Якобсит как индикатор условий формирования марганцевых руд месторождения Ушкатын-III (Центральный Казахстан)

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Якобсит является характерным второстепенным минералом марганцевых руд месторождения Ушкатын-III в Центральном Казахстане. В основной массе руд он встречается в ассоциации с гаусманнитом, тефроитом, сонолитом, фриделитом, пеннантитом, кальцитом и некоторыми другими минералами. Близкая ассоциация, но без гаусманнита, характерна и для якобсита из секущих руды прожилков. Химический состав якобсита варьирует от Mn1.5Fe1.5O4 до MnFe2O4. В основной массе руд преобладает минерал с повышенным содержанием марганца (> 1 коэффициента в формуле (к.ф.)), в жилах — отвечающий стехиометрии якобсита (Mn ~1 к.ф.). Минеральный состав руд сформировался в процессе низкоградного метаморфизма металлоносных отложений гидротермально-осадочного генеза. Образование якобсита в метаморфизованных металлоносных отложениях происходит в восстановительных условиях. При увеличении фугитивности кислорода (окислительного потенциала) якобсит вытесняется ассоциацией гаусманнита с гематитом. Кристаллизация якобсита в секущих гаусманнитовые руды прожилках осуществляется за счет поступления в них гидротермальных растворов, содержащих железо. Предполагается, что якобситовые прожилки служат минералогическими маркерами путей просачивания рудоносных гидротерм («подводящих каналов»), продуцирующих марганценосные залежи.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. И. Брусницын

Санкт-Петербургский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: a.brusnitsin@spbu.ru

кафедра минералогии, д. чл. 

Россия, 199115, Санкт-Петербург, переулок Декабристов, 16

Д. А. Владимирова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.brusnitsin@spbu.ru

кафедра минералогии

Россия, 199115, Санкт-Петербург, переулок Декабристов, 16

Е. Н. Перова

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.brusnitsin@spbu.ru

кафедра минералогии

Россия, 199115, Санкт-Петербург, переулок Декабристов, 16

О. С. Верещагин

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: a.brusnitsin@spbu.ru

кафедра минералогии, д. чл.

Россия, 199115, Санкт-Петербург, переулок Декабристов, 16

И. Г. Жуков

Южно-Уральский федеральный научный центр минералогии и геоэкологии УрО РАН

Email: a.brusnitsin@spbu.ru

д. чл.

Россия, 456304, Миасс, Челябинская область

Список литературы

  1. Брусницын А.И. Ассоциации марганцевых минералов как индикаторы фугитивности кислорода при метаморфизме металлоносных отложений // Геохимия. 2007. № 4. С. 345−363.
  2. Брусницын А.И. Минералогия марганцевоносных метаосадков Южного Урала. СПб.: СПбГУ, ООО «ИПК КОСТА», 2013. 160 с.
  3. Брусницын А.И., Кулешов В.Н., Садыков С.А., Перова Е.Н., Верещагин О.С. Изотопный состав (δ13С и δ18О) и генезис марганценосных отложений месторождения Ушкатын-III, Центральный Казахстан // Литология и полез. ископаемые. 2020. № 6. С. 522–548.
  4. Брусницын А.И., Перова Е.Н., Верещагин О.С., Бритвин С.Н., Платонова Н.В., Шиловских В.В. Минералогия железных и марганцевых руд месторождения Ушкатын-III, Центральный Казахстан // ЗРМО. 2021а. Т. 150. № 1. С. 1–29.
  5. Брусницын А.И., Перова Е.Н., Верещагин О.С., Ветрова М.Н. Геохимические особенности и условия накопления марганценосных отложений комплексного (Fe–Mn и BaSO4–Pb) месторождения Ушкатын-III, Центральный Казахстан // Геохимия. 2021б. Т. 66. № 7. С. 818–850.
  6. Бузмаков Е.И., Шибрик В.И., Рожнов А.А., Середа В.Я., Радченко Н.М. Стратиформные железо-марганцевые и полиметаллические месторождения Ушкатынского рудного поля (Центральный Казахстан) // Геология рудных месторождений. 1975. № 1. С. 32–46.
  7. Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 368 с.
  8. Калинин В.В. Комплексные железо-марганцевые и цинк-свинец-баритовые руды месторождений Ушкатынской группы (Центральный Казахстан) / Вулканогенно-осадочные и гидротермальные марганцевые месторождения / Отв. ред. И.В. Витовская. М.: Наука, 1985. С. 5–64.
  9. Каюпова М.М. Минералогия железных и марганцевых руд Западного Атасу (Центральный Казахстан). Алма-Ата: Наука, 1974. 232 с.
  10. Кривовичев В.Г. Минеральные виды. СПб.: Изд-во СПбГУ, 2021. 600 с.
  11. Минералы: справочник / Отв. ред. Ф.В. Чухров и Э.М. Бонштедт-Куплетская. М.: Наука, 1967. Т. II. Вып. 3. 675 с.
  12. Рой С. Месторождения марганца / пер с англ. Е.Г. Гурвича и др.; под ред. В.Н. Холодова. М.: Мир, 1986. 520 с.
  13. Рожнов А.А. Сравнительная характеристика марганцевых месторождений Атасуйского и Никопольско-чиатурского типов / Геология и геохимия марганца / Отв. ред. И.М. Варенцов. М.: Наука, 1982. С. 116–121.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Якобсит-кальцитовая жила в гаусманнитовой руде. Фотографии: а — образца, б–д — аншлифов в обратно-отраженных электронах. а — общий вид породы (основная масса сложена сонолитом, гаусманнитом, кальцитом, фриделитом и пеннантитом), видна смена окраски от темно-коричневой (содержащей гаусманнит) на удалении от жилы до темно-серой (содержащей якобсит) вблизи контакта с жилой. Белой рамкой выделена переходная зона, показанная на фотографиях б и в, где зерна гаусманнита и якобсита соседствуют друг с другом; г и д — минералы секущей породу жилы: срастания кристаллов якобсита с пойкилокристаллами сонолита: г — общий вид, д — деталь. Гу — гаусманнит MnMn2O4, Як1 — марганцевый якобсит с сопоставимыми содержаниями марганца и железа Mn(Mn0.5Fe1.5)O4, Як2 — якобсит состава MnFe2O4, Сон — сонолит, Кр — кариопилит, Пт — пеннантит, Кл — кальцит, Рх — родохрозит. На фотографии в цифрами 3 и 4 отмечены зерна марганцевого якобсита (Як1) и гаусманнита соответственно.

Скачать (394KB)
Метаданные
3. Рис. 1. Якобсит-кальцитовая жила в гаусманнитовой руде. (Продолжение)

Скачать (328KB)
Метаданные
4. Рис. 2. Содержание цинка в гаусманните (а) и якобсите (б). к.ф. — коэффициент в кристаллохимических формулах минералов в пересчете на сумму катионов, равную трем, n (и цифры над столбиками) — количество анализов.

Скачать (117KB)
Метаданные
5. Рис. 3. Содержание марганца в Mn–Fe оксидах гаусманнитовых руд. а) сводные данные по серии из 22 образцов, представлены анализы для оксидов основной массы руд; б) данные для образца Уш-502, минералы: основной массы руды (А), приконтактовой с прожилком зоны (Б), секущего породу прожилка (В). Жирными линиями показаны интервалы типичных составов, тонкими — интервалы всех установленных составов. к.ф. — коэффициент в кристаллохимических формулах минералов в пересчете на сумму катионов, равную трем, n (и цифры над столбиками) — количество анализов.

Скачать (255KB)
Метаданные
6. Рис. 4. Количественная T–lgfO2 диаграмма минеральных равновесий в системе Mn–Fe–Si. На диаграмме показаны минеральные равновесия ниже линии гаусманнит-биксбиитового буфера. Для упрощения диаграммы на ней не показаны реакции с участием родонита и водосодержащих силикатов марганца. При расчетах состав минералов принят как постоянный. Гу − гаусманнит, Мн − манганозит, Бр − браунит, Пи − пироксмангит, Тф − тефроит, Кв − кварц, Гм — гематит, Мт − магнетит, Як — якобсит.

Скачать (380KB)
Метаданные
7. Рис. 5. Качественная Т−lgfO2 диаграмма для системы Mn−Fe−Si (Брусницын, 2007). На диаграмме показаны минеральные равновесия выше линии магнетит-гематитового буфера. Минералы: Пр − пиролюзит, Бк − биксбиит, Гу − гаусманнит, Бр − браунит, Пи − пироксмангит, Тф − тефроит, Кв − кварц, Гм − гематит, Як − якобсит. Буквами А–Г отмечены треугольные диаграммы состав — парагенезис, устойчивые в соответствующих полях на диаграмме. Серой рамкой отмечено поле, примерно соответствующее диаграмме на рис. 4.

Скачать (552KB)
Метаданные
8. Рис. 6. Eh–pH диаграмма устойчивости минералов железа и марганца в воде. Вариант диаграммы, учитывающей взаимодействие соединений железа и марганца. Линиями показаны границы полей стабильности: жирными — не содержащих железа оксидов марганца, тонкими — не содержащих марганца оксидов железа, точкой-тире — якобсита. Серым полем выделено поле устойчивости не содержащих железа оксидов марганца. Для упрощения на диаграмме не показано поле стабильности вюстита. Диаграмма отражает условия постседиментационного минералообразования. Изменение РТ-параметров сдвигают поля устойчивости минералов, но принципиально не изменяют общую топологию диаграммы. Увеличение температуры на 100 °С сдвигает линии минеральных равновесий по оси pH влево примерно на 0.9. Изменение давления оказывает существенно меньшее влияние. MnO2 — пиролюзит, Mn2O3 — биксбиит, Mn3O4 — гаусманнит, Fe2O3 — гематит, Fe3O4 — магнетит, MnFe2O4 — якобсит.

Скачать (272KB)
Метаданные
9. Рис. 7. Якобситовые и гематитовые прожилки в гаусманнитовых рудах как маркеры «рудоподводящих каналов» — путей просачивания гидротермальных растворов через рудоносные отложения. Отложение марганца на поверхности морского дна происходит в форме оксидов Mn3+/Mn4+ («пиролюзита»). В ходе дальнейшего захоронения металлоносного осадка за счет взаимодействия с органическим веществом марганец частично восстанавливается с образованием гаусманнита. Просачивание несущих железо растворов через гаусманнитовые руды приводит к кристаллизации в восстановительных условиях якобситовых прожилков (а), а в окислительных — гематитовых (б). Формирование якобситовых или гематитовых прожилков в толще металлоносных отложений происходит одновременно с накоплением марганценосных осадков на поверхности морского бассейна и за счет «разгрузки» одних и тех же растворов.

Скачать (286KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024