Вторичные минералы платиновой группы россыпи реки Большой Сап (Средний Урал)

Полный текст

ВВЕДЕНИЕ

Среди многочисленных минералов платиновой группы (МПГ), выявленных в массивах офиолитовых гипербазитов и связанных с ними россыпях, обычно выделяются их первичные и вторичные ассоциации (парагенезисы) (Kisileva et al., 2019;Cabri et al., 2022; Airiyants et al., 2022; ). Наиболее отчетливо взаимоотношения этих минералов проявлены в крупных зернах МПГ, которые концентрируются в россыпях. К первичным минералам обычно относят Os-Ir-Ru и Pt-Fe сплавы, а также сульфиды ряда лаурит-эрликманит. Вторичные минералы представлены их последующими генерациями, а также многочисленными сульфидами, арсенидами, антимонидами и теллуридами ЭПГ, в составе которых часто присутствуют Cu, Fe, Ni и другие элементы (Cabri et al., 2022). Среди вторичных минералов ранее мы предложили выделять «коррозионные» (псевдоморфные), которые замещают зерна первичных МПГ, и наложенные (новообразованные), обрастающие зерна первичных МПГ, в том числе с замещающими их «коррозионными» минералами (Мурзин и др., 1999).

Объектом настоящего исследования явился концентрат, полученный при отработке техногенной россыпи р. Большой Сап вблизи с. Аятское (координаты россыпи: 57°25′30.55″ с. ш., 60°39′18.81″ в. д.) на Среднем Урале. Цепочка долинных аллювиальных россыпей по р. Большой Сап прослеживается от ее истоков до впадения в р. Аят на протяжении 20 км. Отработанный золотоносный пласт сложен песчано-глинистой массой с галькой и валунами порфиритов и золотоносного кварца. Изученный концентрат представлен магнетитом, кварцем, хромшпинелидом, ильменитом, самородным золотом и редкими зернами МПГ, циркона, рутила, лейкоксена, киновари. Коренные источники МПГ мы связываем с Первомайским гипербазитовым массивом, располагающимся в Салдинско-Сысертской платиноносной зоне (рис. 1а).

Среди МПГ в концентрате присутствуют зерна самородных металлов системы Os-Ir-Ru (осмий, иридий, рутений, рутениридосмин) и Pt-Fe сплавов, близких по составу к изоферроплатине, а также сульфидов ряда лаурит-эрликманит, отнесенных нами к первичным МПГ. На значительной части зерен первичных самородных Os-Ir-Ru сплавов присутствуют каймы, сложенные вторичными МПГ. Выявлению строения этих оболочек, их минерального состава, а также изучению химического состава вторичных минералов посвящена данная статья.

 

Рис. 1. Прогнозно-металлогеническая карта платиноносных формаций (Золоев и др., 2001) с положением Первомайского массива (прямоугольник) (а) и геологическая схема Первомайского массива (Чащухин и др., 2004) (б).

Рис. 1а: 1 – дунит-клинопироксенит-габбровая ассоциация Платиноносного пояса; 2 – офиолитовая дунит-гарцбургитовая ассоциация; 3 – платиноносные зоны: I – Платиноносного пояса Урала; II – Серовско-Невьянская; III – Салдинско-Сысертская; IY – Алапаевская; 4 – тектонические нарушения.

Рис. 1б: 1 – породы дунит-гарцбургитового комплекса и серпентиниты; 2 – габброиды; 3 – гранитоиды; 4 – вулканогенно-осадочные породы окружения массива; 5 – хромитопроявления; 6 – положение россыпи р. Большой Сап.

Fig. 1. Forecasting metallogenic map of Pt-bearing complexes (Zoloev et al., 2001) with location of the Pervomaisk massif (rectangle) (a) and geological scheme of the Pervomaisk massif (Chashchukhin et al., 2004) (б).

Fig. 1a: 1 – dunite-clinopyroxenite-gabbro association of the Urals platinum belt; 2 – ophiolite dunite-harzburgite association; 3 – Pt-bearing zones: I – Urals platinum belt; II – Serov-Nevy’ansk; III – Salda-Sysert; IY – Alapaevsk; 4 – faults.

Fig. 1б: 1 – rocks of the dunite-harzburgite complex and serpentinites; 2 – gabbroids; 3 – granitoids; 4 – volcanosedimentary rocks surrounding the massif; 5 – chromite occurrences; 6 – location of placer deposits of the Bol’shoi Sap River.

 

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТА ИССЛЕДОВАНИЙ

Река Большой Сап вместе с долинными россыпями располагается в западном обрамлении северной части Первомайского массива, дренируя вмещающие вулканогенно-осадочные породы, в которых заключены многочисленные мелкие линзовидные тела серпентинитов (рис. 1б).

По данным И.С. Чащухина с соавторами (2004) Первомайский массив сложен апогарцбургитовыми антигоритовыми и хризотил-лизардитовыми серпентинитами, залегающими в вулканогенно-осадочных породах среднепалеозойского возраста (рис. 1б). В северной части массива среди апогарцбургитовых серпентинитов развиты дуниты и аподунитовые серпентиниты, которые образуют субмеридионально вытянутые линзовидные тела протяженностью до 3 км. С юга гипербазиты окружены почти непрерывной полосой габброидов, отделенных от гарцбургитов породами дунит-верлит-клинопироксенитового комплекса. В центральную часть массива внедрено тело гранитоидов протяженностью около 15 км, содержащее ксенолиты серпентинитов, которое разделяет поле ультрамафитов на две части: северо-восточную и юго-западную. В массиве известно большое количество небольших месторождений хрома, концентрирующихся в Северном, Центральном и Южном рудных полях (Чащухин и др., 2004).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Для исследования химического состава платиноидной минерализации использован комплекс методов, включающий сканирующую электронную микроскопию (JEOL-JSM6390LV) и рентгеноспектральный микроанализ (Cameca SX 100 c пятью волновыми спектрометрами, Институт геологии и геохимии УрО РАН, г. Екатеринбург, Россия). Количественный анализ проведен с использованием следующих рентгеновских спектральных линий и стандартных образцов: OsMα, IrLα, RuLα, RhLα, PtLα, PdLß, NiKα (все чистые металлы), FeKα, CuKα, SKα (халькопирит), AsLα (сплав InAs); учтено наложение спектральных линий (RuLα на AsLα; RuLβ на RhLα; IrLα на CuKα). Ускоряющее напряжение составляло 15 кВ, сила тока пучка электронов – 20 нА, длительность измерения интенсивности на пике – 10 с, на фоне – по 5 с, диаметр точки анализа – 2 мкм.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Вторичные МПГ россыпи р. Большой Сап наиболее широко проявлены в зернах иридия, в меньшей степени, рутения и рутениридосмина и отсутствуют в первичных Pt-Fe сплавах и Os-Ir-Ru сульфидах. В большинстве зерен вторичные минералы слагают каймы мощностью до 50 мкм на зернах первичных минералов, замещая или обрастая их. Мелкие зерна первичных МПГ часто замещаются вторичными. Оболочки вторичных МПГ на зернах первичных Os-Ir-Ru сплавов полиминеральные (табл. 1) и, как правило, зональные (рис. 2–4). Химический состав вторичных минералов приведен в табл. 2.

 

Таблица 1

Вторичные МПГ в зернах первичных Ru-Os-Ir сплавов

Table 1

Secondary PGMs in grains of primary Ru-Os-Ir alloys

Первичные минералы	«Коррозионные» минералы	«Наложенные» минералы
Рутений	Ni,Co-содержащие твердые растворы руарсит-осарсит-ирарсит (RuAsS-OsAsS-IrAsS), As-содержащий лаурит RuS2	Не выявлены
Рутениридосмин	As-содержащий эрликманит OsS,As)2, ирарсит IrAsS	Не выявлены
Иридий	Fe-содержащий иридий, неназванный МПГ (Ir,Ni,Fe), толовкит IrSbS, ирарсит IrAsS	Fe- содержащий иридий (Ir,Os,Fe), Fe-содержащий осмий (Os,Ir,Fe), неназванный МПГ (Ir,Ni,Fe), гарутиит (Ni,Fe,Ir), Rh-содержащий толовкит (Ir,Rh)SbS, Rh-содержащий ирарсит (Ir,Rh)AsS, Ru-содержащий кобальтпентландит (Ni,Co)9S8

 

Таблица 2

Химический состав вторичных МПГ из россыпи р. Большой Сап, мас. %

Table 2

Chemical composition of secondary PGMs from the Bolshoi Sap River placer, wt. %

№ п/п	№ зерна	Ir	Os	Ru	Pt	Pd	Rh	Fe	Ni	Co	Cu	As	Sb	S	Сумма
1	68-3	66.27	0.12	0.06	2.57	0.08	–	11.12	16.11	0.50	0.16	–	0.05	–	97.04 97.19 97.09 97.48 98.31 100.07 99.01 97.69 98.3 97.91 97.45 98.29 97.70 98.24 97.56 99.55 100.47 100.85 97.86
2	68-4	49.84	0.40	0.06	2.13	0.14	0.08	11.47	31.22	0.70	0.72	0.07	0.36	–
3	102-2	42.31	49.47	1.53	1.04	0.05	0.00	1.96	0.61	0.02	0.08	–	–	0.02
4	20-3	49.82	44.37	0.09	–	0.07	0.03	2.76	0.20	0.03	0.06	0.02	0.02	0.01
5	74-3	53.42	40.52	0.09	–	0.11	–	3.8	0.23	0.05	0.09	–	–	–
6	8-1	2.00	1.08	7.45	0.32	0.09	0.06	2.11	29.07	26.30	0.01	–	0.02	31.56
7	8-2	2.91	0.97	7.11	0.46	0.04	0.10	2.01	28.47	25.40	0.15	–	–	31.39
8	103-2	38.24	–	–	0.17	0.04	9.81	0.01	0.05	–	–	0.29	38.52	10.56
9	2-3	49.58	0.02	0.16	0.53	–	0.45	–	0.06	0.01	0.14	1.13	36.46	9.76
10	20-2	54.49	0.16	0.74	2.94	0.06	0.64	0.02	0.37	0.16	0.14	24.20	2.22	11.77
11	46-2	51.56	0.53	0.80	4.08	–	0.85	0.07	0.29	0.18	0.13	26.13	1.07	11.76
12	74-2	55.66	0.43	0.69	2.41	–	0.82	–	0.07	0.16	0.03	26.25	0.12	11.65
13	94-2	56.19	0.15	0.23	1.42	–	0.16	0.03	0.02	0.22	0.03	23.55	4.25	11.45
14	31-3	55.15	0.03	0.36	1.45	0.04	0.97	0.02	0.28	0.42	0.03	24.63	3.09	11.77
15	67-2	44.84	38.56	10.32	0.05	–	0.03	2.16	1.44	0.12	0.02	–	0.01	0.01
16	80-2	14.14	17.95	18.17	1.41	0.02	0.51	0.53	2.22	2.31	0.08	20.43	0.08	21.70
17	80-3	14.09	16.57	16.45	1.39	–	0.38	0.62	2.26	1.82	0.06	33.44	0.08	13.31
18	50-2	9.86	48.53	6.69	3.01	0.10	0.83	0.87	0.04	0.23	0.20	4.79	0.04	25.66
19	50-3	54.06	0.30	0.20	1.05	–	3.58	0.07	–	0.03	0.09	25.55	0.45	12.48
Кристаллохимические формулы и минералы
1	(Ir0.41Ni0.32Fe0.24Pt0.02Co0.01)1.00 – неназванный МПГ
2	(Ni0.52Ir0.25Fe0.20Co0.01Cu0.01Pt0.01)1.00 – гарутиит
3	(Os0.47Ir0.40Fe0.07Ru0.03Ni0.02Pt0.01)1.00 – Fe-содержащий осмий
4	(Ir0.47Os0.43Fe0.09Ni0.01)1.00 – Fe-содержащий иридий
5	(Ir0.49Os0.38Fe0.12Ni0.01)1.00 – Fe-содержащий иридий
6	(Ni4.10Co3.69Ru0.61Fe0.31Ir0.09Os0.05Pt0.01Pd0.01)8.86 S8.14 – Ru-содержащий кобальтпентландит
7	(Ni4.07Co3.61Ru0.59Fe0.30Ir0.13Os0.04Pt0.02Cu0.02Pd0.01)8.86 S8.14 – Ru-содержащий кобальтпентландит
8	(Ir0.64Rh0.30)0.94Sb1.00S1.04 – Rh-содержащий толовкит
9	(Ir0.87Rh0.01Ru0.01Pt0.01Cu0.01)0.91(Sb1.01As0.05)1.06S1.03 – толовкит
10	(Ir0.82Pt0.04Ni0.02Rh0.02Ru0.02Cu0.01Co0.01)0.94(As0.94Sb0.05)0.99S1.07 – ирарсит
11	(Ir0.78Pt0.06Ni0.01Rh0.02Ru0.02Cu0.01Co0.01Os0.01)0.92(As1.00Sb0.03)1.03S1.05 – ирарсит
12	(Ir0.84Pt0.04Rh0.02Ru0.02Co0.01Os0.01)0.94As1.01S1.05 – ирарсит
13	(Ir0.88Pt0.02Ni0.01Ru0.01Co0.01)0.92(As0.93Sb0.10)1.03S1.05 – ирарсит
14	(Ir0.83Rh0.03Pt0.02Co0.02Ni0.01Ru0.01)0.92(As0.95Sb0.07)1.02S1.06 – ирарсит
15	(Ir0.39Os0.34Ru0.17Fe0.06Ni0.04)1.00 – Fe-содержащий иридий
16	(Ru0.39Os0.20Ir0.16Co0.08Ni0.08Fe0.02Pt0.02Rh0.01)0.96(S1.45As0.59)2.04 – As-содержащий лаурит
17	(Ru0.38Os0.20Ir0.17Ni0,09Co0.07Fe0.03Pt0.02Rh0.01)0.98As1.05S0.97 – руарсит-осарсит-ирарсит
18	(Os0.61Ru0.15Ir0.12Fe0.04Pt0.04Co0.01Cu0.01)0.98(S1.87As0.15)2.02 – As-содержащий эрликманит
19	(Ir0.80Rh0.10Pt0.02Ru0.01)0.93(As0.96Sb0.01)0.97S1.10 – Rh-содержащий ирарсит

Примечание. Анализы 1–14 и 15–19 – состав наложенных и «коррозионных» минералов, соответственно. Курсивом выделены определения в пределах погрешности 2σ. Прочерк – элемент не обнаружен. Кристаллохимические формулы рассчитаны исходя из количества атомов в теоретической формуле минералов.

Note. Analyses 1–14 and 15–19 – the composition of overprinted and corrosive minerals, respectively. The analyses within 2σ error are italicized. Dash – not detected. Crystal chemical formulas are calculated based on the number of atoms in theoretical formula of minerals.

 

На зернах рутения образуются зональные корки радиально-лучистого строения, сложенные «коррозионными» As-содержащим лауритом и (Ni,Co)-содержащим твердым раствором руарсит-осарсит-ирарсита (RuAsS-OsAsS-IrAsS) (рис. 2а). В зернах рутения и рутениридосмина вторичные МПГ представлены As-содержащим эрликманитом и ирарситом, корродирующими поверхность зерен или развивающимися внутри них в виде ветвящихся микропрожилков (рис. 2б).

 

Рис. 2. Зональность зерен минералов системы Ru-Os-Ir (а, б) и кубического иридия (в, г) с вторичными «коррозионным» и «наложенным» парагенезисами: а – округлое зерно рутения (Ru,Os,Ir) с зональной пористо-трещиноватой каймой As-содержащего лаурита (1) и (Ni,Co)-содержащего твердого раствора RuAsS-OsAsS-IrAsS (2); б – зерно рутениридосмина (Ir,Os,Ru) с развивающемуся по нему As-содержащему эрликманиту (1) и ирарситу (2); в – зональное зерно иридия (1), замещенного тонкозернистой смесью самородных, сульфидных и сульфоарсенидных фаз (2) с участками субграфического строения, краевая зона сложена укрупненным субграфическим агрегатом Ir-Os сплава (3), обрастающим ирарситом и толовкитом (4); г – субграфический агрегат ламеллей Fe-содержащего иридия и, предположительно, куваевита (2) в ирарсите (3).

Fig. 2. Zonation of hexagonal Ru-Os-Ir minerals (a, б) and cubic iridium (в, г) with secondary corrosive and overprinted assemblages: a – round ruthenium grain (Ru,Os,Ir) with zoned porous fractured As-bearing laurite rim (1) and (Ni,Co)-bearing solid solution RuAsS-OsAsS-IrAsS series (2); б – rutheniridosmine grain (Ir,Os,Ru) with As-bearing erlichmanite (1) and irarsite (2); в – zoned grain of iridium (1) replaced by fine-grained mixture of native phases, sulfides and sulfoarsenides (2) with areas of subgraphic structure; the marginal zone is composed of an enlarged subgraphic aggregate of the Ir-Os alloy (3) overgrown by irarsite and tolovkite (4); г – subgraphic aggregate of lamellae of Fe-bearing iridium and, probably, kuvaevite (2) in irarsite (3).

 

Наиболее разнообразны зональность и минеральный состав вторичных МПГ в зернах иридия (рис. 2в). В общем виде в этих зернах выделяются несколько зон: а) зона тонкозернистой смеси (участками субграфической) самородных, сульфидных и сульфоарсенидных фаз, замещающих первичные сплавы и отнесенных нами к «коррозионным» МПГ; б) зона минералов укрупненного субграфического (симплектитового) агрегата и в) внешняя зона массивного строения. Минералы двух последних зон отнесены нами к наложенным (табл. 2).

Зона тонкой пористой «коррозионной» субграфической смеси сложена ламеллями Fe-содержащего иридия и в меньшем количестве сульфида Ir, Ni, Fe и Cu, предположительно, куваевита (Ir₅Ni₁₀)S₁₆ (Барков и др., 2022) в матрице ирарсита IrAsS (рис. 2г) или толовкита IrSbS (рис. 3). Субмикронный размер минералов в зоне тонкой субграфической смеси не позволяет выполнить количественные анализы их состава, однако по распределению элементов на картах концентраций (рис. 3) видно, что в направлении от реликтовой части зерна иридия в его центре смесь Fe-содержащего иридия и толовкита сменяется смесью Fe-содержащего иридия и ирарсита. Зона укрупненной субграфической смеси в этом зерне отсутствует, а наложенный ирарсит во внешней его части проникает в радиальные микротрещины внутренних зон тонкой субграфической смеси.

Зона укрупненного субграфического агрегата в некоторых зернах отсутствует (рис. 3а), в других она занимает промежуточное положение между реликтовой частью зерна иридия и наложенной каймой массивного ирарсита (рис. 4). Укрупненный субграфический агрегат сложен пластинками Fe-содержащего иридия, ориентированными по направлению к контакту реликтовой части зерна и сцементированными толовкит-ирарситовой массой. В некоторых зернах в зоне укрупненного субграфического агрегата присутствуют угловатые включения Ru-содержащего кобальтпентландита. Внешняя зона в зернах иридия сложена присутствующими в различных соотношениях ирарситом и толовкитом (рис. 3, 4).

 

Рис. 3. Зональные вторичные МПГ в зерне первичного иридия, мелкий реликт которого сохранился в центральной части.

Зоны: 1 – реликтовая часть зерна; 2, 3 – коррозионные минералы: 2 – тонкая субграфическая смесь Fe-содержащего иридия и толовкита; 3 – тонкозернистый агрегат иридия и ирарсита; 4 – оболочка зерна – наложенный монолитный ирарсит. Общий вид (а) и деталь его центральной части (б), BSE фото; карты концентраций в рентгеновском излучении Os (в), Ir (г), Fe (д), Ni (е), Sb (ж) и As (з).

Fig. 3. Zoned secondary PGMs in primary iridium grain, a small relic of which is preserved in the central part.

Zones: 1 – relict part of the grain; 2, 3 – corrosive minerals: 2 – thin subgraphic mixture of Fe-bearing iridium and tolovkite; 3 – fine-grained aggregate of iridium and irarsite; 4 – grain rim consisting of overprinted monolithic irarsite. General view (a) and detail of its central part (б), BSE images; elemental maps for Os (в), Ir (г), Fe (д), Ni (е), Sb (ж) and As (з).

 

Рис. 4. Изображения иридия (Ir,Os) с зонами укрупненной субграфической смеси и монолитной внешней каймы (а) и его краевого участка (б) в обратно-рассеянных электронах и карты концентраций Ir (в), As (г), Os (д), Sb (е), Fe (ж) и S (з).

Зона субграфической смеси сложена ламеллями Fe-содержащего иридия, сцементированных ирарситом (Irs) и толовкитом, а внешняя кайма ирарситом.

Fig. 4. BSE images of iridium (Ir,Os) with areas of enlarged subgraphics and a monolithic outer rim (a) and its margin (б); elemental maps for Ir (в), As (г), Os (д), Sb (е), Fe (ж) and S (з).

The subgraphic zone is composed of lamellae of Fe-bearing iridium enclosed in irarsite (Irs) and tolovkite. The outer rim consists of irarsite.

 

К вторичным минералам относятся также фазы варьирующего состава, принадлежащие тройным Ir-Ni-Fe сплавам. В некоторых зернах иридий в этих сплавах преобладает над никелем и железом (Ir,Ni,Fe) (табл. 2, ан. 1) и образует совместные срастания с Rh-содержащим толовкитом (рис. 5а). В других случаях сплав состава (Ir,Ni,Fe) присутствует в составе зональных зерен. В центральной части зерен сплав образует тонкозернистый агрегат в срастании с Fe-иридием, а во внешней зоне выявлены пластинки осмия и сплав с преобладанием никеля (Ni,Ir,Fe) (рис. 5б). Сплавы (Ni,Ir,Fe) близки по составу к гарутииту, который является гексагональным полиморфом самородного никеля (McDonald et al., 2010).

 

Рис. 5. Взаимоотношения вторичных Ir-Ni-Fe сплавов: а – агрегат фазы (Ir,Ni,Fe) и Rh-содержащего толовкита (Tol); б – краевая часть зерна, сложенного агрегатом Fe-содержащего иридия (Fe-Ir) и коррозионного Ir-Ni-Fe сплава и каймой c пластинками наложенных осмия (Os), Ir-Ni-Fe сплава и гарутиита (Gar).

Fig. 5. Relationships of secondary Ir-Ni-Fe alloys: а – aggregate of Ir-Ni-Fe alloy and Rh-bearing tolovkite (Tol); б – marginal part of a grain composed of aggregate of Fe-bearing iridium (Fe-Ir) and corrosive Ir-Ni-Fe alloy and a rim with plates of overprinted osmium (Os), Ir-Ni-Fe alloy and garutiite (Gar).

 

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

Видовой состав МПГ россыпи р. Большой Сап в целом характерен для многих россыпей мира, связанных с офиолитовыми гипербазитами (Cabri et al., 2022). Первичные минералы Os-Ir-Ru ассоциации в изученной россыпи представлены самородными минеральными видами (осмий, рутений, рутениридосмин, иридий), а также сульфидами ряда лаурит-эрликманит. Вторичные МПГ Os-Ir-Ru ассоциации включают как самородные минералы этих элементов, так и сульфоарсениды и сульфоантимониды. Другая особенность вторичных Os-Ir-Ru минералов связана с высокой подвижностью при их образовании не только As, Sb и S, но и неблагородных металлов, прежде всего Fe и Ni. Так, содержание Fe во вторичных осмии и иридии повышается до 2.0–3.2 мас. % (табл. 2) по отношению к его содержанию в первичных осмии и иридии, не превышающем 0.7 мас. %. Железо и Ni концентрируются и в собственных вторичных минералах – Ir-Ni-Fe сплавах, в том числе, гарутиите, и Ru-содержащем кобальтпентландите (табл. 2). Замещение самородных иридия и осмия сульфидами, арсенидами и стибнидами ЭПГ наблюдалось ранее в хромититах Карабашского массива на Южном Урале (Попова и др., 2022).

Разнообразие МПГ и особенности состава отдельных минералов могут быть обусловлены различным генезисом хромитов, в которых заключены МПГ. Хромитовое оруденение в офиолитовых массивах Среднего Урала является гетерогенным, что обусловлено участием в их формировании магматических и метасоматических процессов в различных соотношениях (Чащухин и др., 2005; Чащухин, 2019). Хромититы кемпирсайского типа отнесены к латераль-секреционному типу и образованы в результате переотложения хрома из нижележащих непромышленных дунит-хромититовых породных ассоциаций под воздействием высокотемпературных восстановленных флюидов (Штейнберг и др., 1990). В Первомайском массиве широко развиты метасоматические хромититы, связанные с локальной метаморфической дифференциацией вмещающих гарцбургитов с ранее сформированным латераль-секреционным оруденением (Чащухин и др., 2004, 2005). Метасоматические хромититы сформированы более окисленными флюидами по отношению к латераль-секреционным. Кроме того, в них выделяются также наиболее поздние реакционно-метасоматические железистые хромититы оманского типа, образованные в результате реакции габброидного расплава и связанных с ним растворов с породами дунит-гарцбургитового комплекса с ранними типами хромититов (Чащухин и др., 2005). В Первомайском массиве латераль-секреционные хромититы развиты в северной его части, метасоматические на всей площади, а реакционно-метасоматические в центральной части (Чащухин и др., 2004). Широкий видовой состав вторичных МПГ в россыпи р. Большой Сап, таким образом, согласуется с полигенной природой хромититов и участием метасоматитизирующих постмагматических флюидов.

Вторичные МПГ в офиолитовых массивах обычно связываются с более низкотемпературными процессами серпентинизации, реже, хлоритизации (Garuti, Zaccarini, 1997; Zaccarini et al., 2008, 2022; Kiseleva et al., 2019; Farré-de-Pablo et al., 2022). На Среднем Урале вторичные МПГ наблюдались нами в хромититах Алапаевского массива. Здесь вторичные минералы благородных металлов образованы при температуре ниже 350 °С совместно с гранатом, амфиболом, хлоритом и сульфидами никеля (Мурзин и др., 2023б). Зерна первичных Os-Ir-Ru сплавов при эпигенетических процессах подверглись сульфуризации с образованием тонкозернистой пористой смеси самородных и сульфидных (иногда с As) минералов, а также замещению их Ru-содержащим пентландитом.

Субграфическое (симплектитовое) и радиально-лучистое строение вторичных МПГ в россыпи р. Большой Сап может свидетельствовать об их образовании в условиях декомпрессии и падении всестороннего давления при продвижении тел гипербазитов к поверхности. Подобные условия ранее нами отмечались для зерен граната, магнетита, сульфидно-самородных «желваков» в Полдневском месторождении демантоида (Мурзин и др., 2023а). Наложенные гидротермальные минералы отлагались из наиболее позднего флюида в открытом пространстве, о чем свидетельствуют их массивное строение и частое присутствие на поверхности зерен МПГ в виде хорошо ограненных кристаллов. Появление гарутиита и Fe-содержащего иридия обусловлено пониженными температурами и восстановительным режимом флюида. Арсениды, сульфоарсениды, стибниды и сульфиды элементов платиновой группы образованы в условиях повышенных значений фугитивности S, As и Sb и обусловлены сменой восстановительных условий образования окислительными в верхних земной частях коры (Barkov et al., 2018; Kiseleva et al., 2020).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. В россыпи р. Большой Сап (Средний Урал) присутствуют МПГ, отнесенные к первичным (ранним) и вторичным (поздним) образованиям. Среди вторичных минералов выделяются «коррозионные», замещающие зерна первичных МПГ, и наложенные (новообразованные), обрастающие первичные зерна. Вторичные МПГ развиты на зернах первичных Ru-Os-Ir сплавов и отсутствуют на зернах Os-Ru сульфидов и Pt-Fe сплавов.
2. «Коррозионные» минералы представлены (Ni,Co)-содержащими твердыми растворами серии руарсит-осарсит-ирарсит (RuAsS-OsAsS-IrAsS), As-содержащим лауритом (развиты по рутению), As-содержащим эрликманитом, ирарситом (развитыми по рутениридосмину), Fe-содержащим иридием, толовкитом, ирарситом (развитыми по иридию). Наложенные минералы отлагались на зернах иридия; они представлены Fe-содержащими иридием и осмием, сплавами системы Ir-Ni-Fe, в том числе гарутиитом (Ni,Ir,Fe), Rh-содержащими толовкитом и Rh-ирарситом, Ru-содержащим кобальтпентландитом. Наложенные МПГ образовались из наиболее позднего относительно низкотемпературного флюида в открытом пространстве.
3. Широкий видовой состав МПГ согласуется с полигенностью хромититов в Первомайском массиве (латераль-секреционные, метасоматические и реакционно-метасоматические) и участием метасоматизирующих постмагматических флюидов.
4. Предполагается, что вторичные «коррозионные» и наложенные МПГ образованы в условиях декомпрессии, падении всестороннего давления, смене восстановительного режима на окислительный при выдвижении тел гипербазитов к поверхности. Образование самородных вторичных МПГ обусловлено пониженными температурами и восстановительным режимом флюида. Арсениды, сульфоарсениды, стибниды и сульфиды элементов платиновой группы сформированы в условиях повышенных значений фугитивности S, As и Sb и сменой восстановительных условий окислительными в верхних частях коры.

Об авторах

Валерий Васильевич Мурзин

Институт геологии и геохимии УрО РАН им. А.Н. Заварицкого

Автор, ответственный за переписку.
Email: murzin@igg.uran.ru

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник

Россия, ул. Ак. Вонсовского 15, г. Екатеринбург, 620110

Крешимир Ненадович Малич

Институт геологии и геохимии УрО РАН им. А.Н. Заварицкого

Email: dunite@yandex.ru

доктор геолого-минералогических наук, главный научный сотрудник

Россия, ул. Ак. Вонсовского 15, г. Екатеринбург, 620110

Александр Юрьевич Кисин

Институт геологии и геохимии УрО РАН им. А.Н. Заварицкого

Email: kissin@igg.uran.ru

доктор геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник

Россия, ул. Ак. Вонсовского 15, г. Екатеринбург, 620110

Список литературы

Дополнительные файлы