CC BY
32
УДК 553.411.071
МОРФОЛОГИЯ И СОСТАВ ЗОЛОТА КОР ВЫВЕТРИВАНИЯ ТОМЬ-ЯЙСКОГО МЕЖДУРЕЧЬЯ
Янченко Ольга Михайловна1,
olmininayanchenko@mail.ru
Ворошилов Валерий Гаврилович1,
v_g_v@tpu.ru
Тимкин Тимофей Васильевич1,
timkin@tpu.ru
Мартыненко Ирина Владимировна1,
martynenko@tpu.ru
Зиаии Мансур2,
m.ziaii47@gmail.com
1 Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Россия, 635050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
2 Шахрудский технологический университет, Иран, Шахруд, бульвар Данешга.
Актуальность. Коры выветривания пород палеозойского фундамента Томь-Яйского междуречья являются потенциальными объектами промышленной добычи легко извлекаемого золота. Но морфология и состав этого золота изучены очень слабо, что затрудняет оценку уже выявленных рудопроявлений и определяет актуальность выполненной работы.
Цель: исследовать химический состав и морфологические особенности самородного золота в профиле кор выветривания Томь-Яйского междуречья.
Объект: самородное золото в корах выветривания по породам палеозойского фундамента Томь-Яйского междуречья. Методы. Морфологические особенности золота, парагенетические ассоциации с рудными и жильными минералами изучались микроскопически под бинокуляром, в отраженном свете. Химический состав золотин определялся методом ИСП-масс-спектро-метрии и на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 SBU с ЭДС OXFORD X-Max 50, на рентгено-флюоресцент-ном микроскопе HORIBA Scientific XGT-7200.
Результаты. Выявлены две формы нахождения золота в корах выветривания и первичных рудах - свободное и связанное (невидимое) золото. Определен химический состав и проба первичного и гипергенного золота. Установлено уменьшение содержания примесных элементов и увеличение пробы в гипергенном золоте по сравнению с золотом первичной минерализации. Описаны основные морфологические типы золотин разных частей разреза коры выветривания. Предполагается присутствие гипергенного золота «бактериоморфного» происхождения. Все разновидности гипергенного золота ассоциируют с гипергенными минералами (карбонатами, глинистыми минералами, гидроокислами железа). Наибольшие содержания золота характерны для верхней части разреза коры выветривания - зоны гидролиза остаточной коры выветривания и переотложенной коры выветривания.
Ключевые слова:
Золото, кора выветривания, типоморфные особенности гипергенного золота, химический состав золота, Томь-Яйское междуречье.
Введение
Коры выветривания пород палеозойского фундамента Томь-Яйского междуречья являются потенциальными объектами промышленной добычи легко извлекаемого золота. Но вопрос о масштабах растворения, перераспределения и формирования нового золота остается дискуссионным. Остаются недостаточно изученными характерные особенности гипергенного и эндогенного золота. Данное исследование посвящено сравнению морфологических и геохимических особенностей золота первичных руд, остаточной и переотложенной кор выветривания с целью выявления признаков гипергенной природы золота и определения масштабов его перераспределения.
Геологическое строение района
В региональном плане территория Томь-Яйско-го междуречья находится в области сочленения крупных геологических структур - Колывань-Томской складчатой зоны, Западно-Сибирской плиты, Кузнецкого прогиба и Кузнецкого Алатау.
В геологическом строении принимают участие вещественные комплексы трех структурных этажей.
Нижний структурный этаж сложен сложноди-слоцированными вулканогенно-осадочными отложениями киргислинского метаморфического комплекса докембрийского возраста (а, mR3fe) и единис-ской свиты (6^) кембрийского возраста, выходящими на поверхность в пределах Яйского горста, продолжающего структуры Кузнецкого Алатау.
84
DOI 10.18799/24131830/2019/3/166
Средний структурный этаж представлен вулканогенными и терригенными отложениями при-брежно-морских и лагунно-континентальных фаций среднего девона - среднего карбона Колывань-Томской складчатой зоны, Кузнецкого Алатау и Кузнецкого прогиба. В основании стратиграфического разреза палеозойского фундамента залегают вулканогенные образования митрофановской свиты ф2то^, которые перекрываются мощной толщей терригенных отложений, представленной алевролитами, песчаниками, аргиллитами и глинистыми сланцами пачинской ф3рс) и юргинской свит ф/иг), нерасчлененных саламатовской и яр-ской толщ ф3э1-С/аг), лагерносадской (С^) и ба-сандайской (С1-2&в) свит.
Разрывные структуры, проявленные в смятых в складки терригенных отложениях, подразделяются на две группы: 1) продольные син- и после-складчатые, пермского возраста, сформированные в процессе образования Колывань-Томской складчатой зоны и Томского синклинория; 2) рифтоген-ные, триасового возраста, связанные с развитием Сибирского суперплюма, заложением Западно-Сибирской плиты и внедрением даек и силлов томского комплекса (и-еьТ1-2Ь).
Верхний структурный этаж сложен отложениями меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем платформенного чехла. Они залегают с резким угловым несогласием на отложениях палеозоя. Формирование осадочного чехла происходило в условиях нестабильной тектонической обстановки, о чем свидетельствуют частые местные перерывы в стратиграфическом разрезе и наличие коры выветривания.
Остаточная кора выветривания (К-Р) повсеместно развита по терригенным черносланцевым отложениям, вулканитам и дайкам основного состава. Палеогеновые отложения представлены песча-но-глинистыми осадками с включениями и линзами лигнитов озерно-аллювиального и пролювиаль-но-аллювиального происхождения новомихайлов-ской (Р3Пт) и лагернотомской (Р32Й) свит. Отложения неогена залегают на поверхности выветрелых коренных пород палеозоя в виде разобщенных тел неправильной формы, приуроченных к понижениям палеоповерхности рельефа фундамента, в центральной части Томь-Яйского водораздела. Они представлены пестроокрашенными глинами евсинской свиты (^еи) со щебнем выветрелых пород фундамента. Кирсановская свита выделена как возрастной аналог кочковской свиты для Чулымо-Енисейской и Колывань-Томской возвышенных равнин. В отличие от кочковской свиты, в ее составе преобладают не аллювиальные, а пролювиальные и делювиальные глинистые отложения со щебнем, гравием и песком в основании глинистого разреза.
Разрывные нарушения в слабоуплотненных осадках представлены флексурно-разрывными зонами. Наиболее значительная активизация этой системы разломов произошла в олигоцене и в конце
неогена-эоплейстоцена. В это время произошла существенная эрозия кор выветривания и их переотложение в результате плоскостного делювиального смыва остаточной коры выветривания в виде ал-лювиально-пролювиальных отложений нижней части новомихайловской свиты (Р3пт), евсинской (^еи) и кирсановской свит
Четвертичные отложения представлены аллю-виально-озерными, озерными фациями тайгин-ской свиты, лессово-делювиально-элюви-
альными субаэральными покровными образованиями (Яш), осадками террасового комплекса (аЯш) и аллювием современных пойм (аЯ1¥) [1].
Общая характеристика кор выветривания
и коренной минерализации
Коры выветривания на изучаемой площади широко развиты. Они имеют преимущественно монтмориллонит-каолинит-гидрослюдистый состав. По генезису подразделяются на остаточные и переотложенные, по морфологии - на площадные и линейные. Линейные коры выветривания приурочены к тектонически ослабленным зонам и характеризуются наибольшей степенью преобразования исходных пород и глубиной распространения. В строении этих кор выветривания наряду с зонами дезинтеграции и гидратации выделяется зона гидролиза. В результате размыва остаточных кор выветривания формировались переотложенные коры выветривания. Выявленные содержания золота в переотложенной коре выветривания достигают 1,5 г/т, в зоне гидролиза остаточной коры выветривания - до 6,26 г/т [2].
Предполагается, что коренным источником золота кор выветривания являются золотоносные минерализованные зоны и золото-кварцевые жилы, подобные вскрытым скважинами и обнажающимся в карьере Батуринского рудопроявления, расположенного на восточном крыле Томского синклинория Колывань-Томской складчатой зоны. Коренное золотое оруденение представлено линейными зонами кварцевых жильно-прожилко-вых и прожилково-вкрапленных руд в катагенно-и метаморфогенно-гидротермальных углеродистых метасоматитах, развитых в согласных (продольных) зонах графитизации, трещиноватости и смятия на границе алевритовых и псаммитовых горизонтов терригенных пород. Породы анкерити-зированы и насыщены прожилками кварц-карбонатного состава со свободным золотом и сульфидами, представленными пиритом, арсенопиритом, сфалеритом, пирротином, халькопиритом, галенитом. По результатам укрупненно-лабораторных испытаний на Ново-Берикульской золотоизвлека-тельной фабрике содержание золота в отобранной на рудопроявлении технологической пробе составило 5,3 г/т [3].
Морфологические особенности и состав золота
Золотоносные коры выветривания, минерализованные зоны и золото-кварцевые жилы Батурин-
ского рудопроявления содержат как свободное, так и связанное (невидимое) золото [4, 5].
Рис. 1. График распределения крупного золота по разрезу скважины Z35
Fig. 1. Graph of large gold distribution in the section of the well Z35
Главными носителями химически связанного золота являются сульфиды - арсенопирит и пирит [4, 6-9]. Химическим анализом в мономинеральной фракции пирита с окисной пленкой из зоны
гидратации по алевролитам нами установлено содержание золота до 256 г/т, в пирите из дайки основного состава - до 0,8 г/т. В мономинеральных фракциях окисленного пирита из слабовыветре-лых алевролитов содержание золота не превышает десятых долей г/т. По-видимому, из этого пирита золото в процессе окисления было удалено. В пробах, где установлены высокие концентрации золота в сульфидах, свободное золото не обнаружено.
На Батуринском рудопроявлении коренное свободное золото наблюдается в виде микрозернистого пылеватого агрегата, единичных вкраплений проволочковидной, нитеобразной, пластинчатой формы. Размеры выделений 0,001...0,2 мм, редко до 1.2 мм, проба 898.913 %о. Характерные примеси - ртуть (0,12.0,6 %) и медь (0,02.0,06 %). Выделения золота приурочены к зальбандовым частям карбонат-кварцевых прожилков, на контакте с вмещающими их графитизированными алевролитами [3, 10].
В остаточной коре выветривания минералогическим анализом установлены единичные знаки и граммовые содержания золота (до 6,264 г/т). Наибольшие содержания золота установлены в верхней части разреза остаточной коры выветривания - в зоне гидролиза.
По размерам выделений золотины остаточной коры выветривания представлены всеми классами крупности (от пылевидного (0,01.0,05 мм) до среднего (>1,0.2,0 мм)), с общей тенденцией увеличения размеров выделений золота снизу вверх по разрезу (рис. 1). Укрупнение золота наблюдается в зоне гидролиза остаточной коры выветривания, где присутствует видимое золото мелкого класса крупности (>0,25.1,0 мм). Формирование гипергенного золота происходит на фоне растворения тонкодисперсного «невидимого» золота, содержащегося в сульфидах и других неустойчивых в зоне гиперге-неза минералах-носителях, а также его локального хемогенного перераспределения. Укрупнение золо-тин объясняется «слипанием» подвижных мелких частиц самородного золота размером 15-20 мкм в крупные агрегаты золота. Процесс «слипания» происходит по механизму взаимодиффузии на границах соприкасающихся частиц [2, 4, 11].
Золото этой части разреза не обнаруживает следов транспортировки, в подавляющем большинстве относится к неправильному морфологическому типу. Среди золотин преобладают цементационные, имеющие ажурную и комковидную формы, когда пылевидные «шарики» (кристаллики, комочки) соединены между собой тончайшими перемычками (возможно, это сростки плохоогранен-ных кристаллических индивидов размером менее 0,01 мм либо сростки частиц сферической формы, образованные колониями бактерий С. МеЫШи-гаив, имеющих способность накапливать золото [12-17]). В большинстве случаев эти золотины трехмерные, единичные уплощены. Интерсти-циальное золото, как правило, имеет комковид-ную форму, значительно реже отмечаются крюч-
коватые агрегаты. На поверхности выделений золота данного вида постоянно присутствуют отпечатки вмещающих минералов с угловатой блестящей поверхностью либо следы вдавливания с шагреневой поверхностью. Единичные трещинные и интерстициальные выделения имеют чешуйчатую и пластинчатую формы. Гемиидиоморфные зерна представлены неправильными комковидными и пластинчатыми формами, преимущественно с ксе-номорфными ответвлениями и отдельными ограненными выступами (рис. 2, Б). Реже присутствует идиоморфный тип выделений, представленный пластинчатыми и проволоковидными образованиями, а также единичными плохоограненными кристаллами округлой формы (рис. 2, А) [18, 19].
В зоне гидратации установлено единичное включение псевдоморфозы гидроокислов железа по пириту кубического габитуса в комковидном агрегате золота с короткими отростками. Для зоны дезинтеграции характерны срастания золота с кварцем, для зоны гидролиза - обрастание золоти-
нок анкеритом [20]. Часто золото встречается в сростках с гидрослюдисто-каолинитовым агрегатом и в псевдоморфозах по пириту. Для большинства выделений характерно присутствие гетита в углублениях от вмещающих минералов, реже наличие на поверхности охристой «рубашки» гидроокислов железа.
В переотложенной коре выветривания минералогическим анализом установлены единичные знаки и граммовые содержания золота (до 1,5 г/т).
По размерам выделений золото переотложенной коры выветривания соответствуют классам крупности от пылевидного (0,01...0,05 мм) до среднего (>1,0...2,0 мм). Практически во всех пробах характерно присутствие видимого золота с преобладанием мелкого класса. В отдельных пробах присутствуют все установленные классы крупности (от пылевидного до среднего) с преобладанием видимого золота.
Для верхней части переотложенной коры выветривания характерно наличие зерен золота со следа-
~5-
4
* ь * t
■JO' V2 ^
* ^ й-* •
* %J> я
* £ Jo
с
4 &
9 V
fcj
* i
V,* <F.
i
9
О
А •
«
a
«Г »
^ -Л*». Ч * f ъ ^ в № Ч> 4 Э & * *
jiH*1» ® * *
0,5 мм
я S3, ^ ft
Б
JL ^
a и Jg. ^
Г- ft? I 5 Mb § > Щ -f
в v ? » " t/- 0.5 мм
Г
Pi • % Щ iffitji Л 3 Sk
■j^r
"Sji- У QsSr
JK «л^Зг* ■о»? ■» .J.V 0.5 мм
Рис. 2. Морфологические типы золотин: А - идиоморфного типа из остаточной коры выветривания: проволочные, ленточные, пластинчатые, плохоограненные; Б - гемиидиоморфные зерна с отростками, интерстициальные выделения золота с блестящими отпечатками вмещающих минералов, ажурные цементационные золотины из остаточной коры выветривания; В - золото из переотложенной коры выветривания различной степени окатанности, иногда с корочкой новообразованного золота; Г - интерстициальные выделения золота с блестящими отпечатками вмещающих минералов, ажурные цементационные золотины из переотложенной коры выветривания
Fig. 2. Morphology of Au: А - gold idiomorphic type of residual weathering crust: wire, tape, lamellar, loose gold; B - hemiidiomorphic gold with sprouts, interstitial gold with shiny prints of enclosing minerals, openwork cementation gold of residual weathering crust; C - gold of re-deposited weathering crust of varying degrees of roundness, one gold with a crust of newly formed gold; D - interstitial gold with shiny imprints of the enclosing minerals, delicate cementation gold of redeposited weathering crust
ми транспортировки, по мере перехода к подошве отложений количество их снижается. Выделения золота со следами транспортировки характеризуются более крупными (по сравнению с золотом «рудного» облика) размерами, имеют сглаженные очертания (сглаживание и загиб отростков, но уплощён-ность несущественная), часто заметны структуры растворения, обуславливающие шагреневую поверхность золотин. Степень окатанности их значительная, до совершенной. Золото этого типа трёхмерное, представлено изометричными, близкими к округлой форме, неправильными или несколько удлинёнными зернами. Часто на их поверхности наблюдаются следы вдавливания вмещающих минералов, у единичных - следы штриховки кристаллов пирита. Характерно наличие корочек новообразованного (шероховатого, агрегатного, мозговидного) более высокопробного золота (рис. 2, В). Описанные морфологические особенности гипергенного золота в целом характерны для кор выветривания различных регионов мира [21-24].
В переотложенной коре выветривания присутствуют выделения золота «рудного» облика, среди которых преобладают цементационные ажурные и комковидные агрегаты, аналогичные описанным выше в остаточной коре выветривания [12-17]. Иногда они содержат включения зерен кварца, вокруг которых, возможно, и происходила локализация золота. У золотинок из интерстиций наблюдаются блестящие поверхности отпечатков вмещающих минералов. Выделения золота пластинчатой и чешуйчатой форм встречаются редко. Еще реже присутствуют зерна идиоморфного типа в виде еди-
Таблица. Химический состав золота коры выветривания Table. Chemical composition of gold in the weathering crust
ничных плохоограненных или искаженных индивидов с преобладанием граней октаэдра, брусочко-видные формы и гемиидиоморфные образования с ксеноморфными отростками и предполагаемыми недооформленными гранями (рис. 2, Г) [18, 19].
В некоторых случаях золото покрыто корочкой гидроокислов железа.
Проба гипергенных ажурных золотин цементационного типа по данным химического анализа методом ИСП-масс-спектрометрии 920,63.923,13 %, установлены примеси серебра (7,44.7,53 %), ртути (0,14.0,30 %), меди (до 0,03 %), мышьяка (до 0,038 %) и других элементов. По данным электронной микроскопии проба золота такого типа 949,99 %, примесь серебра составляет 5,00% (рис. 3, Б, таблица).
Проба гипергенного золота интерстициального типа в срастании с гетитом (высвобожденного из состава сульфидов при окислении) по данным электронной микроскопии - 911,19.938,61 % , примесь серебра составляет 5,94.6,14 %, в краевой части золотин появляется примесь железа -2,94 % (рис. 3, А). По данным химического анализа методом ИСП-масс-спектрометрии, проба золота - 988,15 %, установлены примеси серебра (1,06 %), ртути (0,08 %), меди (до 0,03 %) и других элементов (таблица). В золоте гипергенного типа уменьшается содержание примесных элементов, происходит увеличение его пробы [9].
Проба переотложенного золота -962,41.986,29 %, в нем установлены примеси серебра (1,10.3,67 %), ртути (0,05.0,09 %), меди (0,03.0,04 %) и других элементов (таблица).
Тип и морфология золота Type and morphology of gold Проба Fineness (%°) Содержание химических элементов Content of chemical elements (%)
Hg | Ag | Cu | As | Se | Fe
Переотложенная кора выветривания/Redeposited weathering crust
Золото со следами транспортировки, переотложенное1 Gold with traces of transportation, redeposited1 962,41 0,052 3,67 0,034 <0,005 <0,0002 <0,050
Золото со сглаженными очертаниями с гидроокислами железа и гидрослюдами, переотложенное1 Gold with smoothed outlines with iron hydroxides and hydrous, redeposited1 986,29 0,087 1,10 0,038 <0,005 <0,0002 0,050
Золото со следами транспортировки, переотложенное2 Gold with traces of transportation, redeposited2 964,65 - 3,54 - - - -
Цементационное ажурное в срастании с кварцем1 Cementation openwork in coalescence with quartz1 920,63 0,30 7,44 0,031 0,038 0,06 <0,050
Остаточная кора выветривания/Residual weathering crust Зона гидролиза/Zone of hydrolysis
Интерстициальное объемное с гидроокислами железа1 Interstitial volume with iron hydroxides1 988,15 0,076 1,06 0,025 <0,005 <0,0002 0,015
Интерстициальное2/Interstitial2 938,61 - 6,14 - - - -
Интерстициальное с гидроокислами железа2 Interstitial with iron hydroxides2 911,19 - 5,94 - - - 2,94
Цементационное ажурное в срастании с кварцем1 Cementation openwork in coalescence with quartz1 923,13 0,14 7,53 <0,0002 <0,005 <0,0002 <0,050
Цементационное ажурное2 /Cementation openwork2 949,99 - 5,00 - - - -
Примечание:1 - химический состав определен методом ИСП-масс-спектрометрии, 2 - методом сканирующей электронной микроскопии. Note:1 - chemical composition is determined by the ISP-mass spectrometry method,2 - by scanning electron microscopy.
Рис. 3. Морфология золотин на сканирующем электронном микроскопе TESCAN VEGA 3 SBU с ЭДС OXFORD X-Max 50 Fig. 3. Morphology of gold on a scanning electron microscope TESCAN VEGA 3SBU with EMF OXFORD X-Max 50
Выводы
1. Изучение золота первичной золоторудной минерализации позволило установить две основные формы его нахождения - свободную и связанную. Связанное золото установлено химическим анализом в составе сульфидов.
2. В коре выветривания установлены собственно гипергенное и гипергенное переотложенное золото, характеризующиеся по отношению к золоту первичной минерализации увеличением пробы и уменьшением содержания примесных элементов. Часть гипергенного золота образована за счет растворения невидимого золота сульфидов. Возможно «бактериоморфное» происхождение ажурного гипергенного золота.
3. Золото относится к правильному, неправильному и гемиидиоморфному морфологическим ти-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Парначев В.П., Парначев С.В. Геология и полезные ископаемые окрестностей города Томска. Материалы к полевой геологической экскурсии: справочное пособие. - Томск: ТГУ, 2010. - 144 с.
2. Черняев Е.В. Генезис и золотоносность кор выветривания Томского района // Цветные металлы и минералы: Сборник тезисов докладов восьмого международного конгресса. - Красноярск, 2016. - C. 336-337.
3. Черняев Е.В. Томское золото // Журнал «Глобус: Геология и бизнес», 2009. - № 1. URL: http://www.vipstd.ru/mag/in-dex.php/news-/271-a (дата обращения 05.12.2018).
4. Gold in the weathering crust at the Suzdal' deposit (Kazakhstan) / Yu.A. Kalinin, K.R. Kovalev, E.A. Naumov, M.V. Kirillov // Russian Geology and Geophysics. - 2009. - V. 50. - № 3. -P. 174-187.
пам. Для переотложенной коры выветривания характерны выделения золота с признаками транспортировки.
4. Установлено укрупнение размеров зерен и общее повышение содержаний золота в верхней части разреза коры выветривания - в зоне гидролиза (до 6,264 г/т) и в переотложенной коре выветривания (до 1,5 г/т).
5. Все разновидности гипергенного золота ассоциируют с гипергенными минералами - анкеритом, гидрослюдисто-каолинитовым агрегатом, псевдоморфозами гидроокислов железа по пириту. Гипергенное ажурное золото находится в срастании с кварцем.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (грант № 18-45-700019) и в рамках гранта Программы повышения конкурентноспособности Томского политехнического университета.
5. Этапность формирования и минералого-геохимические особенности золоторудной минерализации на Суздальском месторождении в углеродисто-терригенно-карбонатных толщах Западной Калбы (Казахстан) / К.Р. Ковалев, Ю.А. Калинин, Е.А. Наумов, В.В. Колпаков, М.В. Баулина // Актуальные проблемы рудообразования и металлогении. - Новосибирск, Академ. изд-во «Гео», 2006. - С. 101-102.
6. Попов А.Б. Свойства пиритов золоторудных месторождений восточной части Гонжинского выступа // Вестник Амурского государственного университета. - 2013. - Вып. 63: Сер. Естеств. и экон. науки. - С. 123-128.
7. Vikentyev I.V. Invisible and microscopic gold in pyrite: Methods and new data for massive sulfide ores of the Urals // Geology of ore deposits. - 2015. - V. 57. - № 4. - P. 237-265.
8. Абрамов Б.Н., Калинин Ю.А., Посохов В.Ф. Любавинское золоторудное месторождение (Восточное Забайкалье): петрогео-
химия, источники пород и руд // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. -Т. 329. - №3. - С. 134-144.
9. Wilson A.F. Origin of quartz-free gold nuggets and supergene gold found in laterites and soils - a review and some new observations // Australian Journal of Earth Sciences. - 1984. - V. 31. -P. 303-316.
10. Butt C.R.M., Hough R.M. Gold nuggets: supergene or hypogene? // Australian Journal of Earth Sciences. - 2007. - V. 54. - № 7. -P. 959-964.
11. Porto C.G., Hale M. Gold redistribution in the stone line lateritic profile of the Posse Deposit, central Brazil // Econ. Geol. -1995.- V. 90. - №2. - P. 308-321.
12. Nanoparticles of noble metals in the supergene zone / S.M. Zhmo-dik, Y.A. Kalinin, N.A. Roslyakov, D.K. Belyanin, N.A. Nemi-rovskaya, G.V. Nesterenko, E.V. Airiyants, T.N. Moroz, T.A. Bul'bak, A.G. Mironov, Y.L. Mikhlin, A.M. Spiridonov // Geology of Ore Deposits. - 2012. - V. 54. - № 2. - P. 141-154.
13. Калинин Ю.А., Жмодик С.М., Спиридонов А.М. Сфероидальное золото из латеритной коры выветривания // Россыпи и месторождения кор выветривания: современные проблемы исследования и освоения: Материалы XIV международного совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания (РКВ-2010). - Новосибирск, 2-10 сентября 2010. - Новосибирск: Апельсин, 2010. - С. 290-294.
14. Казаков П.В. Нетрадиционные типы экзогенных месторождений золота // Геологический сборник № 11. Информационные материалы. - Уфа: ДизайнПресс, 2014.- С. 224-227.
15. The dynamics of gold in regolith change with differing environmental conditions over time / R. Anand, M. Lintern, R. Hough, R. Noble, M. Verrall, W. Salama, J. Balkau, N. Radford // Geology. - 2017. - V. 45. - № 2. - P. 127-130.
16. Reith F. et al. Nanoparticle factories: Biofilms hold the key to gold dispersion and nugget formation // Geology. - 2010. -V. 38. - P. 843-846.
17. The biogeochemistry of gold / G. Southam, M.F. Lengke, L. Fairbrother, F. Reith // Elements. - 2009. - V. 5. - P. 303-307
18. Петровская Н.В. Самородное золото. - М.: Наука, 1973. -347 с.
19. Петровская Н.В., Яблокова С.В. Золото в корах выветривания // Рудоносные коры выветривания. - М.: Наука, 1974. -С. 173-182.
20. Янченко О.М. Карбонаты золотоносных кор выветривания Ма-лоушайской зоны // Проблемы геологии и освоения недр: труды XXI Международного симпозиума имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых, посвященного 130-летию со дня рождения профессора М.И. Кучина. - Томск, 3-7 апреля 2017. - Томск: Изд-во ТПУ, 2017. - Т. 1. - С. 193-194.
21. Larizzatti J.H., Oliveira S.M.B., Butt C.R.M. Morphology and composition of gold in a lateritic profile, Fazenda Pison «Garim-po», Amazon, Brazil // Journal of South American Earth Sciences. - 2008. - V. 25. - P. 359-376.
22. Nair N.G.K., Santosh M., Mahadevan R. Lateritisation as a possible contributor to gold placers in Nilambur Valley, Southwest India // Chem. Geol. - 1987. - V. 60. - № 1-4. - P. 309-315.
23. Biological and Geochemical Development of Placer Gold Deposits at Rich Hill, Arizona, USA / E.B. Melchiorre, P.M. Orwin, F. Reith, M.A.D. Rea, J. Yahn, R. Allison // Minerals. - 2018. -V. 8. - Iss. 2. - P. 56-75.
24. Lawrance L.M., Griffin B.J. Crystal features of supergene gold at Hannan South, Western Australia // Mineralium Deposita. -1994. - V. 29. - P. 391-398.
Поступила 12.12.2018 г.
Информация об авторах
Янченко О.М., аспирант Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Ворошилов В.Г., доктор геолого-минералогических наук, профессор Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Тимкин Т.В., кандидат геолого-минералогических наук, доцент отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Мартыненко И.В., ассистент отделения геологии Инженерной школы природных ресурсов Национального исследовательского Томского политехнического университета.
Зиаии М., PhD, доцент Шахрудского технологического университета, Иран, Шахруд, бульвар Данешга.
UDC 553.411.071
MORPHOLOGY AND COMPOSITION OF GOLD IN WEATHERING CRUST OF THE TOM-YAYA INTERFLUVE
Olga M. Yanchenko1,
olmininayanchenko@mail.ru
Valery G. Voroshilov1,
v_g_v@tpu.ru
Timofey V. Timkin1,
timkin@tpu.ru
Irina V. Martynenko1,
martynenko@tpu.ru
Mansour Ziaii2,
m.ziaii47@gmail.com
1 National Research Tomsk Polytechnic University, 30, Lenin Avenue, Tomsk, 634050, Russia.
2 Shahrood University of Technology, Bolvar Daneshka, Iran.
Relevance. Weathering crusts of rocks of the Paleozoic basement of the Tom-Yaya interfluve are potential targets for commercial extraction of readily recoverable gold. But the morphology and composition of this gold are very poorly studied, which makes it difficult to assess the already identified ore occurrences and determines the relevance of the work performed.
The main aim of the research is to investigate chemical composition and morphological features of native gold in weathering crust profile of the Tom-Yaya interfluve.
Object: native gold in weathering crusts according to the rocks of the Paleozoic basement of the Tom-Yaya interfluve. Methods. Composition, crystallomorphological features of gold, paragenetic associations with ore and vein minerals were analyzed microscopically under a binocular, in reflected light, by inductively coupled plasma-atomic emission mass spectrometry (ICP-AES/MS) and on a scanning electron microscope TESCAN VEGA 3SBU with EMF OXFORD X-Max 50, X-ray fluorescence microscope HORIBA Scientific XGT-7200.
Results. Two forms of gold were found in weathering crusts and primary ores - free and bound (invisible) gold. The authors have determined chemical composition and the sample of primary and hypergenic gold are determined. The decrease in the content of impurity elements and the increase in the strength of hypergenic gold in comparison with the gold of primary mineralization were found. The authors established the main morphological types of gold for different parts of weathering crust section. The presence of hypergene gold of «bacteriomorphic» origin is assumed. All gold varieties are associated with hypergene minerals (carbonates, clay minerals, iron hydroxides). The highest gold content is characteristic for the upper part of the section of the weathering crust - the zone of hydrolysis of residual weathering crust and redeposited weathering crust.
Key words:
Gold, weathering crust, typomorphic features of hypergene gold, gold chemical composition, Tom-Yaya interfluve. The research was financially supported by the RFBR grant no. 18-45-700019.
REFERENCES
1. Parnachev V.P., Parnachev S.V. Geologiya i poleznye iskopaye-mye okrestnostey goroda Tomska [Geology and mineral resources around Tomsk]. Materialy k polevoy geologicheskoy ekskursii: spravochnoe posobie [Materials for field geological excursion: reference book]. Tomsk, Tomsk State University Publ., 2010. 144 p.
2. Chernyaev E.V. Genezis i zolotonosnost kor vyvetrivaniya Tom-skogo rayona [Genesis and mineralization of weathering mantle of Tomsk region]. Tsvetnye metally i mineral. Sbornik tezisov do-kladov vosmogo mezhdunarodnogo kongressa [Non-ferrous metals and minerals. Book of abstracts of the eighth international congress]. Krasnoyarsk, 2016. pp. 336-337.
3. Chernyaev E.V. Tomskoe zoloto [Tomsk Gold]. Zhurnal «Globus: Geologiya i biznes, 2009, no. 1. Available at: http://www. vip-std.ru/mag/index.php/news-/271-a (accessed 5 December 2018).
4. Kalinin Yu.A., Kovalev K.R., Naumov E.A., Kirillov M.V. Gold in the weathering crust at the Suzdal' deposit (Kazakhstan). Russian Geology and Geophysics, 2009, vol. 50, no. 3, pp. 174-187.
5. Kovalev K.R., Kalinin Yu.A., Naumov E.A., Kolpakov V.V., Baulina M.V. Etapnost formirovaniya i mineralogo-geokhi-micheskie osobennosti zolotorudnoy mineralizatsii na Suzdal-skom mestorozhdenii v uglerodisto-terrigenno-karbonatnykh tol-shchakh Zapadnoy Kalby (Kazakhstan) [Stages of formation and mineralogical and geochemical features of gold mineralization at the Suzdal deposit in the carbon-terrigenous-carbonate strata of Western Kalba (Kazakhstan)]. Aktualnye problemy rudoobrazova-niya i metallogenii [Urgent problems of ore formation and metal-logeny]. Novosibirsk, 10-12 April 2006. Novosibirsk, Geo Publ., 2006. pp. 101-102.
6. Popov A.B. Properties of pyrite of gold deposits in the eastern part of the Gonzhinsky bulge. Bulletin of the Amur State Univer-
sity, 2013, Iss. 63: Series of Natural and Economic Sciences, pp. 123-128. In Rus.
7. Vikentyev I.V. Invisible and microscopic gold in pyrite: Methods and new data for massive sulfide ores of the Urals. Geology of ore deposits, 2015, vol. 57, no. 4, pp. 237-265.
8. Abramov B.N., Kalinin Yu.A., Posokhov V.F. Lubavinsky gold deposit (Eastern Transmbaikal): petrogeochemistry, sources of rocks and ore. Bulletin of the Tomsk Polytechnic University. Geo Assets Engineering, 2018, vol. 329, no. 3, pp. 134-144. In Rus.
9. Wilson A.F., Origin of quartz-free gold nuggets and supergene gold found in laterites and soils - a review and some new observations. Australian Journal of Earth Sciences, 1984, vol. 31, pp. 303-316.
10. Butt C.R.M., Hough R.M. Gold nuggets: supergene or hypogene? Australian Journal of Earth Sciences, 2007, vol. 54, no. 7, pp. 959-964.
11. Porto C.G., Hale M. Gold redistribution in the stone line lateritic profile of the Posse Deposit, central Brazil. Econ. Geol., 1995, vol. 90, no. 2, pp. 308-321.
12. Zhmodik S.M., Kalinin Y.A., Roslyakov N.A., Belyanin D.K., Nemirovskaya N.A., Nesterenko G.V., Airiyants E.V., Mo-roz T.N., Bul'bak T.A., Mironov A.G., Mikhlin Y.L., Spirido-nov A.M. Nanoparticles of noble metals in the supergene zone. Geology of Ore Deposits, 2012, vol. 54, no. 2, pp. 141-154.
13. Kalinin Yu.A., Zhmodik S.M., Spiridonov A.M. Sferoidalnoe zo-loto iz lateritnoy kory vyvetrivaniya [Spheroidal gold from the lateritic weathering crust]. Rossypi i osnovaniya kor vyvetrivaniya: sovremennye problemy issledovaniya i osvoeniya. Materialy XIV mezhdunarodnogo soobshchestva po geologii rossypey i mesto-rozhdeniy kor vyvetrivaniya (RKV-2010) [Alluvial deposits and weathering deposits: current research and development problems. Proc. of the XIV International Meeting on the geology of placers and weathering deposits (RKV-2010). Novosibirsk, September 2-10, 2010. Novosibirsk, Apelsin Publ., 2010. pp. 290-294.
14. Kazakov P.V. Netraditsionnye tipy ekzogennykh mestorozhdeniy zolota [Non-traditional types of exogenous gold deposits]. Geolo-gicheskiy sbornik № 11. Informatsionnye materialy [Geological collection № 11. Information materials]. Ufa, Design Press, 2014. pp. 224-227.
15. Anand R., Lintern M., Hough R., Noble R., Verrall M., Sala-ma W., Balkau J., Radford N. The dynamics of gold in regolith change with differing environmental conditions over time. Geology, 2017, vol. 45, no. 2, pp. 127-130.
16. Reith F. Nanoparticle factories: Biofilms hold the key to gold dispersion and nugget formation. Geology, 2010, vol. 38, pp. 843-846.
17. Southam G., Lengke M.F., Fairbrother L., Reith F. The bioge-ochemistry of gold. Elements, 2009, vol. 5, pp. 303-307.
18. Petrovskaya N.V. Samorodnoe zoloto [Native Gold]. Moscow, Nauka Publ., 1973. 347 p.
19. Petrovskaya N.V., Yablokova S.V. Zoloto v korakh vyvetrivaniya [Gold in weathering crusts]. Rudonosnye kory vyvetrivaniya [Ore bearing weathering]. Moscow, Nauka Publ., 1974. pp. 173-182.
20. Yanchenko O.M. Karbonaty zolotonosnykh kor vyvetrivaniya Maloushayskoy zony [Carbonates of gold-bearing weathering crusts of the Maloushayskaya zone]. Problemy geologii i osvoenya nedr. Trudy XXI Mezhdunarodnogo simpoziuma imeni akademi-ka MA. Usova studentov i molodykh uchenykh, posvyashchennogo 130-letiyu so dnya rozhdeniya professora M.I. Kuchina [Problems of geology and subsoil development. Proc. of the 21st International Symposium of Academician M.A. Usov for students and young scientists, dedicated to the 130th anniversary of the birth of Professor M.I. Kuchin]. Tomsk, 3-7 April 2017. Tomsk, TPU Publ. house, 2017. Vol. 1, pp. 193-194.
21. Larizzatti J.H., Oliveira S.M.B., Butt C.R.M. Morphology and composition of gold in a lateritic profile, Fazenda Pison «Garim-po», Amazon, Brazil. Journal of South American Earth Sciences, 2008, vol. 25, pp. 359-376.
22. Nair N.G.K., Santosh M., Mahadevan R. Lateritisation as a possible contributor to gold placers in Nilambur Valley, Southwest India. Chem. Geol., 1987, vol. 60, no. 1-4, pp. 309-315.
23. Melchiorre E.B., Orwin P.M., Reith F., Rea M.A.D., Yahn J., Allison R. Biological and Geochemical Development of Placer Gold Deposits at Rich Hill, Arizona, USA. Minerals, 2018, vol. 8, Iss. 2, pp. 56-75.
24. Lawrance L.M., Griffin B.J. Crystal features of supergene gold at Hannan South, Western Australia. Mineralium Deposita, 1994, vol. 29, pp. 391-398.
Received: 12 December 2018.
Information about the authors
Olga M. Yanchenko, postgraduate student, National Research Tomsk Polytechnic University.
Valery G. Voroshilov, Dr. Sc., professor, National Research Tomsk Polytechnic University. Timofey V. Timkin, Cand. Sc., associate professor, National Research Tomsk Polytechnic University. Irina V. Martynenko, assistant, National Research Tomsk Polytechnic University. Mansour Ziaii, PhD, associate professor, Shahrood University of Technology.
