Платинометальная минерализация Урала

Содержание

1.       Введение……………………………………………………………………….-3-

2.       История открытия и разработки платины на Урале………………………...-4-

3.       Геологическая позиция и строение массивов дунит-клинопироксенит-габбровой формации ………………………………………………………….-6-

4.       Платино-хромитовые месторождения и рудопроявления в дунитах Платиноносного пояса Урала………………………………………………....-8-

5.       Платиноидная минерализация в магнетитовых рудах Качканарского и Гусевогорского месторождений Нижнетагильского массива………………-12-

6.       Платиновые россыпи Урала…………………………………………………..-15-

7.       Различия платино-хромитит-дунитовой и палладиево-магнетитклинопироксенитовой формаций Платиноносного пояса Урала…-18-

8.       Общие выводы по платиноидным месторождениям и рудопроявлениям Платиноносного пояса Урала………………………………………………………-19-

9.       Список литературы…………………………………………………………………….-20-

Введение

Платина получила свое название от испанского слова platina, уменьшительного от plata – серебро. Так пренебрежительно назвали светло-серый металл, изредка попадавшийся среди золотых самородков, испанские конкистадоры – колонизаторы Южной Америки, около 500 лет назад. Никто не мог тогда предположить, что в конце второго тысячелетия платина (Pt) и элементы платиновой группы (ЭПГ): иридий (Ir), осмий (Os), рутений (Ru), родий (Rh) и палладий (Pd), получат широкое применение в разных отраслях науки и техники, а по своей стоимости будут превосходить золото. Тем более, никто не знал в те далекие времена, что одним из главных поставщиков платины и платиноидов на мировой рынок станет в XIX веке Урал, который удержит лидирующее положение по добыче платины в течение 100 лет.

Согласно современным представлениям, основными источниками платиноидов являются  их собственные месторождения и месторождения, из которых платина и другие металлы Pt-группы добываются попутно. Собственные платиновые месторождения, в свою очередь, делятся на эндогенные (связанные с глубинными источниками) и экзогенные (образующиеся в результате процессов, происходящих на поверхности Земли). К эндогенным месторождениям относятся магматогенные, скарновые и гидротермальные. К экзогенным – россыпные, месторождения кор выветривания и собственно осадочные месторождения. [3]

Магматогенные месторождения ЭПГ связаны с интрузиями основных пород (базальтов, долеритов и др.) и концентрически-зональными ультраосновными массивами и образовались в результате кристаллизации магматических расплавов. Скарновые месторождения, как правило, формируются при взаимодействии магматических пород с карбонатными осадочными (известняки) или метаморфическими (мрамора) породами. При понижении температуры, в процессе становления интрузивных массивов, в них происходит обособление высокотемпературных, минерализованных растворов, которые циркулируют по трещинам и полостям в горных породах и после своей окончательной кристаллизации формируют гидротермальные жильные месторождения.

Среди них наибольшее экономическое значение имеют россыпные месторождения платины. Благодаря своей высокой плотности, колеблющейся в природных образцах от 15 до 19 г/см3, платиноиды с трудом переносятся водными потоками и накапливаются в речных осадках совместно с другими тяжелыми минералами. [3]

История открытия и разработки платины на Урале

Первое официально зарегистрированное упоминание о находке платины в золотых россыпях Урала относится к 1819 году, а уже в 1824 году, на р. Орулиха, к северу от Нижнего Тагила, была открыта первая в России собственно платиновая россыпь. С 1827 года начинается настоящая “платиновая лихорадка”, связанная с обнаружением и эксплуатацией многочисленных платиновых россыпей в Нижнетагильском районе Среднего Урала. В то время ежегодная добыча платины из россыпей достигала 2-3 тонны. В последующие годы богатые платиновые россыпи были обнаружены севернее и южнее и на карте Урала появились еще несколько крупных платинодобывающих районов: Качканарско-Исовской, Кытлымский, Павдинский.

На Урале развиты два типа россыпей: элювиальные (залегающие непосредственно над платиноносными коренными породами) и аллювиальные, образовавшиеся после переноса и отложения каменного материала речными водами. Геологический разрез аллювиальных наносов большинства уральских рек достаточно однообразен.

Значительные размеры некоторых россыпей позволили извлекать платину из речных наносов с помощью технически оснащенных драг, которые потеснили тяжелый старательский труд на приисках. Современные драги представляю собой своеобразные плавучие обогатительные фабрики, специально предназначенные для разработки россыпных месторождений. Они оснащены многоковшовым землечерпальным оборудованием, позволяющим извлекать грунт из-под воды с глубины 10-20 м, который затем многократно просеивается и промывается водой, в результате чего легкие минералы смываются, а платина, золото и другие тяжелые минералы накапливаются в остатке, который называется шлихом. [3]

На рубеже двадцатого века Нижнетагильские и Исовские прииски давали до 80% мировой добычи платины, а вклад Урала в целом, составлял по оценкам специалистов, от 92 до 95% мирового производства платины. В 1892 году, спустя 65 лет после начала разработки россыпей в Нижнетагильском массиве было обнаружено первое коренное проявление платины, которое повлекло за собой интенсивные поиски и многочисленные открытия новых месторождений, самое крупное из которых “Господская Шахта” была обнаружено старателями в 1909 году. Среднее содержание платины в руде, в верхних горизонтах месторождения, составляло около 400 г/т, и только за первый период эксплуатации было добыто порядка 50 кг металла.

За неполные сто лет с момента открытия месторождений платины (с 1924 по 1922 г.), на Урале, по официальным данным, было добыто около 250 тонн металла, и еще 70-80 тонн добыто незаконно хищническим образом. Самый крупный самородок платины, извлеченный из коренного месторождения, весил около 427 г, а крупнейшие самородки, найденные в россыпях достигали 8-9 кг. До сих пор платиновые самородки, добытые на Урале в ХIX и начале ХХ века, остаются самыми крупными в России. [3]

К середине XX столетия коренные месторождения платины Нижнетагильского массива полностью отработаны, а новые месторождения не обнаружены. В настоящее время продолжается эксплуатация только россыпных месторождений, причем работы ведутся преимущественно небольшими старательскими артелями в пределах старых горных отводов т.е. перемываются отвалы некогда знаменитых на весь мир платиновых приисков. Во второй половине двадцатого века крупнейшие в России платиновые россыпи были открыты в Хабаровском крае, Корякии и Приморье, но коренных месторождений, аналогичных тем, которые разрабатывались на Урале до сих пор не найдено.

Геологическая позиция и строение массивов дунит-клинопироксенит-габбровой формации

Все без исключения крупные платиновые россыпи приурочены к массивам кристаллических пород, состоящих либо из оливина (Mg,Fe)2SiO4 с небольшой примесью хромита FeCr2O4, либо из клинопироксена (Ca,Mg,Fe)SiO3 с примесью оливина. Первые породы называются дунитами, а вторые – клинопироксенитами. В тесной ассоциации с ними находятся оливин-клинопироксен-полевошпатовые породы (габбро). Эти породы образуют гиганский пояс, вытянутый в меридиональном направлении более чем на 900 км, который впоследствии получил название Платиноносного пояса Урала. По геологическим данным, Платиноносный пояс был сформирован около 420-430 млн. лет тому назад в переходной зоне между древним океаном и континентом. Состав пород свидетельствует об их мантийном происхождении. Еще 30-40 лет назад считалось, что дунит-клинопироксенитовые массивы непосредственно представляют собой выступы мантии Земли. Однако геофизическими исследованиями было показано, что «корни» массивов прослеживаются всего до глубины 15-20 км и далее выклиниваются. На современной дневной поверхности обнажены 14 изолированных массивов площадью от 50 до 750 кв. км. [3]

              Дунит-клинопироксенит-габбровая формация впервые была выделена Ф. Ю. Левинсоном-Лессингом в 1990 году на примере интрузивных массивов Платиносного пояса Урала, имеющего силурийский возраст.

              Среди основных и ультраосновных пород Платиносного пояса Урала наиболее распространены габбро, однако на дуниты приходится 20 % площадей выходов ультрамафитов, на клинопироксениты – около 35%, на верлиты – свыше 30 %.

              В пределах меридиональной зоны массивы пояса группируются в две параллельные полосы – западную, с массивами дунитов и пироксенитов и восточную, с массивами габбро и пироксенитов. Платиноносный пояс располагается западнее Хромитоносного пояса Урала, как бы обрамляя его с континентальной стороны и представляя собой формирование более консолидированной тектонической структуры. Массивы пояса тяготеют к границе двух крупных структур: Центральноуральского антиклинория на западе и Зеленокаменного синклинория на востоке. Массивы Платиноносного пояса приурочены к западному борту Тагильского прогиба, представленного вулканогенно-осадочными отложениями палеозоя мощностью 5-8 км, имеющими моноклинальное падение с постепенным выполаживанием к востоку.

              «Дунит-клинопироксенит-габбровые массивы Платиноносного пояса Урала образуют вытянутые в меридиональном направлении линейные в плане тела протяженностью в десятки километров, длинные оси которых совпадают с простиранием региональных структур». [1] Эти массивы слагают тела изометрической и подковообразной формы диаметром несколько километров, принадлежащие к категории концентрически-зональных массивов.

              Массивы Платиноносного пояса окружены зонами контактово-термальных пироксен-плагиоклазовых роговиков мощностью в десятки и сотни метров. Дунитовые ядра большей частью залегают в габбро и отделены от них клинопироксенитовыми зонами.

              К числу главнейших разновидностей мафитов и ультрамафитов Платиноносного пояса относятся дуниты, верлиты, пироксениты и габбро. Среди клинопироксенитов выделяются низкоглиноземистые оливиновые клинопироксениты, окаймляющие дуниты, и высокоглиноземистые и высокожелезистые магнетитовые клинопироксениты, генетически связанные с габброидами.

Платино-хромитовые месторождения и рудопроявления в дунитах Платиноносного пояса Урала

              «Эти месторождения залегают в дунитовых ядрах зональных дунит-клинопироксенит-габбровых массивов». [1] Наиболее распространены небольшие месторождения платины, генетически связанные с разнообразными рудопроявлениями хромита. Общее число таких месторождений составляет несколько сотен и все они залегают в дунитах. Обычно они представляют собой систему крутопадающих параллельных прожилков, линз, гнёзд и столбов, быстро выклинивающихся и вновь появляющихся как по падению, так и по простиранию. Большинство хромитовых обособлений не имеет резких контактов с включающими дунитами, переход между ними совершается непрерывно через рассеянную вкраплённость хромита.

              В дунитах наряду с подиморфными телами имеются настоящие резкоочерченные и выклинивающиеся жилы и прожилки, изобилующие миаролитовыми пустотами – вторая генерация хромитовых тел, представляющих собой обычные жилы. Стенки миаролитовых пустот выстланы кристаллами уваровита, хромдиопсида, хромвезувиана, фуксита и хромистого хлорита. В таких пустотах наблюдается обрастание кристалликов платины хром-везувианом. Предварительное дробление и последующая цементация эруптивной брекчии хромитом ведет к образованию хромититов с брекчиевой текстурой. Дуниты рассматриваемых зональных массивов – типичные анхимономинеральные породы. Средний нормальный дунит состоит из 98,22 % оливина, 0,78 % клинопироксена и 1 % хромита. В качестве вторичного минерала наблюдается серпентин. Кроме дунитов встречаются магнетитовые или безмагнетитовые оливиниты, секущие пироксениты и габбро. Дунитовые пегматиты чаще присутствуют в центральных частях дунитовых массивов среди крупнозернистых дунитов. Они имеют зональное строение: их периферические части сложены крупно- и грубозернистым дунитом с оливином, а центральные – хромовым пеннином, хромдиопсидом, хромандрадитом, хризотил-асбестом. [1]

              Главнейшим минералом коренных месторождений рассматриваемой формации является хромшпинелид, который находится в дунитах в интерстиционных промежутках между зернами оливина в виде кристаллов 0,1 – 0,3 мм в диаметре. Более мелкие зерна этого минерала часто располагаются внутри оливиновых зерен. Вокруг хромшпинелида наблюдаются узкие прерывистые каймы хроммагнетита и магнетита. По сравнению с рудными хромитами этого комплекса хромшпинелиды являются более железистыми, особенно в части оксидного железа, а рудные хромиты – более магнезиальными и глиноземистыми. Платина обычно содержит включения хромшпинелидов в виде обломков, зерен неправильной формы, редко идиоморфных кристаллов размером до 0,5 мм. Зональность в зернах-включениях проявлена слабо. По составу хромшпинелиды-узники попадают в поле алюмохромита-хромпикотита в диапазоне от состава акцессорных до состава рудных хромитов.

              Хромититы, слагающие шлиры в значительной степени состоят из рудного хромита, а также из серпентинизированного оливина с небольшой примесью сульфидов. По поводу распределения платины в хромититах, можно отметить резко выраженную концентрацию в шлировых скоплениях хромита, неравномерное распределение хромититовых образований в дунитовых телах, неравномерное распределение платины в самих хромититовых образованиях. «В целом по общему высокому уровню содержания платиноидов уральские хромититы явно тяготеют к стратиформным хромититам расслоенных массивов и существенно отличаются от подиформных офилитовых хромититов». [1]