Закономерности размещения природных типов руд месторождения Кизил-Дере

В распределении текстурно-минералогических и технологических типов руд на месторождении Кизил-Дере проявлена четко выраженная объемная зональность, которая является единой для всех рудных тел независимо от их гипсометрического положения. Закономерное размещение текстурно-минералогических и, соответственно, технологических типов руд, как и строение эндогенных геохимических ореолов и зоны околорудно-измененных пород, находится в тесной зависимости от степени дробления породного субстрата на отдельных участках рудовмещающей структуры и эволюции состава и физико-химических особенностей рудоносных растворов.

Рудовмещающая структура представляет собой серию субпараллельных и кулисообразных зон интенсивного дробления (к которым тяготеют рудные тела), разделенные интервалами (полосами) менее трещиноватых пород. Центральные, наиболее тонко передробленные участки таких зон вмещают руды сплошных текстур, которые окаймляются прерывистыми полосами брекчиевидных и штокверковых (прожилковых, гнездово-вкрапленных) разностей. Вместе с тем, закономерности распределения продуктивной минерализации, о чем будет сказано ниже, обусловили, что в юго-западных боках рудных тел сформировалась некондиционная сеть сульфидных прожилков (за исключением единичных случаев повышенной концентрации цинка), а штокверковые медные руды тяготеют к СВ бокам рудных тел и характерны лишь для контуров развития медноколчеданных руд. Доля штокверковых руд с глубиной увеличивается и, как правило, они полностью замещают тела сплошных сульфидов в областях выклинивания по падению. Влияние степени гидротермальных изменений вмещающих пород на текстурные особенности руд выражается в том, что штокверковые руды в ореоле анхикварцевых, кварц-хлоритовых пород и хлоритолитов ("внутренняя" зона околорудных изменений) имеют гнездово-вкрапленную и прожилковидную текстуры без четких границ сульфидных обособлений. В породах кварц-серицитового и кварц-хлорит-серицитового состава ("внешняя" зона околорудных изменений) развиты прожилковые и сетчато-прожилковые руды, где скопления рудообразующих минералов четко ограничиваются плоскостями трещин во вмещающих породах [9].

Таким образом, итоговая схема текстурной зональности рудных тел заключается в постепенном изменении текстур в ряду: сплошные ® сплошные и брекчиевидные с подчиненным количеством гнездово-вкрапленных ® гнездово-вкрапленные ® прожилковые в направлении от ЮВ к СВ бокам каждого рудного тела и сверху вниз по падению рудных тел. Однако, ряд зональности по падению рудных тел не содержит последнего члена и завершается рудами гнездово-вкрапленных текстур, т.к. выклинивание рудных тел по падению происходит в породах "внутренней" зоны околорудных изменений. Крайне ограниченное (эпизодическое) проявление этих пород на верхних горизонтах месторождения обуславливает то, что здесь из указанного ряда зональности выпадают штокверковые руды гнездово-вкрапленных текстур.

В периферических частях рудных тел (области выклинивания по восстанию, фланги и висячие бока) располагаются руды с существенно пиритовой основой. Руды с пирротиновой и пирит-пирротиновой основой слагают центральные части всех рудных тел и относительно руд с пиритовой основой смещены к лежачим северо-восточным) бокам и более глубоким горизонтам всех рудных тел.

Текстурные соотношения минеральных агрегатов вышеуказанных типов руд однозначно свидетельствуют о широком замещении колчеданного гидротермально-осадочного пиритового матрикса пирротиновым и халькопирит-пирротиновым агрегатом. Колчеданные анхипиритные (цинковые, медные и серные) руды сохранились, главным образом, на флангах и в верхних выклинках рудных тел. Пирротинизация пиритных руд имеет проходящий по вертикали характер, но количественно заметно концентрируется в нижней половине рудных тел и залежей.

Вертикальные изменения свойственны текстурным и структурным типоморфным показателям гидротермально-осадочного рудогенеза. "Колломорфные", натечные, осадочные, диагенетические парагенезы текстур и структур сплошных руд максимально проявились в верхней части линзовидных тел, обнаруживая в кровле рудной пачки V единство с рассеянной по латерали в сланцах сульфидной минерализацией. Натечные "колломорфные и метаколлоидные" текстуры и структуры пиритных агрегатов широко распространены в рудных "трубах". В основании сульфидных тел, текстуры и структуры осадочных и диагенетических колчеданов, также как и сам пирит, имеют реликтовый характер, замещаясь пирротином. Специфическими проходящими структурами сплошных и вкрапленных руд являются фрамбоидальные и микроконкреционные.

Кондиционные скопления сфалерита и повышенные содержания связанных с ним кадмия, индия и свинца характерны для областей выклинивания рудных тел по восстанию и простиранию. В горизонтальных сечениях рудных тел цинковоколчеданные руды относительно серноколчеданных смещены к ЮЗ бокам. Значительные повышения концентраций цинка (даже когда он не удовлетворяет требованиям кондиций для цинковоколчеданных руд) в приконтактовых частях рудных тел (преимущественно в ЮЗ боках) является весьма характерным признаком всех рудных тел месторождения. Содержание меди в серноколчеданных рудах даже и при небольших абсолютных значениях равномерно возрастает в направлении от ЮЗ к СВ бокам рудных тел и по падению. Таким образом, даже в рудах с пиритовой основой, с которыми связаны цинковоколчеданные руды, а медноколчеданные практически не характерны, т.е. направления их накопления в рудных телах взаимно противоположны. Антагонизм халькопирита и сфалерита характерен и для рудных тел колчеданных месторождений спилитово-кератофировой формации.

В рудах с пирротиновой основой в указанных направлениях, т.е. от ЮЗ боков рудных тел к СВ, сверху вниз по падению и от флангов к центру происходит уменьшение сернистости (количества пирита), содержания кремнезема, серицита, сфалерита, смена кальциевых карбонатов на железистые и увеличение содержания халькопирита и хлорита. На глубоких горизонтах в центральных частях рудных тел отмечены биотит и стильпномелан. Смена преобладающей роли пирротина над пиритом в рудных телах происходит постепенно. На верхних (выше 1600 м) горизонтах месторождения границы между ними более резкие. Закономерное распределение минеральных типов (минералогическая зональность) является единой для всего объема рудных тел и определяется постепенной сменой по вышеуказанным направлениям типов руд в следующей последовательности: сфалерит-пиритовые ® пиритовые ® (пиритовые с халькопиритом) ® пирротин-пиритовые (пирротиновые) с халькопиритом ® халькопирит-пирит-пирротиновые ® халькопирит-пирротиновые с пиритом. По мере выклинивания медноколчеданных руд по восстанию рудных тел убывают последние члены ряда зональности. На верхних горизонтах рудных тел, где отсутствуют руды пирротиновой группы, ряд зональности ограничивается сменой минеральных типов руд пиритового ряда: сфалерит-пиритовые ® пиритовые ® пиритовые с халькопиритом. Закономерная смена природных разновидностей руд обуславливает и смену их промышленных типов в тех же направлениях в ряду: цинковоколчеданные ® серноколчеданные ® медноколчеданные.

Зональность колчеданных залежей является интегральной и состоит из элементов зональности входящих в их состав рудных тел. Вместе с тем следует отметить, что крайние (в поперечных сечениях залежей) рудные тела характеризуются более высоким содержанием меди и уменьшением доли массивных руд по сравнению с телами, слагающими центральные части залежей.

Количество указанных "циклов" минералогической зональности в одном направлении залежи соответствует количеству вскрытых рудных тел. На участках колчеданных залежей, где рудные тела разделены значительными интервалами вмещающих пород, геологические границы рудных тел совпадают с границами указанных "циклов" зональности. В центральной части и верхних горизонтах Левобережной залежи и в отдельных пересечениях Правобережной залежи, где безрудные промежутки между рудными телами имеют небольшие мощности или совершенно отсутствуют, приведенные признаки зональности выдерживаются стабильно и являются руководящими при отстройке рудных тел. Однако, зональность обуславливает, что и в этих случаях контуры балансовых медноколчеданных руд близлежащих рудных тел и контуры балансовых цинковоколчеданных и медноколчеданных руд даже одного и того же рудного тела разделены интервалами забалансовых руд мощностью, превышающей требования кондиций к минимальной мощности внутрирудных прослоев и сортовых интервалов руд. Как следствие этого, контуры балансовых цинковоколчеданных и медноколчеданных руд во всех случаях разобщенны друг от друга.

При погоризонтной отработке месторождения валовый состав медноколчеданной руды будет создаваться смесью руд разных рудных тел. Неизбежность смешения было учтено при разработке рекомендуемых схем обогащения, и, как показали результаты малообъемного технологического картирования, не повлечет ухудшения показателей обогащения товарной смеси руд.

Медноколчеданные руды как промышленный тип выделяются по признаку устойчивого присутствия халькопирита в рудах, сложенных преобладающим пирит-пирротиновым агрегатом. В зависимости от количественных соотношений пирита и пирротина, выделяются руды на существенно пиритовой или существенно пирротиновой основе, причем чисто пирротиновые и, тем более, чисто пиритовые разности не играют значительной роли в объеме рудных залежей, и к тому же они относятся к наиболее убогим по содержанию меди. Цинково-колчеданные руды сложены, главным образом, сфалерит-пиритовым агрегатом с весьма незначительной примесью пирротина. Содержания халькопирита, как и вообще в пиритовых разновидностях руд, не превышают в среднем 1%. Серно-колчеданные руды представлены существенно пиритовыми массивными разностями. В них почти отсутствует примесь других сульфидов, вследствие чего они генетически и пространственно занимают промежуточное положение между цинково-колчеданными и бедными медколчеданными (халькопирит-пиритовыми) рудами (рис. 2.1).

Рисунок 2.1. Богатая прожилково-брекчиевая медно-полиметаллическая [3].

По текстурным особенностям минеральных агрегатов выделяются массивные, прожилково-сетчатые и брекчиевые руды. Первые составляют основную массу рудных залежей, вторые – оконтуривают массивные руды либо образуют отдельные блоки внутри них [1].

Сплошные (массивные) руды являются ведущим типом оруденения, они имеют проходящий по вертикали характер распространения и слагают как линзовидные раздувы, так и трубообразные тела [3]. В массивных рудах широко развит тонкозернистый пирротин, представленный комбинацией двух гексагональных микрофаз α- и λ-типов, отличающихся стехиометрией, параметрами решетки и степенью совершенства кристаллической структуры, однако, преобладающей структурной разновидностью моносульфида железа является пирротин λ-типа замещающий скрытокристаллические массы пирита [6].

Прожилково-сетчатые и брекчиевидные руды [6] широко распространены в основании залежи и следуют вверх по разрезу в экзоконтактах тел сплошных руд [3]. В общем по составу, среди прожилково-сетчатых брекчевидных руд, установлены кварц-пиритовые, кварц-халькопиритовые, халькопирит (медно)-пирротиновые, пирротиновые и пиритовые разновидности. Содержания основных компонентов руд изменяются: меди – 0,33–9,95 %; цинка – 0,06–-,10 %; свинца – 0,01–0,05 %; кобальта – 0,001–0,03- %; серы – -8,68–44,80 %; золота – 0,1–0,- г/т и серебра – 3,00–5,6- г/т. [1]. Прожилково-брекчиевые разности медно-пирротиновых руд сложены крупнозернистым пирротином смешанного состава, состоящим из моноклинного пирротина (25-45 %) и гексагонального пирротина α-типа (55-75 %) [6].

Важно отметить, что В.Г. Рыловым и Ф.В. Мещаниновым «…установлена прямая зависимость между степенью совершенства кристаллической структуры пирротинов и их флотационной активностью», что является основанием для постановки минералого-технологического картирования медноколчеданных руд Кизил-Деринского месторождения [8].

Таким образом, для медно-колчеданных руд месторождения характерно наличие следующих специфических показателей, влияющих на технологию переработки руды и качество получаемого концентрата [6]:

§ присутствие частично флотоактивного (25-30 % флотоактивной фазы) пирротина λ и смешенного типа, прямая флотация которых приводит к получению высококачественного концентрата;

§ Присутствие флотоактивного (60 % флотоактивной фазы) гексагонального пирротина α-типа, являющегося негативным фактором, мешающим флотации халькопирита (рис. 2.2);

Рисунок 2.2. Растровые картины кобальт-пирита в скрытокристаллическом агрегате сплошной колчеданной руды месторождения Кизил-Дере

Фиг. 1, 2, 3, 4 [8].

1,2 - Растровые картины полированной поверхности пирит-пирротиновой руды в характеристических лучах S (верхний ряд) и Co (нижний ряд).

3,4 - Избирательное обогащение кобальтом периферических участков зерен пирита (более светлые участки зернистого строения в верхнем ряду) в результате замещения его гексагональным пирротином (серый фон).

Месторождение Кизил-Дере. Правобережная залежь. Сплошная халькопирит-пирит-пирротиновая руда.

Обр. 3069-р. Площадь сканирования 200х200 мкм.

 

 

В.Г. Рыловым был выявлен типоморфизм показателей микротвердости и термоэлектрических свойств по отношению к их текстурно-структурным особенностям и содержанию полезных компонентов и высокая степень зависимости показателей термо-ЭДС от содержания меди в продуктах обогащения. Типоморфизм показателей микротвердости и термоэлектрических свойств по отношению к их текстурно-структурным особенностям и содержанию полезных компонентов, был им приведен, как обоснование необходимости проведения геотехнологического картирования медно-колчеданных залежей месторождения, а установление степени зависимости термо-ЭДС от содержания меди в продуктах обогащения отмечено, как перспективное для определения качества концентрата [3].

Основным попутным ценным компонентом в рудах Кизил-Дере является кобальт, а токсичными – мышьяк и ртуть (табл. 2.1).

Таблица 2.1

Содержание попутных ценных и вредных компонентов в продуктах обогащения медно-колчеданных руд месторождения Кизил-Дере.

 

Продукты обогащения	Среднее содержание попутных элемен- тов (%) Кларк концентраций
Ценные	Вредные
Co	Ni	Se	Te	Pb	As	Hg
Халькопиритовый концентрат	0,012     5,2	0,012     1,7	0,1	0,002	0,08	0,02	0,002
Пиритовый концентрат	0,64	0,023     3,3	0,06	0,018	0,025	0,34	0,004
Арсенопиритово-глаукодотовый концентрат	1,48	0,125     17,9	0,26	0,07	0,28	23,53	0,03
Пирротиновый концентрат	0,043	0,033     4,7	0,064	0,003	0,015	0,18	0,004
Кларк в з. к.	0,0023	0,007	0,0000073	0,0000003	0,0008	0,00018	0,000004

 

Распределение кобальта в рудах месторождения Кизил-Дере имеет столбообразный характер (табл. 2.2).

 

 

Таблица 2.2

Содержание основных и попутных компонентов в продуктах обогащения медноколчеданных руд месторождения Кизил-Дере

№ проб	Материал пробы	Содержание, г/т
Cu	Co	As	Ni	Sn
224/6	Исходная руда	>1000
Медный концентрат	>1000
Промпродукт I перечистки (Pirr)				1.5
Промпродукт II перечистки (Pirr)
Промпродукт III перечистки (Py)
Промпродукт IV перечистки (Py)
Промпродукт V перечистки (Py)
Отвальные (породные) хвосты				1.5
229/8	Исходная руда	>1000
Медный концентрат	>1000			0.6
Промпродукт I перечистки (Pirr)
Промпродукт II перечистки (Pirr)
Промпродукт III перечистки (Py)
Промпродукт IV перечистки (Py)
Промпродукт V перечистки (Py)
Отвальные (породные) хвосты			-