощность окисленных руд меняется в пределах 20-200 и 20-150 м соответственно. На месторождении Солнечное верхняя часть зоны гипергенеза вскрыта канавами и двумя карьерами на глубину до 50 и 80 м, а на Придорожном - только канавами. На этих месторождениях хорошо развиты лишь два горизонта в профиле зоны гипергенеза, представленные полуокисленными и слабоокисленными рудами. Горизонт глубокоокисленных руд, где основными гипергенными минералами являются гидроксиды железа, имеет незначительную мощность. На месторождении Солнечном полуокисленная руда отмечается до глубины 120, а на Придорожном - до 100 м.

Процессы, связанные с вторичным сульфидным обогащением, здесь проявлены слабо и приурочены в основном к полуокисленным рудам, к глубинам около 80 м. Главными минералами, маркирующими процесс вторичного сульфидного обогащения, являются халькозин, ковеллин, борнит, куприт и самородная медь, выделяющиеся в виде мелкой вкрапленности, корочек и пленок на первичных сульфидах. Иногда вторичные сульфиды образуют прожилки мощностью до 0,2 см.

В горизонте полуокисленных руд Солнечного месторождения распространены такие гипергенные минералы, как гидрогётит, малахит, азурит, нонтронит, ярозит, скородит и вивианит, а на Придорожном, кроме перечисленных, обнаружены хризоколла, псевдомалахит, антлерит и яхонтовит. При переходе в горизонт слабокоокисленых руд, который отмечается до глубины 200 м, появляются дюфтит и голландит. Гипергенные минералы выделяются среди первичных минералов, а также во вмещающих породах в виде примазок, корочек, тонких прожилков, выполнения пустоток выщелачивания, отдельных кристаллов и их агрегатов. Мощность прожилков обычно колеблется от 0,01 до 1-3 см.

Практически по всему профилю зоны гипергенеза рассматриваемых месторождений от карьера и до самых глубоких горизонтов, вскрытых штольнями, наблюдаются процессы современного техногенного минералообразования. В карьере отмечаются выцветы халькантита, а в горных выработках (на кровле и стенах) - натечные образования глоккерита, гизингерита, познякита и питтицита в виде буровато-коричневых и голубых покровов мощностью иногда до 20 см.

На месторождениях медно-оловянного типа (Фестивальное) зона гипергенеза в разрезе представлена глубокоокисленными рудами (рис. 20). Мощность ее колеблется от 20 до 250 м. Нижняя граница распространения таких руд показана на схематическом разрезе (рис. 21). С поверхности зона гипергенеза вскрыта канавами и двумя карьерами: одним (глубина 10-30 м) -в зоне Геофизическая и другим (70-80 м) - в зоне Ягодная.

В разрезе карьеров первичные руды окислены практически полностью. Устойчивы лишь такие минералы, как кварц, турмалин и касситерит. Слабо окислены лишь вкрапленные - "запечатанные" сульфидные минералы, развитые в турмалините, а потому менее окисленные. Верхняя часть зоны гипергенеза, вскрытая карьерами, представляет собой глубокоокисленные руды - типичную железную шляпу, окрашенную в желтые, охряные, красные, коричневые, серые, реже зеленые, синие и голубые цвета. Здесь распространены все типы лимонитов, характерные для окисленных руд.

Рис. 21. Схематический вертикальный разрез месторождения Фестивальное: 1 - граница зоны окисления, 2 - разломы, 3 - диориты, 4 - касситеритовая руда, 5 - граница структурного несогласия юрских и меловых пород, 6 - медные (преимущественно халькопиритовые) руды

Отмечаются лимонит ящичной текстуры, лимонит с плотной натечной текстурой и смоляным блеском, лимонитовая губка и плотный лимонит шлакообразного характера. Обнаружены также малахит, азурит, брошантит, скородит, ярозит, нонтронит и другие гипергенные минералы, составляющие 10-20% от массы окисленной руды, которые выделяются среди лимонита в виде прожилков мощностью до 1 см, отдельных кристаллов длиной от 0,01 до 0,3 см, друзовидных кристаллических сростков, зерен, корочек и примазок. Железная шляпа в ряде мест, особенно в условиях повышенной трещиноватости, опускается от поверхности на глубину до 70 м, постепенно сменяясь полуокисленными рудами.

Полуокисленные руды на месторождении Фестивальное распространены до глубины 150 м и содержат заметное количество первичных сульфидов. Для этой части зоны гипергенеза характерны такие минералы, как гидрогётит, скородит, нонтронит, хризоколла и некоторые другие, образованные в виде примазок или небольших прожилков. Иногда встречаются пустотки, заполненные лимонитом, реже - его псевдоморфозы по кристаллам и зернам сульфидов. В пустотках лимонита, а также между кристаллами кварца, турмалина и сульфидов образуются кристаллические агрегаты азурита, брошантита и других гипергенных минералов. Ниже по разрезу до глубины 250 м распространены слабоокисленные руды, где среди первичных минералов в сравнительно небольшом количестве обнаруживаются прожилки и корочки гидроксидов железа, малахита и хризоколлы.

Минералы зоны вторичного сульфидного обогащения (самородная медь, халькозин, ковеллин, борнит и куприт) в профиле окисленных руд известны на нескольких горизонтах. Они были обнаружены в карьере (примерно на глубине 50 м) и горных выработках на глубине от 80 до 150 м, что свидетельствует о неоднократном опускании нижней границы окисленных руд по причине интенсивной эрозии рельефа и отработки месторождения.

В зоне гипергенеза месторождения Фестивальное в настоящее время достаточно активно (практически во всех подземных горных выработках) происходит образование ряда техногенных минералов. Это халькантит, познякит, серпиерит, вудвардит, глоккерит и гизингерит, для которых характерны натечные формы в виде покровов мощностью до 0,5-30 см. Преобладающей окраской этих агрегатов является зеленовато-голубая. В карьере отмечаются выцветы халькантита и кристаллические корочки познякита, отлагающиеся на хризоколле и лимонитовых образованиях железной шляпы.

На месторождениях олово-полиметаллического типа (Перевальное и др.) зона гипергенеза в разрезе сложена глубокоокисленными, полуокисленными и слабоокисленными рудами (рис. 20). Мощность ее колеблется от 10 до 120 м. Верхняя часть зоны гипергенеза вскрыта карьером на глубину 50-70 м от дневной поверхности. Руды в карьере почти полностью окислены до лимонита различного текстурно-структурного вида. Здесь также распространены малахит, хризоколла, нонтронит и ярозит в виде примазок и реже прожилков, пересекающих лимонит, рудный турмалинит, вмещающие породы, а также кварцево-сульфидные агрегаты.

Ниже по разрезу до глубины около 100 м развиты полуокисленные руды, постепенно переходящие в слабоокисленные. Главными гипергенными минералами в них являются гидроксиды железа. Отмечаются малахит, скородит и церуссит. Лимонит выделяется в виде гнезд неправильной формы и прожилков мощностью до 1-2 см. Малахиту и скородиту присущи тонкие прожилки, а церусситу - отдельные кристаллы длиной до 2-3 мм и их сростки, обнаруживаемые в пустотах выщелачивания в лимоните.

На глубине около 120 м в небольшом количестве распространены цементационные минералы - халькозин, куприт, самородная медь и значительно реже ковеллин и борнит. Редкие кристаллы куприта октаэдрической формы с ребром 2-3 мм и самородная медь в виде вкрапленников отдельных неправильных зерен размером до 1-2 мм обнаруживаются непосредственно в массе лимонита. Халькозин образует сажистые массы в пустотках среди первичных сульфидов и кварца, а также тонкие корочки на их поверхности.

На месторождении Перевальное также проявлено техногенное минералообразование. Современные гипергенные минералы натечного характера (глоккерит, гизингерит, халькантит, ктенасит и роуволфит) наблюдаются практически во всех горных выработках. Так же, как и на других месторождениях Комсомольского района, они образуются на кровле и стенах штолен в виде зеленовато-голубых и коричневых натеков - покровов мощностью до 20 см. Халькантиту более свойственны выцветы на сульфидах и вмещающих породах.

Месторождение Перевальное - единственное в районе, где зона гипергенеза имеет классический профиль с железной шляпой, полуокисленными и слабоокисленными рудами, а также цементационными образованиями в соответствующих им участках профиля. Только здесь формирование зоны гипергенеза совершалось в условиях определенного баланса гипергенных факторов.

Близкий к классическому профиль окисленных руд медно-оловянного месторождения Фестивальное осложнен тем, что процессы вторичного сульфидного обогащения здесь известны на нескольких, в том числе и близких к поверхности, горизонтах гипергенной зоны, что свидетельствует о неоднократном изменении положения ее нижней границы и, следовательно, уровня грунтовых вод.

В разрезе зоны гипергенеза месторождений Солнечное и Придорожное (оловянный тип оруденения) горизонт глубокоокисленных руд (железная шляпа) имеет меньшую мощность, что, скорее всего, указывает на наличие размыва и сноса продуктов окисления, которые могли быть в обстановке сравнительно недавней и достаточно интенсивной эрозии рельефа местности на этих месторождениях.

На месторождениях Комсомольского района, в особенности на тех из них, где развита медно-сульфидная (халькопиритовая) минерализация (Фестивальное), широко и ярко проявлены процессы техногенного минералообразования, представленные формированием разнообразных водных сульфатов меди, а также меди и алюминия. Связанные с отработкой месторождений эти процессы в профиле зоны гипергенеза распространены практически на всех его горизонтах.