Сульфиды содержащиеся в кобальтовых рудах

Пирит и кобальтсодержащий пирит. Пирит встречается без кобальта иногда с примесями мышьяка и никеля, а кобальтсодержащий пирит содержит кобальт от 0,05 до 1%. Эти минералы из различных кобальтовых и кобальтсодержащих месторождений Азербайджана были охарактеризованы М,А. Кашкаем, Л.П. Кочуровьш, Г.А. Крутовым и др., К.А. Марковым, А.И. Махмудовым, Н.Н. Шишкиным, Г.X. Эфендиевым и др.

Условия нахождения. Пирит и кобальтсодержащий пирит исследованы автором в основном из Кетамского и Килитского месторождений. В этих месторождениях среди скарнов различного состава, в магнетитовых, пирит-халькопиритовых, аллоклазит-кобальтиновых, арсенопиритданаит-глаукодотовых рудах и в зернах сильно раздробленных диабазов и скарнов пирит и кобальтсодержащий пирит встречены в ассоциации с халькопиритом, кобальтпиритом, кобальтином, магнетитом, аллоклазитом, глаукодотом, высококобальтистым глаукодотом, арсенопиритом, данаитом, моддеритом, саффлоритом, карролитом, сфалеритом; с редко встречающимися минералами — леллингитом, миллеритом, зигенитом, самородным висмутом, висмутином, теллуровисмутитом, бисмоклитом, валлериитом, кубанитом, пирротином, кобальтпентландитом, молибденитом, галенитом, электрумом; из нерудных минералов главным образом с кварцем, кальцитом, эпидотом, андрадитом, гроссуляром и хлоритом. Эта парагенетическая ассоциация линнеита характерна для месторождений Дашкесанского рудного района,

Б.П. Нанян выделяет три генерации пирита, две из которых он относит к кобальт-мышьяковой стадии оруденения и третью — к полиметаллической. При этом он указывает, что третья генерация пирита является кобальтсодержащей.

Г.X. Эфендиев выделяет три генерации пирита: 1) кобальт-мышьяковую стадию минерализации; 2) сульфидную стадию; 3) тонкую вкрапленность минерала в рудовмещающих жильных и боковых породах.

Для Северного и Южного месторождений автором выделены следующие генерации пирита.

Три генерации выделены на Северном кобальтовом месторождении: 1) пирит, ассоциирующий с сульфоарсенидамн; 2) пирит в ассоциации с сульфидами меди, цинка, свинца; 3) пирит-цеолит-кальцитовые прожилки, представленные колломорфными образованиями.

Две минеральные ассоциации и соответственно две генерации пирита наиболее характерны для Южного месторождения: 1) первая ассоциирует в основном с железо-кобальтовыми минералами, а именно с кобальтпиритом, высококобальтистым глаукодотом, данаитом и некоторыми другими минералами; 2) вторая — с кобальтпиритом, халькопиритом, молибденитом, сфалеритом, галенитом, марказитом, кубанитом, валлериитом, миллеритом, линнеитом, висмутином, теллуровисмутитом и др.

На Пирсултанском участке Южного месторождения под микроскопом был обнаружен пирит первой генерации (пирит I), который ассоциирует с магнетитом, халькопиритом, кобальтином, аллоклазнтом, леллингитом, арсенопиритом, данаитом, кальцитом, гранатом, сфалеритом, марказитом. По данным Г.X. Эфендиева, на остальных участках проявления кобальтсодержащего пирита (Ахмедлы, Моллагасанлы, Чанахчи и др.) незначительны в связи со слабой интенсивностью гидротермальной минерализации. Кобальтоносность составляет характерную особенность пирита I.

На Северо-Восточном и Северо-Западном железо-кобальтовых месторождениях в магнетитовых залежах пирит и кобальтсодержащий пирит образуют мелкие вкрапления в массивных магнетитовых рудах и крупнокристаллические скопления в скарнах. Здесь пирит и кобальтсодержащий пирит ассоциируют с магнетитом, гематитом, халькопиритом, кобальтпиритом, кобальтином, аллоклазитом, глаукодотом, арсенопиритом, данаитом, карролитом, сфалеритом, галенитом, пирротином, кобальтпентландитом; из нерудных минералов — с кварцем, кальцитом, гранатами, хлоритом, дашкесанитом, актинолитом и другими рудными и нерудными минералами.

На Кета иском кобальтовом месторождении автором установлены три минеральные ассоциации пиритов: 1) кобальтсодержащий пирит, кобальтпирит, зигенит, линнеит, магнетит; 2) кобальтсодержащий пирит, зигенит, халькопирит, марказит, ковеллин, гематит; 3) кобальтпирит, кобальтсодержащнй халькопирит, зигенит, линнеит, магнетит, гематит, марказит, ковеллин.

На Килитском кобальт-никельсодержащем вольфрамовом месторождении наиболее распространенным рудным минералом является пирит и кобальтсодержащий пирит. Взаимоотношение с другими минералами указывает на три генерации пирита. Пирит и кобальтсодержащий пирит на этом месторождении распространены в различных скарновых породах.

Морфология. Распространены в скарнах различного состава, в магнетитовых и сульфидных рудах, кварц-карбонатных породах, дашкесанитах, роговиках, а также в габброидах и их жильных дериватах. Пирит часто встречается в форме небольших кучных скоплений, вкраплений, реже прожилков, иногда образует мелкие вкрапления и крупнокристаллические скопления. В нерудной массе образует извилистые неправильные полоски или оторочки. Часто встречаются кристаллы пирита неправильной огранки и довольно крупные кристаллы размером от 0,5х0,5 до 2х3 см и даже более. Иногда расщепленные кристаллы пирита характеризуются изометричными формами и устанавливаются комбинации нескольких простых форм — куб, пентагондодекаэдр или октаэдр.

На Южном месторождении часто встречается крупнокристаллический пирит, имеющий неправильную форму выделения размером от 5 мм до 1 см.

В различных породах п сульфидных рудах Кетамского и Килитского месторождений пирит встречается довольно часто; содержание его в руде до 70—75%.

Пирит I развит преимущественно во вмещающих породах, где наблюдаются все три его разновидности: 1) рассеянная вкрапленность в основной массе кварц-карбонатных пород как правильной, так и неправильной формы с размером вкрапленников до 1х2 мм и менее. Иногда наблюдаются рассеянные ксеноморфные выделения пирита с редкими реликтами прозрачных минералов, с включениями округлой и овальной формы пирротина размером до 0,05 мм, мельчайшие выделения халькопирита и пирротина размером до 0,02 мм; 2) среднезернистые выделения в горизонтально-измененных хлоритизированных кварц-карбонатных породах. Как правило, пирит в этих породах, а иногда и в карбонатных прожилках играет подчиненную роль. Размеры зерен пирита до 1, реже до 2 мм в сечении. В этих породах пирит слагается ксеноморфными зернами с обильными реликтами прозрачных минералов размером от 0,1—0,2 до 1,5—3,0 мм. В нем изредка встречаются мельчайшие выделения пирротина округлой и овальной формы размером до 0,5 мм, иногда в срастании с халькопиритом; 3) крупнозернистые выделения в кварц-кальцитовых прожилках, в массивных, гнездо-образных и прожилковых пирит-халькопиритовых рудах среди вмещающих пород. Пирит в этих прожилках и рудах также играет подчиненную роль, образуя довольно крупную вкрапленность (октаэдр, реже куб) или сростки из нескольких зерен. Пирит I иногда сечется различно ориентированными прожилками халькопирита I и прозрачных минералов. Размеры пирита варьируют от 0,1 до 2—3 мм, очень редко до 4 мм. Очень часто крупные зерна пирита раздроблены и цементируются нерудными минералами и халькопиритом.

Пирит I ассоциирует с халькопиритом I, пиритом II, пирротином I, зигенитом, линнеитом, полидимитом, блеклой рудой, борнитом, рутилом, из нерудных минералов — с кварцем, кальцитом, хлоритом; из гипергенных минералов — с халькопиритом, малахитом, азуритом, церусситом, англезитом, ковеллином, гетитом, гидрогетитом и др.

Пирит II образуется в процессе пиритизации руд, развиваясь по всем главным сульфидам, но преимущественно по халькопириту. Пиритизация чаще всего наблюдается в сплошных брекчиевидных рудах, значительно реже в оруденелых экзоконтактовых породах. Пирит II в виде мелкой и крупной рассеянной вкрапленности развит в породах различного состава и в кварц-кальцитовых прожилках. Под микроскопом видно, что основную массу аншлифа слагает пирит в виде ксеноморфных зерен с обильными реликтами прозрачных минералов и марказита размером до 1,5—3,0 мм. Размер зерен пирита колеблется от 0,1 до 0,2 мм в сечении. Характерны следующие формы выделения пирита II: 1) крупные линзо- и нитевидные выделения пирита, пересеченные различно ориентированными прожилочками кварца. Иногда наблюдаются петельчатые прожилки, пересекающие несколько зерен первичных сульфидов длиной 4—8 мм; 2) игольчатые, гнездообразные агрегаты с мельчайшими включениями прозрачных минералов размером до 1—2 мм. Здесь изредка встречаются мельчайшие выделения пирротина округлой и овальной формы размером до 0,5 мм; 3) мелкая вкрапленность (до 0,05—0,1 мм), цепочки изометричных зерен и каемок из них, приуроченные к контактам сульфидов, — преимущественно халькопирита с магнетитом, гематитом, галенитом и реже блеклой рудой и нерудными минералами; 4) среднезернистый агрегат пирита, разбитый многочисленными трещинами. В интерстициях между зернами пирита и в трещинах отлагаются халькопирит и прозрачные минералы; 5) крупнозернистые выделения кристаллов пирита II генерации в кварц-кальцитовых прожилках среди вмещающих пород. Крупнозернистые выделения пирита имеют формы пентагондодекаэдра, октаэдра и куба размером до 3 мм, иногда до 5 мм.

В основной кварцевой массе наблюдается крупнозернистый агрегат пирита, изрезанный в различных направлениях сетью прожилков халькопирита, иногда совместно с прозрачными минералами. Они образуют характерную нитеобразную и петельчатую структуру замещения. Размеры зерен пирита II 0,02—5 мм. Сечение зерен пирита II обычно неправильное, реже квадратное.

Пирит III генерации наблюдается в кварц-кальцитовых прожилках, халькопирит-молибденитовых, а также халькопирит-сфалерит-галенитовых рудах в виде единичных мелких зерен (кубов) в кварце или в виде неправильных зерен, слагающих прожилки.

Продукты окисления пирита выражены гетитом, гидрогетитом и колломорфным лимонитом. Заметному преобразованию подвергся пирит и в прожилках, до глубины 4—8 м. Вкрапленный пирит подвержен незначительному окислению в близповерхностных участках до глубины 1,5—5,0 м.

Физические свойства. В отраженном свете цвет пирита и кобальтсодержащего пирита светло-желтый до слабо-розоватого. При скрещенных николях они изотропны.

Окраска иногда изменяется от светло-желтой до желтовато-бурой. Спектры отражения пирита, кобальтсодержащего пирита и кобальтпbрита близки (табл. 9, рис. 24), Отметим, что при спектрах отражения пирита и кобальтсодержащего пирита от 440 до 680 нм величина Rm увеличивается, а при спектрах отражения кобальтпирита от 440 до 1100 нм величина Rm также увеличивается. Однако начиная от 680 нм величина Rm пирита и кобальтсодержащего пирита уменьшается по сравнению с Rm кобальтпирита.

Твердость пирита из Кетамского месторождения: H = 9,42—13,54 ГПа, Нср = 11,09±0,35 ГПа при P = 0,98 Н; кобальтсодержащий пирит: Н = 9,28—11,22 ГПа, Нср = 10,46±0,68 ГПа при P = 0,49—0,69 Н; кобальтпирит (Северо-Восточное железо-кобальтовое месторождение, обр. 606): Н = 7,92—8,17 ГПа, Нср = 7,94±0,04 ГПа, Р = 0,19—0,49 Н, что соответствует по шкале Mooca -6, Для пирита этого же месторождения dср = 5,1±0,05 г/см3, а для кобальтсодержащего пирита dср = 5,07±0,07 г/см3.

При травлении кристаллов различного облика пирита и кобальтсодержащего пирита HNO3 (конц.) + CaF2 в течение 5 мин или HCl вместе с цинковой пылью выявляется зональная структура. Иногда после травления в трещинах агрегатов пирита развивается кобальт-пирит.

По данным спектрального анализа, для пирита и кобальтсодержащего пирита постоянными примесями являются (в вес. %): медь 0,001—0,1; кобальт 0,001—0,5; никель 0,001—0,2; цинк 0,001—0,1; мышьяк 0,1—0,3. Присутствуют следующие элементы (в вес. %): молибден от следов до 0,01, свинец 0,002—0,05, а также золото, серебро, галлий, индий и другие от следов до 0,01, что, возможно, обусловлено механическими примесями.

Результаты спектрального анализа показывают, что в пирите и кобальтсодержащем пирите постоянно присутствует медь; для кобальтсодержащего пирита характерно наличие кобальта, никеля, золота, серебра и мышьяка, а для кобальтпирита — высокое содержание кобальта, никеля и меди; во многих образцах пиритов присутствуют кобальт, никель, свинец, цинк и мышьяк. Au, Ag, Ga, In и Mo дают спектры в единичных образцах всех генераций пирита.

Рентгеновские исследования пирита из Кетамского месторождения приводятся в табл. 10.

Химический состав пирита и кобальтсодержащего пирита из различных кобальтовых и кобальтсодержащих руд месторождений Азербайджана приведен в табл. 11. С помощью микрозонда получены кривые распределения Fe, Co и S в зернах кобальтсодержащего пирита (рис. 25). Отношение Fe:Co:Ni в пирите, кобальтсодержащем пирите приведено в диаграмме (рис. 26).

В результате химических и рентгеновских анализов пирита, кобальтсодержащего пирита и кобальтпирита из Кетамского месторождения устанавливается, что с повышением содержания Co и Ni в пирите увеличиваются параметры элементарной ячейки этого минерала (см. табл. 13). Зависимость изменения параметра а0 элементарной ячейки в минералах изоморфного ряда пирит — кобальтсодержащий пирит — кобальтпирит приведена в табл. 13 (см. описание кобальтпирита) и изображена на рис. 29.