Минералогические и химические особенности кор выветривания по основным породам весеннего медноколчеданного месторождения

Месторождение подготовлено к разработке и поэтому детально изучено нами [1, 2, 3, 4, 5].

Район Весеннего месторождения имеет слабо расчлененную пенепленизированную поверхность, на которой широким развитием пользуется кора выветривания мезокойназойского возраста, перекрытая маломощным чехлом (0 - 5 м.) элювио-делювиальных четвертичных отложений, а также пролювием и аллювием по долинам р. Аралча и ее притока - овр. Кошенсай.

Кора выветривания пород основного состава развита по диабазам и диабазовым порфиритам, являющимся рудовмещающими породами. Неизмененные гипергенными процессами эффузивы представлены темно-серыми или зеленовато-серыми очень плотными породами порфировой мелкозернистой структуры, миндалекаменной брекчиевидной текстуры. Породообразующими минералами являются альбитизированнные плагиоклазы, монолитные пироксены ряда авгита, роговая обманка. В диабазах интенсивно проявлены процессы эпидотизации и хлоритизации. Пористость составляет 2,73%, объемный вес - 2,73г/см³.

Химический состав кор выветривания по диабазам и эффузивам основного состава представлен в таблицах 1,2. В химическом составе продуктов выветривания по сравнению с неизменными породами возрастает роль F₂O₃ и MnO, уменьшается содержание СаО. Концентрация водородных ионов (рН) составляет 7,45, содержание органического углерода равно 0,03%.

В профиле выветривания эффузивов основного состава выделяются следующие зоны (снизу вверх):

1. 
   Выщелачивания (дресвяно-щебенистая);
   
2. 
   Каолинит-монтморилонитовая (пестроцветная глинистая);
   
3. 
   Охристо-каолинитовая (обеленная глинистая).
   

Мощность зоны колеблется от 0,5 м до 11 м.

Над рудными телами зона выщелачивания представлена глинисто-дресвено-щебенистым продуктами выветривания пород основного состава. В тяжелой фракции преобладает пирит и сидерит.

В тонкодисперсной (глинистой) фракции много тонкораспыленного кварца. Последний отчетливо прослеживается на рентгенограммах и дифрактограммах (4,24 А, 3,34 А, 2,14 А, 1,81 А). Много хлорита (эндо-630⁰, 14,2 А, 4,79А, 3,58 и т.д.), гидрослюды и (эндо-100⁰, 180⁰ 10А,5,02А, 4,50А), каолинита (эндо -570⁰, экзо - 580⁰, 7,2А, 3,6А и т.д.). Указанный состав подтверждается величиной отношения SiO₂/R₂O₃. В целом аналитические данные подтверждают начальные этапы корообразовательных процессов.
Таблица 3 – Механический состав коры выветривания эффузивов основного состава района Весеннего месторождения, %

Наименование зоны коры выветривания	Содержание фракций
	˃1,0 мм	1,0 – 0,1 мм	0,1 – 0,01 мм	˂0,01 мм
1	2	3	4	5
Охристо-каолинитовая зона	0,64	0,86	1,38	97,12
Каолинит-монтмориллонитовая зона	0,57	0,51	2,82	96,10
Зона выщелачивания	6,58	6,2	8,47	78,75

Текстура породы характеризуется чередованием прослойков, сложенных хлоритом и глинистым минералом. Эти минералы слагают основную массу продуктов зоны выщелачивания. В меньшем количестве содержатся кварц (5%), марганцовистые минералы (в редких знаках). Из рудных минералов присутствуют лейкоксен, пирит, тонкая сыпь рудного минерала, гидроокислы железа, в редких знаках халькопирит. Тонкая сыпь лейкоксена концентрируется в виде цепочек среди хлоритовых прослойков. Окисленные рудные минералы содержатся в глинистой части породы и представлены гидроокислами железа. Пирит (около 2-3%) приурочен в основном к хлоритовым прослойкам и отмечается в тонкорассеянном состоянии и крупных сростках. Большей частью по краям он сопровождается карбонатом (сидерит).

Сравнение минералогического состава зоны выщелачивания в коре выветривания над рудными объектами с таковым вне их указывает на значительные отличия. Если в первом случае в составе тяжелой фракции преобладают пирит, сидерит, в легкой фракции – хлорит, глинистые минералы, то во втором случае, соответственно – эпидот и полевые шпаты.

Каолинит-монтмориллонитовая зона (пестроцветная глинистая) представлена плотной глиной светло-желтого и кремовато-желтого цветов со слабым зеленоватым оттенком. По многочисленным трещинам развиты гидроокислы железа и марганца. В составе тяжелой фракции преобладает эпидот (до 80-95%), до 10% содержатся лейкоксен, ильменит и магнетит. Легкая фракция представлена полевыми шпатами (до 90%), кварцем и гидрослюдой – в пределах первых процентом. Основными глинистым минералом в зоне является монтмориллонит (от 40 до 80% во фракции ˂ 0,001 мм). В меньших количествах присутствуют каолинит и гидрослюда. В химическом составе пород зоны по сравнению с зоной выщелачивания возрастает роль Fe₂O₃, H₂O, Al₂O₃ , уменьшается - SiO₂, FeO, MnO, CaO, Na₂O. В механическом составе пород зоны преобладает глинистая

фракция (96,1%). Значительно увеличиваются значения пористости (50,4%) по сравнению с таковыми пород зоны выщелачивания. Объемный вес продуктов каолинит-монтмориллонитовой зоны составляет 1,49 г/см³. Величина рН равняется 7,02. Мощность зоны – от 6 до 17 м.

Рассматриваемая зона над рудными телами приобретает существенно каолинитовый состав и представлена породой голубовато-серого цвета с реликтами порфировой структуры, интенсивно пропитана гидроокислами железа.

Гидроокислы железа отмечаются в виде конкреций, желваков, пропластков и т.п. В шлифах наблюдается бурый железняк с нечетко полосчатой текстурой. Слоистость обусловлена чередованием прослоев, полностью замещенных лимонитом и гетитом, и участков сохранившейся глины каолинитового состава с примесью гидрослюд. Местами в лимонитовых прослоях просвечивают единичные сильно разрушенные обломки кварца алевритового размера. Участки, сложенные каолинитовой глиной, представляют светлые пятна неправильной, клочьевидной формы на темно-буром фоне лимонита. По результатам минералогического анализа в составе электромагнитных фракций преобладает лимонит (до 93% от веса фракции), в магнитной фракции – магнетит (до 98%). В легкой фракции преобладает кварц (до 88%) и глинистые минералы (до 22%).

В тонкодисперсной фракции, как и в ранее рассмотренном случае в дресвяно-щебенистой зоне коры выветривания, сохранилось много кварца. Преобладающее значение приобретает каолинит (эндо – 580⁰, экзо – 980⁰, 7,2А, 4,5А, 3,6А). Достаточно много монтмориллонита (экзо – 120⁰, 14,4А, 2,6А). Эти материалы свидетельствуют о высокоразвитом этапе корообразования.

Под микроскопом наблюдаем: глинистые минералы группы каолинита, кварц (25-30%), рудные минералы (5-10%), гидроокислы железа, хлорит. Каолинит составляет основную массу породы слабо буроватой окраски, тонкочешуйчатые. Вероятно, он образовался за счет выветривания хлорита, так как изредка отмечаются реликты последнего в виде чешуек и листочков. Кварц отмечается в виде кучных неправильных образований и единичных тонких прожилков. Рудные минералы концентрируются в нерезко выраженных тонких прослойках и неправильных кучных сростках тонкой сыпи и микрозерен. Они почти нацело подверглись окислению.

По результатам термического и рентгено-структурного анализов среди глинистых минералов выделяются каолинит, гидрослюда и монтмориллонит.

Химический состав продуктов выветривания зоны сходен с таковым коры выветривания безрудных объектов (таблица 1).

Концентрация водородных ионов (рН) имеет величину 6,8, содержание органического углерода составляет 0,03-0,1 %, с повышением количества в верхних частях зоны (таблица 4).

Мощность каолинит-монтмориллонитовой зоны колеблется от 6 до 17 м.