Кобальтин

Кобальтин в рудах месторождении Азербайджана, особенно в Дашкесанском рудном районе давно известен и описан многими авторами.

Многолетние исследования автора позволяют охарактеризовать кобальтин в свете новых данных, на базе значительного фактического материала.

Условия нахождения. Кобальтин является главным рудным минералом собственно сульфоарсенидного комплекса и основным кобальтовым минералом месторождений Дашкесанского рудного района. На некоторых участках, особенно Северного кобальтового, Северо-Восточного железо-кобальтового, Северо-Западного кобальтсодержащего железорудного, Южного железо-кобальтового, Кашкачайского кобальтсодержащего медноколчеданного месторождений кобальтин уступает аллоклазиту и глаукодоту, иногда данаиту, саффлориту и моддериту.

Макроскопическими и микроскопическими исследованиями кобальтин отмечен в гидротермально-измененных дайках, в породах тектонических зон, в эндо- и экзоскарнах.

1. Кобальтин на Северном кобальтовом месторождении как главный рудный минерал встречен в ряде участков. В апофизе Главной рудной зоны он составляет 60—70%, иногда 70—80% всей ее рудной массы. Здесь в кобальтине наблюдаются крупные выделения саффлорита; такие же выделения отмечены и по другим зонам той же апофизы.

Кобальтин в тесном парагенезисе с аллоклазитом, глаукодотом, высококобальтистым глаукодотом, арсенопиритом, данаитом, моддеритом, саффлоритом, пиритом, кобальтпиритом и другими сульфидами и сульфоарсенидами размещается по зальбандам гидротермально-измененной дайки диабазовых порфиритов и в многочисленных тектонических разломах северо-западного простирания. Кроме того, кобальтин совместно с названными минералами также локализован вдоль зоны контакта песчаников и туфопесчаников среднеюрского возраста.

Во вмещающих породах кобальтин находится в виде вкрапленников. На некоторых участках месторождения тонкие прожилки кобальтина пересекают халькопирит, а в самом халькопирите кобальтин образует скелетные формы. Кобальтин на Северо-Восточном месторождении с аллоклазитом, глаукодотом и данаитом приурочен к трещинам и межзерновым пустотам и порам магнетитовых руд, гранатов, роговиков и дашкесанитов и зальбандам диабазовых даек.

2. На Северо-Западном кобальтсодержащем железорудном месторождении кобальтин в срастании с аллоклазитом и с мелкими включениями саффлорита и самородного висмута располагается по трещинкам магнетитовых руд и кварц-карбонатных жил. Совместно с аллоклазитом распространен в гидротермально-измененных породах по тектоническим трещинам и зонам.

3. На Южном месторождении кобальтин встречается в скарнах различного состава, где он относится к числу широко распространенных минералов. Здесь кобальтин чистый, без включений других минералов, местами раздробленный (рис. 72). Очень редко в кобальтине присутствуют мелкие зернышки магнетита. По штольне 1 (с интервала 153—171 м) между обнажениями мраморизованных толщ в гранатовых скарнах микроскопически и макроскопически наблюдались прожилковая и вкрапленная формы выделения кобальтина.

В интервале 159,1—160,1 м (как показали микроскопические исследования) кобальтин ассоциирует с данаитом и пиритом и редко с арсенопиритом. Местами он имеет крупные кристаллические формы выделения. В скарнах иногда образует рассеянную вкрапленность и очень тонкие разнообразной формы и размеров прожилки. По этой же штольне в интервале 133,5—200 м в удалении от контакта мраморизованных известняков кобальтин почти не встречается. По данным химических анализов, содержание кобальта здесь значительно понижается. В кальцит-эпидот-магнетитовых скарнах на расстоянии 185,5 м от устья штольни зерна кобальтина имеют скелетную структуру (рис. 73). Они располагаются по периферии зерен магнетита и пирита. В других местах штольни реликты кобальтина с аллоклазитом корродируются в незначительной степени халькопиритом.

Кобальтин (из штольни) изучался под микроскопом и также был подвергнут химическому, рентгеновскому и спектральному анализам. Под микроскопом видно, что кобальтин окаймляет зерна аллоклазита. Редко кобальтин ассоциирует с глаукодотом, саффлоритом, данаитом и арсенопиритом. Совместно с аллоклазитом дает гнездообразные скопления и прожилки. При детальном минераграфическом исследовании руды из скарнов, кроме кобальтина, аллоклазита, пирита, магнетита, мушкетовита, гематита и халькопирита, были обнаружены в незначительном количестве саффлорит, арсенопирит, данаит, глаукодот, миллерит, линнеит, леллингит, пирротин, висмутин и самородный висмут. Кобальтин в кальците широко распространен; имеет разные формы выделения; почти всегда наблюдается в тесном срастании с халькопиритом, магнетитом, аллоклазитом (в аллоклазите мелкие включения самородного висмута совместно с висмутином); замещается кальцитом,, изредка с образованием реликтовой микротекстуры.

При микроскопических исследованиях кобальтин иногда совместно с аллоклазнтом включен в магнетит или в порах и между зернами кристаллов магнетита. Иногда располагается по периферии крупных кристаллов магнетита и корродируется гематитом и пиритом. Кобальтин в магнетите ассоциирует с пиритом, халькопиритом, аллоклазитом, глаукодотом, саффлоритом, гематитом, в незначительном количестве с миллеритом, линнеитом, марказитом и кубанитом.

Кобальтин в халькопирите I генерации встречается довольно часто;, совместно с аллоклазитом имеет скелетную структуру. Эта структура особенно четко выявляется в халькопирите после травления парами царской водки. Иногда кобальтин и аллоклазит в халькопирите встречается в срастании с мелкими включениями миллерита. Такой формы выделения кобальтина и аллоклазита в халькопирите характерны только для Юго-Восточного участка Южного месторождения. Ha Пирсултанском участке месторождения кобальтин микроскопически обнаружен среди сульфидов. Он сечется прожилками халькопирита, пирита и магнетита. На Юго-Западном участке кобальтин наблюдается также микроскопически в срастании с халькопиритом, пиритом, гематитом и магнетитом (скв. 1096, на глубине 137,4 м).

В халькопирите кобальтин ассоциирует с аллоклазнтом, саффлоритом, мушкетовитом, пиритом, гематитом и миллеритом. Отдельные зерна кобальтина при микроскопическом изучении были встречены в пирите. На Юго-Восточном участке кобальтин в пирите встречается в виде мелких включений размером до 0,01 мм, причем он приурочен только к I генерации пирита. На первый взгляд отличить его очень трудно, так как пирит, очевидно, вследствие значительного содержания кобальта имеет розоватый оттенок. Среди этого пирита наблюдаются отдельные зоны отчетливо розоватого цвета (кобальтпирит). На Пирсултанском участке кобальтин отдельно в пиритах не обнаружен. Он только встречен в срастании с пиритом, халькопиритом и магнетитом. Кобальтин в пирите ассоциирует с кобальтпиритом, глаукодотом, редко с магнетитом и саффлоритом.

Кобальтин в мушкетовите был встречен на Юго-Восточном участке Южного месторождения. Под микроскопом он наблюдался среди радиально-лучистых скоплений мушкетовита в виде прожилковидных выделений и отдельных кристаллов иногда скелетной формы. В некоторых случаях кобальтин совместно с аллоклазнтом и кальцитом выполняет интерстиции между пластинчатыми зернами мушкетовита. В мушкетовите кобальтин ассоциирует, кроме аллоклазита, с глаукодотом, гематитом, магнетитом, марказитом и кальцитом.

После травления иприта азотной кислотой в нем наряду с кобальтпиритом выявляется кобальтин.

Изучался вопрос связи кобальтового оруденения с дайками. Было собрано большое количество образцов среди мраморизованных известняков из всех даек диабазового состава (из штольни 1). Из всех отобранных образцов с сульфидной минерализацией были изготовлены полированные шлифы. Несмотря на тщательное исследование этих шлифов под микроскопом, кобальтовые минералы обнаружены не были.

Полуколичественным спектральным анализом в 50 пробах было установлено содержание кобальта, колеблющееся от 0,0003 до 0,3%, а по результатам химических анализов проб из дайковых пород оно редко достигает 0,004%. Таким образом, учитывая вышеизложенное, можно прийти к выводу, что лайковые породы Южного железо-кобальтового месторождения содержат кобальт в незначительном количестве.

На Южном месторождении на контакте мраморизованных известняков и порфиритов в прожилках и гнездах среди скарнов, магнетитов, мушкетовитов и сульфидов, а также в кальците кобальтину сопутствуют в переменных количествах гранат (андрадит и гроссуляр), диопсид, волластонит, ильменит, эпидот, роговая обманка, магнетит, гематит, ильваит, дашкесанит, пирит, халькопирит, мушкетовит, арсенопирит, данаит, аллоклазит, леллингит, глаукодот, самородный висмут, висмутин, теллурит, парателлурит, бисмоклит, саффлорит, кварц, хлорит, пирротин, кубанит, сфалерит, галенит, марказит, актинолит, электрум, гессит, тетрадимит, халькозин, вполарит, эритрин, гетит, гидрогетит.

Тщательно отобранная проба кобальтина с аллоклазитом (разделить эти минералы невозможно из-за тонкого их срастания, была подвергнута всестороннему исследованию. Чистота отобранного материала была проверена в прессованных шлифах. При этом было установлено, что кроме кобальтина в пробе присутствуют 50% аллоклазита, редкие включения самородного висмута с висмутином, теллуритом, теллуровисмутитом и др.

Морфология. В различных породах, рудах и минералах кобальтин представлен неравномерно рассеянной вкрапленностью размером от 0.01 мм до 0,5 см (Северное кобальтовое месторождение). На Северо-Восточном, Северо-Западном, а также Южном месторождениях часто наблюдаются неравномерно рассеянные вкрапленники кобальтина в сопровождении с ипритом, халькопиритом, пирротином, пентландитом и другими сульфидами. Почти во всех указанных месторождениях кобальтин нередко встречается в виде хорошо образованных, обычно мелких кубического облика кристаллов и их сростков. Отдельные шестигранные кристаллы кобальтина часто встречаются в пирите, магнетите (рис. 74) и кальците (рис. 74). Форма отдельных вкрапленников представляет собой куб в комбинации с пентагон-додекаэдром или октаэдром. Размер вкраплений варьирует от нескольких миллиметров до микроскопических (0,1—0,2 мм).

Морфология кристаллов кобальтина была изучена на Северном кобальтовом, Северо-Восточном и Южном железо-кобальтовых месторождениях, где на кристаллах установлены в убывающем развитии куб {100}, пентагон-додекаэдр {210} и октаэдр [111}. Чаще встречаются кристаллы с формами {100} и {210}, реже со всеми указанными выше формами, но, как правило, грани {111} в очень слабом развитии. Редко попадаются кристаллы с почти одинаковым развитием {100} и {111}. Такие кристаллы приобретают октаэдрический облик. Грани {210} имеют зеркально гладкую поверхность, грани {100} заштрихованы параллельно ребрам куба, а на гранях {111} отмечаются формы роста (рис. 75).

Облик кристаллов определяется в основном преобладающим развитием пентагон-додекаэдра {210} и куба {100}, реже наблюдаются кристаллы октаэдрического облика. В результате гониометрических измерений указанных восемнадцати кристаллов и просмотра под лупой более пятидесяти кристаллов и обломков установлено наличие семи типов кристаллов кобальтина.

На кристаллах обнаружены следующие шесть простых форм: е {210}; о {111}; o' {III}; а {100}; h {410}; s {321}.

На Северо-Восточном железо-кобальтовом месторождении кобальтин всегда образует вкрапления мелких эвгедральиых зерен. Местами были встречены крупные кристаллы кобальтина размером от 5x5 мм до 1x1 см; на Северном кобальтовом месторождении размеры кристаллов кобальтина колеблются от микроскопических до 8 мм в поперечнике. На Северном кобальтовом месторождении кобальтин в форме тонкой прожилки мощностью 0,1 мм пересекает халькопирит, а на некоторых участках образует прожилки (см. рис. 72) и скелетные формы (см. рис. 73).

Физические свойства. Макроскопически кобальтин неотличим от аллоклазита, глаукодота, а также данаита. В свежем изломе цвет кобальтина от оловяино-белого до стально-серого, иногда с синеватым оттенком. Блеск металлический. Хрупкий. Отмечена спайность но {101} до отчетливой. Излом неровный. Черта серовато-черная, иногда со слабо фиолетовым оттенком. В отраженном свете кобальтин характеризуется следующими диагностическими признаками: цвет белый с отчетливо розовым оттенком, хорошо заметным рядом с арсенопиритом; по сравнению с аллоклазитом, глаукодотом, высококобальтистым глаукодотом и данаитом — розовато-белый со слабым желтоватым оттенком. Отражательная способность ниже, чем у арсенопирита, глаукодота и пирита, но выше, чем у аллоклазита. В иммерсии отражательная способность понижается.

Спектры отражения кобальтина из различных месторождений приведены в табл. 48 и на рис. 76.

Твердость кобальтина приведена в табл. 49.

Плотность кобальтина определяется методом непосредственного измерения объема и веса данного минерала из микронавески от 5 до 15 мг. Результаты определения плотности кобальтина из различных месторождений Азербайджана приведены в табл. 50.

Травится кобальтин только концентрированной HNO2, в результате чего выявляется зональная структура.

Характеристика инфракрасных спектров (ИКС) кобальтина приводится ниже и иллюстрируется рис. 77, где обр. 620 — кобальтин. Его ИКС характеризуется слабой широкой маловыразительной полосой, лежащей в области 1200—80 см-1. Нa полосе проявляется ряд максимумов: 1150 см -1, 1085 см-1 (основной максимум), 960 см-1. Два совсем слабых максимума: 850—790 см-1 и в области 700—400 см-1 — слабый максимум около 460 см-1.

Результаты мономинеральных спектральных анализов кобальтина показали, что постоянными для всех образцов примесями кроме железа, кобальта и мышьяка являются (в %): никель 0,1, медь 0,3 и в незначительном количестве титан 0,01, свинец 0,3, висмут 0,006, цинк 0,01, олово 0,02 и скандий 0,003. Из этих элементов никель, медь и висмут, по-видимому, являются изоморфными примесями в кобальте.

Рентгеновские исследования кобальтина из различных месторождений приводятся в табл. 51. В этой же таблице для сравнения приведены данные кобальтина из Хаканебе, Швеция. Межплоскостные расстояния кобальтина изученных нами образцов хорошо сопоставляются с литературными данными (см. табл. 50). Характерными линиями кобальтина являются 0,249 (10), 0,227 (9 и 7), 0,185 (5) и 0,17 (10 и 7). Параметры кобальтина рассчитаны и приведены в табл. 50.

Значения величин межплоскостных расстояний и параметры кобальтина из месторождений Азербайджана очень близки к данным Берри и Томпсона.

Химический состав кобальтина приведен в табл. 52. Были проанализированы образцы кобальтина, отобранные на Северном кобальтовом (анализы 1—4), Северо-Восточном железо-кобальтовом (анализы 5—10), Северо-Западном кобальтсодержащем железорудном (анализ 11), Южном железо-кобальтовом (анализы 12—18) и Кашкачайском кобальтсодержащем медноколчеданном (анализ 19) месторождениях. Как видно из табл. 51, в составе кобальтина постоянно присутствуют изоморфные примеси железа от 2,2 до 6,1 и никеля от 0,04 до 3,8 вес. %, но медь обнаружена лишь в трех образцах и, вероятно, связана с механическими включениями медных минералов. Заметен зональный дефицит мышьяка и серы (см. табл. 51). При исследовании химического состава кобальтина на микрозонде получены фотографии участков сканирований размером от 160X150 до 300X300 мкм (рис. 78) и запись кривых распределения Co, Fe, Ni, Cu, As и S (в вес. %) по профилю, проходящему через кобальтин (рис. 79).

Отношение Co : Fe изменяется от 16,5 до 4,55, а отношение Co:Ni — от 8,25 до 7,4. Концентрация серы и мышьяка также не является постоянной. Отношение концентрации As:S изменяется от 2,67 до 1,65. Исследованные химические составы кобальтина нанесены на диаграмму (рис. 80).