Вестник МГТУ. 2017, том 20, № 1/1.

Компанченко А. А. и др. Минералы Fe в зоне окисления колчеданных руд… 96 неоднородности минералов осуществлялось при помощи сканирующего электронного микроскопа LEO-1450 с оценкой состава минеральных фаз посредством энергодисперсионного спектрометра Bruker X-Flash 5010 в Геологическом институте КНЦ РАН (аналитик А. В. Базай). Рентгенограммы порошка минералов получены на рентгеновском аппарате УРС-55. Для исследованных минералов авторами выполнена регистрация рамановских спектров на спектрометре Almega XR ThermoScientific, микроскоп Olympus ВХ51, объектив 100х, лазер 532 nm, фокальное отверстие 100 мкм, мощность лазера 80 % от 30 mW, время экспозиции 5 с, число повторений 10 (для оксидов). Для сульфатов – мощность лазера 10 % от 30 mW, время экспозиции 10 с, число повторений 10. Спектры регистрировались в диапазоне от 100 до 4000 см –1 . Исследования методом рамановской спектроскопии выполнялись в Институте геологии КарНЦ РАН (г. Петрозаводск). Результаты и обсуждение Гётит α-Fe 3+ O(OH) и лепидокрокит γ-Fe 3+ O(OH) являются главными и наиболее распространенными вторичными минералами, образующимися на поверхности колчеданных руд в зоне их окисления. Эти минералы являются полиморфными модификациями. Согласно [3] гётит – наиболее распространенный минерал, проявляющийся в большинстве случаев как продукт выветривания железосодержащих минералов, а также в виде осадка в болотах и родниках. Лепидокрокит менее распространен, чем гётит, но обладает схожим парагенезисом, и эти минералы часто встречаются совместно. Гидролиз жидких солей Fe 3+ приводит к образованию оксидов железа, включая гётит и лепидокрокит, или их смеси. Однако только гётит образуется при осаждении из раствора Fe(NO 3 ) 3 , тогда как и гётит и лепидокрокит могут осаждаться из раствора Fe(ClO 4 ) 3 [3]. В зоне окисления колчеданных руд участка Брагино гётит образует корки и почковидные агрегаты в зоне окисления, а также заполняет трещины и полости в массивных колчеданных рудах (содержание сульфидов более 80 %). При наблюдении в оптическом микроскопе в отраженном свете гётит обладает едва заметной зональностью, однако изучение в сканирующем электронном микроскопе показало внутрифазовую однородность минерала (рис. 2). Согласно химическому составу это типичный гётит без каких-либо примесей. В табл. 2 приведен набор мод рамановского спектра, полученного для гётита. Значения мод и интенсивность пиков на спектре хорошо согласуются с данными предыдущих исследователей [4], что доказывает верную диагностику минерала. В гётите наблюдаются кристаллы октаэдрической формы и ксеноморфные зерна изотропного минерала (рис. 2). Размер зерен этого минерала не превышает 30–40 µm. Согласно анализу химического состава минерал является практически чистым оксидом железа с некоторой примесью SiO 2 (менее 2 %). Зарегистрированный рамановский спектр позволил однозначно определить, что данная фаза является магнетитом, его основные моды соответствуют модам, приведенным в литературе другими исследователями (табл. 2). Генетическая позиция магнетита пока остается невыясненной. Как видно на рис. 2, гётит образуется на поверхности сложного пирротин-марказитового агрегата, где марказит образуется по пирротину и формирует типичную для него структуру "птичий глаз". Известно, что в зоне окисления пирротин легче всего разлагается с образованием оксидов Fe [5]. В табл. 1 приведены моды, полученные авторами для марказита со структурой "птичий глаз", а также данные, полученные предыдущими исследователями [6]. На спектре на рис. 2 хорошо видно, что в дополнение к модам марказита (391 cm –1 , 328 cm –1 ) проявляются моды, характерные для пирита (405 cm –1 , 342 cm –1 ). Это может быть свидетельством того, что в данном случае структура "птичий глаз" образована смесью марказита и пирита. Таблица 1. Частоты колебаний в спектрах пирита и марказита при комнатной температуре, см –1 Table 1. Raman bands (in cm –1 ) for pyrite and marcasite at room temperature Данные исследования Sanchez–2016 Пирит Марказит 405 403 391 379 386 342 343 328 323 Лепидокрокит образует таблитчатые кристаллы до 30 µm на поверхности гётита (рис. 1, 2). Изображения, полученные на сканирующем электронном микроскопе, показывают, что лепидокрокит, как и гётит, обладает внутрифазовой однородностью, а химический анализ не выявил каких-либо примесей. На рамановском спектре лепидокрокита на рис. 2 показаны главные моды для этого минерала, которые так же хорошо согласуются с предыдущими исследованиями (табл. 2).