Доклады Российской академии наук. Науки о Земле, 2020, T. 492, № 1, стр. 35-38

Мирмекитовидные срастания антимонидов никеля с пирротином типичны для руд докембрийских сульфидных Cu–Pb–Zn-месторождений [1], но в более молодых месторождениях они не были обнаружены. Образование этих срастаний считается результатом перекристаллизации и/или парциального плавления сульфидных руд этих месторождений в условиях регионального метаморфизма при температуре более 600°С [1, 2]. Микроскопические двуминеральные срастания мирмекитовидной структуры пирротина с нисбитом NiSb₂ и пирротина с брейтгауптитом NiSb были впервые обнаружены в мезозойских жильных касситерит–галенит–сфалеритовых-рудах на глубоких горизонтах месторождения Южное.

Жильное тело месторождения Южное залегает в раннемеловых песчаниках и алевролитах и прослежено от поверхности (гор. + 1100 м) на глубину более 700 м (до гор. + 350 м). Образование руд генетически связывается с интрузиями раннесеноманских монцодиоритов с Rb–Sr-возрастом около 95 млн лет [3]. Околожильные метасоматиты с верхних горизонтов месторождения датированы K–Ar-методом в интервале 84–88 млн лет [4]. На юго-западном фланге месторождения в 200 м ниже рудной зоны скважинами вскрыта интрузия поздних маастрихтских лейкогранитов, датированных авторами в ДВГИ ДВО РАН по слюдам – 65.8 ± 1.5 млн лет.

Стадийность заполнения собственно жильных руд на глубине сходна с предложенной для жилы № 4 ранее [5]. Выявлена последовательная смена трех минеральных ассоциаций. Отличие в составе жил глубоких горизонтов месторождения от верхних заключается в значительном уменьшении в них карбонатов.

(1) Кварц–касситерит–арсенопиритовая ассоциация начинает собственно рудный процесс и проявлена в виде минеральных агрегатов в зальбандах жилы.

(2) Кварц–халькопирит–сфалерит–пирротиновая ассоциация слагает основную часть жил. Главные минералы – пирротин-I и сфалерит с мелкими включениями пирротина, халькопирита и станина. Пирротин немагнитный, гексагональный, заметно обогащен никелем (до 137 г/т). Только на юго-западном фланге жилы в зоне влияния поздней интрузии лейкогранитов, по нашим данным, пирротин слабомагнитен. Он отчетливо перекристаллизован и демонстрирует типоморфную для термально преобразованных сульфидных руд структуру тройных углов стыковки.

(3) Сульфосольно–антимонидно–галенитовая ассоциация присутствует на глубине в сфалерит–пирротиновых-рудах в виде гнезд и полосовидных обособлений. Галенит, как и на верхних горизонтах месторождения [5, 6], несет мелкую неравномерно рассеянную вкрапленность гудмундита-I, самородной сурьмы и серебра, их интерметаллических соединений и разнообразных сурьмяных сульфосолей Ag и Pb.

На юго-западном глубоком фланге месторождения в жиле обнаружены зоны наложенной амфиболитизации, где ранние сульфиды пересекаются лучистыми агрегатами тремолита. Здесь же присутствуют тонкие секущие ранние руды прожилки кварца с молибденитом и самородным висмутом. K–Ar-датирование амфибола (ДВГИ ДВО РАН) показало, что поздние метасоматиты образовались в маастрихте (66 ± 4 млн лет). Мы полагаем, что Mo–Bi-минерализация и наложенная амфиболитизация связаны с находящейся рядом интрузией маастрихтских лейкогранитов, апикальная грейзенезированная часть которой пронизана кварцевыми прожилками с халькопиритом и молибденитом.

Мирмекитовидные срастания пирротина II с нисбитом и брейтгауптитом обнаружены в сульфидных рудах вблизи их контакта с пострудной интрузией гранитоидов. Размер зерен минералов колеблется от долей до 5 мкм. Кроме антимонидов никеля и пирротина II, среди мирмекитовых срастаний местами присутствуют гудмундит II, станнин II, халькопирит II и сульфоантимонид серебра переменного состава (минерал Х). По оптическим свойствам минерал Х не отличим от дискразита, но по химизму он принадлежит к неидентифицированной фазе системы Ag–Sb–S. Особенностью минерала Х является невыдержанность состава, проявляющаяся даже в одном зерне. Наиболее значительны вариации содержаний серы – от 1.92 до 8.5 мас. % (табл. 1). Точки анализов минерала Х на фазовой диаграмме Ag–Sb–S (рис. 1) располагаются в области трехкомпонентного расплава, стабильного при температуре 600°С.

Рис. 1.

Положение состава минерала Х на фазовой диаграмме системы Ag–Sb–S при 600°С. Составы показаны в атомных процентах (по [7]).

Как правило, все мирмекитовидные срастания антимонидов никеля и минерала Х с пирротином II обособляются в виде микроагрегатов на границе различных минералов ранних ассоциаций. Наиболее характерна приуроченность микрографических сростков к контакту пирротина I и галенита (рис. 2).

Рис. 2.

Морфология субграфических срастаний нисбита с пирротином. po – пирротин; gn – галенит; nsb – нисбит. Морфология микрографических срастаний нисбита с пирротином и карты распределения в них Ni, Sb, Fe, S в рентгеновских лучах. а – изображение в поляризованном отраженном свете. б – изображение во вторичных электронах. в–е – снимки в характеристических рентгеновских излучениях: в – Ni K_α; г – Sb L_α; д – Fe K_α; е – S K_α.

Местами антимониды никеля и минерал Х образуют самостоятельные вкрапления в галените (до 60 мкм в поперечнике) и гипидиоморфные срастания с серебросодержащими станнином II и халькопиритом II. Аномально высокие содержания серебра в станнине указывают на присутствие в его составе окартитовой компоненты, характерной для высокотемпературного окартит-станниного изоморфного ряда. В табл. 1 приведены анализы с максимальными содержаниями установленных примесей.

Приуроченность новообразованных субмикроскопических мирмекитовидных нисбит–пирротиновых-агрегатов к контакту никеленосного пирротина с аномально обогащенным сурьмой галенитом указывает на их образование в результате мобилизации и диффузии химических элементов к границам минералов. Этот процесс произошел при термальном воздействии на руды поздней интрузии гранитоидов. Сопряженность участка перекристаллизации руд и зон наложенной амфиболитизации с кварц–молибденитовыми-прожилками позволяет предположить участие межпорового флюида в диффузии.

При нагреве возникали, вероятно, обособленные скопления сложного металлоносного сульфо-антимонидного расплава, который мог мигрировать. Присутствие наложенного на руды тремолита, окартитовой компоненты в станнине-II и особенности состава минерала Х позволяет предполагать, что он образовался при температуре не ниже 600°С, как это следует из экспериментального изучения Ni–Sb- [2] и Ag–Sb–S-систем [7].

Представляется, что при понижении температуры, аналогично модельным построениям, описанным в работе [8], реализовался процесс дифференциации расплава с появлением обособляющихся фаз. Как итог, часть компонентов выводилась из системы локальной “капли”. При этом первым обвально кристаллизовался с образованием пирротин-нисбитовой микрографики расплав, лишившийся серебра и низкоплавких элементов халькофильной группы (Sn, Cu). Отделившийся сереброносный расплав при дальнейшем понижении температуры кристаллизовался с образованием микрографических срастаний, среди которых преобладал минерал Х.

Как и на колчеданных месторождениях, претерпевших метаморфизм [1, 2], появление никель-антимонидных ассоциаций в рудах месторождения Южное связано с их высокотемпературной перекристаллизацией. В рудах этого месторождения процесс с участием антимонидов никеля происходил в более широком интервале температур. Начавшись при температуре около 600°С, перекристаллизация и переотложение руд завершились, судя по присутствию в срастаниях с антимонидами никеля гудмундита и моноклинного пирротина, при температуре не выше 280 ± 10°С [5] (гудмундит устойчив ниже 280 ± 10°С [9]). Таким образом, впервые показана высокотемпературная перекристаллизация руд на касситерит–галенит–сфалеритовых-месторождениях Приморья, обусловленная термальным воздействием пострудных интрузий, которая также изменяет их минеральный состав, как и низкотемпературные гидротермальные преобразования [5].