В 1988 г. на территории юго-восточной Якутии было открыто беспрецедентное проявление так называемых моноалабандиновых руд, рассматривающихся в настоящее время как перспективное марганцеворудное сырье. Результаты проведенных нами исследований показали, что упомянутые руды столь существенно обогащены индием, что это дает основание говорить об открытии в России неизвестного ранее потенциально промышленного сульфидно-индиево-марганцевого типа оруденения. С теоретической же точки зрения (по И.М. Варенцову) выявленный халькогенный индиево-марганцевый геохимический парагенезис представляет собой важный пример участия в процессах марганцевого рудообразования летучих, происхождение которых может быть глубинным со всеми вытекающими из этого обстоятельства научно практическими следствиями.
Рудное поле Высокогорное располагается в пределах Южно-Верхоянского синклинория, входящего в состав Охотского вулканогенного пояса. В металлогеническом отношении оно приурочено к Юдомскому сегменту Южно-Верхоянской провинции, специализированной на серебро-олово-полиметаллическое оруденение. В пределах рассматриваемого поля развита единая система рудных жил, залегающих в алевропсаммитах верхоянского терригенного комплекса и парагенетически связанных с меловыми гранитоидами. Эти жилы контролируются зоной регионального разлома субмеридионального простирания и оперяют или трассируют по простиранию малоамплитудные сбросо-сдвиги, характеризующиеся крутым падением плоскостей сместителей к западу под углами 57°–85°. По составу оруденения жилы довольно контрастно подразделяются на сульфидно-марганцевые и Ag–Sn содержащие пирротингаленит сфалеритовые, явно разобщенные в пространстве. Алабандиновые жилы тяготеют к приосевой части зоны рудоконтролирующего разлома и обнаруживают постепенную тенденцию к погружению в направлении с севера на юг. По простиранию они прослеживаются на 500–2000 м при видимой мощности от 0.3 до 2 м. Общая протяженность полосы таких жил достигает 4 км приколебаниях ширины от 0.5 до 1 км. Вертикальный размах сульфидно марганцевого оруденения превышает 400 м. Средние содержания марганца в жилах варьируются от 48 до 52%. Жилы с Ag–Sn полиметаллическим оруденением сменяют алабандиновые жилы на западном, восточном и южном флангах рудного поля, особенно густо концентрируясь на участке клиновидного сближения тектонических разрывов.
По данным мокрохимического анализа, исследуемые сульфидно марганцевые руды на 85–97 мас. % состоят из алабандина, содержание основной примеси – марганцевых карбонатов – колеблется в пределах 6.5–10.5 мас. % (табл. 1). Методом ICP MS в их составе выявлен целый ряд элементов примесей, содержание которых весьма значительно превышает соответствующие кларки. Большая часть таких элементов явно комплементируется с составом жильной полиметаллической минерализации, что подтверждает вывод о близко одновременном и сопряженном развитии на рассматриваемом рудном поле всей системы рудных жил. В соответствии со значениями кларков концентрации (КК) обогащающие алабандиновые руды элементы примеси выстраиваются в следующую последовательность (вкруглых скобках значения КК): Cd > Ag (2000–7500) > Sb > In > Sn > Zn (350–900) > Pb > Te > Se » Bi, As (10–50) > Mo > Rh, Pd (5–9) > Cu (< 5).Очевидно, что указанные элементы имеют близкие геохимические свойства, в частности сродство к сере [5]. Следовательно, обогащение ими алабандиновых руд действительно можно рассматривать как реализацию вполне естественного геохимического парагенезиса. С другой стороны,в понимании Ю.Г. Щербакова выявленный парагенезис выглядит сильно неупорядоченным, поскольку в его состав в довольно близких концентрациях входят центростремительные (Rh, Pd,Cu), минимально центробежные (Zn), дефицитно центробежные (Cd, Ag, Sn, Mo, As, Se, Te, Bi) и центробежные (In, Pb, Sb) элементы. Это может свидетельствовать о слабой геохимической дифференцированности вещества соответствующих руд, что обычно свойственно минерализациям именно глубинного происхождения.
Согласно результатам проведенных исследований, валовое содержание индия в исследованных алабандиновых рудах колеблется в пределах 30–300 г/т. Указанные значения отвечают известному по многим объектам уровню обогащения индием его важнейших минералов-концентраторов и почти на порядок превышают валовые содержания индия в рудах свинцово-цинковых, касситерит-сульфидных, медно- и медно-цинково-колчеданных месторождений, традиционно используемых для попутной добычи индия в России, Китае, Японии и Канаде
Проведенные нами с использованием аналитической СЭМ детальные исследования показали, что индивиды алабандина и карбонатов в исследуемых рудах насыщены микромезонанометровыми включениями множества индиевых и индийсодержащих сульфидов. Большинство из этих минералов являются или необычными по составу из-за их обогащения марганцем, или вообще новыми, требующими специального изучения и номенклатуризации.
Наиболее крупные по размеру включения такого рода представлены зональными сфалеритоподобными фазами, внутренняя часть которых сложена индий оловосодержащим железо-марганцевым сфалеритом (вюртцитом?), а кайма – цинково-индиевым минералом (табл. 2), ранее уже наблюдавшимся в некоторых зарубежных и отечественных месторождениях в виде мелких гомогенных по составу зерен. В нашем случае обогащенные индием сфалеритоподобные образования выявлены в виде неправильных, часто удлиненных зерен размером 30–170 мкм. Соотношения между внутренней, собственно сфалеритовой, частью зерен и цинково-индиевой каймой широко колеблются вплоть до сохранения сфалерита лишь в виде внутреннего ядрышка (рис. 1). Эмпирические формулы рассматриваемых зональных включений: центральная часть – (Zn0.70–0.76Mn0.12–0.17Fe0.07–0.08Cu0.01–0.10In0.01–0.03)S; кайма – (Zn0.26–0.50Mn0.07–0.19Fe0.03–0.07Cu0.17–0.32In0.18–0.29)S.
Еще более широко распространены в исследуемых рудах собственно индиевые и индиево-оловянные сульфиды. Все эти минералы сильно обогащены марганцем, неустойчивы по стехиометрии и поэтому лишь условно могут быть приписаныи звестным минеральным видам. В алабандине включения индиевых и индиево оловянных сульфидных фаз образуют эмульсиевидную вкрапленность субизометричных частиц размером от 1 до 10мкм (рис. 2а, б). Выделения индиевых фаз, приуроченные к скрытым микротрещинам, – более крупные и вытянутые. В срастаниях с ними наблюдаются сульфоарсениды и касситерит (рис. 2в, г). На участках хрупкопластических деформаций алабандина вблизи его границы с карбонатами зерна индиевых фаз укрупняются до первых сотен микрон, образуя характерные структуры цементации(рис. 2д). В карбонатах индиевые минералы представлены мелкими (до 10 мкм), большей частью вытянутыми формами (рис. 2е). На краях таких включений иногда наблюдаются признаки резорбирования, свидетельствующие о замещениях индиевых сульфидов карбонатами. Многие включения индиевых сульфидов обнаруживают мозаичную и ламеллевидную неоднородность состава, обусловленную колебаниями содержания вних индия.
Согласно данным рентгеноспектрального микрозондового анализа, наиболее часто встречающейся в исследуемых алабандиновых рудах индиевой фазой является медно-цинковый сакураиитоподобный моносульфид (табл. 2) с эмпирической формулой (Mn0–0.25Fe0–0.47Cu0.02–0.46Zn0.05–0.43Ag[~0–0.13]~In[~0.18–0.48]~Sn0–0.17). Анализ показывает, что состав этой фазы широко и практически непрерывно варьируется. В рамках таких вариаций обогащенные цинком разновидности близко совпадают с описанной выше каемочной цинково индиевой фазой. Это подтверждает ранее высказывавшиеся мнения о непрерывности переходов между сакураиитом и упомянутым выше цинково индиевым сфалеритоподобным минералом [11] в пределах генерального ряда станнин–кестерит–сакураиит.
Второй по распространенности индиевый сульфид в алабандиновых рудах – петрукитоподобная фаза с условной стехиометрией Me3S4. По характеру локализации и размерно морфологическим свойствам этот минерал аналогичен рассмотренному выше сакураииту. Анализ, однако,показал, что обнаруженная нами фаза, совпадая спетрукитом по пропорции между катионами и серой, устойчиво отличается от него в два раза большим содержанием индия и олова. Это хорошо передает и эмпирическая формула, рассчитаннаядля выявленного нами минерала – (Mn0.11–0.70Fe0–0.18Cu0.66–0.93In0.56–0.96Sn0.66–1.22)3[S3.98–4Sb0–0.02].
Несколько менее распространены в исследуемых алабандиновых рудах еще несколько индиевых минералов. Это, прежде всего, марганцевоиндиевый моносульфид, близкий по стехиометрии к индиту, первоначально открытому в касситерит-сульфидном месторождении как железо-индиевый сульфид [15]. Поэтому свой минерал мы условно обозначаем как манганоиндит,приписывая ему теоретическую формулу MnIn2S4. В нашем случае рассматриваемый сульфид встречается преимущественно в карбонатах в виде включений размером, как правило, до 10 мкм и характеризуется примесью железа, меди, цинка и олова. Вторым из относительно мало распространенных в исследуемых рудах индиевых минералов является рокезит, включения которого в отличие от манганоиндита локализуются главным образом в алабандине. Особенность состава изученного нами рокезита выражается в примеси цинка, марганца и железа –(Cu0.92Mn0.06Fe0.02)(In0.88Zn0.12)S2. Наконец, наиболее редкой, но весьма примечательной индиевой фазой в исследуемых рудах выступает минерал со стехиометрией, близкой к стехиометрии недавно открытого лафаретита. Однако в нашем случае в такой фазе пропорция между серебром и индием оказалась заметно сдвинутой в пользу серебра, что хорошо видно по вычисленной эмпирической формуле – Ag~1.05–1.53~0.45–0.95S2.
В тесной ассоциации с индиевыми и оловянно-индиевыми сульфидами установлены индиево-серебряные сульфиды, олово-индийсодержащие железо-цинково-серебряные сульфоарсениды и индиево-оловянно-свинцовые сульфоандимониды.Эти минералы образуют тонкую вкрапленность очень мелких частиц размером 0.5 до 10 мкм, на фоне которых изредка появляются удлиненные зерна размером от 15 до 35 мкм. Практически все они имеют необычный состав, не рассчитывающийся на стехиометрию известных минеральных видов.
Особую группу микроминералов представляют серебряные и индиево-серебряные сульфиды, появляющиеся на поверхности рудообразующих минералов непосредственно в процессе СЭМ исследований. Мы считаем, что образование таких фаз обусловлено разгерметизацией высокобарных флюидных включений, вызванной вакуумированием. Размер выделений сульфидов такого рода не превышает 5 мкм, часто опускаясь, поменьшей мере, до 300–500 нм. Форма соответствующих индивидов колеблется от глобулообразной с признаками огранения до кристаллографичной, часто напоминающей октаэдрическую. Отмеченный факт свидетельствует о фазовой гетерогенности соответствующих флюидных включений и убедительно подтверждает вывод о тесной генетической связи индиевой минерализации с алабандином.