МПГ в заонежском черносланцевом комплексе

Минералы платиновой группы в черных
сланцах заонежской свиты (Карелия)

В нижнепротерозойских черносланцевых образованиях Онежской впадины (Южная Kарелия) обнаружен новый для Kарело-Kольского региона стратиформный тип оруденения благородных металлов в породах средней и верхней подсвит заонежской свиты. На севере Заонежского полуострова по керну скважины 1716 были изучены две пробы высокоуглеродистых метапелитов с глубины 40 и 120м. Содержания благородных металлов в пробе 1716/7 (прошла наиболее полную обработку по технологии "ppm-минералогии") составляют: Au - 0.09, Pd - 0.06, Pt - 0.03ppm причем, по данным А.В.Савицкого суммарные содержания Pd и Pt в аналогичных породах могут достигать 3г/т.

Скважина вскрывает метаморфизованные до стадий эпигенеза пелиты и алевропелиты с микролепидо- и гранобластовыми структурами. Породы сложены кварцем, альбитом, хлоритом, белой слюдой, эпидотом, кальцитом и органическим веществом. Спорадически встречаются микросегрегации и микропрожилки, сложенные минералами более высокотемпературных ассоциаций: магнезиальным биотитом (гидробиотитом), хлоритом нестехиометрического химического состава, калиевым и кали-натровым полевыми шпатами, актинолитом, рутилом. Диагностированы редкие зерна граната пироп-альмандинового состава с включениями рутила, фибролит (полиморф Al₂SiO₅) и диопсид. Обнаружение минералов мусковит-хлоритовой и биотит-калишпатовой ассоциаций свидетельствует о достаточно глубоком термальном преобразовании первичноосадочной толщи, процессами как метаморфогенного, так метасоматического типа.

Помимо пирита, халькопирита, пирротина, сфалерита, рутила, магнетита, обычно диагностируемых в изученных породах под микроскопом, в искусственных аншлифах, изготовленных из "тяжелых" концентратов, на микрозонде определены также монацит, вольфрамит, галенит, герсдорфит, клаусталит, самородный висмут, бисмутинит (висмутин), бисмит (Bi₂O₃) и минералы благородных металлов. Из них выделим минералы благородных металлов, висмута и селена, которые в черных сланцах вне месторождений рассматриваемого региона установлены впервые. Бисмутинит и самородный висмут образуют мономинеральные зерна и сростки двух минералов размерами, как правило, менее 0.1мм (фото 2). Бисмутинит нередко замещает самородный висмут, развит в интерстициях и по краям зерен. Установлены сростки висмутовых минералов с пиритом, халькопиритом и магнетитом. Мелкие зерна клаусталита (<60µm) обычно мономинеральные, но встречены также сростки клаусталита с пирротином. Эти минералы нередко обнаруживаются в срастаниях с силикатами высокотемпературных ассоциаций: биотитом, гранатом, калиевым полевым шпатом и рутилом.

К началу Минералогия

1 (Full Image ~47K)	Зерно аурикуприда Cu₃Au, содержащее Ag и 0.3%(масс.) Pd.	2 (Full Image ~50K)	Зерно золота с включениями самородного Bi и бисмутинита (Bi₂S₃).
3 (Full Image ~137K)	Темные массивные участки (1) внутри зерна - тетрааурикуприд (AuCu) с Ag и Pd. Более светлые пористые участки (2) - высокопробное золото: Ag 6-8%.	4 (Full Image ~92K)	Полифазное зерно: 1-тетрааурикуприд (AuCu), 2-самородный Pd (Au 9.2, Ag 1.6, Pd 83.3, Cu 5.4 Fe 0.7), 3-аурикуприд (Au₃Cu), 4-золото (Ag 6.7%). Высокопрбное золото образует тонкую кружевную каемку вокруг зерна. В палладиевой фазе зафиксирована точка с Pt 1.6%. (См. с увеличением).
5 (Full Image ~79K)	Светлые массивные участки зерна - палладистое золото с мелкими ориентированными включениями самородного Pd. Пористые части зерна - высокопробное золото. (См. с увеличением).	6 (Full Image ~57K)	Пористое округлое зерно высокопробного золота.
7 (Full Image ~61K)	Пористое зерно высокопробного золота.	8 (Full Image ~49K)	Пористое зерно высокопробного золота.

К началу Выводы

Изучение "тяжелых" концентратов проб показало, что минералы благородных металлов представлены как самородными минералами Au, Ag, Pd и Cu, так и твердыми растворами и интерметаллидами Au, Ag, Cu и Pd. Встречены сростки самородного золота с бисмитом, бисмутинитом и самородным висмутом (фото 2). Самородный палладий (фото 4 и 5) в изученных зернах всегда выполняет интерстиции зерен твердых растворов Au, Ag, Pd и Cu. Размеры его мономинеральных обособлений не превышают 2µm. Зерна минералов благородных металлов имеют размеры от 20х30µm до 110х160µm. Форма их неправильная с округлыми очертаниями вплоть до шаровидной. В полированных шлифах отчетливо видно, что многие зерна в объеме пористые. Поры извилистые частично или полностью пронизывают зерно, размеры пор от долей микрометра до 2µm.

Твердые растворы Au, Ag, Cu и Pd (фото 1 - 5) в изученных породах широко варьируют по химическому составу. В одном из зерен установлена зональность химического состава твердого раствора Au, Ag, Pd и Cu. В краевой части зерна (фото 4, точки 1 и 3 соответственно) по сравнению с его центральной частью наблюдается обогащение Au и Ag за счет Cu и Pd. Этот факт сопоставляется с наблюдаемыми взаимоотношениями твердых растворов Au, Ag, Pd и Cu с обособлениями самородного палладия (фото 5 и 4, точка 2). Зафиксирован также процесс эволюции химизма минералов благородных металлов, приводящий к образованию пористых глобулярных зерен. Формирование пористых более высокопробных участков в золотинах сопровождалось выносом серебра, меди или удалением обособлений самородного палладия с образованием пор (фото 4). Kонечным результатом такого процесса является образование тонкопористых глобул высокопробного золота (фото 6, 7, 8). В качестве аналога таких необычных образований можно указать на "круглые кристаллы" иногда с микропористой поверхностью гексагональных твердых растворов Os, Ru и Ir, являющихся, по И.В.Жерновскому [1], типичными "телами растворения".

Составы зерен минералов благородных металлов группируются в пределах нескольких областей упорядочения твердых растворов псевдобинарных систем Ag - Au и ( Au,Ag,Pd ) - Cu [2]: 1) Au₃Ag, 2) аурикуприда (Au,Ag,Pd)₃Cu, 3) тетрааурикуприда (Au,Ag)Cu. Kроме того, встречены единичные зерна палладистого самородного золота и десятки зерен высокопробного "пористого" самородного золота. Бинарные диаграммы состояния Au-Ag и Au-Cu [2] определяют следующие верхние (!) температурные границы упорядочения установленных интерметаллидов: для Au₃Ag 470-480°, для AuCu 410° и для Au₃Cu 390°С. Эти данные с учетом вышесказанного позволяют предположить существенное влияние наложенных термальных процессов при формировании благороднометалльного оруденения. Подчеркнем, однако, что температура плавления самородного висмута 270°С, он связан с фазами золота, но максимальные значения температуры, зафиксированные по бинарным диаграммам, никак в форме зерен висмута не проявились.

Полученные петрографические и минералогические данные показывают, что, несмотря на стратиформный характер благороднометальной минерализации, стратиформность обусловлена не столько седиментогенным обогащением благородными металлами отдельных горизонтов законежской свиты, сколько "стратиформным" развитием термального процесса, приводящего к перераспределению концентраций этих элементов и "стратиформный" характер оруденения лишь отражает конфигурацию зон повышенной пористости и разуплотнения пород, по которым мигрировали термальные растворы. Определить же первичный источник благородных металлов в толще при существующем уровне ее метаморфогенно-метасоматического преобразования не представляется возможным: источник может быть как глубинным, так и первично-осадочным.

Обратим внимание еще на одну деталь, значимость которой нам не ясна: как только на территории Карелии или Финляндии мы видим благороднометальную минерализацию, так обязательно фиксируем минералы висмута! Случайность или закономерность? (См. материалы этого сайта по золоту Карелии, платиноидам офиолитов Оутокумпу).

Литература
1. Жерновский И.В. Kристалломорфология и внутреннее строение индивидов
гексагональных Os-Ru-Ir твердых растворов из ультрамафитов.
Автореф. канд. дисс. Л.:1990, 22с.
2. Hовгородова М.И. Самородные металлы в гидротермальных рудах. М.:Hаука, 1983, 286с.

К началу Введение Минералогия Выводы