Геологи установили необычное поведение золота в окисленных рудах
Олимпиадинского месторождения одного из крупнейших месторождений
золота в России и в мире.
Олимпиадинское месторождение находится на полтысячи километров
севернее города Красноярска. Начиная с 80-х годов 20 века на
месторождении добыли более пятисот тонн золота и, по расчётам
специалистов, еще около тысячи тонн осталось в недрах.
Первичные руды Олимпиады это плотные породы с вкраплением
сульфидных минералов (соединений металлов и серы) и очень мелкого
самородного золота (рис. 1).
Содержание золота в таких рудах составляет 3-5 граммов на
тонну.
Месторождение образовалось около 800 миллионов лет назад. За это
время на его руды воздействовали природные процессы, главными
компонентами которых являются вода и кислород. Под их действием
сульфиды и многие другие минералы разрушались и окислялись,
превращаясь в бурую рыхлую массу так образовались окисленные руды.
Но главное, что при этом гипергенном процессе может происходить
аккумуляция золота.
Максимальное содержание золота в окисленных рудах Олимпиадинского
месторождения достигало 450 граммов на тонну.
Ранее считалось,
что в таких условиях золото ведет себя как инертный металл не
подвергается коррозии и окислению, и, в отличие от большинства
неблагородных металлов, не реагирует с щелочами и кислотами (кроме
царской водки). Однако исследователи СФУ получили доказательства
его подвижности и активности золота в гипергенных условиях, при
воздействии на него особых геологических и климатических
факторов.
Для этого научный коллектив, состоящий из университетских
исследователей и специалистов предприятия Норильскгеология
(Красноярский край), исследовал четырёхсотметровую толщу окисленных
руд Олимпиадинского месторождения. Оказалось, что при окислении
первичных руд, золото, содержащееся в сульфидных минералах в виде
отдельных атомов, высвобождается, образует комплексные соединения с
другими элементами и легко мигрирует.
Агрессивные воды растворяют и самородное золото, и распространённое
на месторождении его соединение с сурьмой минерал ауростибит
(AuSb2). В процессе образуются частицы так называемого губчатого
золота (рис. 2),
похожего на морскую губку с многочисленными порами, увеличивающими
свободную поверхность частиц. Такое строение позволяет агрессивным
растворам интенсивней растворять благородный металл.
Стабильность комплексных соединений золота различна, и при
изменении условий они могут разрушаться, а освободившееся атомарное
золото группируется в нано- и микрообособления, которые зачастую
обретают форму шара (глобули) или даже кристалла, что и было
обнаружено на месторождении (рис. 3).
Сейчас известно, что подобные процессы могут происходить даже с
участием бактерий, которые способны восстанавливать наночастицы
металлического золота из его соединений с другими элементами.
Исследователи отмечают, что процесс формирования окисленных руд, а
также миграция и новообразование золота Олимпиадинского
месторождения хорошо иллюстрируются в разрезе толщи окисленных руд.
В нижней части содержится много реликтового золота первичных руд, а
также большое количество губчатого золота. Выше по разрезу доля
губчатого и реликтового золота снижается, но увеличивается
количество новообразованных глобуль и микрокристаллов. А вот
наибольшее количество глобуль и микрокристаллов, как и максимальное
суммарное содержание золота (до 60 грамм на тонну в изученных
пробах), наблюдается в верхнем слое изученного разреза. Эта зона
примечательна еще тем, что здесь найден минерал церианит (оксид
церия, CeO2), выступающий индикатором резкого изменения условий
окружающей среды.
Именно с этим изменением условий связано
новообразование золота, считают авторы.
Хотя окисленные руды Олимпиадинского месторождения были отработаны
еще в 2007 году, изучение форм нахождения, поведения и
распределения золота в них важно по ряду причин. В первую очередь,
окисленные руды ценны, поскольку не требуют сложных процессов
обогащения и рентабельны даже при низких содержаниях золота в них.
С другой стороны, зоны окисления золоторудных месторождений
представляют и фундаментальный интерес, связанный с экзогенной
геохимией и металлогенией золота, отметил
ведущий инженер
кафедры геологии, минералогии и петрографии СФУ Сергей
Сильянов.
Соавтор исследования,
инженер аналитической лаборатории
Научно-технологического R&D центра ГМК Норильский никель Борис
Лобастов, в свою очередь сообщил, что зона окисления
исследованного месторождения была самой настоящей лабораторией под
открытым небом.
Нами было изучено немало техногенных объектов там процессы переноса
вещества и образования новых минералов происходят особенно быстро.
Удивительно было увидеть, насколько похожи микрокристаллы золота и
многих других минералов из окисленных руд Олимпиадинского
месторождения на новообразованные минералы других объектов. Такое
внешнее сходство не всегда списывается на конвергенцию механизмы
формирования новых минералов в столь разных обстановках схожи, а
изучение одних процессов в данном случае помогает понять все
остальные, сказал учёный.
Выполненное сибирскими учёными исследование показало, что
формирование окисленных руд Олимпиадинского месторождения
происходило при сложных геохимических условиях, в которых золото
вело себя как подвижный элемент, способный и к перераспределению, и
к переотложению на геохимических барьерах (участках изменения
условий окружающей среды).
Источник