научная статья по теме ГЕОХИМИЧЕСКОЕ РОДСТВО AU, U И TH Математика

Текст научной статьи на тему «ГЕОХИМИЧЕСКОЕ РОДСТВО AU, U И TH»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2013, том 450, № 3, с. 335-338

ГЕОХИМИЯ

УДК 553.2

ГЕОХИМИЧЕСКОЕ РОДСТВО Au, U и !Ь © 2013 г. Академик В. Г. Моисеенко, И. В. Кузнецова

Поступило 09.01.2013 г.

БО1: 10.7868/80869565213140211

Геохимические исследования проводили в основном в пределах Мамынского блока ран-недокембрийской континентальной коры, составляющего наряду с другими блоками фундамент постпалеозойской Амурской плиты. Мамынский выступ, воздымающийся в виде сводового поднятия, с севера граничит с Монголо-Охотским орогенным поясом, а с запада, юга и востока перекрыт терригенными отложениями мезозойского палеобассейна. В геологическом строении Мамынского выступа участвуют докембрийские кристаллические образования с карбонатно-терригенными отложениями.

С докембрийским магматизмом связаны достаточно распространенные месторождения железа. В железорудных месторождениях Амурской плиты часто встречаются месторождения Бе с И, в которых наряду с титаномагне-титом широко проявлен ильменит. Так, на до-кембрийском месторождении Куранах из 100 тыс. тонн перерабатываемой на фабрике руды получается около 60 т титаномагнетито-вого и до 6.5 т ильменитового концентрата. Для Куранахского месторождения характерно преобладание кристаллов мелкого вплоть до нано-размерного ильменита.

По данным нейтронно-активационного анализа (Ташкент, реактор), наряду с высоким содержанием в ильменитах Куранаха 8с (54.1), Сг (28.2), Ж (23.9) и 8ш (14.5 г/т) особое внимание заслуживает высокая по отношению к кларку земной коры концентрация в ильменитах Аи (в 25 раз), и и ТИ (в 2 раза). В различных магматических породах, от древних до молодых, в месторождениях разного генезиса для востока России характерны сходные тенденции концентрации и корреляции радиоактивных и благородных элементов в ильменитах.

Повышенное содержание Аи, и и ТИ в минералах докембрийских месторождений характерно не только для ильменитов, но и для большинства минералов железа. Так, в самородном железе из руды Кировского месторождения, по данным аналитической сканирующей электронной микроскопии (АСЭМ), имеются включения сфероидов разного размера самородного золота (типа "звездное небо") и урана (рис. 1; табл. 1).

Наиболее яркий пример сродства Аи и и — самое крупное в мире протерозойское месторождение золота Витватерсранд, в руде которого содержание урана в 2 раза больше, чем золота, и визитная карточка Витватерсранд — сросток самородного золота с уранитом [1].

В Центрально-Азиатском поясе и Тихоокеанском обрамлении Тихого океана в месторождени-

. • " # # Спектр4 * /* ____ ш _ Спектр 2

• 1 • - • • } ■ .* Спектр 1 шШ • ■ . - 13 Г

Спектр 3

Институт геологии и природопользования Дальневосточного отделения Российской Академии наук, Благовещенск Амурской обл.

Рис. 1. В самородном железе (спектр 1): а) сфероидальное нанозолото внутри многослойного углеродного фуллерита (спектр 2); б) многочисленные сфероиды золота (типа "звездное небо") (спектр 3) и на-ночастицы урана (спектр 4). Увеличение х7000.

336 МОИСЕЕНКО, КУЗНЕЦОВА

Таблица 1. Содержание элементов в минералах (ат. %)

Спектр С О № 8 Сг Мп Бе Си Яг У Ag ЯЪ Аи НЕ РЪ и

1 4.64 20.48 1.95 0.41 1.95 2.04 42.97 0.97 2.39 4.34 18.40

2 2.0 0.1 6.2 1.42 5.94 71.66 12.84

3 3.57 1.2 0.18 6.9 3.73 1.9 73.67 9.1

4 9.99 15.84 4.9 1.29 2.2 0.9 1.24 63.99

ях разного генетического типа наблюдается также корреляция золота и урана [2].

Урановые и золотые месторождения во многих случаях приурочены к выходам древних (протерозой—кембрий) толщ, в которых кларк и, ТЬ и Аи значительно выше, чем в молодых образованиях сходного типа [3]. На востоке России многие месторождения радиоактивных и благородных металлов имеют древний источник орудене-ния, но время основной концентрации этих элементов с образованием локальных скоплений с высоким содержанием полезных компонентов пришлось на мезозой или кайнозой.

Общий радиационный фон Приамурья сравнительно спокойный, но тяжелая фракция в руд-

ных месторождениях обычно имеет повышенную радиоактивность. При этом содержание радиоактивных минералов в породах и рудах месторождений достаточно низкое, но некоторые из этих минералов являются сквозными на всех временных этапах образования пород и руд от самых древних до молодых и в них просматривается взаимосвязь прежде всего на наноуровне.

Выше было отмечено родство радиоактивных элементов и самородного золота в породах и рудах разных месторождений. Характерно, что эта тенденция просматривается и в минералах, таких как ильменит, циркон и монацит, которые концентрируются не только в магматических образованиях и измененных породах, но и в зонах окис-

Рис. 2. Ильменит (спектр 1) с включениями микрометрового ториевого монацита, содержащего все лантаноиды, Бе и Си (спектр 2).

Рис. 3. В монаците (спектр 1) включения кристаллов циркона (спектр 2) и галенита с высоким содержанием ЯЪ, Си и Zn (спектр 3).

ГЕОХИМИЧЕСКОЕ РОДСТВО

337

ления месторождений, корах выветривания и россыпях. Эти минералы имеют повышенную радиоактивность, и количество золота в них превышает в несколько раз кларковое содержание этого элемента в земной коре.

В пределах Мамынского выступа к полям развития кембрийских известняков и черносланце-вых толщ пространственно тяготеют месторождения золота и полиметаллов, генетически связанные с меловым вулканизмом.

Так, в Октябрьском рудном узле при изучении минералов методом АСЭМ в высокотемпературном ильмените (рис. 2, спектр 1) ранних стадий рудообразования иногда встречаются микрометровые включения монацита (рис. 2, спектр 2), содержащего все лантаноиды, а также ТИ, и, Бе, Си и Аи.

Если в высокотемпературных стадиях минерало-образования монацит встречается в виде мелких кристаллов в ильмените и других минералах, то с понижением температуры минералообразующей среды монацит образует собственные более крупные минералы и сам содержит включения. В Октябрьском рудном поле среднее содержание монацита до 10 г/т на массу аллювиальных отложений и концентрация урана в нем в среднем 3.1% [2].

Руды первой стадии минералообразования с высоким содержанием лантаноидов, как правило, радиоактивны. Многие минералы лантаноидов содержат ТИ и и в качестве основных элементов, и в значительных количествах в состав минералов эти элементы входят в виде примеси.

В продуктивных и более низкотемпературных последующих стадиях месторождений Аи нередко наблюдается монацит с включениями кристаллов циркона, содержащего не только и, ТИ, Се, Р, но и все элементы группы лантаноидов (рис. 3). В Октябрьском рудном поле среднее содержание циркона до 20 г/т на массу аллювиальных отложений. В составе цирконов практически всегда фиксируется уран в среднем 2.8% [2]. В то же время ранее мы установили, что часть самородного золота на Покровском месторождении образуется послойно: наноразмерный слой золота покрывается слоем урана с углеродом, свинцом и золотом с неоднократным чередованием слоев такого состава [4].

В монаците, по данным АСЭМ, также содержатся низкотемпературные минералы, отлагающиеся на завершающей стадии минералообразования, такие как галенит (рис. 3; табл. 2) и золото (рис. 4; табл. 3).

Наряду с постоянно наблюдающимся галенитом в продуктивных стадиях месторождений часто встречается самородный свинец, часть которого, несомненно, имеет радиоактивное происхождение, как продукт распада урана. В то же время для галенитов Приамурья характерны повышенное содер-

40 мкм

. 4 __ I_I

Рис. 4. В монаците (спектр 1) включения углерода (спектр 2) содержат кристаллы самородного нанозо-лота с четкими фазовыми границами (спектр 3), а в самородном золоте — примеси Си и Ag.

жание золота, а в золоте часто встречаются включения галенита и иногда наблюдается обрастание золота кристаллами галенита [5].

В то же время в магматических минералах (таких как ильменит и циркон) установлены нано-размерные включения монацита, галенита и самородного золота. Очевидно, что отложение галенита и золота произошло в постмагматическое время. На протяжении всего формирования многих месторождений Приамурья наблюдается тесная связь гипогенных минералов — ильменита, циркона, монацита— с типично низкотемпературными минералами (галенит и золото). Таким образом, в явно магматогенных минералах содержатся минералы, которые образуются в месторождениях при низких температурах и концентрируются в зонах окисления, корах выветривания и россыпях.

Ильменит, циркон и монацит — сквозные минералы на протяжении всех стадий формирова-

Таблица 2. Содержание элементов в минералах (ат. %)

Спектр 3

РЬ 8 ЯЬ Си 7п

48.7 47.3 1.6 1.3 1.1

338 МОИСЕЕНКО, КУЗНЕЦОВА

Таблица 3. Содержание элементов в минералах (ат. %)

Спектр C O Al Si P Ni La Ce Nd Fe Cu Ag Au Th

1 48.3 0.2 12.1 0.03 11.1 10.3 8.1 9.87

2 95.4 1.3 0.6 0.6 0.4 1.7

3 53.4 11.5 35.1

ния изученных месторождений. Под влиянием изменения внешних условий среды меняется соотношение этих минералов, но они наблюдаются постоянно. Именно в этой сквозной взаимосвязи от магматизма через постмагматические процессы, включая экзогенные, проявляется, на наш взгляд, геохимическое родство элементов, слагающих эти минералы.

Работа выполнена при поддержке грантов РФФИ № 12-05—00738-а; ДВО ДАН 12-Ш-А-08-182 и РФФИ № 11-05—98599-р_восток_а.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Марфунин А.С. История золота. М.: Наука, 1987. 245 с.

2. Горошко М.В., Кириллов В.Е., Малышев Ю.Ф. Металлогения урана Дальнего Востока России. М.: Наука, 2006. 372 с.

3. Неручев С.Г. // Природа. 1998. № 1. С. 72-81.

4. Моисеенко В.Г., Моисеенко Н.В., Сафронов П.П. // ДАН. 2010. Т. 435. № 4. С. 527-530.

5. Моисеенко В.Г., Кузнецова И.В. // ДАН. 2010. Т. 430. №3. С. 377-381.

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком