научная статья по теме НАНОЗОЛОТО В ДРЕВНИХ ИЗВЕСТНЯКАХ И ДОЛОМИТАХ ОКТЯБРЬСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ПРИАМУРЬЕ) Математика

Текст научной статьи на тему «НАНОЗОЛОТО В ДРЕВНИХ ИЗВЕСТНЯКАХ И ДОЛОМИТАХ ОКТЯБРЬСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ПРИАМУРЬЕ)»

ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2014, том 456, № 4, с. 468-471

ГЕОХИМИЯ

УДК 553.2

НАНОЗОЛОТО В ДРЕВНИХ ИЗВЕСТНЯКАХ И ДОЛОМИТАХ ОКТЯБРЬСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ (ПРИАМУРЬЕ) © 2014 г. Академик В. Г. Моисеенко, И. В. Кузнецова

Поступило 03.12.2013 г.

БО1: 10.7868/80869565214160269

Октябрьское золотоносное поле (Приамурье) приурочено к докембрийскому выступу фундамента. Докембрийские образования (Р^-в?) прослеживаются в виде протяженной на многие километры полосы северо-западного направления шириной от 2 до 4 км, а также сохранились в виде ксенолитов в телах интрузий раннепалеозойских гранитов. Верхние горизонты древней толщи сложены доломитами, известняками и сланцами, прорванными разновозрастными палеозойскими и мезозойскими интрузиями гранитоидов, ультраба-зитов и многочисленными дайками мелового возраста. В экзоконтактах интрузий отмечаются скарны и роговики. Более широко проявлены зоны кварцевых метасоматитов.

Ранее мы неоднократно анализировали осадочные, магматические и метасоматические породы Приамурья разных типов на содержание в них золота. Пробы анализировали различными методами, но за основу брали пробирные и ней-тронно-активационные данные. Подавляющее большинство проб в регионе показало низкое содержание, сопоставимое с общепринятыми кларками золота в породах соответствующего типа.

Однако в пределах рудных полей содержание золота пород практически всех типов в несколько раз больше кларка. Особенно отличается повышенным содержанием золота в породах Октябрьское рудное поле. В его пределах наиболее высокое содержание благородного металла установлено в углеродистых известняках и доломитах (~0.1 г/т).

Для Октябрьского золотоносного поля характерна общая аномальная высокая россыпная золотоносность. Начиная с 30-х годов прошлого века из Октябрьских россыпей добыто ~100 т учтенного золота. Многие исследователи, в том числе и Ю.А. Билибин, высоко оценивали перспективы открытия на территории Октябрьского золотоносного поля рудных месторождений золота [1]. Тем не менее проводимые традиционными методами многочисленные геологические исследования не выявили промышленно значимых месторождений рудного золота.

На территории Октябрьского золотоносного поля начиная с 1982 г. авторы вели работы по изучению невидимого золота в породах по специально разработанной методике [2, 3].

В крупнообъемных пробах известняков, доломитов и кварцевых метасоматитов из тяжелой фракции были отобраны минералы и сростки минералов с зо-

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

Спектр С О МБ А1 К Т1 Бе Аи

ат. % мас. %

1 6.7 54.27 - 15.55 14.59 - 5.89 1.05 1.96 15.24

2 5.9 57.20 1.43 12.59 14.19 0.71 3.78 2.20 2.00 15.71

3 4.3 58.97 - 14.37 13.88 - 5.40 1.07 2.01 15.84

4 3.2 52.96 - 13.97 12.24 - 12.31 1.47 3.84 24.84

5 1.1 66.84 - 11.00 9.03 - 3.06 0.64 8.33 47.41

Примечание. Здесь и в табл. 2 прочерк означает, что элемент не обнаружен.

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

НАНОЗОЛОТО В ДРЕВНИХ ИЗВЕСТНЯКАХ 469

СаСО3

Спектр 3

Г*

к*

+

1 Спектр 4

Спектр 1

И ' •

Спектр 5

Ш

I.

+Г,

СаСО3

Рис. 1. Нанозолото рассеяно в углеродной матрице и в виде включений в минералах (сп. 1—4), а затем образует нано-сфероиды золота (сп. 5).

лотом, которые изучены методами АЭС. Исследования проводили на аналитическом сканирующем электронном микроскопе ZEISS EVO-50XVP, оснащенном энергодисперсионным рентгеновским (ЭДР) спектрометром INCA Energy-350.

Установлено, что в известняках и доломитах сначала образуются тонкие («0.5 мм) вытянутые углеродные пленки, по которым развиваются новые минералы: кварц, кианит, ильменит, титанит и др. И в углеродной пленке, и в новых минералах рассеяно в виде включений наноразмерное золото (рис. 1, табл. 1, сп. 1—4). Затем в процессе самоорганизации образуются более крупные сфероидальные агрегаты различного размера (рис. 1, табл. 1, сп. 5) [4].

Характерно, что возникающие "звездные" скопления наночастиц Аи просматриваются по простиранию и на глубину, образуя "млечные пути".

В результате тщательного изучения золотосодержащих объектов под микроскопом с напылением образцов не углеродом, а платиной при различных увеличениях в режимах вторичных и отраженных электронов, а также элементного ЭДР-микроана-лиза обнаружено постоянное присутствие углерода (рис. 1, табл. 1, сп. 1—5), создающего восстановительные условия, которые способствуют концентрации Аи. Просматривается последовательность замещения углерода золотом.

Характерно, что Аи постоянно есть и в исходных породах такого состава, но распределено оно крайне неравномерно. Нанозолото малых размеров обычно сфероидной формы образует включе-

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

Спектр O Na Mg Al Si S K Ca Fe Ag Au Hg

1 66.55 6.80 - 6.76 19.53 - 0.11 0.21 - - 0.05 -

2 73.00 0.43 2.08 4.52 15.41 - 2.84 0.72 0.78 - 0.11 0.11

3 32.66 1.38 0.41 3.94 8.27 6.80 0.42 0.31 2.09 - 0.05 43.66

4 - - - - - - - - - - 57.31 42.69

5 6 - - - - - - - - - 13.77 60.26 100 25.97

7 - - - - - - - - - - 100 -

470

МОИСЕЕНКО, КУЗНЕЦОВА

(а)

с А кИ 1 1 д АБ АБ

Аи 1

—.ппнь

1 2 3 4 5 6

Е, кэВ

Рис. 2. а) Система алюмосиликатов со сфероидами Аи и Аб (затравка) обрастает высокопробным золотом и б) в замещенном доломите алюмосиликатной фазы сфероиды Аи с Аб (сп. 1) самоорганизуются во включение "звездное небо".

В рамке на рис. 2а дана микрофотография, приведенная на рис. 2б.

ния типа "звездное небо" в других минералах, которые выступают в виде вмещающей матрицы [3]. При определенных же условиях, если первичные минералы по тем или иным причинам разрушаются (метасоматоз, гипергенез и т.д.), то происходит самоорганизация наночастиц золота от сфероидов через кластеры до самостоятельных фаз, т.е. идут последовательная концентрация и укрупнение Аи

от наноминералов до видимых агрегатов благородного металла.

Сходная картина рудообразования наблюдается в доломитах. На участках их преобразования в минералы алюмосиликатов формируются сфероиды золота, образующие включения "звездное небо" (рис. 2, сп. 1). Новообразованная система послужила затравкой для отложения высокопробного золота с небольшой примесью серебра. Содержание золота в сфероидах - 90.13 мас. %, а серебра - 9.87 мас. %.

Для Октябрьского рудного поля характерна длительность формирования золотосодержащих проявлений, включающего серию генераций и несколько стадий.

В известняках с прослоями доломитов и сланцев с аморфным углеродом и кварцем в результате метасоматических изменений в восстановительной обстановке образуется ряд минералов от альбита (рис. 3, табл. 2, сп. 1) до адуляра (рис. 3, табл. 2, сп. 2), которые содержат Аи больше, чем в исходной породе. Они послужили затравкой для отложения наноминералов киновари (рис. 3, табл. 2, сп. 3), пирита и других сульфидов. Если в альбите, адуляре и киновари нанозолото присутствует в виде включений размером 100 нм и меньше, то затем оно образует самостоятельные минералы ртутного золота (рис. 3, табл. 2, сп. 4), самородного золота со ртутью (рис. 3, табл. 2, сп. 5) и практически чистого Аи (рис. 3, табл. 2, сп. 6, 7). При этом меняется не только состав золота, но и форма его выделений - от сфероидной и дендро-видной до четкой кристаллической структуры.

Установлены два этапа рудообразования: эндогенный (рис. 3, табл. 2, сп. 1-5) и экзогенный (рис. 3, табл. 2, сп. 6, 7). Практически чистое золото отлагается последним на поверхности золо-тин, как образуя своего рода высокопробные каймы, так и формируя собственно минералы Аи. Высокая проба и структурные особенности этого золота говорят о его биогенном генезисе.

Характерно, что наноразмерное золото есть во всех геологических образованиях Октябрьского золотоносного поля начиная от протерозоя и до современных экзогенных отложений. Именно в известняках с прослоями доломитов и сланцев наиболее часто наблюдаются скопления сфероидов нанозолота (размером 10-100 нм), образующих систему в виде включений "звездного неба" в углеродной матрице.

При наложенных процессах в породах формируются пленки аморфного углерода, локально разрушается вмещающая порода и высвобождающееся нанозолото через короткоживущие кластеры образует наноминералы, концентрирующиеся прежде всего в углеродных пленках и новообразованных минералах. Процесс формирования нанозолота длительный, происходят последова-

НАНОЗОЛОТО В ДРЕВНИХ ИЗВЕСТНЯКАХ

471

Рис. 3. В известняках с прослойками доломитов образуются сначала минералы альбит (сп. 1) и адуляр (сп. 2), затем отложения киновари (сп. 3), ртутного золота (сп. 4), самородного ртутного золота с примесью серебра (сп. 5) и завершает процесс отложения практически чистое золото (сп. 6, 7).

тельная концентрация и укрупнение золота — от сфероидов через наноминералы Аи до видимых агрегатов благородного металла.

Наноразмерное золото в процессе самоупорядочивания образует системы, но при этом такие скопления распределены в породе крайне неравномерно. Характерно, что укрупнение частиц нанозолота проходит через стадии образования затравок углеродного и алюмосиликатного состава, на которых сначала отлагается золото с примесями, а в конце процесса минералообразования — практически чистое золото. Особенность самородного золота рассматриваемого региона — его высокая проба.

В результате многолетних работ авторы пришли к выводу, что роль наноминералов в формировании месторождений благородных и редких металлов недооценена. Полученные данные говорят о том, что породы древнего фундамента, прежде всего известняки и доломиты, потенциально золотоносны и мо-

гут быть источником для образования как рудных, так и россыпных месторождений золота.

Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант 12-05—00738-а) и Дальневосточного отделения РАН (грант 12-Ш-А-08—182).

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Мельников В.Д., Мельников А.В., Ковтонюк Г.П. Россыпи золота Амурской области. Благовещенск: Изд-во АмГУ, 2006. 296 с.

2. Моисеенко В.Г. От атомов золота через кластеры, нано- и микроскопические частицы до самородков благородного металла. Благов

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