• Читателям
  • Авторам
  • Партнерам
  • Студентам
  • Библиотекам
  • Рекламодателям
  • Контакты
  • Язык: English version
1034
Рубрика: Факультет
Раздел: Науки о Земле
Не все золото блестит

Не все золото блестит

С давних времен этот драгоценный металл использовали не только для украшений, но и в качестве универсального денежного эквивалента. Сегодня же золото находит применение в электронике и электротехнике, в медицине и катализе, в технологиях создания сверхвысокого вакуума и в качестве мишени в ядерных исследованиях... Как выглядят золотые самородки, знают все. Однако мало кто знает, что в золотосеребряных рудах помимо самородного золота присутствуют также невзрачные сульфиды золота и серебра – ютенбогаардтит и петровскаит. Эти необычные минералы были открыты всего несколько десятилетий назад, но не исключено, что их количества в рудах сопоставимы с запасами самородного золота

Золото в виде самородков разной величины привлекало внимание человека на протяжении всей его истории, начиная с эпохи неолита. Его и сейчас продолжают настойчиво искать. Но то золото, что блестело и было видно невооруженным глазом, в основном уже добыто.

Однако к настоящему времени открыто много новых минералов золота, среди которых – золотосеребряные сульфиды. Нужно сказать, что поисками последних никто специально не занимался – в их открытии основную роль сыграли «Его Величество Случай» и определенная доля везения.

Более тридцати лет назад при микрозондовом анализе состава самородного золота из руд казахстанского место­рождения Майкаин была «мимоходом» исследована покрывающая его минеральная «рубашка». Детальное изучение выявило наличие в ней, помимо золота и серебра, стабильных концентраций серы. Новый минерал был назван петровскаитом в честь профессора Н. В. Петровской, выдающегося исследователя минералогии и генезиса золоторудных месторождений (Нестеренко и др., 1984). Немного ранее на месторождениях Тамбанг Сейво (Индонезия), Комсток (США) и Змеиногорское (Россия) был обнаружен еще один минерал, который был назван ютенбогаардтитом в честь голландского профессора геологии В. Ютенбогаардта (Barton et al., 1978).

Энергодисперсионная съемка образца самородного золота (вверху) на сканирующем электронном микроскопе позволяет выявить распределение атомов серебра (а), золота (б) и серы (в). Темная «рубашка» вокруг самородного золота содержит, помимо золота и серебра, еще и серу. Судя по соотношению элементов, это минерал петровскаит (AgAuS). Месторождение Хопто (Тыва)

Оба эти минерала – не простые сульфиды металла, а сложные, поскольку в их состав входят одновременно и золото, и серебро: в петровскаите (AgAuS) золота больше (58,5 мас. %), в ютенбогаардтите (Ag3AuS2) – меньше (33,7 мас. %).

В конце 1970-х гг. в Китае была обнаружен новый минерал, близкий по составу к Ag3AuS2 и названный лиуджининитом (от кит. liu – сера, jin – золото и yin – серебро) (Zhen-jie et al., 1979). Однако впоследствии название не было утверждено Международной комиссией по рудным минералам, поскольку этот минерал был признан еще одной низкотемпературной полиморфной модификацией ютенбогаардтита.

Золото в «рубашке»

Самородное золото – светло- или ярко-желтое, в зависимости от количества примеси серебра, – весьма привлекательно на вид. По сравнению с ним петровскаит и ютенбогаардтит – настоящие «золушки». Что касается размеров, то вес золотых самородков может достигать нескольких килограммов, золото-серебряные же сульфиды гигантских размеров пока не найдены: чаще всего эти минералы образуют прожилки и кайму шириной 10—20 мкм вокруг самород­ного золота. Иногда они встречаются и в виде обособленных микро включений и монолитных зерен размером до 3—4 мм, редко — в виде монокристаллов и их сростков.

Золото-серебряные сульфиды такие же мягкие, как и самородное золото, но в отличие от него они не ковкие и менее плотные. Из-за своей «легкости» ютенбогаардтит и петровскаит при поисковых работах на золото не остаются в тяжелой фракции шлихов. Неудивительно, что их удается обнаружить только в тех редких случаях, когда они срастаются с крупными «золотинами», и только если россыпь расположена недалеко от коренного источника.

Последнее связано с тем, что эти хрупкие минералы легко истираются и уносятся потоками воды. Поэтому самородное золото в темных «рубашках» – верный признак близости коренных месторождений золота.

Кто есть кто?

Концентрации благородных металлов в золото-серебряных сульфидах, как и в самородном золоте, варьируют в очень широких пределах, при том что доля серы изменяется в очень узком диапазоне. Иногда по содержанию золота и серебра бывает даже трудно определить, какой перед нами минерал – ютенбогаардтит или петровскаит.

На полированном срезе рудного образца при большом увеличении хорошо видны срастания ютенбогаардтита с самородным золотом. Вверху – общий вид кварцевого прожилка с темными вкраплениями рудных минералов. Месторождение Юное (Магаданская обл.)

Такое непостоянство состава ютенбогаардтита и петровскаита, вероятно, связано с неоднородным строением самих минеральных зерен. Или же в этих минералах присутствуют так называемые твердые растворы состава Ag2–хAuхS (0 < x < 1,7), образующие метастабильные фазы. В пользу этого предположения свидетельствует широкая и практически непрерывная изменчивость в образцах золото-серебряных сульфидов характерного показателя – соотношения золото/серебро.

Кроме золота, серебра и серы в составе ютенбогаардтита и петровскаита иногда обнаруживают примеси таких элементов, как селен, железо, медь, теллур, ртуть и др. Нужно заметить, что эти элементы широко встречаются и в составе самородного золота.

На некоторых месторождениях в золото-серебряных сульфидах присутствует один или два «дополнительных» элемента, на других – три и более. Эти микропримеси, так же как и примеси во многих других минералах, отражают особенности рудообразующей обстановки и служат для геологов геохимическим критерием при оценке перспективности исследуемых территорий.

Сами же золото-серебряные сульфиды могут использоваться в качестве своеобразных геотермометров: отсутствие псевдоморфоз ютенбогаардтита и петровскаита – низкотемпературных структурных модификаций, образующихся из высокотемпературных с сохранением первоначальных внешних форм и химического состава, свидетельствует, что рудоотложение происходило при температурах ниже 183 и 307 °С соответственно.

У поверхности и в недрах

Как образуются золото-серебряные сульфиды? Из нашего повседневного опыта мы знаем, что бытовое серебро на воздухе постепенно покрывается черной пленкой, которая состоит в основном из сульфида серебра Ag2<S. Точно так же со временем чернеют ювелирные изделия из золото-серебряных сплавов с невысоким содержанием золота: на них образуется пленка из сульфида серебра, а возможно, и Ag3AuS2 , т. е. ютенбогаардтита.

Самородное золото, окаймленное ютенбогаардтитом, в трещинах кварца. О гипергенном происхождении этого золотосеребряного сульфида свидетельствует присутствие минерала гетита – гидроксида железа. Месторождение Улахан (Магаданская обл.)А что же в природе? Еще 1920-е гг. академик А. Е. Ферсман предложил использовать термин гипер­генный для минералов, сформировавшихся вблизи поверхности при активном участии воды, насыщенной атмосферными газами, прежде всего кислородом. Гипо­генные минералы, напротив, имеют глубинное происхождение.

На основе состава минеральных ассоциаций, в которых встречаются золото-серебряные сульфиды, можно утверждать, что последние могут быть как гипергенного, так и гипогенного происхождения (как, кстати, и их обязательный минерал-спутник – самородное золото). Более того, часто трудно бывает определить, сформировались ли эти рудные минералы в гипогенных или гипергенных процессах, либо в результате их совмещения.

У специалистов имеется несколько разных точек зрения на детальный механизм образования золото-серебряных сульфидов. Базируясь на этих гипотезах и исследованиях золото-серебряных сульфидов из ряда месторождений разного генезиса, сибирские исследователи разработали несколько физико-химических моделей образования ютенбогаардтита и петровскаита.

Золото-серебряные сульфиды найдены в более чем 50-ти месторождениях и рудопроявлениях. Большая часть из них сосредоточена в России; остальные находятся в США, Перу, Боливии, Аргентине, Индонезии, Словакии, Казахстане, Узбекистане и Китае.
Около двадцати месторождений и рудопроявлений расположены на северо-востоке России, где они формировались в условиях внутриконтинентальных и окраинно-континентальных подвижных поясов и зон Тихоокеанского сегмента достаточно длительное время (от палеозоя до позднего мезозоя). Кроме того, золото-серебряные сульфиды были обнаружены на Урале и Алтае, а недавно ютенбогаардтит был найден также и на Западном Таймыре.
Самая последняя находка ютенбогаардтита и петровскаита была сделана на всемирно известном золотом месторождении Броккен Хилл в Новой Зеландии
Так называемая гипергенная модель демонстрирует возможность появления ютенбогаардтита из самородного золота и других минералов, содержащих серу (например, пирита FeS2 или галенита PbS), которые подвергались воздействию атмосферных осадков либо «трещинно-жильных» кислых вод, образующихся вблизи поверхности (Савва, Пальянова, 2007; Савва и др., 2011). Если исходная пробность самородного золота будет­ высокой (более 650 ‰), то образуется петровскаит, при более низкой пробности (370—650 ‰) – ютенбогаардтит.

«Гидротермальная модель» подразумевает отложение ютенбогаардтита и петровскаита из средне- и низкотемпературных рудоносных растворов, например, при их охлаждении или смешивании с холодными поверхностными водами (Пальянова, Савва, 2009). Подобных сценариев реально может быть великое множество, и пока трудно ответить, какой из них действительно реализуется в природе.

«Пневматолитово-гидротермальная модель» рассматривает образование золото-серебряных сульфидов в фумарольных полях вулканов, где температура газовых струй может варьировать от 90 до 940 °С. Они формируются, по-видимому, при распаде газовых частиц, содержащих благородные металлы и серу, либо при взаимодействии вулканических газов или расплавленной серы с ранее отложенным самородным золотом (Савва и др., 2012).

Недавно сибирским исследователям удалось в лабораторных условиях синтезировать микрокристаллы ютенбогаардтита Ag₃AuS₂ (внизу) и расшифровать структуру этого минерала. Оказалось, что она представляет собой новый структурный тип (слева) по сравнению с минералами-аналогами типа петцита Ag₃AuTe₂. По: (Seryotkin et al., 2011)

Наконец, «магматогенная модель» предусматривает участие сульфидных рудных расплавов. Подтверждением этому служит лабораторный синтез золото-серебряных сульфидов при кристаллизации расплавов разного состава, которые получали нагреванием до 1050 °С смеси золота, серебра, серы и железа в вакуумированных кварцевых ампулах (Пальянова и др., 2011; 2012). В пользу данной гипотезы свидетельствуют и находки этих минералов в магматических породах и рудах.

К сожалению, пока можно лишь предполагать, какая из этих моделей наиболее адекватно отражает процессы, идущие в природе, каков реальный источник вещества и механизм образования в каждом конкретном случае. Отсутствие кристаллографической информации о золото-серебряных сульфидах, а также термодинамических данных в широком интервале температур и давлений требует проведения дальнейших исследований.

Многие годы ютенбогаардтит и петровскаит называли экзотическими минералами. Теперь же их находят так часто, что, по-видимому, в ближайшем будущем ими, как и экзотическими фруктами, никого не удивишь. И хотя распространенность этих микроминералов в составе природных объектов изучена пока недостаточно, вполне возможно, что их количество сопоставимо с самородным золотом.

Очевидно, они должны присутствовать в сульфидсодержащих рудах месторождений разного генезиса, где есть самородное золото и сульфиды железа, свинца, цинка и серебра. Ютенбогаардтит и петровскаит можно искать не только в коренных, но и в россыпных месторождениях золота, хотя пока находят их реже, чем самородное золото.

Кроме того, современные методы извлечения благородных металлов ориентированы на самородную форму золота и серебра в сульфидных рудах, а золото-серебряные сульфиды устойчивы к воздействию цианидов и других растворителей, переводящих драгоценные металлы в растворимое состояние. Поэтому в ближайшем будущем золото-серебряные сульфиды вряд ли будут рассматриваться как потенциальный источник металла для золотодобывающей промышленности.

Но, в любом случае, эти уникальные минералы заслуживают того, чтобы о них знали и чтобы рядом с самородным искали «золото, которое не блестит».

Литература

Некрасов И. Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений. М.: Наука, 1991. 332 с.

Пальянова Г. А., Савва Н. Е. Особен­ности генезиса сульфидов золота и серебра месторождения Юное (Магаданская область, Россия ) // Геология и геофизика. 2009. Т. 50. № 7. С. 759—777.

Савва Н. Е., Пальянова Г. А. Генезис сульфидов золота и серебра на место­рождении Улахан (Северо-Восток России) // Геология и геофизика. 2007. Т. 48. № 10. С.1028—1042.

Пальянова Г. А., Кох К. А. Сереткин Ю. В. Сульфидные и самородные формы золота и серебра в системе Fe-Au-Ag-S (экспериментальные данные) // Геология и геофизика. 2012. Т. 53. № 4. С. 321—329.

В публикации использованы фото авторов

Работа выполнена при поддержке РФФИ (гранты № 09-05-98593-р_восток_а, №11-05-00504а, №11-05-11521с)

Понравилось? Поделись с друзьями!

Подпишись на еженедельную e-mail рассылку!

comments powered by HyperComments