CC BY
187
УДК 549.283:553.411.071
тонкодисперсное золото в СУЛЬФИДНЫХ РУДАХ МАННТАНЫРДСКОГО РАЙОНА (ПОЛЯРНЫЙ УРАЛ)
С. С. Шевчук, С. К. Кузнецов, Н. В. Сокерина, В. Н. Филиппов
Институт геологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар [email protected]
Рассматривается тонкодисперное золото, присутствующее в сульфидных рудах Манитанырдского района на Полярном Урале в виде микронных и субмикронных выделений в арсенопирите и пирите. Показано, что по составу такое золото сильно отличается от более позднего крупного золота, наложенного по трещинам на арсенопирит-пиритовые агрегаты, низким содержанием элементов-примесей и соответственно высокой пробностью. Предполагается, что его формирование происходило, вероятнее всего, одновременно с арсенопиритом и пиритом.
Ключевые слова: тонкодисперсное золото, Полярный Урал, сульфидные руды.
FINELY DiSPERSED GOLD iN SULPHIDE ORES OF THE MANiTANYRD REGION,
THE POLAR URALS
S. S. Shevchouk, S. K. Kusnetsov, N. V. Sokerina, V. N. Filippov
Institute of Geology of Komi SC UB RAS, Syktyvkar
It is shown that finely dispersed gold occurs in sulphide ores of the Manitanyrd region, the Polar Urals. Such gold is observed in the form of micron and submicron segregations in arsenopyrite and pyrite. In composition, finely dispersed gold majorly differs from later coarse-grained gold superposing arsenopyrite-pyrite aggregates in cracks. It is characterized by the low content of elements-impurities and, consequently, the high gold fineness. The formation of finely dispersed gold is likely to happen simultaneously with that of arsenopyrite and pyrite.
Keywords: finely dispersed gold, the Polar Urals, sulphide ores.
Существуют различные классификации самородного золота по величине. В частности, выделяются видимое, микроскопическое или тонкодисперсное золото и самородки [6 и др.]. Тонко дисперсное золото делится на собственно тонкодисперсное или микронное (1—10 мкм), ультратонкодисперсное или субми-кронное (менее 1 мкм). В некоторых классификациях отмечается кластерное и коллоидное золото, нанозолото [4]. Предполагается, что наряду с самородным золотом и другими минералами золота (индивидуализированными частицами) в сульфидных рудах, преимущественно в пирите и арсенопирите, может присутствовать золото, входящее в их кристаллическую решетку (химически связанное невидимое золото).
Тонкодисперсное золото давно привлекает внимание исследователей [1, 2, 5, 7, 8, 9]. Оно распространено очень широко, а в некоторых золоторудных месторождениях составляет значительную долю в общих запасах (Блява, Гай на Урале,
Мурунтау в Узбекистане, Карлин в Неваде (США) и др.). Остаются дискуссионными представления об условиях и механизмах формирования тонкодисперсного золота. Важной проблемой является его извлечение из руд.
Объектом наших исследований служили золото-сульфидные руды Нияюского месторождения, расположенного в Манитанырдском районе на Полярном Урале. Площадь месторождения сложена породами бе-дамельской свиты позднего рифея— венда, преимущественно эффузивами основного, среднего, реже кислого составов, туфами, ортосланцами. В этих породах отмечаются линзы известняков, песчаников, кремнистых сланцев. В пределах месторождения выделяются три рудные зоны: северная, промежуточная и южная, вытянутые в северо-восточном направлении на расстояние до 600 м при ширине до 3—5 м. Эти зоны состоят из рудных жил и прожилок сульфиднокварцевого, кварцевого и кварц-хло-ритового составов. Жильные обра-
зования обычно ориентированы по сланцеватости пород, но иногда полого ее пересекают, выполняя трещины отрыва. Мощность рудных жил, прожилков, а также зон брекчиро-вания весьма изменчива и колеблется от нескольких до первых десятков сантиметров. В жилах встречаются раздувы до 0.5—0.8 м, которые очень быстро переходят в прожилки и, как правило, выклиниваются.
По минеральному составу руды Верхненияюского месторождения являются преимущественно арсено-пирит—пиритовыми, по текстуре — массивными, полосчатыми, плой-чатыми, вкрапленными, прожил-ково—вкрапленными, пятнистыми. Распределение рудных минералов весьма неравномерное. Содержание золота и серебра в рудах достигает нескольких десятков граммов на тонну и прямо связано с содержанием арсенопирита и пирита. Основными рудными минералами являются пирит, арсенопирит; второстепенными — халькопирит, сфалерит, галенит, пирротин, борнит, халькозин,
Л
JEOL 2 0 К U Х20/000
F1 L 01
— 1 0 0 п ■ F 1 L 0 1
JEOL 2 0 К U X 4 0, 0 0 0 ВШЯЛ
JEOL 20KU X 2 0/ 0 0 0
1М* FI L 01
JEOL 2 0 К U Х27, 0 0 0
і М » F 1 L 0 1
Можно отметить, что тонкодисперсное золото преимущественно является высокопробным (рис. 2, 3). Из элементов-примесей устанавливается лишь Ag (до 18.8 мас. %). В одном из образцов в золоте кроме Ag обнаружена медь (5.01—10.26 мас. %), однако ее присутствие в качестве примеси непосредственно в золоте вызывает сомнение. Иногда в тонком золоте, находящемся в пирите и арсенопирите (без замещения его скородитом), обнаруживаются примеси Ре и А при отсутствии серы. В связи с этим нельзя исключать возможность нахождения в нем каких-то нановключений или кластеров, пока не поддающихся визуализации и диагностике. В редких случаях в золоте отмечается избыточная по отношению к содержаниям Ре и Ая концен-
Рис. 1. Выделения тонкодисперсного золота разной формы и величины в арсенопирите (а, б, в) и пирите (г)
ковеллин, скородит, церуссит, гидроксиды железа. Нерудные минералы представлены кварцем, кальцитом, хлоритом, серицитом, альбитом, биотитом, эпидотом. Золото представлено двумя генерациями [3]: золото I (включения в арсенопирите и пирите) и золото II (относительно крупное золото в ассоциации с галенитом, сфалеритом, халькопиритом, наложенное по трещинам и зонам дробления на пирит-арсенопирито-вые агрегаты).
Тонкодисперсное золото относится в основном к золоту первой генерации. Под электронным микро-
скопом оно наблюдается в арсенопирите, реже пирите в виде многочисленных выделений, имеющих чаще всего овальную, а иногда вытянутую, неправильную формы (рис. 1). Величина этих выделений колеблется от долей мкм до 5 мкм в поперечнике. Признаки гранных поверхностей на частицах тонкодисперсного золота нами в ходе проведенных исследований не установлены. Интересно, что микрочастицы золота локализованы в зернах сульфидов без связи с микротрещинами.
Результаты микрозондового анализа золота представлены в таблице.
Интервалы пробности,
Пробность тонкодисперсного вкрапленного (1) и более позднего про-жилкового (2) золота
Состав вкрапленного тонкодисперсного золота в пирите и арсенопирите, мас.%
Номер аншлифа Номер зерна Размер зерна, мкм Точка анализа Au Ag Cu Сумма Пробность, %
6 0.8х0.4 1 88.51 11.49 100* 885
2012-6 7 4x1.5 1 90.55 9.54 100.09 905
8 2x2 1 80.42 18.79 99.21 811
3 1x0.4 1 90.01 9.99 100* 900
4 2.5x1 1 92.15 7.85 100* 922
2013-2а 90.52 6.04 96.56 937
5 1x0.25 1 88.94 11.06 (5.07) 100* 889
6 0.4х0.3 1 91.82 92.86 8.18 7.14 (6.1) (10.26) 100* 100* 918 929
8 10x4 1 86.25 9.78 96.03 898
2012-17 89.83 10.17 100* 898
9 2x2 1 86.54 12.9 99.44 870
1 2x0.5 1 90.48 9.52 100* 905
2 2x1.5 1 89.88 10.12 100* 899
2013-1 84.87 10.16 95.03 893
3 2x1 1 90.36 9.64 100* 904
4 1.3x0.3 1 88.74 11.26 100* 887
5 1x0.7 1 88.15 11.85 100* 882
2013-4 2 2x1.5 1 81.33 17.65 98.98 822
* Анализы, приведенные к 100 %.
Примечание. Анализы выполнены в Институте геологии Коми НЦ УрО РАН на электронном микроскопе JSM-6400 с энергетическим рентгеновским спектрометром фирмы Link;
£
fi
Li
х
1000
300 : Г
600- А
400 ■ *
і л
200 А
0-
О
А
А А А
20 до 60 ао
Размер частиц, мкм
А Золото позднее прожилкоеое О Золото тонкодисперсное вкрапленное
100
120
Рис. 3. Взаимосвязь пробности золота с размером частин
трация Б, что позволяет предполагать наличие в этом золоте минеральных фаз, подобных петровскаиту, или соединений золота с серой.
В золоте, наложенном по микротрещинам на зерна арсенопирита и пирита и часто находящемся в ассоциации с галенитом, халькопиритом, сфалеритом, содержание Ag, как правило, значительно выше. Нередко встречаются зерна, в составе которых содержание Ag выше, чем содержание Аи, и достигает 61 мас. %. В таком золоте почти всегда в небольшом количестве (до 3.6 мас. %) присутствует ртуть. По компонентному составу можно выделить серебристое, се-ребристо-ртутистое золото, золотосеребряные сплавы, электрум, кю-стелит.
Точечная локализация тонкодисперсного золота в сульфидах позволяет предполагать, что его кристаллизация происходила совместно с пиритом и арсенопиритом на ранних стадиях рудообразования. Возможность наложения тонко дисперсного золота на зерна арсенопирита и пирита по трещинам и порам маловероятна, поскольку в этом случае оно наблюдалось бы не только внутри зерен арсенопирита и пирита, но и на их границах. Нельзя исключать того, что под действием каких-то вторичных факторов (возрастания давления и температуры при метаморфизме руд, повышения температуры при возобновлении гидротермальных процессов) могло происходить перераспределение рассеянного химически связанного золота в сульфидах с обособлением субмикронных выделений.
Таким образом, тонкодисперсное золото, широко распространенное в сульфидных рудах Нияюского месторождения, представляет собой включения овальной или слабовытянутой формы в арсенопирите и пирите. По составу оно сильно отличается от более позднего крупного золота, наложенного по трещинам на арсенопирит-пиритовые агрегаты. Тонкодисперсное золото характеризуется низким содержанием элементов-примесей и соответственно высокой пробностью. Его формирование происходило скорее всего одновременно с арсенопиритом и пиритом.
Работа выполнена при поддержке Интеграционного проекта УрО, СО и ДВО РАН, № 09-И-05-2002, Программы ОНЗ РАН № 2 (09-Т-5-1015), Интеграционного проекта ОНЗ РАН № 5(09-С-5-1022) и Гранта президента РФ «Ведущие научные школы» НШ-7198.2010.5
Литература
1. Волков А. В., Генкин А. Д., Гончаров В. И. О формах нахождения золота в рудах месторождений Наталкинское и Майское (Северо-Восток России) // Тихоокеанская геология, 2007. Т. 25. № 6. С. 18-29. 2. Конеев Р. И. Наноминералогия золота эпи-термальных месторождений Чаткало-Кураминского региона (Узбекистан). СПб.: Делта, 2006. 218 с. 3. Майорова Т. П., Кузнецов С. К., Филиппов В. Н. Золото кварц-сульфидных руд Полярного Урала — от наночастиц до макроиндивидов // Геоматериалы для высоких технологий, алмазы, благородные металлы, самоцветы Тимано-Североуральского региона: Материалы Всероссийского минералогического семинара. Сыктывкар: Геопринт, 2010. С. 163—165. 4. Нарсеев В. А. Очерк сов-
ременной геохимии золота. М., 2000. 32 с. 5. Ожогин Д О., Дубинчук В. Т., Орлова Н. И. и др. Тонкодисперсное золото в рудах месторождения Маломыр и возможность его извлечения // Новые методы технологической минералогии при оценке руд металлов и промышленных минералов. Петрозаводск: КарНЦ РАН, 2009. C. 70—78. 6. Петровская Н. В. Самородное золото. М.: Наука, 1973. 347 с. 7. Сазонов А. М., Звягина Е. А., Леонтьев С. И. и др. Ассоциации микро- и наноразмерных обособлений благороднометалльного комплекса в рудах // Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии, 2008. Т. 1. № 1. С. 17— 32. 8. Чантурия Е. Л., Вишкова А. А., Лапшина Г. А., Амплиева Е. Е. К вопросу о взаимосвязи электрохимических и флотационных свойств пирита золотосодержащих колчеданных руд с его составом и внутренней структурой // Горный информационно-аналитический бюллетень, 2009. Т. 14. № 12. С. 215—228. 9. Cook N., Chryssoulis S. Concentration of «invisible» gold in the common sulfides // Canad Mineralogist, 1990. V. 28. P. 1—16.
Рецензент к. г.-м. н. Т. П. Майорова
