Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Гусев А.И. 1

---

1 Алтайский государственный гуманитарно-педагогический университет им. В.М. Шукшина

В статье приведены составы рудных минералов Синюхинского месторождения (пиритов разных генераций, халькопирита, борнита, халькозина, магнетита, галенита). Установлено влияние на концентрации золота различных физических параметров минералов и физико-химической обстановки на период кристаллизации. Помимо золота и меди из руд и концентратов месторождения попутно можно извлекать теллур, висмут, серебро. В минералах проявлены два типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ W – и М-типы. Содержания золота в минералах коррелируются с величиной ТЭФ РЗЭ. Соотношение изотопов свинца указывает на различный источник свинца галенитов.

Статья в формате PDF

1527 KB

рудные минералы

пирит

халькопирит

борнит

халькозин

галенит

физические свойства минералов

физико-химические условия среды

тетрадный эффект фракционирования РЗЭ

1. Гусев А.И. Металлогения золота Горного Алтая и юга Горной Шории. Автореферат диссертации на соискание уч. степени д-ра г.-м. наук. – Томск, 2006. – 50 с.

2. Гусев А.И. Золото-порфировое оруденение Черёмуховой Сопки Синюхинского рудного поля (Горный Алтай) // Современные наукоёмкие технологии, 2013. – № 1. – C. 94–98.

3. Гусев А.И., Пшеничкин А.Я., Табакаева Е.М. О концентрациях золота в пиритах золоторудных месторождений Центрально-Азиатского складчатого пояса // Central Asian Journal of Basic and Applied Research, 2014. – № 1. – С. 5–13.

4. Гусев А.И., Табакаева Е.М. 3D-моделирование состава генераций золота Синюхинского месторождения (Горный Алтай) // Вестник Алтайской науки, 2015. – № 1 (23). – С. 246–250.

5. Жариков В.В. Кислотно-основные характеристики минералов // Геология рудных месторождений, 1967. – № 5. – С. 75–89.

6. Иванов В.В. и др. Средние содержания элементов-примесей в минералах. – М.: Недра, 1973. – 208 с.

7. Anders E., Greevesse N. Abundences of the elements: meteoric and solar // Geochim. Cosmochim. Acta. – 1989. – V. 53. – Р. 197–214.

8. Irber W. The lanthanide tetrad effect and its correlation with K/Rb, Eu/Eu*, Sr/Eu, Y/Ho, and Zr/Hf of evolving peraluminous granite suites // Geochim Cosmochim Acta. – 1999. – V. 63. – № 3/4. – P. 489–508.

9. Wasson J.T., Kallemeyn G.W. Composition of chondrites // Phil. Trans. R. Soc. Lond, 1988. – V. 201. – Р. 535–544.

10. Wu X., Delbove ., Tongay I.C. Conditions of formation of gold-bearing arsenopirite: a comparison of synthetic cristals with samples from Le Chatelet gold deposit. Creuse, France Tongay // Mineral Deposita – 1990. – V. 25. – P. 508–512.

11. Zartman R.E., Haines S.M. The plumbotectonic model for Pb isotopic systematics among major terrestrial reservoirs – a case for bidirectional transport // Geochim. Cosmochim Acta, 1988. – V. 52. – P. 1327–1339.

Снюхинское золото-медно-скарновое месторождение является одним из важнейших эксплуатирующихся объектов Юга Сибири [1]. Геохимия рудных минералов этого месторождения изучена слабо, однако она имеет важное значение для комплексного использования его руд и решения некоторых генетических проблем. В связи с тем, что при переработке руд в качестве одного из продуктов получается сульфидный концентрат, – то изучение геохимии рудных минералов Синюхинского месторождения актуально. Цель исследования – осветить геохимию рудных минералов Синюхинского месторождения с целью комплексного извлечения металлов (помимо золота и меди) и решение некоторых генетических проблем.

Результаты исследования и их обсуждение

Синюхинское золото-медно-скарновое месторождение находится в Чойском районе Республики Алтай. Оно включает золото-медно-скарновое, золото-порфировое, жильное золото-сульфидно-кварцевое и штокверковое прожилково-вкрапленное оруденение [1, 2]. Скарны мультистадийные, на которые наложены многочисленные минеральные агрегаты разного состава. Из рудных минералов отмечаются магнетит, пирит, халькопирит нескольких генераций. Наиболее продуктивная золото-сульфидная минерализация включает борнит, халькозин, халькопирит, пирит II, золото I, II, кварц III, реже биотит. Галенит, сфалерит и арсенопирит встречаются в идее более поздних прожилков, секущих все минеральные агрегаты. В наиболее богатых на золото и медь рудах резко преобладают борнит, халькозин и халькопирит. Спорадически среди поля борнита встречаются редкие включения дигенита размером 0,1-0,2 мм. В ассоциации с борнитом отмечаются мелкие выделения тетрадимита, висмутина, блёклой руды, алтаита (0,05-0,1мм). Особенности самородного золота изучены нами ранее [4]. Распределение и концентрации золота в пиритах разных генераций и сопоставление с другими месторождениями Центрально-Азиатского складчатого пояса также систематизированы [3]. Остановимся на ранее не анализированных данных. Состав рудных минералов, проанализрованных в этом исследовании, представлен в табл. 1.

Таблица 1

Микроэлементный состав минералов Синюхинского месторождения (г/т)

Примечание. Анализы выполнены в Лаборатории ОИГиМ СО РАН (г. Новосибирск) методом ICP-MS. ∑TR – сумма редкоземельных элементов. TE1,3 – тетрадный эффект фракционирования редкоземельных элементов, как среднее между первой и третьей тетрадами по [8]. Значения РЗЭ нормированы по хондриту по [7]. Минералы Синюхинского месторождения: 1 – пирит1 колломорфный, 2 – пирит 2 октаэдрический, 3 – пирит 3 пентагон-додекаэдрический, 4 – борнит, 5 – пирротин, 6 – галенит, 7, 8 – магнетит, 9 – халькопирит, 10 – халькозин.

Следует указать, что в сульфидах месторождения в повышенных количествах присутствуют теллур, висмут, серебро, золото. Первые три элемента могут стать предметом извлечения из сульфидных концентратов. А золото в сульфидах относится к «упорному» золоту и также может извлекаться по особой технологии из медного концентрата. Обращает на себя внимание очень высокое содержание золота в халькозине. Концентрации теллура в халькопирите и галените превышаю ферсмы [Иванов, 1973]. Сумма редких земель в рудных минералах не высока и не представляет интереса для попутного извлечения. Однако в минералах отмечается сильно контрастная дифференциация редких земель. Отношение (La/Yb)N варьирует от 1,8 до 38,9, что указывает на различный тип фракционирования лёгких РЗЭ к тяжёлым. По разному проявлен тетрадный эффект фракционирования (ТЭФ) РЗЭ, величин которого варьирует от 0,84 до 1,69. При этом значимые величины ТЭФ РЗЭ W- типа отмечены для пирротина (0,84) и М- типа – для борнита, галенита, магнетита, халькозина (от 1,11 до 1,69). Эти данные показывают, что при кристаллизации сульфидов большую роль играл состав гидротермальных растворов и активность различных летучих – воды, хлора, фтора и других.

Важнейшее значение для Синюхинского месторождения имеют особенности концентраций и распределения золота в сульфидах Золото в сульфидах, вероятно, приурочено к граням кристаллов и микродефектам в кристаллической структуре в виде тонкодисперсной фазы (0,1-10 миллимикрон) [10]. Немаловажную роль в концентрации золота сульфидами играют кристаллохимические и физические свойства последних. Что касается золота в сульфидах Синюхинского месторождения, то некоторым подтверждением сказанному могут служить данные, полученные нами по распределению золота в разных генерациях пирита (табл. 2). Пирит в целом характеризуется невысокими концентрациями золота. Самые высокие содержания последнего выявляются в колломорфном пирите I, в кристаллохимической формуле которого отмечается небольшой дефицит серы. Этот пирит классифицируется n- типом проводимости и имеет самые низкие значения термоэлектродвижущей силы. В позднем пирите в крупных кристаллах наибольшие концентрации золота приурочены к периферии кристаллов, где наблюдается снижение содержаний серы в составе дисульфида железа, понижение структурной рыхлости минерала, значений термоэлектродвижущей силы и незначительное повышение микротвёрдости в сравнении с ядром кристаллов.

Таблица 2

Некоторые физические и химические характеристики пиритов Синюхинского месторождения

Примечание. ТЭДС – термоэлектродвижущая сила. Анализы выполнены в Лаборатории Ростовского государственного университета.

Высокая кислотность среды, благоприятная для осаждения золота подтверждается также и тем, что наиболее высокие концентрации золота зафиксированы нами к халькозине, имеющим высокое значение потенциала ионизации (200,3). Высокие значения этого показателя характеризуют и более высокую кислотность среды по [5].

С точки зрения стехиометрии формулы пирита кубическая генерация (пирит II) слегка обогащена серой, но имеет самую высокую плотность. Пирит III имеет самый высокий дефицит железа и тем самым наиболее низкую плотность, что неблагоприятно для накопления в нем золота и других тяжелых металлов. Это и подтверждается набором и концентрациями элементов-примесей в разных генерациях пирита. Следует обратить внимание на закономерное изменение термоэлектрических свойств пирита от ранних к поздним генерациям с изменением типа проводимости и величины ТЭДС, которая возрастает от – 80 до + 200-210 мкв/град. При этом указанные изменения происходят параллельно со снижением кислотности среды минералообразования, что подтверждается снижением величины условного потенциала ионизации пирита от 218,1 для первой генерации и до 216,3 для третьей (табл. 2). Более высокие концентрации Au приурочены к пириту с более высокой кислотностью среды кристаллизации и дефицитом серы в растворах и меньшей плотностью кристаллической структуры (колломорфный пирит и периферия пентагон-додекаэдрического пирита III генерации).

Соотношение концентраций Au и величины тетрадного эффекта РЗЭ показывает, что увеличение содержаний золота коррелируется с величииной ТЭФ РЗЭ (рис. 1).

Рис. 1. Соотношение Au – ТЕ1,3 для рудных минералов Синюхинского месторождения (составлена автором). Среднее содержание золота в хондритах по [9]. Минералы Синюхинского месторождения: 1 – пирит1 колломорфный, 2 – пирит 2 октаэдрический, 3 – пирит 3 пентагон-додекаэдрический, 4 – борнит, 5 – пирротин, 6 – галенит, 7 – магнетит, 8 – халькопирит, 9 – халькозин

Анализ изотопов свинцов в 2 пробах галенитов приведен в табл. 3.

Таблица 3

Изотопный состав свинцов галенита Синюхинского месторождения

Фигуративные точки составов изотопов свинца указывают на нижнекоровый и орогенный источник свинца (рис. 2).

Границы источников: Upper crust – верхней коры, Lower crust – нижней коры, Orogene – орогена, Mantle – мантии по [11]. Номера фигуративных точек отвечают номерам в табл. 3.

Эти данные указывают на разнородный источник свинца галенитов Cинюхинского месторождения (рис. 2).

Рис. 2. Свинцовая изотопная эволюция для нижней и верхней коры, мантии и орогена для отношений 208Pb/204Pb – 206Pb/204Pb для плюмботектонической версии в галенитах некоторых участков Синюхинского месторождения

Заключение

1. Геохимическое изучение рудных минералов показало, что ряд сульфидных минералов имеют повышенные концентрации теллура, висмута, серебра, золота. При переработке руд из сульфидных и медных концентратов возможно попутное извлечение теллура, серебра, висмута. Из медного концентрата следует дополнительно извлекать «упорное» золото из сульфидов.

2. Золото предпочтительно концентрировалось в сульфидах при повышении кислотности среды в зависимости от физических, термодинамических и физико-химических условий.

3. В сульфидных минералах и магнетите проявлены 2 типа тетрадного эффекта фракционирования РЗЭ, что вызвано различным составом гидротермальных флюидов, активностью и насыщенностью различными летучими компонентами (водой, хлором, фтором и другими компонентами). Увеличение величины ТЭФ РЗЭ сопровождается ростом концентраций золота в рудных минералах.

4. Источник свинца галенитов месторождения был разнородным: нижнекоровым и орогенным.

Библиографическая ссылка