Дәріс 11. Рудадағы минералдың парагенетикалық арақатынасы

Fe–S–O құрам–парагенезис үшбұрышты диаграммасының талдауынен қышқылдың концентрациясы жоғары жағдайында пирротиннің тұрақсыз екенін көруге болады (сурет 2). Мұны көрсету үшін О төбесінен Оα сәулесін жүргіземіз. О төбесіне бағытталған бұл сәуле төрт бинарлы парагенезисті қиып өтеді: 1) FeS +FeS (ауасыз ортада тұрақты), 2) Fe₃O₄+FeS, 3) Fe₃O₄+FeS₂ және 4) Fe₂O₃+FeS₂. Компоненттің арақатынасын көрсететін фигуративті нүкте Fe₃O ₄ – FeS₂ линиясын қиып өтіп, үшфазалы үшбұрыштың ауданына кіреді Fe₃O₄ – Fe₂O ₃ – FeS₂, пирротин жойылып кетеді. Оның орнын FeS₂ – пирит басады, ол парагенезисте гематитпен бірге кездеседі. Диаграммадан да гематиттің пирротинмен бірдей салмақты ассоцияциада бірге бола алмайтынын көруге болады. Оған біз бинарлы парагенезис линиясын жүргізе алмаймыз Fe₂O₃ – FeS, өйткені ол тұрақты және табиғаттағы кең таралған бинарлы парагенезистің FeS₂ – Fe₃O₄ линиясын қиып кетеді.

Жоғарыда аталған компоненттерге (Fe, S ;және O), СО₂ қоссақ, онда біз диаграмма – тетраэдрмен жұмыс жасаймыз (сурет 3). Оған FeCO₃ жүргізсек және парагенетикалық байланысты минералдыың линиясымен қоссақ, біз екі төртфазалы парагенезисті аламыз, ол тетраэдрда геометриялық бір-біріне жабысқан төртқырлы (сфеноэдр) түрінде болады: 1) Fe₂O₃, Fe₃O₄, FeCO₃, FeS₂ және 2) FeS₂, FeCO₃, Fe₃O₄ және FeS. Кеңістікте төртқырлының орналасуын қарасақ, ассоциация FeS₂ – Fe₃O₄ – FeCO₃ , Fe₂O₃ немесе FeS парагенезисінде болуы мүмкін. Бұл екі минералдар бірге жаралмайды.

Жоғарыда айтылғандардан, рудажаралау және минералжаралу процесіндегі табиғи химиялық реакцияны түсіну үшін минералдың парагенетикалық арақатынасын зерттеу өте маңызды екндігін білуге болады.

4-ші суретте Cu – Fe – S жүйедесіндегі құрам – парагенезистің толық диаграммасы келтірілген. Мыс пен темірдің сульфидтті парагенетикалық ассоциациясын жүйеге бөлгенде қайтадан қалыптасатуы келтірілген:

4-ші сурет

1. 
   Негізгі мысты сульфидттер (кубанит, халькопирит, борнит және халькозин) парагенезисте пиритпен, пирротинменде кездеседі. Тек сульфид мысына бай ковеллин, эндогенді рудада пиритпен бірге жаралады.
   
2. 
   Күкірттің төменгі концентрациялы ертіндісінде пайда болатын жоғарғы температурада қатты ерітінді қалыптастыратын, температура төмендегенде ыдырайтын мыс пен темірдің мөлшері аз сұр сульфидттер. Оған мынадай қосылыстар жатады: Cu₂ S + Cu₅ FeS₄, Cu₅ FeS₄ + CuFeS₂, CuFeS₂ + CuFe₂ S₃ ;2 және CuFe₂ S₃ + FeS;
   
3. 
   пирит+борнит, пирит+халькозин және пирит + ковеллин, минералдың мұндай парагенезисі күкірттің концентрациясы ерітіндіде жоғары болғанда пайда болуы мүмкін.
   
4. 
   диаграммадағы темір-мысты сульфидтті салыстыра отырып (борнит, халькопирит және кубанит) , олар төртбұрыштың ішінде жатқанын көреміз: CuS – Cu₂S – FeS – FeS₂. бұлардың барлығы ерітіндідегі күкірт концентрациясына байланысты жаралады, ал Cu және Fe өздері сульфид құрайды (күкірттің концентрациясы жоғары болғанда – CuS және FeS₂, ал төмен болғанда – Cu₂S және FeS).
   

Сульфидттердің оксидпен ауысатын парагенетикалық арақатынасы, оның қалдық ерітіндіде өзгеруімен немесе эпигенетикалық стадияда өзгеруімен сипатталады. Бұл арақатынас руда жаралу кезінде темір мен мыстың геохимиялық ерекшелігін білуге көмектеседі. Минераграфиялық зерттеуден барлық мыс пен темірдің сульфидттеріненерітіндіде оттегінің концентрациясы жоғары болғанда пирротин ғана тұрақты екенін көруге болады, ол көбіне магнетитпен кездеседі. Негізгі таужыныстарымен генетикалық байланысты пирротинді желілі денеде магнетит желінің жоғарғы бөлігінде көбеюіне байланысты барлық пирротинді масса магнетитпен қосылып кетеді. Темір сульфиді толық жоғалып кетеді, ал халькопирит түріндегі мыс сульфиді тұрақты болғандықтан қалады. Руданың сыртқы түрі қатты өзгеріске ұшырайды, бастапқы магнетитті желі тереңдеген сайын мыс-никель сульфидтті желіге ауысады. Жербетіндегі іздеу жұмыстарында магнетитті желіге онша көңіл аударылмады. Бұдан іздеу-барлау жұмыстары кезінде руда құрамындағы фациалдық өзгерудің өте маңызды екенін көруге болады.

Волковское (Ресей) кенорнындағы габбролы таужыныстарындағы сеппелі мыс-титан-магнетитті рудадағы мыс пен темір минералдарының арақатынасы қызығушылық туғызады. Бұл кенорында темірдің сульфиді жоқ. Оның орнына магнетит және титан-магнетит кездеседі. Мыстың сульфидіне халькопириттің тығыз ассоциациясы және түйірлі түрде кездесетін эндогенді борнит тән. Магнетит жиналған жерлерде борнит қана кездеседі. Мыс сульфидінде темірдің аз болуы ерітіндіде темірдің концентрациясы төмен болғандықтан, элемент кислородпен магнетит түрінде жеңіл байланысады. Бірақта кислород концентрациясы руда жаралған кезде жоғары болған. Магнетит, халькопирит және борниттің арақатынасы олардың бірге жаралғанын көрсетеді. Магнетит-борниттің кей жерлерінде эндогенді халькозин кездеседі, яғни құрамында темірі жоқ мыс сульфиді.

Гематитте магнетит сияқты мыс және темір ассоциациясында байқалады. Мұнда кубанит кездеспедй, өйткені ол пирротин сияқты гематитпен бірге жарала алмайды. Гематит магнетитке қарағанда мыс сульфидінің ассоциациясында аз кездеседі.

Аса көңіл аударатын минералдар ассоциациясы онда гематиттің болуы, мыстың темірлі сульфидінің әсерінен ортаның қышқылдығының өзгеруі.

Осыған байланысты минералдың парагенетикалық ассоциациясын зерттеу Cu – Fe– S–O жүйесінда келесі негізгі қорытындыға келтіреді: 1) қышқылды реакция жағдайында мыссульфидтті руда кенорындағы өнімде темір мысқа қарағанда белгілері анық кислородпен, күкіртке қарағанда; 2) темір мен мыстың сульфиді мен оксидінен әртүрлі минералдың парагенетикалық арақатынасын байқауға болады.

1.Fe–S–O жүйесінде қандай парагенетикалық минералдар ассоциациясы болады?

2.Cu – Fe– S жүйесінда қандай қосылыс пен парагенезис болады; олардың пайда болу жағдайы.

3.Cu – Fe– S–O жүйесіндегі парагенетикалық арақатынасы.