Платиноносные Fe-Mn океанические корки на базальтах: минералогия, модель формирования

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Железо-марганцевая океаническая корка на базальтах гайота подводных гор Мидпасифик (Тихий океан, глубина 2486 м, химический состав: Mn 24.2 мас.%, Fe 12.6 мас.%, Ni 0.59 мас.%, Сo 0.72 мас.%, Cu 0.13 мас.%; Pt 0.35 г/т, Pd 0.0052 г/т) изучена с помощью 3D-технологии минералогических исследований. В концентратах гидросепарации корки, кроме доминирующих вернадита и гётита, определены: 1) породообразующие и акцессорные минералы базальтов (клинопироксен, плагиоклаз, калиевый полевой шпат, биотит, ильменит, титаномагнетит, Ti-хромшпинелид, циркон, апатит); 2) сульфиды, аналогичные сульфидам из базальтовой подложки (пирит, халькопирит, борнит, халькозин, теннантит, «пентландит никелевый» Ni4S3, сфалерит, галенит, аргентит/акантит, молибденит); 3) самородные металлы (самородные железо, никель, медь, титан, вольфрам); 4) силициды железа (гупейит Fe3Si, цзифенгит Fe5Si3 и хапкеит Fe2Si); 5) минералы платиновой группы – неназванная фаза (Cu, Pt)4Si и рустенбургит (Pt, Pd)3 (Sn, Sb). Комплексы рудных минералов в базальтах и в Fe-Mn корках идентичны.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. С. Рудашевский

ООО «ЦНТ Инструментс»

Автор, ответственный за переписку.
Email: vlad.rudashevsky@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

В. Н. Рудашевский

ООО «ЦНТ Инструментс»

Email: vlad.rudashevsky@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

О. В. Аликин

ООО «ЦНТ Инструментс»

Email: vlad.rudashevsky@gmail.com
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Андреев С.И. Металлогения железомарганцевых образований Тихого океана. СПб: Недра, 1994. 191 с.
  2. Арсамаков Х.И., Кругляков В.В., Марукшин А.И. Самородные металлы и интерметаллические соединения в пелагических осадках Тихого океана // Литология и полезные ископаемые. 1988. № 4. С. 122–126.
  3. Астахова И.Н. Аутигенные образования в позднекайнозойских отложениях окраинных морей востока Азии. Владивосток: Дальнаука, 2007а. 244 с.
  4. Астахова И.Н. Железо-марганцевые образования Японского моря, их химический состав и генезис. М.: Наука, 2007б. С. 121–130.
  5. Астахова И.Н. Благородные, редкоземельные и цветные металлы в железо-марганцевых корках Японского моря // Доклады РАН. 2008. Т. 422. № 4. С. 522–527.
  6. Астахова Н.В. Благородные и цветные металлы в железомарганцевых корках центральной части Охотского моря // Океанология. 2009. Т. 49. № 3. С. 440–452.
  7. Астахова Н.В. Формы нахождения и особенности распределения благородных и цветных металлов в железо-марганцевых корках Японского моря // Океанология. 2013. Т. 53. № 6. С. 769–785.
  8. Астахова Н.В., Введенская И.А. Химический состав и генезис железо-марганцевых образований подводных вулканов и возвышенностей Японского моря // Вулканология и сейсмология. 2003. № 6. С. 1–8.
  9. Астахова Н.В., Колесник О.Н. Акцессорные металлы в железо-марганцевых корках хребта Галагана (Японское море) // Тихоокеанская геология. 2011. Т. 30. № 6. С. 97–109.
  10. Астахова Н.В., Колесник О.Н., Съедин В.Т. Рудная минерализация в вулканических породах подводных возвышенностей Японского моря // Геохимия. 2014. № 2. С. 158–177.
  11. Астахова Н.В., Леликов Е.П. Особенности железо-марганцевого рудообразования на подводном хребте Витязя // Геология и геофизика. 2013. Т. 54. № 5. С. 676–686.
  12. Астахова Н.В., Колесник О.Н., Съедин В.Т. Цветные, благородные и редкоземельные металлы в железомарганцевых корках и базальтах возвышенности Беляевского (Японское море) // Вестник КРАУНЦ. Серия Науки о Земле. 2010. № 2. Вып. 16. С. 152–166.
  13. Банных О.А., Будберг П.Б., Алисова С.П. и др. Диаграммы состояния двойных и многокомпонентных систем на основе железа. М.: Металлургия, 1986. 440 с.
  14. Батурин Г.Н. Руды океана. М.: Наука, 1993. 301 с.
  15. Бортников Н.С., Мочалов А.Г., Черкашев Г.А. Самородные минералы и интерметаллиды благородных и цветных металлов в осадках впадины Маркова, Срединно-Атлантический хребет // Доклады РАН. 2006. Т. 409. № 4. С. 522–527.
  16. Главатских С.Ф., Трубкин Н.В. Первые находки самородных вольфрама и серебра в продуктах эксгаляций большого трещинного Толбачинского извержения (Камчатка) // Доклады РАН. 2000. Т. 373. № 4. С. 523–526.
  17. Граменицкий Е.Н., Котельников А.Р., Батанова А.М., Щекина Т.И., Плечов П.Ю. Экспериментальная и техническая петрология. М.: Научный мир, 2000. 416 с.
  18. Давыдов М.П., Судариков С.М., Колосов О.В. Самородные металлы и интерметаллические соединения в осадках и взвесях гидротермально-активных сегментов Восточно-Тихоокеанского поднятия // Литология и полезные ископаемые. 1998. № 1. С. 17–29.
  19. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Ред. Н.П. Лякишева. М.: Машиностроение, 1996–2000, 2001. Т. 3. Книга 1. 972 с.
  20. Карпов Г.А., Аникин Л.П., Николаева А.Г. Самородные металлы и интерметаллиды в пеплах действующих вулканов Камчатки и Исландии / Материалы конференции, посвященной Дню вулканолога «Вулканизм и связанные с ним процессы» ИВиС ДВО РАН. 2012 г. Институт вулканологии и сейсмологии ДВО РАН. Петропавловск-Камчатский.
  21. Колесник О.Н., Астахова Н.В. Зерна цветных и благородных металлов в железо-марганцевых образованиях и магматических породах подводных возвышенностей Японского моря // Океанология. 2018. Т. 58. № 1. С. 80–88.
  22. Коноплева Е.В., Батурин Г.Н., Голева Р.В., Дубинчук В.Т., Мельников М.Е., Ожогина Е.Г., Юбко В.М. Формы золота и платины в железомарганцевых корках Магеллановых гор (Тихий океан) // Доклады РАН. 2004. Т. 397. № 2. С. 253–257.
  23. Лукин А.Е. Самородно-металлические микро- и нановключения в формациях нефтегазоносных бассейнов – трассеры суперглубинных флюидов // Геофизический журнал. 2009. Т. 31. № 2. С. 61–92.
  24. Новиков В.Г. Железомарганцевые отложения в океане: от наночастиц до макрообъектов // Природа. 2019. № 11. C. 39–49.
  25. Рудашевский Н.С., Крецер Ю.Л., Аникеева Л.И., Андреев С.И., Торохов М.П., Казакова В.Е. Минералы платины в железомарганцевых океанических корках // Доклады РАН. 2001. Т. 378. № 2. С. 246–250.
  26. Рудашевский Н.С., Бураков Б.Е., Лупал С.Д., Шулояков А.Д., Курец В.И., Хаецкий В.В. Высвобождение и концентрирование акцессорных минералов посредством электроимпульсной дезинтеграции – эффективный метод технологической минералогии // ЗВМО. 1991. Вып. 1. С. 72–81.
  27. Рудашевский Н.С., Крецер Ю.Л., Рудашевский В.Н. Рациональная технология исследования минералогии руд месторождений элементов платиновой группы / Годичное собрание Минералогического общества при РАН. Санкт-Петербург. 30 мая – 1 июня 2001, СПб., 2001. С. 150–151.
  28. Рудашевский Н.С., Лупал С.Д., Рудашевский В.Н. Гидравлический классификатор. Патент на изобретение № 216530. Российская Федерация. М., 2001.
  29. Рудашевский Н.С., Рудашевский В.Н. Гидравлический классификатор. Патент на изобретение № 2281808. Российская Федерация. М., 2006.
  30. Рудашевский Н.С., Рудашевский В.Н. Гидравлический классификатор. Патент на изобретение № 69418, полезная модель. Российская Федерация. М., 2007.
  31. Рудашевский Н.С. Рудашевский В.Н. 3D-Минералогическая технология исследования руд и технологических продуктов коренных месторождений благородных металлов / Материалы Юбилейного съезда Российского минералогического общества «200 лет РМО». СПб., 2017. Т. 2. С. 146–148.
  32. Рычагов С.Н., Главатских С.Ф., Сандимирова Е.И., Белоусов В.И. Рудные минералы в структуре гидротермально-магматических систем: состав, распределение, условия формирования / Геотермальные и минеральные ресурсы областей современного вулканизма. Материалы Международного полевого Курило-Камчатского семинара. Петропавловск-Камчатский, 2005. С. 363–379.
  33. Рябчиков И.Д., Когарко Л.Н. Физико-химические параметры материала глубинных плюмов // Геология и геофизика. 2016. Т. 57. № 5. С. 874–888.
  34. Савельев Д.П., Философова Т.М. Минералогические особенности меловых щелочных базальтов п-ова Камчатский Мыс (Восточная Камчатка) / Вестник КРАУНЦ. Серия Науки о Земле. 2005. № 5. С. 152–166.
  35. Савельев Д.П., Ханчук А.И., Савельева О.Л., Москалева С.В., Михайлик П.Е. Первая находка платины в космогенных сферулах железо-марганцевых корок (гайот Федорова, Магеллановы Горы, Тихий океан) // Доклады РАН. Науки о Земле. 2020. Т. 491. № 2. С. 15–19.
  36. Салтыковский А.Я., Титаева Н.А., Геншафт Ю.С. Изотопия, геохимия базальтов Исландии и мантийный плюм // Вулканология и сейсмология. 1998. № 3. С. 25–38.
  37. Шевко В.М., Сержанов Г.М., Бадикова А.Д., Утеева Р.А. Термоповедение силицидов железа // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. 2014. Ч. 3. № 10. С. 41–45.
  38. Торохов М.П., Мельников М.Е. Акцессорные минералы в гидрогенных железомарганцевых корках Тихого Океана – россыпной механизм накопления // Доклады РАН. 2005. Т. 405. № 4. С. 511.
  39. Хансен М., Андерко К. Структуры двойных сплавов, т. I, II, М.: Mеталлургиздат, 1962, 1488 с.
  40. Шанк Ф. Структуры двойных сплавов. М.: Mеталлургия, 1984. 592 с.
  41. Штеренберг Л.Е., Васильева Г.Л. Самородные металлы и интерметалические соединения в осадках северо-восточной части Тихого океана // Литология и полезные ископаемые. 1979. № 2. С. 133–139.
  42. Штеренберг Л.Е., Александрова В.А., Габлина И.Ф. др. Состав и строение марганцевых корок Японского моря // Тихоокеанская геология. 1986. № 1. С. 125-128.
  43. Юткин Л.А. Электрогидравлический эффект и его применение в промышленности. Л.: Машиностроение, 1986. 253 с.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фрагмент изученной богатой Pt океанической Fe-Mn корки на базальтах.

Скачать (83KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Минералы, установленные в ЖМК, аналогичные характерным породообразующим минералам и акцессориям базальтовой подложки. HS-концентраты. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. CPX – моноклинный пироксен, PL – плагиоклаз, KFSP – калиевый полевой шпат, BT – биотит, ILM – ильменит, TI-MT – титаномагнетит, Ti-CRSP – титанистый хромшпинелид, ZRN – циркон, AP – апатит, TIT – титанит, MNZ – монацит, LOP – лопарит; GTH – гётит, VRN – вернадит.

Скачать (272KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Зерна сульфидов Сu, Fe, Ni, Zn, Pb, Ag и Mo, извлеченные в HS-концентраты ЖМК. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. PY – пирит, CP – халькопирит, BORN – борнит, CHC – халькозин, Ni-PN – «никелевый пентландит» Ni4S3, TNT – теннантит, SPH – сфалерит, GN – галенит, Ag2S – аргентит/акантит, MBD – молибденит, GTH – гётит.

Скачать (271KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Зерна самородных железа (а–з, к), никеля (к–п), меди (р–х) и свинца (ф, х), извлеченные из HS-концентратов ЖМК. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. Fe, (Fe, Co, Ni), (Fe, Cr), (Fe, Cr, Ni), (Fe, Ni, Cr), (Fe, Si, Cr), (Fe, Ni) – самородное железо (и сплавы железа); Ni, (Ni, Cr), (Ni, Fe), (Ni, Cu) – самородный никель (и сплавы никеля); Cu, (Cu, Zn), (Cu, Ni), (Cu, Sn, Zn) – самородная медь (и сплавы меди; bnz – бронза самородная; brs – латунь самородная); Pb – свинец самородный, WST – вюстит, MT – магнетит, AP – апатит, VRN – вернадит, GTH – гётит.

Скачать (355KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Зерна самородных титана, вольфрама и «малых» Zr-минералов – бадделеита, неназванных соединений Al2ZrO5 и Al4ZrO8, извлеченные из HS-концентратов ЖМК. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. (Тi, Fe, Al) – самородный титан, SCHL – шеелит, WT – вольфрамит, W – самородный вольфрам, Al2ZrO5 и Al4ZrO8 – неназванные фазы, BDL – бадделеит, (Ni, W, Fe) – cамородный никель, (Fe, Ni, Cr) – самородное железо, AP – апатит, GTH – гётит.

Скачать (208KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Зерна минералов платиновой группы и силицидов железа в HS-концентратах ЖМК на базальтах. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. RSB – рустенбургит (Pt,Pd)3(Sn,Sb), (Cu,Pt)4Si – неназванная фаза, Fe5Si3 – ксифенгит, Fe2Si – хапкеит, Fe3Si - гупейит, BNZ – самородная бронза, GTH – гётит.

Скачать (147KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Характерные минералы и их ассоциации в Fe-Mn корках на базальтах. Полированные шлифы, фото в отраженных электронах. VRN – вернадит, GTH – гётит, BRT – барит, АР – апатит, Ti-MT – титаномагнетит, WST – вюстит, МТ – магнетит, (Fe, Ni) – Ni-железо самородное.

Скачать (358KB)
Метаданные

Примечание

[1] 25 ноября 2023 г. после продолжительной болезни ушел из жизни наш коллега, доктор геол.- мин. наук Николай Семенович Рудашевский, в прошлом член редколлегии Записок РМО, член Комиссий РМО: по локальным методам исследований и по новым минералам и названиям минералов. Николай Семенович родился 24 июня 1944 г. в селе Костенеево Елабужского р-на Татарской АССР, в находящейся в эвакуации семье профессора биологического факультета ЛГУ Семена Евгеньевича Рудашевского. Окончив школу с золотой медалью, поступил в Ленинградский университет, участвовал в экспедициях на Камчатку, Кольский полуостров, в Республику Тыва, Карелию и с отличием окончил кафедру минералогии в 1965 г. В 1972 г. защитил кандидатскую диссертацию в Ленинградском горном институте, а в 1989 г. – докторскую диссертацию «Платиноиды в породах ультрамафитовых формаций (минералогия и генезис)» во ВСЕГЕИ. В разные годы работал в Институте «Гипроникель» (1965–1978), Севзапгеологии (1978–1984), ВСЕГЕИ (1984–1990), ОАО «Механобр-Аналит» (1990–2000), Радиевом институте им. В.Г. Хлопина (2001–2016). Опубликовал более 300 работ в российских и зарубежных журналах, был первым автором и соавтором открытия 34 новых минералов, 21 из которых – минералы платиновой группы, соавтор 3-х патентов РФ на изобретения и 2-х монографий.

В последние два десятилетия Николай Семенович разработал, запатентовал и внедрил «3D-технологию минералого-геохимических исследований пород руд и техногенных продуктов», объединяющую метод электроимпульсной дезинтеграции (ЭИД) и новый способ гидросепарации с запатентованным оборудованием (Гидросепараторы HS-02 и HS-11) для гравитационного разделения измельченных материалов. В 2001 г. он вместе с сыном Владимиром основал сервисно-консалтинговую компанию «РС+» с лабораторией исследования состава минералов (с приборными комплексами оптического и локального электронно-микрозондового анализа, специальной пробоподготовки и гидросепарации). Компанией были опубликованы материалы по Ag-Au-Pd-Pt рудам Бушвельдского комплекса, ЮАР; Ag-Au-Pt-Pd минерализации карбонатитов Ковдорского массива, Кольский п-ов и месторождения Люлекоп, Палаборский массив, ЮАР; Au-рудам Березовского месторождения, Урал; Au-Ag-рудам месторождения Веладеро, Аргентина и др. Сегодня более 150 лабораторий в 20 странах используют гидросепараторы Рудашевского. Один из столпов в методологии исследования руд благородных металлов Луис Кабри (Канада) в своей статье сравнил влияние изобретения Н.С. Рудашевского на прогресс в открытии новых минералов благородных металлов с появлением электронно-зондового метода в 1959 г. Совместно с коллегами из различных университетов и научных организаций – Луисом Кабри (Канада), Томасом Обертюром (Германия), Йенсом Андерсеном, Энди МакДональдом (Англия), Оскаром Талхаммером (Австрия), Полом Вайблоном, Берни Сайни-Эйдукатом (США), Федерикой Заккарини и Джорджио Гарутти (Италия) и многими другими эта технология была апробирована на различных геологических объектах. Результаты исследования Н.С. Рудашевского легли в основу предложенных им теории флюидной дифференциации руд элементов платиновой группы и эволюции ультрамафитов в верхней мантии, флюидно-магматической модели формирования расслоенных интрузий, вулканогенно-флюидно-океанической модели формирования железо-марганцевых конкреций на базальтах в крупных бассейнах Земли. В результате использованной им 3D-технологии была разработана новая схема переработки хвостов и бедных забалансовых руд Березовского месторождения, внедренная на руднике, предложена схема переработки золотосодержащих хвостов Карабашского ГОКа.

Имя Николая Семеновича Рудашевского, талантливого и преданного своему делу ученого-исследователя будет жить в его научных трудах и минерале рудашевските (Fe,Zn)S, названном именем ученого. Примечание редколлегии.


© Российская академия наук, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».