Особенности анализа состава сульфидов меди Волковского месторождения (Средний Урал, Россия)

Алексей Иванович Морохин; Татьяна Григорьевна Шумилова

doi:10.17308/geology/1609-0691/2024/4/51-60

Алексей Иванович Морохин ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар https://orcid.org/0009-0008-7770-474X
Татьяна Григорьевна Шумилова ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар https://orcid.org/0000-0002-1772-3606

DOI: https://doi.org/10.17308/geology/1609-0691/2024/4/51-60

Ключевые слова: разновидности борнита, аномальный борнит, сульфиды меди, микрозондовый анализ

Аннотация

Введение: Волковское месторождение является крупным объектом на Урале по запасам меди, разработка которого в существенной мере зависит от степени окисления руд. Главным источником меди является борнит, а также сопутствующие халькопирит и минералы ряда халькозин-ковеллин. Особенностью сульфидов меди данного месторождения является отличие соотношения элементов от стехиометрического, при этом, считалось, что медь в сульфидах мигрирует под воздействием электронного пучка, что может искажать получаемые данные о составе минералов. Для выявления достоверного отклонения соотношений элементов проведено изучение сульфидов меди в энергетически разных условиях накопления энергодисперсионных спектров (ЭДС).

Методика: для исследований в действующем карьере на Северо-Западном участке Волковского месторождения (Средний Урал, Россия) были отобраны образцы руд с борнитом, халькопиритом и дигенитом. Химический состав разновидностей борнита и сопутствующих сульфидов меди был проанализирован с применением микрозондового анализа при разной энергии электронного пучка, построены графики экспериментально полученных составов, по которым определены оптимальные условия накопления энергодисперсионных спектров.

Результаты и обсуждение: результаты микрозондового анализа борнита, халькопирита и «дигенита» показали, что величина соотношения элементов, определяемого по энергодисперсионным спектрам, зависит от энергии возбуждающего излучения. Определенные нами оптимальные условия для анализа состава сульфидов меди в данной работе составляют 17¸21 кВ (при силе тока 0.315¸0.160 нА) для борнита, для халькопирита – 17¸25 кВ (0.315¸0.125 нА) и 15¸25 кВ (0.235¸0.125 нА) для «дигенита». Изучение состава борнита в оптимальных условиях подтвердило существенный дефицит меди. Химический состав «дигенита» может указывать на новую минеральную фазу.

Заключение: в оптимальных условиях энергодисперсионного анализа определено корректное соотношение элементов в сульфидах меди Волковского месторождения, доказан существенный дефицит меди в борните, розовая разновидность – Cu_4.55Fe_1.01S₄, оранжевая – Cu_4.57Fe_0.98S₄. В ходе исследований выявлен сульфид меди состава Cu_1.87S, фазовая диагностика которого требует дополнительных исследований.

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Алексей Иванович Морохин, ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар

м.н.с., ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, РФ

Татьяна Григорьевна Шумилова, ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар

д.г.-м.н, гл.н.с., ИГ ФИЦ Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар, РФ

Литература

1. Kashin S. A. Medno-titanomagnetitovoye orudeneniye v osnovnykh intruzivnykh porodakh Urala [Copper-titanomagnetite mineralization in basic intrusive rocks of the Urals]. Trudy GIN Akademy Nauk SSSR [The work of the USSR Academy of Sciences], Moscow, GIN USSR publ., 1948, vol. 9. 132 p. (In Russ.)
2. Izoitko V. M. Tekhnologicheskaya mineralogiya i otsenka rud [Technological mineralogy and ore evaluation]. Saint-Petersburg, Nauka publ., 1997. 582 p. (In Russ.)
3. Moloshag V. P, Korobeinikov A. F. Novyye dannyye o platinoidnoy mineralizatsii medno-zhelezo-vanadiyevykh rud [New Data on PGM in Copper-Iron-Vanadium Ores]. Magmaticheskiye i metamorficheskiye obrazovaniya Urala i ikh metallogeniya – Igneous and Metamorphic Complexes of the Urals and Their Metallogeny, 2000, pp. 90–101 (In Russ.)
4. Poltavets Yu. A., Sazonov V. N, Poltavets Z. I., Nechkin G. S. Zakonomernosti raspredeleniya blagorodnykh metallov v rudnykh paragenezisakh Volkovskogo gabbrovogo massiva (Sredniy Ural) [Distribution of noble metals in ore mineral assemblages of the Volkovsky gabbroic pluton, central Urals]. Geokhimiya – Geokhimiya, 2006, vol. 44, no. 2, pp. 167–190 (In Russ.)
5. Shumilova T. G., Shevchuk S. S., Makeev B. A. Raznovidnosti bornita Volkovskogo mestorozhdeniya – klyuch k vyyavleniyu tekhnologicheskikh sortov mednykh rud [Varieties of bornite from the Volkovsky deposit are the key to identifying technological type of copper ores]. Problemy i perspektivy sovremennoy mineralogii (Yushkinskiye chteniya – 2014): materialy seminara [Problems and prospects of modern mineralogy (Yushkin Readings – 2014): coll. materials of the seminar]. Syktyvkar, Geoprint publ., 2014, pp. 252–253 (In Russ.)
6. Levin V. L. O diagnostike sul'fidov medi ot khal'kozina do anilita [About diagnostic of copper sulfides from chalcosine to anilite]. Izvestiya AN SSSR seriya geologicheskaya – Izvestiya AS USSR seriya geologicheskaya, 1986, no. 9, pp. 131–133 (In Russ.)
7. Lurie A. M., Gablina I. F. Zonal'nyy ryad sul'fidov na mestorozhdeniyakh medi krasnotsvetnykh formatsiy [A Zonal Series of Sulfides at Copper Deposits Hosted in Red Beds]. Geokhimiya – Geokhimiya. 1976, vol. 14, no. 1, pp. 109–115 (In Russ.)
8. Mernagh T. P.; Trudu A. G. A laser Raman microprobe study of some geologically important sulphide minerals. Chem. Geol., 1993, no. 103, pp. 113–127.
9. Yund R., Kullerud G. Thermal stability of assemblages in the Cu-Fe-S system. J. Petrol., 1966, vol. 7, no. 3, pp. 454–488.
10. Gablina I. F. Sul'fidy medi i medi-zheleza kak indikatory usloviy obrazovaniya i preobrazovaniya rud [Copper and copper-iron sulfides as indicators of the conditions of ore formation and transformation]. Fedorovskaja sessija 2008: tezisy dokladov [Fedorov`s session 2008: coll. abstracts of reports]. Saint-Petersburg, PSU publ., 2008, pp. 32–34 (In Russ.)
11. Satpayeva M. K., Dara A. D., Polkanova E.V., Kurmakaeva F. A. Raznookrashennyye bornity i khal'koziny iz rud Dzhezkazgana – tverdyye rastvory khal'kopirit-bornit-digenitovogo ryada [Different-colored bornites and chalcosines from ores of Dzhezkazgan – solid solutions of chalcopyrite-bornite-digenite series]. Vestnik AN KazSSR – Vestnik Akad. Nauk Kaz. SSR, 1974, no. 11, pp. 41–50 (In Russ.)
12. Satpayeva M. K. Rudy Dzhezkazgana i usloviya ikh obrazovaniya [Ores of Dzhezkazgan and conditions of their formation]. Moscow, Nauka Kaz. SSR publ., 1985. 207 p. (In Russ.)
13. Nechkin G. S, Poltavets Z I. Nekotoryye geneticheskiye osobennosti mednykh rud s blagorodnometal'noy mineralizatsiyey na Volkovskom mestorozhdenii (Sredniy Ural) [Genetic features of copper ore with noble metal mineralization at the Volkovsky Deposit, the central Urals]. Yezhegodnik-2002 – Ezhegodnik-2002, Yekaterinburg, Inst. Geol. Geochem., 2003, pp. 286–290 (In Russ.)
14. Brett R., Yand R. Sulphur-rich bornites. Amer. Mineral., 1964, vol. 49, no. 7–8, pp. 1084 – 1098.
15. Gehlen K. von. Anomaler Bornit und seine Umbildung zu Idait und Chalkopyrit in deszendenten Kupfererzen von Sommerkahl (spessart.). Fortschr. Mineral., 1964, vol. 41, no. 2, 163 p.
16. Sillitoe R., Clark A. Copper and copper-iron sulphides as the initial products of supergene oxidation, Capiapo Mining District, Nothern Chile. Amer. Mineral., 1969, vol. 54, no. 11‒12, pp. 1684–1710.