Проблема металлогении углеродистых формаций возникла еще в шестидесятые годы прошлого века, в связи с выявлением месторождений золота, серебра, урана, молибдена, ванадия и некоторых других металлов в черных сланцах. За прошедшее время была накоплена достаточно обширная информация по рудным объектам подобного рода, проведены их систематизация, типизация, разработаны концепции генезиса, методические подходы и принципы их прогнозирования [Будяк, Брюханова, 2012]. Тем не менее, несмотря на большое внимание, которое уделяется осадочным формациям, обогащенным углеродом и рудными металлами, углеродистое вещество остается наименее изученным компонентом рудовмещающих толщ.
К настоящему времени, в литературе широко представлен материал исследований углеродистого вещества в месторождениях черносланцевых образований и его связи с благороднометальной минерализацией [Паршин и др., 2013], что несомненно приблизило к решению фундаментального вопроса рудной геологии относительно участия углеродистого вещества в процессе рудогенеза.
Как известно, рассеянному углеродистому веществу (РУВ) являющемуся одним из породообразующих компонентов, принадлежит особая роль, на всем протяжении эволюционного развития осадочных отложений, начиная со стадии седиментации и диагенеза, к катагенетическим и метаморфическим преобразованиям.
Месторождение Дегдекан локализовано в пермских черносланцевых толщах Аян-Юряхского антиклинория Верхояно-Чукотской складчатой области [Литвиненко, 2009]. Исследования рассеянного углеродистого вещества (РУВ) углеродистых сланцев проводилось на технологической пробе месторождения Дегдекан (ИрГИрМет). Технологическая проба, исследуемая в данной работе, характеризует первичные руды, представленные в основном углистыми сланцами с преобладанием в составе прожилков карбонатов, кварца, с массовой долей сульфидов не более 3%. Текстура руд прожилковая и прожилково-вкрапленная.
Химический состав пород изучали с применением оптического спектрального, количественного рентгенофлюоресцентного и фазового атомно-абсорбционного методов анализа. Содержание драгоценных металлов определяли пробирным анализом исходной пробы, а также по балансу технологических опытов. По результатам спектрального анализа, проба состоит, в основном, из литофильных элементов, среди которых преобладает кремний. Масса железа находится на уровне 4 % (таблица 1).
Силикатным химическим анализом установлено, что в составе пробы присутствует, главным образом, оксид кремния, массовая доля которого составляет 67,6%. В меньшем количестве (19,1%) фиксируется оксид алюминия. Доля оксида калия находится на уровне 3,3%. Массовая доля общего железа – 4,12% при этом, количественно преобладает железо, присутствующее в оксидной форме, на долю которого приходится 71% от общей массы металла. Масса общей серы составляет 1,48% и она на 90 % находится в сульфидной форме. Что касается оксидной серы, то ее доля не превышает 0,15%.
Таблица 1
Результаты спектрального анализа пробы.
|
Элементы |
Массовая доля, % |
Элементы |
Массовая доля, % |
|
Ni |
0,008 |
Sc |
0,0005 |
|
Co |
0,002 |
Be |
0,0003 |
|
V |
0,008 |
B |
0,03 |
|
Cr |
0,015 |
Ga |
0,003 |
|
Pb |
0,003 |
La |
0,003 |
|
Cu |
0,006 |
Y |
0,004 |
|
Zn |
0,02 |
Yb |
0,0004 |
|
W |
0,001 |
P |
0,05 |
|
Mo |
0,0003 |
Ba |
0,03 |
|
Zr |
0,015 |
Sr |
0,04 |
|
As |
0,15 |
Li |
0,006 |
|
Sn |
0,0008 |
Ge |
0,0001 |
Содержание золота в технологической пробе из рудного горизонта месторождения варьирует от 0,93 до 1,12 г/т. Оно находится преимущественно в самородном виде и ассоциировано с кварцем и сульфидами. Валовое содержание углерода составляет 1,8–2,5%. Углерод присутствует в карбонатной (0,67%) и органической (1,82%) форме. На кривой дифференциально-термического анализа для углистой пробы зафиксировано два максимума экзотермической реакции, соответствующие 4500С и 5800С, что указывает на неоднородность углеродистого вещества и вероятность различного его генезиса. Изотопный состав углерода (δ13С) углеродистого вещества составляет в среднем –21,5%, что подтверждает его биогенное происхождение [Развозжаева и др., 2005].
Для более детального изучения органического вещества было проведено извлечение битумоида путем холодной экстракции спиртобензольной смесью [Мартихаева и др., 2001]. Выход битумоида составил 0,0004%.
По данным ИК-спектроскопии (прибор UR-1, ИХ СО РАН, Иркутск) спирто-бензольный битумоид исследуемой пробы характеризуется полосами поглощения метильных и метиленовых структур углеводородов (1390, 1460 см-1), парафиновых цепей (2920, 2950-2970 см-1), полос поглощения ароматических структур, кислородных функциональных групп карбонатных кислот, альдегидов, ароматических сложных эфиров нет.
Элементный анализ показал, что спиртобензольный битумоид состоит только из углерода 88,34% и водорода 11,86%, т.е. представлен углеродистыми фракциями (нормальные алканы и нафтеновые углеводороды). Геополимеры (смолы, асфальтеновая фракция) не зафиксированы, так как не обнаружены соединения с гетероэлементами (азот, кислород, сера).
На основании проведенных работ сделаны следующие выводы.
1. Проба характеризует золотокварцевый малосульфидный тип руд, локализованных в карбонатизированных углистых сланцах. Основными компонентами, входящими в ее состав, являются оксиды кремния и алюминия с резким преобладанием кремнезема, содержание которого составляет 67.6%. Золото находится преимущественно в самородном виде и ассоциировано с кварцем и сульфидами.
2. Битумоид пород локализованных в черносланцевых толщах, вне зависимости от возраста и типа месторождений с пиритовой, арсенопиритовой и кварцевой минерализацией, обогащен золотом [Виленкин В.А., 1983; Развозжаева и др., 2003]. Концентраторами золота и ряда сопутствующих компонентов V, Ni, Zn, Cu, Mn и др., в битумоидах являются преимущественно асфальтогеновые фракции и асфальтены [Немеров и др., 2009]. Согласно полученным данным битумоид с месторождения Дегдекан имеет углеродистый состав и не содержит (тяжелых фракций) асфальтенов. В связи с этим, предположение о формировании месторождения Дегдекан, связанного с миграцией благороднометальной составляющей совместно с катагенным флюидом (нафтиды и элизионные воды) в процессах катагенетических трансформаций и последующим его концентрированием в процессе метаморфизма (Сухоложский тип), на наш взгляд, маловероятно.
3. Нерастворимая часть углеродистого вещества, представляющая одну из минеральных фаз углистых сланцев месторождения Дегдекан, могла служить средой для концентрирования металла в процессе рудогенеза.
Работа выполнена при финансовой поддержке проекта №02.G25 31.0075 в рамках постановления Российской Федерации №218 от 09.04.2010г.