CC BY
120
УДК 553.41:553.46
ЗОЛОТО И СЕРЕБРО В РУДАХ КАЛГУТИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (ГОРНЫЙ АЛТАЙ)
Д.И. Бабкин, А.А. Поцелуев, Ю.С. Ананьев
Томский политехнический университет E-mail: [email protected]
В рудах Калгутинского редко металл ьн о го грейзенового месторождения (Горный Алтай) изучены формы нахождения золота и серебра. Золото установлено в рудах в форме кюстелита, при изучении на электронном микроскопе определены микровключения самородного золота в пирите, вольфрамите, халькопирите. Выявлены самородные выделения серебра в молибдените и висмутине. Впервые в зернах висмутина диагностирован селенид серебра - науманнит (Ag2Se).
Ключевые слова:
Золото, серебро, науманнит, редкометалльные месторождения, электронная микроскопия.
Key words:
Gold, silver, naumannite, rare metals deposits, electronic microscope.
Введение
Высокие концентрации благородных металлов выявлены во многих редкометалльных и медно-молибден-порфировых месторождениях Сибири, Монголии, Казахстана, Узбекистана. В последние годы все более пристальное внимание обращается на нетрадиционные источники благородных металлов [1-6]. Определяется это в первую очередь совершенствованием технологии и перспективой их попутного извлечения в условиях роста спроса и цен. Необходимо также подчеркнуть недостаточную изученность геохимии и минерагении благородных металлов. Решение этих вопросов весьма актуально во всех отношениях и, особенно в связи с развитием мантийно-коровой и плюм-тектони-ческой моделей рудогенеза [7, 8].
Калгутинское месторождение является представителем молибдено -редкометально-вольфрамо -вой рудной формации, которые широко распространены в пределах Горного Алтая. Вместе с тем, на месторождении на заключительных стадиях формирования редкометалльного оруденения в тех же тектонических структурах проявилась масштабная сульфидно-сульфосольная минерализация.
Месторождение приурочено к одноименному массиву лейкократовых редкометальных поздне-герцинских гранитов. По данным изотопно-геохимических исследований установлено, что формирование гранитов, внутрирудных даек калгутитов и жильно-грейзенового оруденения происходило в узком временном интервале 213...202 млн л. Отмечается сложный характер взаимоотношения даек калгутитов с рудными жилами и грейзеновыми телами, указывающий на близкое время формирования тех и других. Изотопная (878г/868г) характеристика калгутинских гранитов, калгутитов, другие минералого-геохимические данные подчеркивают значительную роль мантийных процессов в формировании флюидно-магматической системы месторождения [9].
Оруденение представлено серией крутопадающих вольфрамит-молибденит-кварцевых жил с халькопиритом, висмутином, бериллом. Длина жил колеблется от первых десятков до 1000 м при
мощностях, редко превышающих 1 м. Вертикальная амплитуда оруденения превышает 500 м. Жилы сопровождаются грейзеновой оторочкой мощностью до 0,5 м. Отмечаются изолированные участки грейзенов, в форме линейных зон, раздувов и столбообразных тел типа «Мо-шток». На месторождении учтены запасы ^ Мо, Ве, Си и Б1.
В развитии Калгутинской рудно-магматической системы выделяется 2 этапа и 5 стадий.
Первый дорудный этап парагенетически связан с порфировидными биотитовыми гранитами I фазы внедрения и включает одну турмалин-вольфра-мит-кварцевую стадию.
Второй главный этап рудообразования включает два подэтапа. Первый подэтап включает стадию формирования автономного грейзенового оруденения типа «Мо-шток», парагенетически связанного с внедрением гранит-порфиров II фазы.
Второй основной подэтап рудообразования объединяет последовательно образования редко-металльно-гюбнерит-кварцевой, сульфосольно-сульфидно-кварцевой и заключительной карбо-нат-кварцевой стадий минералообразования. Образования сульфидно-сульфосольно-кварцевой стадии преимущественно телескопированы в более ранние структуры с образованием сложных по составу сульфидно-сульфосольно-редкометал-льно-гюбнерит-кварцевых жил, которые и явились основным объектом исследований. В пределах этого подэтапа происходило внедрение вну-трирудных штоков и даек калгутитов, микрогра-нит-порфиров.
На протяжении весьма длительного периода с момента открытия месторождения многими исследователями отмечалось самородное золото и высокие содержания Аи и А§ в рудах месторождения и в некоторых рудопроявлениях района.
Нами с привлечением различных методов анализа проведены специальные исследования руд и различных геологических образований месторождения на широкий спектр химических элементов, включающих группы редких, радиоактивных, редкоземельных элементов и благородных металлов [9].
Исследования форм нахождения благородных металлов в различных минералах геологических образований Калгутинского редкометалльного месторождения проводилось в лаборатории электроннооптической диагностики Международного инновационного научно-образовательного центра «Урановая геология» кафедры геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета на электронном сканирующем микроскопе НйасЫ 8-3400К с энергодисперсионным спектрометром EDX Вгикег. Исследования проводились во вторичных и обратно-рассеянных электронах, кроме стандартного определения элементного состава в точке применялся и режим картирования.
Основные результаты исследований
и их обсуждение
Выполненные исследования показывают, что в составе руд Калгутинского месторождения отмечаются высокие содержания Аи до 0,05 г/т и А до 41 г/т. Помимо рудных тел, высокие содержания благородных металлов отмечаются в околожиль-ных грейзенах, альбитизированных гранит-порфирах и измененных дайках калгутитов [9]. Распределение элементов крайне неравномерно, коэффициент вариации V, как правило, превышает 100 %.
По содержанию благородных металлов заметно выделяются альбитизированные гранит-порфиры. Их образование непосредственно предшествовало
формированию редкометально-гюбнерит-кварце-вых и сульфосольно-сульфидно-кварцевых жил третьей главной продуктивной стадии рудообразо-вания. Наиболее высоким содержанием золота характеризуются гидротермально измененные вну-трирудные дайки калгутитов. Среди рудоносных образований наибольшими концентрациями благородных металлов выделяются кварцевые жилы. Более высокие содержания Аи в измененных гранит-порфирах и калгутитах, по сравнению с жилами и околожильными грейзенами, указывают на высокие перспективы выявления в районе благо-роднометалльного оруденения в связи с этими магматическими образованиями.
Основные минералы руд (вольфрамит, молибденит, халькопирит, пирит, висмутин и др.) контрастно отличаются по содержанию благородных металлов [9]. Среди минералов заметно выделяется пирит рудных жил, содержание золота в котором (54 мг/т) значительно выше, чем в пирите Мо-штока. Интересной является информация о содержании элемента в кварце различных геологических образований. Наиболее золотоносным является кварц альбитизированных гранит-порфиров. Все данные подчеркивают связь золотой минерализации с формированием сульфосольно-сульфидно-кварцевого оруденения.
Золото обнаружено в двух самостоятельных минеральных формах: мелкие зерна кюстелита (проба
Рис. 1. Зерна самородного золота в вольфрамите Мо-штока-1 (а) и его спектр (в) и в пирите (б) и его спектр (г)
- 300...150 %о, основные примеси Си и Л§), самородное тонкое золото высокой пробы (964.835 %, основные примеси - Ag, Си, Те). В зернах золота отмечается закономерное изменение пробно-сти. В центре зерна пробность выше на 1.7 %, в то время как в краевой части - возрастает содержание примесей [9].
По данным электронной микроскопии установлены микровключения самородного золота в основных рудных минералах - пирите, халькопирите, вольфрамите.
В пирите Мо-штока-1 золото выявлено в виде включений размерами до 2 мкм, пробность до
600 %, в качестве основных примесей содержится серебро (до 15 %) и медь (до 27,5 %) (рис. 1). Наблюдается закономерность в уменьшение пробно-сти золота от центра к краю (до 296 %). Ближе к краям зерна появляется большее количество примесей Сг, Мп, Fe, Си.
В вольфрамите Мо-шток-1 золото так же отмечается в виде самостоятельной минеральной формы. Размер включений минерала до 1,5 мкм (рис. 1, б, г). Содержание золота 600 %, серебра -15 %, меди - 25 %. От центра к краю зерна падает пробность золото, и появляется большое количество примесей (С1, Fe, Са, Си, Mg).
Рис. 2. Выделения самородного серебра в молибдените жилы № 87 (а), Мо-штока-1 (б), в режиме картирования (в, г) и энергодисперсионные спектры (д, е)
В халькопирите Мо-шток-1 золото диагностируется в виде примеси, с максимальной концентрацией до 15,5 % совместно с 8г, 81, А1.
В халькопирите жилы № 87 на нижнем горизонте золото встречается в виде микровключений размером до 2,0 мкм. Пробность золота 535 %о, содержание серебра 10,4 %, что несколько ниже, чем в золоте из пирита и вольфрамита. Ближе к краям золотин пробность падает и появляется большое количество примесей.
Серебро накапливается главным образом в сульфидах и сульфосолях, где его концентрация достигает многих процентов. Максимальные содержания Ag отмечаются в павоните - 7,3 %, ку-пробисмутине - 1,2 %, гладите - 0,14 %. Высокое содержание Ag характерно для зерен графита (до 0,14 %), что вероятно обусловлено микровключениями собственных минералов. Из других рудных минералов высокие содержания элемента отмечаются в молибдените (до 0,26 %), халькопирите (до 0,2 %), пирите (до 0,03 %). Серебро является основной примесью в высокопробном золоте, где его содержание достигает 16 %. Детальное изучение рудных минералов под электронным микроскопом позволило диагностировать Ag практически во всех рудных минералах.
В молибдените, висмутине и на контакте их зерен Ag выявлено в самородной форме, в виде мелких чешуек (розеток), листочков, дендритов, гло-булей (рис. 2).
Изучение изменения содержания элементов по профилю, проходящему от висмутина через самородное серебро к молибдениту, показывает следующее (рис. 3, табл.). Высокие содержания Ag в виде примеси отмечаются как в молибдените, так и в висмутине, но в висмутине его содержание выше. При этом к границам зерен этих минералов концентрация Ag значительно возрастает. Необходимо подчеркнуть более высокое содержание 8е (до 4,2 %) в висмутине, чем в молибдените.
Впервые в висмутине выявлены нитевидные выделения минерала, диагностированного как нау-маннит, имеющего состав Ag28e с содержанием 8е до 27 % (рис. 4). Это согласуется с данными о более высоком содержании Ag и 8е в висмутине по отношению к другим рудным минералам.
Таблица. Содержание элементов по профилю №1и2
№ профиля № точки Элемент, %
Б Мо Ад В1 Бе
1 1 28,4 - 0,7 66,7 4,2
2 31,2 - 6,2 62,6 -
3 18,1 33,6 22,1 26,3 -
4 24,5 48,9 2,1 24,5 -
5 21,4 49,0 - 29,6 -
2 1 32,0 68,0 - - -
2 25,3 63,5 11,2 - -
3 18,4 31,2 27,5 22,9 -
4 11,9 40,3 21,3 23,5 3,0
5 29,4 - 0,9 65,7 4,0
Повышенные содержания благородных металлов отмечаются в различных концентратах, получаемых при обогащении руд. Содержание золота в товарных концентратах вольфрамита и молибденита низкое (0,01 г/т), в основном оно накапливается в сульфидных отходах (5,0 г/т), образующихся при получении вольфрамитового концентрата. Серебро также в основном остается в сульфидных отходах (67.70 г/т), как в виде примеси, так и, очевидно, в самородном виде и в виде науманнита. Установление форм нахождения золота и серебра в рудах позволяет наметить способы и оценить перспективы их попутного извлечения на разных этапах технологической цепочки переработки руд и концентратов.
Высокие содержания Au и Ag в рудах и концентратах Калгутинского месторождения не являются исключительным фактом. Так, высокие содержания элементов выявлены в рудах, концентратах
Рис. 3. Изменения содержания основных элементов в профиле при переходе от висмутина через глобули самородного серебра к молибдениту (профиль 1, рис. 2, в) и при переходе от молибденита через розетки самородного серебра к висмутину (профиль 2, рис. 2, в)
и минералах многих постмагматических и гидротермальных месторождений, в том числе молибде-но-редкометально-вольфрамовой рудной формации [1-6, 10].
Рис. 4. Нитевидные выделения науманнита (показаны стрелкой) в висмутине и его энергодисперсионный спектр
Вместе с тем, совокупность установленных фактов в соответствии с представлениями Н.Л. Добрецова, Ф.А. Летникова [7, 8, 11] указыва-
ют на глубинный мантийно-плюмовый характер флюидно-магматической системы Калгутинского месторождения. Об этом свидетельствуют - высокие концентрации благородных металлов, их приуроченность к основному этапу рудообразования, наличие предшествующих основному этапу формирования оруденения малых тел гранит-порфи-ров и внутрирудных даек калгутитов, особенности геохимического спектра которых отражают влияние мантийных процессов.
Выводы
Установлено, что геологические образования Калгутинского редкометалльного грейзенового месторождения (Горный Алтай) характеризуются повышенными содержаниями Au и Ag. Золото определено в виде двух минеральных форм: кюстелита и самородного. Самородное золото в виде микровключений (до 2 мкм) зафиксировано в вольфрамите, пирите и халькопирите. Серебро входит в состав сульфидов и сульфосолей (до 7,3 %), а также является основной примесью в золоте. Самородное серебро диагностировано на границах висмутина и молибденита. В качестве примеси Ag отмечается в пирите, висмутине, вольфрамите, халькопирите, молибдените. Впервые в рудах месторождения диагностирован селенид серебра - науман-нит ^28е), нитевидные выделения которого найдены в висмутине.
Выявленные формы нахождения золота и серебра указывают на повышенные концентрации этих элементов в рудообразующих флюидах на различных этапах и стадиях минералообразования.
Полученные данные позволяют наметить способы и оценить перспективы попутного извлечения Au и Ag на разных этапах технологической цепочки переработки руд и концентратов.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РФФИ № 10-05-00115.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Беспаев Х.А., Парилов Ю.С., Пучков Е.В. и др. Элементы примеси в месторождениях Казахстана: Справочник / под ред. А.А. Абдуллина и др. - Алматы: ИАЦ ГЭиПР РК, 1999. - Т. 2.
- 161 с.
2. Коробейников А.Ф. Нетрадиционные золото-редкометальные месторождения складчатых поясов. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1999. - 237 с.
3. Коробейников А.Ф., Грабежев А.И. Золото и платиновые металлы в медно-молибден-порфировых месторождениях // Известия Томского политехнического университета. - 2003. -Т. 306. - № 5. - С. 24-32.
4. Рудные месторождения Узбекистана / Отв. редактор И.М. Голованов. - Ташкент: ГИДРОИНГЕО, 2001. - 611 с.
5. Сазонов А.М., Гринев О.М., Шведов Г.И., Сотников В.И. Нетрадиционная платиноидная минерализация Средней Сибири.
- Томск: Изд-во ТПУ, 1997. - 148 с.
6. Сотников В.И., Березина А.Н., Экономоу-Элиопоулос М., Элиопоулос Д.Г. Платина и палладий в рудах медно-молиб-ден-порфировых месторождений Сибири и Монголии // Доклады АН СССР. - 2001. - Т. 378. - № 5. - С. 663-667.
7. Добрецов Н.Л. Мантийные плюмы и их роль в формировании анорогенных гранитоидов // Геология и геофизика. - 2003. -Т. 44. - № 12. - С. 1243-1261.
8. Летников Ф.А., Дорогокупец П.И. К вопросу о роли сверхглубинных флюидных систем земного ядра в эндогенных геологических процессах // Доклады РАН. - 2001. - Т. 378. - № 4. -С. 535-537.
9. Поцелуев А.А., Рихванов Л.П., Владимиров А.Г и др. Калгу-тинское редкометалльное месторождение (Горный Алтай): магматизм и рудогенез. - Томск: STT, 2008. - 226 с.
10. Калинин С.К., Щерба Г.Н., Терехович С.Л. Элементы платиновой группы в молибденитах постмагматических месторождений // Доклады АН СССР. - 1972. - Т. 202. - № 1. -С. 187-189.
11. Летников Ф.А. Магмообразующие флюидные системы континентальной литосферы // Геология и геофизика. - 2003. -Т 44. - № 12. - С. 1262-1269.
Поступила 29.04.2011 г.
