УДК 549.283:549.291(470.531)
РТУТИСТОЕ ЗОЛОТО И АМАЛЬГАМЫ В МЕЗОЗОЙ-КАЙНОЗОЙСКИХ ОТЛОЖЕНИЯХ ВЯТСКО-КАМСКОЙ ВПАДИНЫ © 2013 г. В. А. Наумов, Б. М. Осовецкий
Естественнонаучный институт Пермского государственного национального исследовательского университета
614990 Пермь, ул. Генкеля, 4;
E-mail: naumov@psu.ru Поступила в редакцию 26.12.2011 г.
В нижнетриасовых, среднеюрских и голоценовых аллювиальных отложениях осадочного чехла Вят-ско-Камской впадины обнаружено присутствие ртутистого золота и амальгамы двух типов. На основе электронно-микроскопических исследований установлено, что некоторые из них представляют собой агрегаты, образованные за счет срастания индивидов (глобул) разного размера — от 1 до 300 мкм. При больших увеличениях (до ста тысяч раз и более) на электронных микрофотографиях внутри наиболее мелких глобул различаются слагающие их мельчайшие, вплоть до наноразмерных, частички золота. Микрозондовый анализ позволил выявить широкие вариации химического состава глобул, обусловленные в основном изменением содержания ртути (от 0 до 58.25 мас. %). Большая их часть относится к твердым растворам золота и ртути. Амальгамы с содержанием Hg > 19.8 ат. % представлены несколькими фазами: (Au,Ag)3Hg и (Au,Ag)2Hg, преобладающими по количеству, а также (Au,Ag)3Hg2, (Au,Ag)5Hg4 и (Au,Ag)Hg. Отдельные глобулы по составу соответствуют серебристому золоту (без ртути), ртутистому электруму, интерметаллидам системы Au—Pb с Hg, Ag и Cu. Другим, более распространенным типом являются комковатые массивные зерна с оболочкой рту-тистого золота и амальгам пористого строения. Образование ртутистого золота и амальгам является результатом процессов природной амальгамации, инициированных раннемезозойской тектоно-магматической активизацией платформы и приуроченных к зонам глубинных разломов. Полученные данные могут быть использованы при поисках золото-ртутного оруденения в осадочном чехле на территории Вятско-Камской впадины.
DOI: 10.7868/S0024497X13030075
Система "ртуть—золото" в минералогическом отношении изучена относительно слабо. Экспериментально выявлено большое разнообразие сплавов с участием этих элементов. Соответственно различаются высоко- и низкотемпературные формы нахождения ртути в самородном золоте. Первые являются изоморфными примесями в кристаллической решетке, занимая часть позиций атомов золота. По данным экспериментов, ртуть может присутствовать в золоте в изоморфной форме при содержаниях не более 19.8 ат. % при температуре 419°С [Хансен, Андерко, 1962; Окато1о, Ма88акк1, 1989]. Как правило, в структуре присутствуют и атомы серебра.
Низкотемпературные формы представляют собой амальгамы золота. В детальной сводке М. Хансена и К. Андерко [1962] в качестве достоверно установленной указывается фаза Аи3И (25.32 мас. % Щ). Относительно фаз с более высоким содержанием ртути данные разных авторов существенно расходятся. Вероятно, трудности построения диаграмм состояния системы Аи-И при низких температурах связаны с летучестью ртути. В различных источниках упоминаются следующие низкотемпературные фазы: Аи2Щ3
[Минералы, 1960], Au2Hg, AuHg, AuHg2, Au2Hg5, AuHg4 [Хансен, Андерко, 1962], Au6Hg5 и Au5Hg8 [Okamoto, Massalski, 1989]. Максимальное содержание ртути в фазах системы Au—Hg составляет 80.27 мас. %. Еще более сложной является тройная система Au—Hg—Ag, для которой установлены фазы Au4Ag3Hg3 [Крылова и др., 1979], AuAgHg6, AuAgHg7, (Au2.3Ag1.7>4Hg и Au2.2AgHg3 [Бородин и др., 1989]. Многие из перечисленных выше фаз существуют как устойчивые соединения только при определенном давлении.
Минеральные формы системы "ртуть-золото", обнаруженные в природе, пока недостаточно систематизированы. Обзоры опубликованных данных по составу ртутистого золота приведены в работах Н.А. Озеровой [1986] и В.И. Васильева [1991, 2004]. Наиболее представительный фактический материал в настоящее время собран для рудных месторождений Сибири, в которых установлены ртутистое золото с содержанием Hg до 15.8%, амальгамид золота и серебра (Au,Ag)3Hg с содержанием Hg до 34.1% и амальгамид золота Au2Hg (до 35.3% Hg) [Магарилл и др., 2001]. Ртутистое золото давно известно в пределах складчатых областей Урала, Колымы, Дальнего Востока,
Средней Азии, США, Канады, Польши. Следует отметить, что сообщения о находках природного ртутистого золота появляются все чаще. Сравнительно недавно оно было обнаружено даже в хорошо изученном в минералогическом отношении месторождении Витватерсранд [ОЪег&иг, $аа§ег, 1986; МЫег, 2006].
В геологических объектах ртуть является характерной примесью в самородном золоте, присутствие которой отражает влияние многих факторов. Важнейшим из них является температура образования. Прежде всего, ртуть присуща эпи-термальному золоту, образованному из сравнительно низкотемпературных растворов. В этом случае ее содержание коррелируется с повышенным содержанием серебра [Назьмова, Спиридонов, 1979; Мурзин и др., 1981; Нестеренко, 1991]. Кроме того, присутствие ртути в золоте возможно при наложении нескольких стадий минерализации, одна из которых является низкотемпературной и характеризуется высокой концентрацией ртути в минералообразующей среде [Петровская, 1973; Берзон и др., 1999].
Многие исследователи отмечают приуроченность ртутистого золота к особым геотектоническим обстановкам, в которых оно появляется на определенной стадии их развития. Так, высокое содержание ртути (до 10 мас. % и более) в золоте считается индикатором процессов тектоно-маг-матической активизации региона, проявляющихся в интенсивной миграции рудоносных растворов по глубинным разломам [Мурзин и др., 1981; Вахрушев, Макаров, 1986; Нестеренко, 1991].
Ртутистое золото нередко рассматривается в качестве показателя формационного типа оруде-нения. В частности, указываются следующие рудные формации с его присутствием: золото-скар-новая, золото-полиметаллическая, золото-сульфидно-кварцевая, золото-серебряная, золото-антимонитовая [Бородин и др., 1989; Васильев, 1991; Наумов и др., 2002]. Предложено выделить в самостоятельную группу золото-ртутные рудные формации, типичными признаками которых являются ассоциация самородного золота с минералами ртути, мышьяковистым пиритом, баритом, галенитом и другими сульфидами, тонкодисперс-ность выделений ртутистого золота, низкие температуры рудообразования и др. [Борисенко и др., 2006].
Определенную роль, вероятно, играют и вмещающие породы. Например, для месторождений с карбонатными вмещающими породами характерно низкортутистое золото, с алюмосиликат-ными — золото с широкими вариациями содержания ртути [Наумов и др., 2002].
Присутствие ртутистого золота в некоторых типах метаморфических пород рассматривается как признак участия мантийных флюидов в про-
цессах минералообразования. Так, оно обнаружено в высокоуглеродистых стратифицированных метаморфических породах Ханкайского террейна на Дальнем Востоке [Ханчук и др., 2010]. В них золото часто имеет сфероидальную форму и содержит включения углеродистого вещества; содержание ртути достигает 9.12 ат. %. В месторождении Хемло (Канада) золото приурочено к породам, преобразованным до амфиболитовой фации, содержит до 26.9% ртути и до 29.1% серебра [Tomkins et al., 2004]. Распределение ртути в золоте либо равномерное, либо она присутствует только в наружной оболочке.
Примесь ртути в россыпном золоте считается показателем определенного типа коренного источника. Ртутистое золото отмечалось во многих россыпях Урала, сопряженных с мафит-ультрама-фитами [Сазонов и др., 2002], россыпях Приморья, источниками питания которых являлись породы Ариадненского массива базит-гипербазитов [Молчанов и др., 2005]. Оно характерно для россыпей Яно-Колымского рудного пояса, образованных в результате размыва пород золото-кварцевой формации [Озерова, 1986].
Амальгамы золота техногенного происхождения часто обнаруживаются в районах золотодобычи прежних лет. В связи с широким использованием ртути старателями при отработке россыпей в современные осадки попало значительное количество ртути. Только на территорию США в период с 1820 по 1900 гг. в процессе добычи золота попало примерно 68389 т ртути. Техногенной ртутью заражено свыше 1600 участков в 21 стране мира [Miller et al., 1998]. В этих районах происходят разнообразные процессы природно-техно-генной амальгамации. Наиболее характерным из них является образование наростов амальгам с особой петельчатой текстурой на частицах золота. Нередко такие амальгамы принимают за «новое» золото [Баранников и др., 1974]. Типичным примером может служить амальгамированное золото из россыпей рек Заравшана и Сыр-Дарьи, в котором зафиксированы резкие различия содержаний ртути: в центральной части обычно менее 1, иногда до 3.9%, а в краевой — более 9 и до 21% [Нестеренко, 1991]. В отвалах, оставшихся после отработки месторождений, установлено укрупнение техногенного ртутистого золота под влиянием ли-тогенетических процессов [Шестернев, Татауров, 2005; Банщикова и др., 2010; Наумов, 2010].
Амальгамы золота природного происхождения, особенно с высоким содержанием ртути, очень редки [Спиридонов, 1991; Литвиненко, 2004]. В частности, имеется ссылка на находку в середине XIX века в Калифорнии природного ин-терметаллида состава Au2Hg3 [Berman, Нагсои^ 1938]. Природные амальгамы золота отмечены в четвертичных россыпях Узбекистана [Попенко,
1982]. Амальгамы с содержанием ртути до 49 мас. % обнаружены в виде пленок на высокопробном золоте Утинского рудно-россыпного узла на Северо-Востоке России [Литвиненко, 2004]. Амальгамы с содержанием ртути 19.5—23.4 (фаза Аи3И§) и 37.1—37.5% (фаза Аи2Щ) описаны в террасовых отложениях р. Зеи [Неронский и др., 2010]. В про-толочках рудных проб Рябинового месторождения (Алданский щит), образованного на этапе мезозойской тектоно-магматической активизации и приуроченного к метасоматитам щелочного массива, встречены мелкие знаки интерметал-лида состава (мас. %): Аи — 63—75, И — 19—26, А§ - 4-9 [Дворник, 2009].
Характерной особенностью амальгам золота является их частая приуроченность к корам выветривания [Иеа1у, Ре1гак, 1990]. Так, амальгамы с с
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.