Платинометальная минерализация Урала

              Рассмотрим состав и структурные особенности наиболее распространенных минералов платиновой группы.

Платина. По А. Г. Бетехтину коренная первичная платина по химическому составу отвечает поликсеновой разности, он подчеркивал, что платина практически представлена поликсеном, т.е. разновидностью самородной платины, содержащей 80-88 % и более платины и 12 % и менее железа. Элементарная ячейка – гранецентрированный куб, сингония кубическая. Другие исследователи считают, что коренная платина уральских дунитовых массивов – это изоферроплатина. Ю. А. Волченко различал платину с повышенным содержанием иридия и иридистую платину в хромититах, железистую платину, самородную платину и изоферроплатину в дунитах и оливиновых пироксенитах. Наконец, коренную платину называли «платино-железистыми твёрдыми растворами». Одна и та же уральская коренная платина носит разные названия.

              Анализ структурных взаимоотношений платины с минералами дунитов и хромититов показал, что главная масса платины в хромититах занимает ксеноморфное пространство между зернами хромита и даже оливина. Среди хромшпинелидовых зерен платина распределяется неравномерно, образуя цепочки и гнезда. Значительно реже платина встречается в виде хорошо образованных идиоморфных кристаллов кубической формы во включениях в зернах хромита. Ещё реже в самой платине наблюдаются идиоморфные вростки хромита. В тонкозернистых дунитах платина находится в тонкодисперсном или изоморфном виде в породообразующих минералах и не образует собственных выделений. В средне- и крупнозернистых дунитах платина и минералы платиновой группы образуют самостоятельные выделения, самые крупные из которых ассоциируют с грубозернистыми дунитовыми пегматитами и с хромитами. Дунитовый тип имеет преимущественно комковидную и изометрическую форму, а также представлен отдельными кристаллами кубической формы и их сростками относительно мелко- и крупнозернистого размера. «Хромитовый тип характеризуется зернами неправильной формы, часто с извилистыми, крючковатыми и зазубренными контурами примерно того же размера, что и зерна дунитового типа». [1]

              Платина Нижнетагильского массива содержит редкие включения самородного осмия, кубические и эмульсионно-неправильные выделения осмирида, платинистого осмирида, реже иридосмина, рутениридосмина, самородного иридия и многочисленных сульфидов платиноидов. В массиве наблюдается два типа зерен платины: с включениями редких самородных минералов и без включений. Характерной особенностью состава уральской коренной платины является довольно постоянное содержание железа, постоянная и значительная примесь иридия, а также родия и меди, при незначительной примеси никеля, палладия, осмия и рутения.

Туламинит (Pt2FeCu). При травлении царской водкой зерен платины было установлено, что периферические каймы этих зерен обладают более легкой растворимостью и имеют иной химический состав, чем центральные, обнаруживая обогащенность железом, медью и никелем за счет платины. Этими исследованиями было показано, что реакционные каймы сложены медистой платиной или куроплатиной с существенным содержанием меди. И железа, никелистой платиной с повышенным содержанием никеля, а также ферроплатиной. Изучая россыпи платиновых минералов, связанных с массивом Туламин в Канаде, исследователи обнаружили там минерал, соответствующий по составу куроплатине и назвали его туламинитом, который в последствии был определен в Нижнетагильском массиве.

              Сравнение состава туламинита с составом платины помимо обогащения медью за счет платины свидетельствует о его резком обеднении всеми редкими платиноидами, особенно иридием и осмием. В ходе процесса серпентинизации и замещения туламинитом, тетраферроплатиной и ферроникельплатиной платина не только теряет в своем составе часть платины, но и лишается при этом значительной доли иридия, осмия и других редких платиноидов, которые освобождаясь могут образовывать собственные минералы.

Платиновый осмирид (невьянскит). Является вторым по распространению после платины минералом платиновой группы. Главной особенностью состава коренного осмирида является значительное содержание платины, а также заметная примесь рутения, вследствие чего минерал можно назвать рутениево-платиновым осмиридом (невьянскитом). [1]

Выводы.

              Коренная платина в дунитах Платиноносного пояса Урала теснейшим образом связана с хромитами.

              Хромититы в дунитах подразделяются на сингенетические, образующие столбы, линзы, шлиры, и жильные позднемагматические. Сингенетические хромититы обладают такими же формами залегания, как и подиформные хромититы.

              Средний химический состав хромитита и хромитовых тел Платиноносного пояса богат железом, особенно трехвалентным, и близок к средним химическим составам стратиформных хромитов из платиноносных хромитовых горизонтов Бушвелдского и Стиллуотерского массивов.

              Сингенетические хромититы кроме подиформных форм залегания характеризуются крутыми углами падения этих форм, что также типично для подиформных хромититов.

              В процессе серпентинизации первичная платина замещается реакционными каймами и псевдоморфозами, сложенными туламинитом, тетраферроплатиной и никельферроплатиной, и в процессе этого замещения теряет часть платины и главную массу редких платиноидов, которые образуют собственные минералы или выносятся из серпентинизированной породы в зоны разгрузки растворов.

              Распределение платины в самих дунитовых массивах является довольно неравномерным и колеблется в широких пределах.

              Главными минералами платиновой группы (МПГ) в дунитах и хромититах Платиноносного пояса Урала являются иридистая платина и планиновый осмирид. [1]

Платиноидная минерализация в магнетитовых рудах Качканарского и Гусевогорского месторождений Нижнетагильского массива

              В рассматриваемой магматической формации помимо дунитов платиноидную минерализацию несут также пироксениты. Материнскими породами здесь служат не только безрудные, но и магнетитовые клинопироксениты с относительно высоким содержанием магнетита – до 25 %. Они образуют железорудные месторождения, богатые титаном и ванадием.

              Габбро-пироксенитовые массивы Платиноносного пояса Урала имеют форму расслоенных брахисинклиналей. Рудные клинопироксениты в них располагаются стратиграфически выше безрудных оливиновых клинопироксенитов. Пироксениты слагают два самостоятельных массива: Качканарский на западе и Гусевогорский на востоке. Качканарский пироксенитовый массив, вмещающий одноименное магнетитовое месторождение, вытянут в северо-западном направлении на 5,5 км при ширине 3,2 км. Кроме пироксенитов в его составе содержатся оливиниты и перидотиты. Гусевогорский пироксенитовый массив, частично сложенный перидотитами, горнблендитами и габбро, протягивается в меридиональном направлении на 8,5 км при ширине до 4 км. Рудные тела представляют собой залежи главным образом вкрапленных, а также шлирово-вкрапленных или массивных магнетитовых руд, имеющих форм линз, жил, пластов и труб. Переход от рудных пироксенитов к безрудным осуществляется постепенно. [1]

              Основными минералами рудных клинопироксенитов являются диопсид и магнетит. Второстепенные нерудные минералы представлены оливином, амфиболом, вторичные – серпентином, хлоритом, эпидотом, циозитом, акцессорные – шпинелью, апатитом. Второстепенные рудные минералы представлены пиритом, пирротином, реже халькопиритом, пентландитом, борнитом. Структура магнетитовых клинопироксенитов – типичная сидеронитовая.

              Магнетит Качканарского месторождения присутствует в рудных клинопироксенитах в виде двух основных разновидностей. Первая – количественно преобладающая вкрапленная или интерстиционный магнетит. Для него характерна ксеноморфная форма выделения. При повышенных содержаниях этого элемента он играет роль цемента, что приводит к образованию сидеронитовой структуры клинопироксенитов. Внутреннее строение магнетита характеризуется наличием выделений шпинели, пластинчатых вростков ильменита, располагающихся по плоскостям магнетита, а также вростков гематита, корунда, периклаза. «В химическом отношении это титаносодержащий магнетит с относительно высоким содержанием ванадия». [1]

              В магнетите Гусевогорского месторождения в среднем находится 0,35 мас. % ванадия. По особенностям пертитового строения и наличию характерных геохимических примесей титана и ванадия магнетит похож на магнетит из рудных залежей Верхней зоны Бушвелдского массива. Вторая разновидность магнетита – вторичный пылевидный магнетит, образующийся при серпентинизации пироксенитов.

              Анализ баланса распределения элементов платиновой группы по минералам рудных клинопироксенитов показал, что в главные породообразующие минералы – клинопироксен и магнетит – входит лишь незначительная часть платины и палладия. Редкие же платиноиды – родий, иридий, рутений, осмий, - наоборот, концентрируются в этих минералах в первую очередь в магнетите. Таким образом магнетит является хорошим концентратором редких платиноидов. Также немаловажно, что концентратором части платины и палладия, а также родия в магнетитовых пироксенитах выступает оливин.

              Следует отметить, что содержание платины и палладия в сульфидной фракции на несколько порядков выше, чем в магнетитовой, ильменитовой или нерудной фракциях. Анализ распределения элементов платиновой группы показывает, что главным концентратором этих элементов являются сульфидные минералы. [1]

              Согласно данным исследователей, магнетитовые руды Гусевогорского месторождения характеризуются преобладанием платиножелезистых твердых растворов над иридийсодержащими минералами. Главными минералами коренной платиноидной минерализации качканарского типа являются железо-платиновые твердые растворы и платинистый иридий, второстепенными – осмирид, иридосмин, куперит, лаурит, самородный осмий и эрлихманит. С другой стороны, исследователи, изучающие магнетитовый концентрат открыли новый для Урала палладиевый парагенезис с главным палладиевым элементом высоцкитом, на долю которого приходится око 60 % общего количества минералов платиновой группы. [1]

Выводы.

              Качканарское и Гусевогорское магнетитовые месторождения уральского Платиноносного пояса являются единственными месторождениями в мире, в которых сопровождающая платиноидная минерализация имеет промышленное значение.

              Главными концентраторами элементов и минералов платиновой группы в магнетитовых клинопироксенитах Качканарского и Гусевогорского месторождений являются сульфидные минералы.

              Платиноидная минерализация носит палладиевый характер с высоцкитом в качестве главного минерала платиновой группы. Это резко отличает ее от платиновой специализации дунитов и оливиновых клинопироксенитов уральского Платиноносного пояса. [1]

Платиновые россыпи Урала

              Уральские россыпи распространены на Среднем Урале в ограниченной полосе протяженностью около 300 км по меридиану. Они залегают в пределах дунитовых и пироксенитовых массивов, являясь чисто платиновыми, но после того, как они выходят из пределов ультраосновных пород, к платине все больших количествах примешивается золото и россыпи становятся смешанными золото-платиновыми и осмирид-платиновыми с обогащением их тонкой фракцией осмирида. Уральские россыпи подразделяются на три главных типа, к которым добавляются карстовые и древние, имеющие подчиненное значение: остаточные и элювиальные, аллювиальные россыпи современных речных долин, террасовые россыпи долин, карстовые и древние россыпи. Ведущая роль по содержанию платины принадлежит аллювиальным россыпям четвертичного возраста. Эти россыпи являются узкими и маломощными в верховьях рек и широкими и мощными в низовьях. [2]

              По простиранию россыпей те части, которые находятся в пределах или вблизи выходов дунитов и пироксенитов, являются в большинстве случаев наиболее богатыми платиной, по мере удаления от границ ультраосновных пород россыпи постепенно беднеют. В поперечном разрезе россыпи более мелкие частицы платины располагаются ближе к бортам россыпи, а более крупные – в виде узких струй, соответствовавших направлению быстрого течения. В слоистых галечниках платина крупнее, в глинистом слое мельче. Форма и размер частиц россыпной платины зависят от длины переноса от коренного источника.

              Рассмотрим подробнее основные минералы уральских россыпей.

Платина. Безусловно является главным элементом россыпей. В качестве спутником встречаются иридистая платина, самородный иридий, осмирид, иридосин, палладий и родий, порпецит, родит, сперрилит, лаурит. Также отмечают поликсен, ферроплатину, платинистый иридий, а в качестве спутников – хромшпинелиды. По сравнению с коренной россыпная платина обогащена платиной и железом и обеднена медью, палладием. По мере измельчения цвет платины в россыпи становится более светлым, так как происходит ее освобождение от механических включений и химическое очищение от железа. [2]

              Платина в элювиальных россыпях представлена мелкими кристаллами, кристаллическими сростками, бесформенными и угловатыми зернами. Нередко наблюдаются сростки платины с хромитом, титаномагнетитом, с оливином и диопсидом. В россыпях встречаются самородки с обтертыми и округленными формами, встречаются также совершенно неокатанные. Самородки из дунитов содержат включения хромшпинелидов, а самородки из пироксенитов – включения магнетита. На поверхности самородков встречаются коробчатые формы. В аллювиальных россыпях из нижних частей долин шлиховая платина представляет собой мелкий порошок. Пластинчатые или чешуйчатые частицы имеют овальную, квадратную, неправильную формы. Внутреннее строение россыпной платины представляет собой смесь зерен ферроплатины и поликсена с примесью осмистого иридия и других самородных металлов, т. е. как и коренная платина содержит включения минералов платиновой группы.