Зміст і характер розподілу елементів плеяди
індію в рудах і мінералах свинцево-цинкових родовищ Великого Кавказу h2>
ас. Кусов Ж.Г., проф. Хетагуров Г.В. Кафедра
геології та пошуково-розвідувального справи. p>
Північно-кавказький державний технологічний
університет p>
На
підставі узагальнення великого фактичного матеріалу виявлені деякі
закономірності в розподілі домішок індію, кадмію, галію, германію та
талію, що об'єднуються під назвою плеяди індію в мінералах, рудах і продуктах
збагачення ряду свинцево-цинкових родовищ і проявів Великого Кавказу. p>
Найголовніші
поліметалічні (свинцево-цинкові) родовища розташовані на північному і
південному схилах Великого Кавказу, де відповідно утворюють дві
поліметалічних пояса, витягнутих у субширотне напрямку. Переважна
частина родовищ північного схилу (Садон, Згід, Архон, Полотно, Кадат) була
сформована в пізню стадію кіммерійської металогенічної епохи [1].
Щодо більш давніми є колчедан-поліметалічні родовища
Буронского рудного поля, що відносяться до верхнього протерозої [2]. Серед
свинцево-цинкових проявів південного схилу найбільшою популярністю користуються
низькотемпературні верхньоюрські родовища Квайсінского рудного поля. p>
Руди
свинцево-цинкових родовищ характеризуються відносно близьким
мінеральним складом; деякі відмінності в них виявляються в характері жильних
утворень і кількісний вміст рідкісних і розсіяних елементів,
що представляють велику економічну цінність. Зокрема, у кавказьких рудах
в істотних кількостях відзначається не менше 18-20 домішок, серед яких не
останнє місце відводиться Індію, кадмію, галію, германію і талію. p>
Кадмій
є найбільш поширеним із зазначених елементів, його вміст у
рудах і мінералах на один порядок вище в порівнянні з індіем, талієм,
германієм, галієм. Він не спостерігається у вигляді власних мінералів. Відомі
лише поодинокі мікроскопічні знахідки грінокіта в рудах Архонского
родовища. Основним мінералом-концентратором кадмію в рудах є
Сфалерит, зміст якого практично визначає кадміеносность руд. Найбільші
вмісту кадмію відзначені в сфалериту Ельбруського, Кадатского, Лівобережного
і Квайсінского родовищ; стійке воно і в сфалериту Садонского району.
Загалом вміст кадмію в сфалериту варіює в межах 1000-10000 г/т,
найбільш кадміеносни маложелезістие світлі сфалериту. p>
Зміст
кадмію в галенітом рідко перевищує 100 г/т і найбільшим воно є для
галенітом Кадатского, Лівобережного, Ельбруського родовищ; практично не
міститься кадмій в галенітом Квайсінского родовища. p>
Зміст
кадмію в піриту рідко перевищує 10 г/т і характеризується вкрай нерівномірним
розподілом: найбільш стійке воно в піриту руд Садонского району. У той
Водночас кількість кадмію в піриту родовищ сланцевої смуги і
Ельбруського рудного поля значно нижче кларкового. Найбільшим рівнем
концентрацій кадмію відрізняються дисульфід заліза (пірит, маркази) Квайсінского
родовища. p>
Характером
розподілу кадмію в мінералах обумовлюється його вміст у продуктах
збагачення - цинкові концентрати є основним джерелом його отримання
при металургійному переділі. p>
Індій
концентрується головним чином у цинкових обманках, в помітно менших
кількостях - в інших сульфіди (галенітом, пірит, халькопірітах тощо),
кількість індію в рудах свинцево-цинкових родовищ не перевищує 8-10 г/т.
Щодо підвищеної індіеносностью відрізняються сфалериту розроблюваних
родовищ Садонского району (Садон, Згід, Архон, Полотно), в яких
зміст індію наближається до 100 г/т. Найбільша концентрація індію притаманна
темно-коричневим різницям сфалериту, у яких вміст індію перевищує 400
г/т. Сфалериту, збагачені міддю, незважаючи на їх темне забарвлення і наявність
ізоморфно заліза, характеризуються відносно меншою індіеносностью.
Ймовірно, наявність міді в кристалічній решітці сфалериту ускладнює
ізоморфні входження індія, який завдяки близькості іонних радіусів
"Охочіше" займає місця двовалентного заліза [3]. Останнє особливо
характерно для сфалериту руд, що залягають у піщано-сланцевих відкладах юри.
Результати аналізів говорять про відсутність індію в светлоокрашенних сфалериту
деяких родовищ Дігора (Здіадаг, Ваза-Хох) і Квайсінского рудного
поля. p>
Середнє
зміст індію в галенітом, пірит і халькопірітах в порівнянні з
залозистими сфалериту на порядок нижче і не перевищує 10 г/т. Характер
розподілу індію у вказаних мінералах ідентичний сфалериту - їм у
щодо підвищених кількостях збагачені сульфіди свинцю, заліза, міді
садонской групи родовищ; мінерали родовищ сланцевої смуги,
Західної Дігора і Квайси практично не містять індію. Таким чином, головним
індійсодержащім мінералом в кавказьких рудах є Темна Сфалерит,
зміст якого і визначає ступінь збагаченість руд і цинкових
концентратів. p>
Середнє
кількість талію в рудах звичайно не виходить за межах 1-10 г/т. При цьому
найбільш талліеносни родовища сланцевої смуги, Квайсінского рудного поля
і Дігора - це обумовлюється підвищеним вмістом талію в гранітах цих
родовищ. У поведінці талію відзначається досить двозначні: при
максимальним вмістом елемента в галенітом родовищ сланцевої смуги
його кількість в сфалериту тих же руд знижується практично до нуля. Аналогічний
сфалериту і характер розподілу талію в піриту. p>
Стійкою
і відносно високим є вміст талію в галенітом, сфалериту і
дисульфіду Квайсінского родовища. С. С. Борішанской [4] в сфалериту
Квайсінского родовища виявлено рідкісний мінерал талію - гутчісоніт.
Наявність його, ймовірно, обумовлює, не характерне для інших родовищ,
збагачення цинкової обманки талієм. Важливим також є найбільша
збагаченість дисульфідів заліза Квайси талієм, де вона досягає 200 г/т.
Відомо, що при розподілі елементів-домішок великого значення набуває
ступінь кристалічності мінералів-носіїв, що визначається умовами освіти
мінералів. Зокрема, колломорфние різниці сульфідів, що утворилися з колоїдних
систем, у десятки і сотні разів багатші талієм в порівнянні з кристалічними
[5]. p>
Германій
за вмістом у рудах близький до талію, Індію і галлів. В найбільших кількостях
він відзначається в рудах Квайсінского родовища (до 20 г/т). Головним мінералом-носієм
германію в рудах є Сфалерит і особливо светлоокрашенние
скорлуповатие його різниці (Квайса, Західна Дігора). Помітно менше
кількість германію (на один - два порядки) містять галеніт, дисульфіду заліза
і Халькопірит. Причому характер його розподілу в даних сульфіду аналогічний
талію: щодо підвищеної германіеносностью відрізняються сульфіди пізніх
стадій мінералізації, відклалися при більш низьких температурах. p>
Галій
є елементом свинцево-цинкових руд, в розподілі якого важко
помітити будь-яку певну закономірність. Ймовірно, це пояснюється
добре вираженими літофільнимі властивостями елемента, що, у свою чергу,
обумовлює його підвищену концентрацію в різних алюмосилікатах. Середній вміст
галію в рудах не перевищує 10 г/т і є найбільшою для Полотна,
Лівобережного і Квайсінского родовищ. Вивчення мономінеральних фракцій
показало, що одним з провідних мінералів-концентраторів в рудах є
хлорит, в якому зміст галію в кілька разів вище, ніж в сульфідів,
чим і обумовлена щодо підвищена галліеносность руд зазначених
родовищ. p>
p>
Коефіцієнти
концентрацій Cd, In, Ga, Ge, Tl в сфалериту p>
З
наведених даних видно, що основним мінералом-носієм якi характеризуються
елементів у рудах є Сфалерит, зміст якого, головним чином,
визначає рівень концентрації кадмію, Індія, Німеччина, талія і в меншому
ступеня - галію. З метою з'ясування ступеня збагаченість зазначеними елементами
сфалериту були визначені їх коефіцієнти концентрації. Як відомо, під
коефіцієнтом концентрації, що в даному випадку рівносильно коефіцієнту
кадміеносності, індіеносності, розуміється частка від розподілу середнього
вмісту елемента в мінералі на мінеральний кларк [5]. За В.В. Іванову
мінеральні кларк елементів у Сфалерит виражаються наступними величинами:
кадмій - 2680, германій - 41, індій - 40, талій - 19. Коефіцієнти
концентрацій різних родовищ Кавказу (малюнок) показують, що
концентрація елементів у сфалериту схильна до великих коливань (до двох
порядків і більше) і є відносно стійкою для руд родовищ
садонской групи (Згід, Садон, Архон, Полотно). Це може бути пояснено
ідентичністю умов рудогенеза - однаковим складом вміщуючих порід
(граніти, альбітофіри), близької температурою і глибиною формування руд. Тут
елементи плеяди індію за ступенем концентрації в Сфалерит утворюють наступний
убутної ряд: індій - кадмій - галій - германій - талій. Дещо іншим
є характер їх розподілу в сфалериту інших родовищ. У
сфалериту руд з піщано-сланцевих відкладень (Лівобережне, Кадат) намічається
тенденція до зниження вмісту талію, індію і галію і збільшенню кадмію та германію.
Примітним є різке збільшення коефіцієнтів концентрації талію і
германію для сфалериту приповерхневих низькотемпературних родовищ
Квайсінского рудного поля, а також збагачення цинкових обманок з аналогічних
рудопроявлень Західної Дігора (Ваза-Хох, Тоторс) талієм і германієм. p>
Відсутність
низки аналізів не дозволяє з упевненістю говорити про ступінь концентрації
сфалериту руд Ельбруського району. Однак можна відзначити деяку
збагаченість кадмієм і галієм сфалериту в порівнянні з Садонскім районом. p>
Висновки. h2>
Основним
мінералом-носієм елементів плеяди індію в рудах є Сфалерит,
змістом якого практично визначається їх рівень концентрації. p>
В
розподіл елементів плеяди індію в свинцево-цинкових рудах Великого Кавказу
намічається певна геохімічна горизонтальна зональність. У центральній
частини (Саданскій рудного району) рудного пояса північного схилу відзначається
підвищена концентрація руд індіем, у північно-західному та південно-східному
напрямках у рудах істотно зростає значення германію та талію. p>
Руди
поліметалевого поясу південного схилу Великого Кавказу збагачені германієм і
талієм. p>
На
розподіл елементів істотно позначається складу вміщуючих порід.
Особливо чітко це проявляється у зниженні рівня концентрації індію, галію та
германію в сфалериту, талію та кадмію - в піриту. p>
Список літератури h2>
1.
Азізбек Ш. А., Магакян І. Г., Тварчелідзе Г. А., Харчук Л. П. Закономірності
розміщення корисних копалин, т IV. М.: Наука, 1958. P>
2.
Хетагуров Г. В. ДАН СРСР, т. 212. № 1. 1973. P>
3.
Хетагуров Г. В., Епхіев А. И. У СБ, присвяченому 125-річчю садонскіх рудників.
Орджонікідзе, 1968. P>
4.
Борішанская С. С., Воскресенська Н. Т., Карпова І. С. Наукові доповіді вищої
школи. Геолого-географічні науки. 1958. № 4. P>
5.
Іванов В. В. Геохімія розсіяних елементів у гідротермальних родовищах.
М.: Недра, 1966. P>
Для
підготовки даної роботи були використані матеріали з сайту http://www.skgtu.ru/t
p>