УДК 553.491:549.383

П.П. Сафронов, В.Г. Моисеенко*

Продолжение таблицы 1

Продолжение таблицы 1

Окончание таблицы 1

Рутениридосмин встречается как в виде монофазных зерен, так и в сростках с изоферроплатиной, при этом в последнем случае рутениридосмин имеет форму плоскопараллельных пластинок, разориентированных по отношению друг к другу, а пространство между ними заполнено изоферроплатиной (рис. 4). Состав рутениридосмина характеризуется следующими вариациями основных компонентов в мас. %: Os 24.1-68.1, Ir 24.7-39.7, Ru 3.0-30.5. Содержание Pt колеблется от 0.7 до 5.7 %, Rh и Pd входят в небольших количествах: Rh от 0.1 до 3.1 %, Pd - 0-0.5 % и только в одном случае (анал. № 30) доля Pd составляет 1 %. Остальные примеси в количественном отношении невелики: Fe - 0-0.4, Cu - 0.3-0.4 %. Любопытно отметить, что в монофазных гомогенных зернах рутениридосмина по сравнению с многофазными, состоящими из многочисленных пластинок, различающихся между собой концентрацией слагающих их компонентов, главной примеси Pt существенно меньше - всего 0.7-1.8 %, остальных примесных элементов тоже мало. Лишь в рутениридосмине из росс. р. Гарь-2, ассоциирующем с Pt-Fe сплавом, который находится в виде вростка в первом, содержание Pt достигает 3.3 % (ан. № 18). Приведенная особенность указывает на то, что-либо первичные расплавы, из которых кристаллизовались монофазные и полифазные пластинчатые (совместно с изоферроплатиной) образования рутениридосмина, существенно различались химическим составом, либо монофазные зерна относятся к следующему более позднему платиноидному парагенезису.

В образце рутениридосмина Ш1-3 из россыпи р. Гарь-2, в одном из интерстициальных углублений на его поверхности, обнаружена зубчатая каемка сульфида Os, Ru, Ir вероятно постмагматического происхождения (рис. 5).

Иридосмин и осмирид из рассматриваемых россыпей в основном встречаются как самостоятельные образования. В одном только случае наблюдается тесное срастание иридосмина с лауритом. Состав иридосмина и осмирида колеблется по Os от 29.7 до 66.5, по Ir от 30.8 до 69.1 мас. %. В них содержание Pt составляет 0-1.5 %, т.е. существенно меньше, чем в целом в рутениридосминах, но сопоставимо с содержанием ее в монофазных зернах рутениридосмина. Это может указывать на одинаковую природу первых двух типов минералов (иридосминов и осмиридов) и последнего типа (монофазных рутениридосминов). Обращает на себя внимание то обстоятельство, что иридосмины, как правило, имеют лучшую огранку, т.е. более совершенные формы, чем осмириды. Это может свидетельствовать не только о наличии кристаллохимических факторов, обусловливающих формирование более совершенной морфологии кристаллов Os-Ir, обогащенных Os, но и об обогащенности расплава флюидной фазой. Поэтому вопрос, являются ли иридосмины, осмириды и рутениридосмины первично магматическими образованиями или часть - относится к вторичному постмагматическому парагенезису, остается, как нам кажется, дискуссионным. Один кристаллик иридосмина из росс. р. Гарь-2 обладает интересной микроморфологией поверхности (рис. 6). Очевидно, первоначально хорошо ограненный кристалл впоследствии прошел стадию флюидного воздействия, в результате чего произошло избирательное растворение участков с ослабленными межатомными связями на поверхности граней, и возникла ложбинисто-слоистая структура поверхности кристалла. Уместно здесь добавить о самородном осмии, найденном в россыпи бассейна р. Гарь-1. В нем содержится 90.1 % Os, 9.8 % Ir и 1.5 % Ru (табл. 1, ан. № 50). Остальных примесей практически нет.

На диаграмме Os - Ir - Ru (рис. 7) значительная часть составов МПГ россыпей рр. Гарь-2 и Гарь-1 занимает поле в центральной ее части, т.е. превалируют рутениридосмины с относительно близкими соотношениями основных компонентов.

Поскольку нами Pt - Fe сплавы рентгеноструктурным методом не были изучены, разделение их по составам на самородную платину и изоферроплатину было произведено на основе результатов рентгенографических исследований природных и искусственных сплавов [8], а также с учетом последующих работ [1,3-5] и др., в которых неупорядоченные природные твердые растворы с гранецентрированной кубической решеткой (ГЦК) с содержанием Fe > 20 ат. % (т.е. железистая платина) практически не были обнаружены. За критерий разграничения была условно принята граница с 80 ат. %**Pt и 20 ат. %**Fe, где **Pt = Pt + Ir + Os + Ru + Rh + Pd, **Fe = Fe + Cu + Ni. Она разделяет составы на твердые растворы с ГЦК решеткой (самородная платина) и твердые растворы с примитивной кубической решеткой (изоферроплатина) [8]. Однако, несмотря на вышесказанное, не исключено, что некоторые образцы с относительно повышенным содержанием Fe, могут быть разупорядоченными, т.е. являться железистой платиной. В дальнейшем необходимы уточняющие рентгенографические исследования.

Самородная платина и изоферроплатина образуют как самостоятельные зерна, так и тесные срастания с рутениридосмином, чаще всего выполняя роль матрицы, в которой выделяются, как правило, плоскопараллельные и разориентированные относительно друг друга пластинки рутениридосмина (рис. 4), реже таблитчатые выделения. В одном образце (обр. Ш2-7) из россыпи р. Гарь-2, как уже отмечалось выше, изоферроплатина находится в форме вростков в зерне рутениридосмина.

По составу самородная платина и изоферроплатина из рассматриваемых россыпей укладываются в интервалы концентраций по Pt и Fe 81.4-96.7 и 3.1-9.4 мас. %, соответственно. Примеси составляют: Os - 0-1.2; Pd - 0-1.0; и только в одном образце (обр. Ш3-2) из россыпи р. Гарь-1 содержания Pd достигают 2.1-2.2 % (ан. № 51, 52). Из остальных примесей следует отметить повышенные концентрации Cu (до 2.3 %) и низкие Ru - 0-0.3, Rh - 0-1.9. Самое значительное содержание Ir - 0.2-3.6 %. Часть зерен достаточно однородна по составу. Другие менее однородны, а некоторые существенно зональны. Так, например, в центральной части зерна (ан. № 7) концентрация Pt равна 89.4 %, а на периферии - 87.4 (ан. № 9) и 85.5 % (ан. № 8). Колеблются также содержания примесей - в центре зерна Os - 0.3, Ir - 1.7, Cu - 0.6 мас. %, а на краю Os - 0.8 и 1.0, Ir - 3.1 и 2.3, Cu - 1.2 и 2.3 %, соответственно. Ряд других зерен (обр. Ш3-4 из рос. р. Гарь-2, обр. Ш1-4 из рос. р. Гарь-1 и некоторые другие образцы, которые не отражены в табл. 1) также оказались зональными. Все это может свидетельствовать о том, что часть платиноидов кристаллизовались в менее равновесных условиях.

Следует отметить, что Н.Д. Толстых и др. [6] выявили для двух зерен из россыпи р. Гарь пониженное содержание Pt - 69.99 и 56.91 мас. %. Но при этом у них наблюдается повышенное содержание примесей Ru, Ir и Rh. Поэтому эти два сплава могут быть отнесены к многокомпонентным твердым растворам Pt-Ru-Ir-(Rh)-(Os)-(Fe) (здесь в скобки взяты элементы с концентрацией < 9 мас. %), которые, очевидно, могут иметь место в россыпях, приуроченных к реке Гарь. Хотя такие сплавы нужно тщательно проверять на предмет их концентрационной однородности. Может оказаться, что они состоят из тонких прорастаний рутениридосмина в изоферроплатине или самородной платине.

Интересен образец самородной платины РёР· россыпи СЂ. Средний Ульдегит (РѕР±СЂ. РЁ1-8₂, ан. в„– 59), РІ котором преобладают Pt (96.7 %) Рё Fe (3.1 %); содержание остальных примесей незначительно. Такая рафинированность данного платиноида может свидетельствовать Рѕ его гидротермальном генезисе. Кстати, РІ этой же платине обнаружены включения многочисленных микрозерен сульфоарсенида Ir, Rh, Pt, Pd (СЂРёСЃ. 8). Данное обстоятельство еще раз свидетельствует РІ пользу того, что самородная платина отложилась РЅР° завершающей стадии формирования платиноидной минерализации.

Составы изоферроплатины и самородной платины на диграмме

Pt-(Fe+Cu+Ni)-(Ir+Os+Ru+Rh+Pd) образуют протяженное поле, тяготеющее своей центральной частью Рє стехиометрическому составу Pt₃Fe (СЂРёСЃ. 9).

Остальные исследованные минералы, являются химическими соединениями платиновых металлов либо с мышьяком, либо с серой, либо с обоими химическими элементами одновременно.

Сперрилит из россыпей рек Средний Ульдегит (ан. № 57, 58, 60-64), Малый Ульдегит (ан. № 69-70) и Большие Дамбуки (ан. № 71-73) имеет наиболее постоянные соотношения основных компонентов Pt и As. Отклонения от стехиометрии в основном не превышают 1 ат. %. Примеси в нем практически отсутствуют, за исключением незначительных количеств (0.1-0.2 мас. %) Ir, а иногда S, Rh и Cu. Сперрилит встречается в основном как самостоятельный минерал. Лишь в одном случае он обнаружен в сростке с пиритом. Как уже отмечалось выше, помимо хорошо ограненных кристаллов сперрилита, встречаются частично и даже полностью окатанные индивиды, что свидетельствует о транспортировке их на значительные расстояния от первичного источника.

Лаурит, встреченный в срастании с иридосмином в рос. р. Средний Ульдегит, содержит в себе помимо основных составляющих, также существенные количества Os и Ir (табл. 1, ан. № 67 и № 68). С учетом не вошедших в таблицу 1 составов, отвечающих другим участкам образца, можно заключить, что этот минерал зонален. Последнее выражается в большем содержании в его центральной части Os (18.5 и 18.7 мас. %) и меньшем - Ru (37.2 и 38.6 мас. %), и наоборот, меньшем содержании на периферии Os (14.0 и 15.7 %) и большем - Ru (39.8 и 40.1 %).

Сульфид Os, Ru, Ir, образующий зубчатую пленку РЅР° рутениридосмине РёР· россыпи СЂ. Гарь-2 (РѕР±СЂ. РЁ1-3, СЂРёСЃ. 5), включает Ru, Os, Ir Рё небольшое количество Pt (табл. 2), причем Os Рё Ir значительно больше, Os - 28.8 Рё 28.9 мас. %, Ir - 19.6 Рё 21.8 %, чем Ru - 13.2 Рё 15.2 мас. %. Для этого минерала СЃСѓРјРјС‹ оказались существенно заниженными, что связано СЃ малой толщиной пленки, соизмеримой СЃ размером электронного Р·РѕРЅРґР°. Тем РЅРµ менее, атомное отношение основных компонентов близко Рє 1:2. Это позволяет заключить, что анализы выполнены правильно. Из полученных формул (Os_0.41Ru_0.35Ir_0.30Pt_0.04)_1.10S_1.90 Рё (Os_0.38Ru_0.37Ir_0.26Pt_0.01)_1.02S_1.98 РІРёРґРЅРѕ, что минерал представляет СЃРѕР±РѕР№ промежуточный член СЂСЏРґР° эрлихманит(OsS₂)-лаурит(RuS₂)-неназванный минерал (IrS₂).

Таблица 2

Химический состав сульфида Os, Ru, Ir

Примечание. В числителе - мас. %, в знаменателе - ат. %. Элементы Pd, Ni, As в пределах чувствительности метода не обнаружены

Сульфоарсенид Ir, Pt, Rh, Pd слагает мелкие (несколько мкм) включения в самородной платине из россыпи р. Средний Ульдегит (рис. 8). Следует отметить, что как и в предыдущем случае, ввиду малых размеров зерен (< 3 мкм) суммы анализов (91-95 %) далеки от 100 %, однако близость их стехиометрии 1:2 не оставляет сомнения в принадлежности их к нижерассматриваемому ряду. По содержанию основных компонентов эти включения отличаются друг от друга (табл. 3). Так, концентрация Rh изменяется от включения к включению от 3.8 до 14.1 мас. %, Pt - 14.2-27.5 %, Ir - 22.2-27.6 % и Pd - 1.0-3.8 %. Кстати, сульфоарсенид - единственный минерал, обнаруженный среди изученных платиноидов, который содержит существенное количество Rh. Для четырех зерен сульфоарсенида, наиболее существенно различающихся концентрацией Ir, Rh и Pt, рассчитанная кристаллохимическая формула в обобщенном виде может быть

Таблица 3

Химический состав сульфоарсенида Ir, Rh, Pt, Pd

Примечание. В числителе - мас. %, в знаменателе - ат. %. Элементы Ru, Fe, Ni в пределах чувствительности метода не обнаружены

представлена как (Ir_0.33-0.45Rh_0.13-0.39Pt_0.21-0.48Pd_0.03-0.10)_1.03-1.07 (As_1.22-1.47S_0.47-0.75)_1.93-1.97. Как видим, Ir, Rh и Pt по своему долевому участию в формуле почти равнозначны. Следовательно, минерал является природным твердым раствором ряда ирарсит(IrAsS)-холлингвортит(RhAsS)-платарсит(PtAsS) с изоморфно входящим в небольших количествах Pd. Особенностью изученных минералов является вариация отношения As/S, что позволяет относить их к новым разновидностям, а возможно и минеральным видам.

Таким образом, в результате детального изучения платинометальной минерализации пяти россыпей Зейско-Селемджинского золотоносного узла Приамурья установлены следующие минералы ЭПГ: рутениридосмин (моно- и полифазный); иридосмин и осмирид (в основном в виде самостоятельных зерен); самородный осмий; изоферроплатина, образующая, как отдельные зерна, так и находящиеся в срастании с рутениридосмином, – реже зональные зерна изоферроплатины с переходом к самородной платине; самородная платина; сперрилит, как правило, в виде хорошо ограненных кристаллов; лаурит с примесями Os и Ir; сульфоарсенид состава (Ir_0.33-0.45Rh_0.13-0.39Pt_0.21-0.48Pd_0.03-0.10)_1.03-1.07 (As_1.22-1.47S_0.47-0.75)_1.93-1.97, входящий в виде весьма мелких включений в самородную платину; дисульфид Ru, Os, Ir, образующий каемки на рутениридосмине. Следует также отметить присутствие в россыпи р. Гарь [6] многокомпонентных твердых растворов Pt-Ru-Ir-Rh-Os-Fe, которые отличаются от изученных нами природных сплавов Pt-Fe более низкими содержаниями Pt (56.91 и 69.99 мас. %) и значительными содержаниями примесных ЭПГ.

В то же время при сравнении платиноидных ассоциаций этих россыпей можно заметить общие черты для одних и различия для других. Так, в россыпях рек Гарь-1 и Гарь-2 в основном обнаружены минералы, являющиеся сплавами либо высокотемпературных металлов Os, Ir и Ru, либо менее высокотемпературных Pt и Fe (табл. 4). Лишь один минерал (Os_0.38-0.41Ru_0.35-0.37Ir_0.26-0.30Pt_0.01-0.04)_1.02-1.10S_1.90-1.98 является соединением этих металлов с серой. При этом в колличественном отношении преобладает рутениридосмин, часто образуя многофазные срастания с изоферроплатиной. В россыпях рек Средний Ульдегит, Малый Ульдегит и Большие Дамбуки - сплавы на основе высокотемпературных металлов менее распространены. Здесь есть сплавы Pt-Fe, богатые платиной. Но более значительны находки сперрилита - соединения платины с мышьяком. Есть лаурит - соединение Ru с серой. Также здесь проявляются более сложные соединения ЭПГ с мышьяком и серой, в частности минерал (Ir_0.33-0.45Rh_0.13-0.39Pt_0.21-0.48Pd_0.03-0.10)_1.03-1.07 (As_1.22-1.47S_0.47-0.75)_1.93-1.97.

На основании вышеизложенного можно выделить две платиноидные ассоциации (табл. 4): рутениридосминовую для россыпей рек Гарь 1 и Гарь 2, генетически связанную с офиолитами, в которой преобладает рутениридосмин, и арсенидно-платиновую (сперрилитовую) для россыпей рек Средний Ульдегит, Малый Ульдегит и Большие Дамбуки, предположительно связанную с архейско-протерозойскими базитами и гипербазитами, в которой весьма частым минералом является сперрилит.

Таким образом, в целом в рассматриваемых золотоносных россыпях Зейско-Селемджинского региона Приамурья установлен широкий спектр МПГ, начиная от относительно чистых самородных металлов Pt и Os, бинарных сплавов Os-Ir и Pt-Fe, тройных сплавов Os-Ir-Ru с изоморфно входящими в них примесями ЭПГ и Cu, кончая простыми арсенидами и более сложными сульфидами и сульфоарсенидами ЭПГ.

Таблица 4

Минеральный состав двух платинометальных ассоциаций Зейско-Селемджинского региона Приамурья

Примечание: * - данные о составе этого твердого раствора брались из работы [ 6] ; отдельно взятый в скобки элемент в таблице означает, что его содержание <10 мас. %; частота встречаемости минералов ЭПГ оценена приближенно.

Для двух групп россыпей отчетливо выделяются две платинометальные ассоциации: рутениридосминовая, в которой в качестве одного из основных минералообразующих компонентов выступает Os и сперрилитовая (арсенидно-платиновая), в которой доминирующим химическим элементом является Pt.

Коренной источник первой ассоциации очевиден - это нижнепалеозойский офиолитовый комплекс, выходы которого прослеживаются на протяжении более 100 км на северо-восток от устья р. Селемджи. Среди пород комплекса преобладают в разной степени меланжированные массивы гарцбургитов, дунитов, пироксенитов и габбро, часто содержащих убогую хромитовую (гипербазиты) и магнетитовую (пироксениты и габбро) минерализацию. Подобные массивы не могут быть источниками промышленного МПГ оруденения, однако с ними часто связаны россыпи, которые отрабатываются попутно с золотом.

Россыпи сперрилитового состава приурочены исключительно к докембрийским образованиям. Россыпеобразующие объекты этой ассоциации не известны. Сульфоарсенидный состав минерализации обычно характерен для месторождений медно-никелевых сульфидных руд в расслоенных габбро-гипербазитовых массивах. Подобные крупные массивы в зонах развития " сперрилитовых" россыпей не известны, но широко представлены многочисленные мелкие тела ортопироксеновых гипербазитов и габбро [ 7] . Кроме того, в последние годы на Кольском п-ве и в Карелии выявлен [ 2] новый промышленный тип сперрилитовой минерализации в лейкократовых (анортозитовых) массивах с убогой сульфидной и титаномагнетитовой минерализацией (тип Панских-Федоровых тундр). Подобные массивы широко представлены в докембрии Станового обрамления Алданского щита. Поэтому следует провести целенаправленные исследования районов развития “сперрилитовых” россыпей.

В заключение благодарим за полезные дискуссии С.А. Щеку и Г.В. Ботрякова.

1. Дмитриенко Г.Г., Мочалов А.Г., Паланджян С.А., Горячев Е.М. Химические составы породообразующих и акцессорных минералов альпинотипных ультрамафитов Корякского нагорья. Ч. 2. Минералы платиновых элементов. Препринт. Магадан: СВКНИИ ДВНЦ АН СССР. 1985. 60 с.
2. Додин Д.А., Чернышев Н.М., Полферов Д.В., Тарановецкий Л.Л. Платинометальные малосульфидные месторождения в ритмично расслоенных комплексах // Платинометальные месторождения мира / Под ред. В.П. Орлова. М.: АО Геоинформмарк,1994. Т. 1, кн. 1. 279 с.
3. Жерновский И.В., Мочалов А.Г., Рудашевский Н.С. Фазовая неоднородность изоферроплатины, богатой железом // Докл. АН СССР. 1985. Т. 283, № 1. С. 196-200.
4. Мочалов А.Г. Минералогия платиновых элементов // Автореф. дис. … канд. геол.- минер. наук. Л.: ЛГИ, 1986. 22 с.
5. Мочалов Г.А., Жерновский И.В., Дмитриенко Г.Г. Состав и распространенность самородных минералов платины и железа в ультрамафитах // Геол. рудн. месторожд. 1988. № 5. С. 47-58.
6. Толстых Н.Д., Кривенко А.П., Батурин С.Г. Особенности состава самородной платины из различных ассоциаций минералов элементов платиновой группы // Геология и геофизика. 1996. Т. 37, № 3. С. 39-46.
7. Щека С.А. Петрология и рудоносность никеленосных дунито-троктолитовых интрузий Станового хребта. М.: Наука, 1969. 113 с.
8. Cabri L.J., Feather C.E. Platinum-iron alloys: a nomenclature based on a study of natural and synthetic alloys // Canadian mineralogist. 1975. V. 13. P. 117-126.