CC BY
11
© С.М. Радомский, В.И. Радомская, 2013
УДК 553.21/24
С.М. Радомский, В.И. Радомская
МИНЕРАЛООБРАЗОВАНИЕ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ НА ПОКРОВСКОМ ЗОЛОТОРУДНОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ ПРИАМУРЬЯ
Исследованы условия образования и нахождения минералов благородных металлов на Покровском золоторудном месторождении Верхнего Приамурья, показано влияние физико-химических условий вмещающей среды на процессы рудообразования. Ключевые слова: рудообразование, минералы, состав, физико-химические процессы, благородные металлы, Приамурье.
Геологическое строение Покровского золоторудного месторождения определяется его приуроченностью к палеовулканической структуре, рамой для которой являются раннемеловые граниты и верхнеюрские осадочные образования. По классификации Н.В. Петровской, оруденение относится к убогосуль-фидной близповерхностной формации месторождений золота, его золотому подтипу, связанному с вулканогенными формациями [1].
Целью исследования явилась реконструкция процесса минералообра-зования благородных металлов (БМ) на Покровском золоторудном месторождении Приамурья.
Для того чтобы избежать влияния неравномерного характера распределения элементов группы БМ на результаты анализа, в зависимости от геометрических размеров зёрен минералов в исследуемом объекте, необходимо учитывать величину минимальной представительности аналитической навески пробы. Значение этого показателя, рассчитанного по формуле [2] (при отсутствии в образце видимого золота, размерами менее 0.1 мкм), составляет: при концентра-
ции порядка 1 г/т, — 1.4 г, а при концентрации 10 г/т — 4.5 г. Поэтому для методически правильного, корректного решения поставленной аналитической задачи подходит метод атомно-абсорбционного анализа в вариантах пламенной и электротермической атомизации.
Валовые концентрации БМ определялись из навески горной породы равной 10 г, измельчённой до размера частиц 100 мкм, после предварительного пробирного концентрирования на никелевый штейн при 1000 °С в течение 25 минут. Последующее разрушение никелевого штейна проводилось 6 М HCl в течение 3 часов при кипячении. Полученный осадок сплавляли с перекисью натрия при 750 °С в течение 7 минут. В дальнейшем выполнялись определения элементов группы БМ по методикам: атомно-абсорбционного анализа — Au, Ag, Rh, Pd, Pt из кислотных вытяжек путем экстракции смесью 0.025 М пара-алкиланилина и 0.05 М ди-2-этилгексилдитиофосфорной кислоты в толуоле, кинетического анализа — Os, Ir, и каталиметрического анализа — Ru. Дополнительно Pt, Pd, Ir, Os определялись инструментально на ин-
версионном вольтамперометрическом анализаторе ТА-4 [3]. Анализ выполнен по III категории точности, максимальная погрешность определения БМ ± 30 %.
В пределах Верхнеамурской провинции выявлены минералы платиноидов класса крупности 0.001-3.0 мм в месторождениях рудного золота и золотоносных россыпях. В россыпях преобладают сперрилит (PtAs2) и иридосмины (Ir-Os), реже встречаются самородная платина и изоферропла-тина, тогда как в коренных проявлениях доминирует платина. Возраст платиновой минерализации оценивается Re/Os методом в 620 ± 30 млн. лет. Платиновая минерализация разнесена во времени с золотосеребря-ной, имеющей возраст 120 ± 30 млн. лет, и они не коррелируют друг с другом [4].
Морфология золотин Покровского рудного поля самая разнообразная. Золото образует самостоятельные выделения в кварце в зонах микробрекчий на границах с обломками минералов и пород, в редких случаях в пирите по трещинам. Размер их изменяется в основном от тонкодисперсных до видимых частиц при среднем значении 0.005—0.05 мм. Форма их губчатая, чешуйчатая, пластинчатая, в виде проволочек. Благороднометаль-ная минерализация представлена минералами самородного золота. Оставшиеся минералы БМ, включая и вмещающие их рудные минералы, относятся к акцессорным. Рудные тела состоят из минеральных ассоциаций: 97-98 % кварца и незначительных количеств адуляра, гидрослюд, карбонатов (анкерит, доломит, кальцит), хлорита, а рудные минералы (до 0.5 %): пирит, марказит, халькопирит, арсенопирит, галенит, сфалерит, ан-
тимонит, гематит, магнетит, аргентит. Видимое золото встречается редко и находится главным образом в кварце. [5] Чёткая пространственная приуроченность оруденения к вулканической структуре указывает на связь минерального парагенезиса с вулканическими образованиями и их ассоциациями в рудных телах в системе сопряженных тектонических элементов этой структуры. В рамках Покровского рудного поля разведаны и разрабатываются следующие рудные тела: Главное, Зейское, Новое, Озёрное, Молодёжное, валовые содержания БМ, в которых представлены в табл. 1. Средние концентрации БМ по Покровскому месторождению по золоту — 4.4 г/т и серебру — 8.1 г/т превышают их кларки в земной коре и являются рудными. А для металлов группы платины являются сопутствующими, поскольку значения массовых долей не превышают величины 3 г/т минимально эффективной при промышленной добыче. В настоящее время разведаны и дополнительно сданы в отработку рудные тела Восточное и Западное, находящиеся в радиусе нескольких километров от жерла Покровского палеовулкана.
Магматогенный источник рудной минерализации БМ в данном случае не вызывает никакого сомнения. Исходная ультраосновная магма содержала значительные количества БМ и расплавляла на своём пути кислые континентальные породы земной коры, смешивалась с ними и становилась более кремненасыщенной и, следовательно, приобретала свойства кислых пород, что приводило к уменьшению растворимости БМ. Процесс начинался при 1500 °С и продолжался до 1100 °С [6]. При этом растворимость БМ в магме
Таблица 1
Массовые доли благородных металлов мг/т в рудных телах Покровского месторождения, земной коре, гранитах, ультрабазитах
Объект Ru Rh Pd Ag Os Ir Pt Au
Главное 10 <100 22 9000 11 4 55 5000
Зейское 20 <100 16 8000 15 4 46 4000
Новое 42 <100 26 8000 12 2 46 4000
Озёрное 32 <100 10 8000 17 3 48 4000
Молодёжное 24 <100 18 8000 19 3 50 4000
Земная кора [7] 0.1 0.06 0.4 70 0.05 0.05 0.4 2.5
Граниты [8] 0.1 0.02 0.01 0.04 0.07 0.006 3 2.7
Ультрабазиты [8] 0.7 0.02 0.01 0.06 6.7 2 30 6.7
уменьшалась, и они начинали постепенно выделяться во вмещающие породы в процессе раскристаллизации, после предельного насыщения кислых гранитных пород (табл. 1).
Выделившиеся БМ перераспределялись между твёрдой, жидкой и газообразной фазами магмы в соответствии с коэффициентами распределения в вышеперечисленных компонентах рассматриваемой физико-химической системы, поэтому в связи с этим, нельзя выделить какой либо один минерал-концентратор для группы БМ. Самый высокий коэффициент распределения БМ у парообразной фазы надкритического флюида достигает абсолютных значений 0.08 моль/дм3 по золоту [6], превышая в 3-107 соответствующий коэффициент распределения БМ для гранитов, но значительно уступая им по объёму фазы флюида в сравнении с объёмом вмещающих пород.
Основным компонентом фазы флюида является вода, при остывании или испарении которой кристаллизуются БМ по гидротермальному механизму при температурах 400-100 °С [1]. Глубокое переохлаждение флюида возможно вплоть до значений половины температуры плавления золота и серебра, без ярко выра-44
женных градиентов основных физико-химических параметров рассматриваемой термодинамической системы. Это обусловливается возможностью длительного существования переохлаждённого жидкого флюида без фазы кристаллизации в отсутствие зародышей процесса кристаллообразования минералов БМ.
Выделившиеся БМ из исходной первичной ультраосновной магмы на Покровском месторождении по своим массовым долям превышают их кларки в земной коре в среднем в 100 раз, а по золоту в 2000 раз, подтверждая известный приоритет преимущественного золотого оруденения для территории Приамурья [4]. Внутри группы БМ отчётливо выражены и хорошо просматриваются качественные и количественные положительные корреляционные связи в подгруппах Ru-Os; Rh-Ir; Pd-Pt; Ag-Au в соответствии с их геохимическими и физико-химическими свойствами (табл. 1).
Следует отметить незначительное превышение равновесных концентраций БМ в ультрабазитах над гранитами — до 10 раз по платине, самому распространённому металлу группы БМ. Поэтому основная масса металлов группы платины сосредотачивается в рудовмещающих породах золотосе-
ребряного оруденения, что находится в соответствии с данными работы авторов [9] по экспериментальному расслаиванию железо-сульфидно-силикатных расплавов. Оставшиеся в избытке разности металлов группы платины после раскристаллизации магмы попадают в рудоносный флюид. В качестве примесей изоморфно входят в минералы самородного золота платина в концентрациях до 10 г/т и палладий — 2-5 г/т. Рутений обнаруживается в заметных количествах во вмещающих гранитах, но он не обнаруживается в кристаллической кубической решётке самородного золота. Это происходит вследствие того, что рутений кристаллизуется в плотнейшей гексагональной упаковке наряду с осмием, образуя
1. Петровская Н.В. Самородное золото. М.: Наука, 1973. 347 с.
2. Цимбалист В.Г. Метод определения золота и серебра при геохимических исследованиях: методические указания // Новосибирск: изд-во ИГиГ СО РАН, 1984. — 53 с.
3. Раломский С.М., Радомская В. И., Моисеенко Н.В., Моисеенко В.Г. Наноча-стицы благородных металлов в торфе Верхнего и Среднего Приамурья // ДАН. 2009. Т. 426. №2. C. 232-234.
4. Моисеенко В.Г., Степанов В.А., Эй-риш А.В., Мельников А.В. Платиноносность Дальнего Востока. Владивосток: Дальнаука, 2004. 176 с.
5. Радомская В. И., Раломский С.М. Окисленная форма золота на Покровском золоторудном месторождении Приамурья // Учёные записки Казанского государственно-
КОРОТКО ОБ АВТОРАХ -
группу минералов рутениридосминов [4]. Значительные количества рутения и осмия рассеиваются и выносятся с рудного поля в виде различных комплексных соединений, вследствие их повышенной окисляемости, растворимости и высокой миграционной способности [10].
Таким образом, на Покровском месторождении минерализация группы благородных металлов (подгруппы платины и золота с серебром) не коррелирует между собой и обусловлена историей развития одноимённого па-леовулкана под воздействием физико-химических условий вмещающей среды (давления, температуры, концентрации химических компонентов в присутствующих фазах).
- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
го университета. Серия естественные науки. 2011. Т. 153. кн. 1. С. 225-229.
6. Раломский С.М., Радомская В.И. Параметры процесса минералообразования золота на Покровском золоторудном месторождении Приамурья // Естественные и технические науки. 2011. № 1. С. 129-132.
7. Hans Wedepohl K. The composition of the continental crust // Geochemica et Cos-mochimica Acta. 1995. Vol. 59. № 2. P. 1217-1232.
8. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. М.: Экология, 1997. Кн.5. 575 с.
9. Маракушев A.A., Шаповалов Ю.Б. Экспериментальное исследование фазового распределения платины и палладия при железо-сульфидно-силикатном расслаивании расплавов // ДАН. 1996. Т. 346. № 2. С. 234-236.
10. Рипан Р., Четяну И. Неорганическая химия. М.: Мир, 1972. Т. 2. 871 с. ЕЕ
Раломский Сергей Михайлович — кандидат геолого-минералогических наук, ведущий научный сотрудник, rsm@ascnet.ru,
Радомская Валентина Ивановна — кандидат химических наук, ведущий научный сотрудник, radomskaya@ascnet.ru,
Институт геологии и природопользования ДВО РАН.
