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

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.