Природные сплавы золота, меди, серебра, палладия и платины из кондерского щелочно-ультраосновного массива
Изучение состава, свойств, структуры и условий образования минералов природных сплавов золота, меди, серебра, палладия, платины из кондерского щелочно-ультраосновного массива. Развитие генетической и экспериментальной минералогии сплавов золота и меди.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | реферат |
Язык | русский |
Дата добавления | 05.09.2010 |
Размер файла | 528,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
21
ПРИРОДНЫЕ СПЛАВЫ ЗОЛОТА, МЕДИ, СЕРЕБРА, ПАЛЛАДИЯ И ПЛАТИНЫ ИЗ КОНДЕРСКОГО ЩЕЛОЧНО-УЛЬТРАОСНОВНОГО МАССИВА
Золото, в незначительном количестве присутствующее в платиновой россыпи Кондерского щелочно-ультраосновного массива, представлено медистой (6,9-25,0 мас. %; единичное - 44,3 мас. % Cu) - Au3Cu, AuCu и AuCu3, медисто-платиновой (до 11,8 мас. % Pt) - (AuPt)Cu и медисто-палладиевой (до 10,3 мас. % Pd) - (AuPd)Cu и (AuPd)3Cu разновидностями, а также серебросодержащими твердыми растворами (до 62,7 мас. % Ag и 4,8 мас. % Cu) - от Au, Au3(AgCu) до электрума - AuAg и кюстелита - AuAg3.
Наряду с самостоятельными зернами, золото образует каймы и микровключения в краевой части кубических кристаллов малопримесной высокожелезистой (Fe 9,5-11,5 мас. %) изоферроплатины.
Совместно с самородными минералами и интерметаллидами золота встречаются различные минералы платиноидов - тетраферроплатина, туламинит, Pd-хонгшит, сложные сульфиды и арсениды Pd и Pt, а также антимониды, висмутиды, теллуриды, станниды, плюмбиды, германид палладия и др. Судя по экспериментальным и геохимическим данным, сплавы сформировались при температурах 200-450oC. Согласно рентгеновским характеристикам, серебристое золото структурно разупорядочено и обладает гранецентрированной кубической решеткой. Напротив, медистое золото характеризуется тетрагональной ячейкой и в разной степени упорядочено с уменьшением степени порядка по мере перехода от CuAu к CuAu3 и Au.
Gold is present in minor amount within platinum placer of the Kondyor alkali-ultrabasic massif. It is represented by Cu-bearing (up to 44.3 wt % Cu), Cu-Pt (up to 11.8 wt % Pt) and Cu-Pd (up to 10.3 wt % Pd) varieties which are accompanied by Ag-bearing solid solutions (up to 62.7 wt % Ag and 4.8 wt % Cu). Along with autonomous grains gold forms rims and minor inclusions at the marginal parts of cubic crystalls of low-impurity and high ferroan (9.5-11.5 wt % Fe) isoferroplatinum. Tetraferroplatinum, tulameenite, Pd-hongshite, compound sulfides and arsenides of Pd and Pt at the same time as antimonides, bismuthides, tellurides, stannides, plumbites, Pd-germanide and others occur in association with native gold and intermetallides. According to experimental and geochemical data the Kondyor gold was crystallized under temperature 200-4500C. X-ray study showed the face-centered cubic lattice of silver gold. Tetragonal lattice decreasing in order as CuAu-CuAu3-Au is characteristic of Cu-gold.
Кондерский щелочно-ультраосновной концентрически-зональный массив, расположенный на юго-восточной окраине Алданского щита, наряду с разнообразной акцессорной платиновой минерализацией характеризуется также наличием умеренно развитых твердых растворов золота с медью, серебром, платиной и палладием, образовавшихся на заключительном этапе формирования массива [8].
Последнее подтверждается наличием полифазных зерен, в которых матрицу слагает, наряду с серебристым золотом, медистое золото, содержащее изоморфную примесь палладия и (или) платины, а включения в нем образуют разного рода минералы платиноидов. Об этом же свидетельствует присутствие пленочных и островных полиминеральных новообразований на кристаллах изоферроплатины и их сростков.
Особенно показательна временная сближенность кристаллизации медистого золота и палладиевых минералов, представленных многочисленными интерметаллическими соединениями Pd - (Bi, Te), Pd - (Sb, As) и других систем [8].
Из них преобладают минералы соболевскит (PdBi)-садбериитового (PdSb) ряда. Реже в медистом золоте в виде зональных фаз фиксируются интерметаллиды соболевскит (PdBi)-котульскитового (PdTe) состава. В низкопробном золоте и борните (Cu5FeS4) встречены тонкозональные включения Bi-Te-палладинита. Некоторые агрегаты зерен высокопробного золота включают цементирующий их Bi3Te. К более редким относятся микросростки такого же золота с висмуто-плюмбидом теллура (Bi,
Pb)3Te и самородным висмутом (рис. 1), который в одном из сростков переходит в монокристалл висмута. Единичной находкой представлено срастание инсизваита Pt(Bi, Sb)2 c фазой Pt(Cu, Sn, Fe, Sb). Несколько более распространены включения (15-60 мкм) в палладисто-медистом золоте, представленные станнидами платины и палладия - звягинцевитом (Pd, Pt, Cu)3(Sn, Pb) и рустенбургитом (Pt, Pd)3Sn, нередко в сопровождении соболевскита.
Местами в медистом золоте встречаются единичные включения нового висмуто-плюмбида палладия (Pd7.91Pt0.09)8(Pb2.47Bi0.5)2.97. К каемчато-пленочным и точечно-наростовым новообразованиям в связи с медистым золотом относятся фазы платиноидов различной принадлежности, среди которых впервые обнаруженные германид палладия Pd2Ge и сложный золотосодержащий сульфид (Pd, Au, Ag, Ni)10(Bi, Pb)2S4 [8]. Согласно экспериментам в системах Au - Ag - S и Au - Bi - S [9], последний мог сформироваться при сравнительно низкой температуре (200-3500с) и исключительно высокой активности сульфидной серы (порядка 10-2-10-3 Па). Это объясняет его редкую встречаемость и позволяет,с учетом данных по интерметаллидам, оценить термодинамические условия заключительного этапа формирования золото-платиноидной минерализации [8].
Главным источником информации по минералогии благородных металлов на Кондерском массиве послужили в основном пробы, полученные из платиноносной россыпи - совокупности шлиховых ореолов и россыпепроявлений водотоков в верховьях р. Кондер, расположенных в чашевидной котловине центральной части этого интрузива. Согласно данным старательской отработки кондерской россыпи, в металлоносных флювиальных отложениях р. Кондер на долю регулярно встречающегося золота приходится в среднем около 1 % и лишь в ключах Аномальном (юго-запад дунитовой части массива) и Трехглавом (на северо-востоке массива) составляет 3-5 % от веса шлиховой платины. На этих же участках были обнаружены мелкие золотые самородки весом 1-10 г. Реже попадается самородное серебро, иногда образующее самородки от 3-5 до 200 г [19]. В россыпи также найдены самородные медь, олово, свинец, никель, железо, сурьма и висмут [3].
Как свидетельствуют результаты изучения россыпи кл. Аномального, дренирующего дуниты и прорывающие их мощные (до 40 м) дайки флогопит-магнетитовых клинопироксенитов [8], именно эти
клинопироксениты, видимо, и послужили главным источником золота и ассоциирующих Pd-содержащих минералов на данном участке россыпи, наряду с преобладающей высокожелезистой (9,5-11,5 мас. % Fe) и малопримесной (мас. %: до 0,9 Os; менее 0,6 Ir; до 0,6 Pd и Rh) изоферроплатиной [9, 10]. Напротив, в других местах русловых отложений, возникших исключительно за счет дунитов, перечисленные выше интерметаллиды палладия, ассоциирующие с ними сложные сульфиды и арсениды палладия и платины, палладиевый хонгшит, а также медистое золото отсутствуют, а зерна преобладающей высоко- и малопримесной изоферроплатины умеренной и высокой железистости (8,5-10,5 мас. % Fe) местами содержат микровключения Ir, Ru, Os и Pt - твердых растворов и обрамлены каймами эрлихманита-лаурита и ирарсита-холлингвортита.
Как было показано в публикациях, содержащих первые краткие сведения о составе эндогенного кондерского золота [7, 4, 8], оно оказалось Cu-, Ag-, Pt-, Pd- и очень редко Нg- содержащим. Совершенно иной - гипергенный генезис имеет почти беспримесное пленочное золото, развитое на поверхности некоторых из платиновых самородков со сглаженными очертаниями [18].
Существенно реже в россыпи р. Кондер попадаются индивидуализированные зерна самородного золота (пробность 750-850) с гипергенными высокопробными (до 990) краями, как это обычно свойственно окатанному россыпному золоту.
Обнаружены также зерна золота с высокопробным ядром и низкопробной периферией (до электрума), генетически связанные, вероятно, с монцонитоидами краевых зон массива.
Материалы по химизму золота, полученные нами (табл. 1-3), существенно дополняют ранее имевшуюся в литературе информацию о составе природного медистого и серебристого золота (рис. 2). Судя по результатам более 150
Рис. 2. Диаграмма Аu - Сu - Аg (Pt, Pd) для твердых растворов золота Кондерского массива
1 - золото-медные, золото-медно-серебряные и золото-серебряные, 2 - золото-медно-платиновые; 3 - золото-медно-палладиевые; 4 - золото-медно-платино-палладиевые; 5 - золото-медно-платиновые с серебром; 6 - золото-медно-палладиевые с серебром.
На фрагменте диаграммы I намечен тренд, примерно соответствующий размещению фигуративных точек твердых растворов медистого золота с примесью серебра, платины и палладия, согласно данным табл. 2, полученным в пределах одной и той же зональной золотой каймы на зерне платины. На полной диаграмме II вместе с соответствующими трендом и контурами (пунктир), по табл. 2, нанесены составы твердых растворов, по данным табл. 1 и 3, полученным в результате анализа в разных образцах (нанесены частично с целью разгрузки чертежа). Остальные пояснения см. в тексте.
Для сравнения оконтурены поля составов медистого и серебристого золота различных объектов, отличающихся от Кондера существенно меньшим разнообразием золота: Гулинский щелочно-ультраосновной массив (ЩУГ), по А.М. Сазонову и др. [16]; родингиты уральские (РУ), по В.В. Мурзину и др. [5]; и гидротермальные образования Приполярного Урала, гидротермалиты уральские (ГУ), по М.Б. Тарбаеву и др. [20]
Таблица 1. Химический состав золото-медных, золото-медно-платиновых и золото-медно-палладиевых твердых растворов
№ |
Au |
Cu |
Ag |
Pt |
Pd |
Сумма |
Au |
Cu |
Ag |
Pt |
Pd |
|
п.п. |
мас. % |
ат. % |
||||||||||
1 |
89.15 |
7.44 |
2.84 |
- |
- |
99.43 |
75.94 |
19.65 |
4.42 |
- |
- |
|
2 |
86.12 |
8.21 |
4.79 |
- |
- |
99.12 |
71.58 |
21.16 |
7.26 |
- |
- |
|
3 |
86.15 |
9.46 |
4.68 |
- |
- |
100.29 |
69.45 |
23.66 |
6.89 |
- |
- |
|
4 |
87.23 |
11.85 |
0.33 |
- |
- |
99.41 |
70.03 |
29.49 |
0.48 |
- |
- |
|
5 |
85.01 |
13.95 |
1.52 |
- |
- |
100.48 |
64.89 |
32.99 |
2.12 |
- |
- |
|
6 |
86.64 |
14.34 |
- |
- |
- |
100.98 |
66.10 |
33.90 |
- |
- |
- |
|
7 |
77.13 |
15.66 |
5.39 |
- |
- |
98.18 |
56.91 |
35.82 |
7.26 |
- |
- |
|
8 |
83.99 |
16.12 |
- |
- |
- |
100.11 |
62.69 |
37.30 |
- |
- |
- |
|
9 |
79.05 |
21.50 |
- |
- |
- |
100.55 |
54.26 |
45.74 |
- |
- |
- |
|
10 |
79.15 |
21.56 |
- |
- |
- |
100.71 |
54.22 |
45.79 |
- |
- |
||
11 |
78.14 |
51.92 |
- |
- |
- |
100.06 |
53.48 |
46.48 |
- |
- |
- |
|
12 |
76.29 |
23.02 |
- |
- |
- |
99.31 |
51.76 |
48.33 |
- |
- |
- |
|
13 |
76.38 |
23.75 |
- |
- |
- |
100.13 |
50.93 |
49.07 |
- |
- |
- |
|
14 |
75.87 |
24.20 |
- |
- |
- |
100.07 |
50.29 |
49.71 |
- |
- |
- |
|
15 |
55.50 |
44.27 |
- |
- |
- |
99.77 |
29.00 |
71.00 |
- |
- |
- |
|
16 |
75.03 |
24.42 |
- |
- |
- |
99.45 |
49.74 |
50.26 |
- |
- |
- |
|
17 |
86.55 |
11.37 |
0.34 |
- |
- |
98.26 |
70.70 |
28.79 |
0.51 |
- |
- |
|
18 |
86.20 |
13.56 |
0.55 |
- |
- |
100.31 |
66.70 |
32.53 |
0.77 |
- |
- |
|
19 |
86.12 |
9.47 |
3.27 |
- |
- |
98.86 |
70.92 |
24.17 |
4.91 |
- |
- |
|
20 |
98.35 |
0.37 |
- |
- |
- |
98.72 |
98.80 |
1.20 |
- |
- |
- |
|
21 |
98.77 |
0.54 |
- |
- |
- |
99.31 |
98.34 |
1.66 |
- |
- |
||
22 |
99.29 |
1.93 |
- |
- |
- |
101.22 |
94.00 |
6.00 |
- |
- |
- |
|
23 |
70.17 |
19.62 |
- |
9.56 |
- |
99.35 |
49.48 |
43.24 |
- |
6.86 |
- |
Примечание. Здесь и в табл. 2 и 3 аналитик В.И. Сапин (микроанализатор JXA-5A); прочерк - содержание химического элемента ниже предела его обнаружения
Таблица 2 Химический состав ассоциирующих продуктов распада твердых растворов платину и палладийсодержащего медистого золота
№ зерна и фазы |
Au |
Ag |
Pt |
Pd |
Cu |
Сумма |
|
распада |
мас. % |
||||||
2 (1а) |
86.44 |
10.76 |
0.92 |
- |
2.2 |
100.32 |
|
2 (1б) |
89.26 |
6.87 |
0.74 |
- |
3.68 |
100.55 |
|
2 (2а) |
80.43 |
- |
- |
- |
18.18 |
98.61 |
|
2 (2б) |
83.73 |
3.26 |
- |
- |
10.85 |
97.84 |
|
7 (1) |
89.93 |
4.46 |
- |
- |
5.46 |
99.85 |
|
7 (2а) |
84.64 |
1.5 |
- |
- |
13.8 |
99.94 |
|
7 (2б) |
85.74 |
- |
- |
- |
14.19 |
99.93 |
|
10 (1) |
87.82 |
9.61 |
- |
- |
2.64 |
100.07 |
|
10 (2) |
85.71 |
- |
- |
- |
13.94 |
99.65 |
|
11 (1а) |
90.17 |
4.45 |
- |
0.68 |
3.59 |
98.89 |
|
11 (1б) |
85.89 |
0.13 |
- |
2.16 |
9.76 |
97.94 |
|
11 (2а) |
83.27 |
0.27 |
- |
3.32 |
13.66 |
100.52 |
|
11 (2б) |
73.13 |
- |
3.17 |
2.88 |
20.96 |
100.14 |
|
15 (1а) |
83.10 |
- |
1.19 |
- |
15.95 |
100.24 |
|
15 (1б) |
81.51 |
- |
- |
2.69 |
15.13 |
99.23 |
|
15 (2а) |
71.76 |
- |
1.05 |
2.76 |
23.34 |
98.91 |
|
15 (2б) |
68.78 |
- |
5.05 |
1.83 |
24.88 |
100.54 |
|
15 (2в) |
72.54 |
- |
- |
3.50 |
23.84 |
99.88 |
|
16 (1) |
90.22 |
3.87 |
- |
- |
6.83 |
100.92 |
|
16 (2) |
81.84 |
- |
- |
- |
18.47 |
100.31 |
|
17 (1) |
86.76 |
3.6 |
- |
- |
8.62 |
98.98 |
|
17 (2а) |
76.26 |
- |
- |
- |
24.47 |
100.73 |
|
17 (2б) |
78.42 |
- |
- |
- |
20.67 |
99.09 |
|
22 (1) |
84.77 |
0.92 |
- |
0.17 |
13.58 |
99.44 |
|
22 (2а) |
80.58 |
- |
- |
- |
20.09 |
100.67 |
|
2 (2б) |
75.49 |
- |
- |
0.40 |
23.25 |
99.48 |
|
25 (1) |
87.61 |
9.38 |
- |
- |
2.50 |
99.49 |
|
25 (2) |
76.36 |
- |
- |
- |
23.19 |
99.55 |
|
28 (1) |
74.01 |
24.6 |
- |
- |
1.2 |
99.81 |
|
28 (2) |
75.90 |
- |
- |
- |
24.02 |
99.92 |
|
30 (1) |
85.87 |
10.85 |
- |
- |
2.27 |
98.99 |
|
30 (2) |
77.34 |
- |
- |
- |
21.69 |
99.03 |
Примечание. 1, 2 - светлая (1а, б) и темная (2а, б, в) фазы распада твердых растворов медистого золота в отраженных электронах. Остальное см. примечание к табл. 1
Рис. 3. Структуры медистого золота (в скобках приведено содержание Cu, мас. % в светлой - серебристой - с.ф. и темной - медистой - т.ф. фазах): 1 - паркетовидная (с.ф. - 2.59; т.ф. - 16.12); 2 - зебровидная (с.ф. - 5.35; т.ф. - 14.34); 3 - сериальная веретено- и паркетовидная (с.ф. - 6.83; т.ф. - 21.50); 4 - сочетание блоков "массивного" Pt, Pd-содержащего медистого золота (т.ф. - 15.13-24.38) и медистого золота со структурой, подобной графической микрозондовых анализов, золото может быть подразделено на три наиболее значительные группы, различающиеся по соотношению Au, Ag, Cu, Pd и Pt. Прежде всего, это твердые растворы Au и Cu (табл. 1, 2), которые принято называть медистым золотом. На Кондере оно представлено фазами, относящимися к Au - Cu - , Au - Cu - (Pd, Pt) - и Au - Cu - Ag - системам и в гетерогенных зернах слагает либо пластинчатые, веретенообразные и иные тонкие вростки в серебристом золоте с низким содержанием меди (рис. 3), либо само является минералом-хозяином, вмещающим близкие по форме микровыделения серебристого золота. Наряду с самостоятельными зернами оба типа срастаний медистого и серебристого золота встречаются также в виде простых и зональных пленок, обволакивающих зерна изоферроплатины. Представление о составе ассоциирующих вростков медистого золота в серебристом, относящихся, возможно, к продуктам распада твердого раствора, дает табл. 2.
Как видно на рис. 2, при содержании Cu в золоте от 6.89 до 24.99 мас. % выборка кондерских Au - Cu твердых растворов (табл. 1, 2) характеризуется бимодальным распределением меди, отражающим высокую частоту встречаемости составов, близких к купроауриду Au3Cu, отсутствующему в большинстве других изученных природных ассоциаций медистого золота [5, 6, 7, 12, 14, 16], и тетрааурикуприду AuCu. Напротив, на Кондере лишь в одном зерне нами впервые зафиксирована фаза с содержанием меди 44,27 мас. %, что соответствует аурикуприду Cu3Au, который совместно с тетрааурикупридом более обычен во многих других проявлениях медистого золота [7, 12]. Купроаурид же иногда встречается в родингитах Урала, где слагает редкие включения в тетрааурикуприде, обнаруживающие небольшой избыток Au [12], и заметно шире развит в золоторудном месторождении Кожимского района Приполярного Урала [20] наряду с соединением (CuAg)Au3 (см. рис. 3).
В качестве существенного примесного элемента в некоторых фазах медистого золота (при содержании в нем Cu менее 14 мас. %) довольно часто фиксируется серебро (0,33-5,39 мас. %). В гораздо более широком интервале составов ряда Au - Cu (8-25 мас. % Cu) установлены примесные Pt (0,22-11,79 мас. %) и Pd (0,18-10,27 мас.%), которые присутствуют порознь либо одновременно в переменных соотношениях (табл. 1, 2). Это отражено на диаграмме Au - Cu - Ag (Pd, Pt), где оконтурены (рис. 2): поле I, включающее золото-медные, золото-медно-платиновые и золото-медно-палладиевые составы, близкие к стехиометрии CuAu; поле 2, объединяющее золото-медные, золото-медно-серебряные и золото-медно-палладиевые составы, близкие к стехиометрии CuAu3; и поле 3 существенно золото-серебряных твердых растворов, состоящее из предельно высокопробной части с небольшой примесью меди, иногда включающей палладийсодержащие составы, и двух частей почти целиком безмедистых электрумов и чистых кюстелитов. Как видно на этой диаграмме, обнаруживается принадлежность высоких концентраций Pd двум полям вблизи фигуративных точек составов AuCu и Au3Cu. Напротив, повышенные концентрации Pt присущи, главным образом, составам, близким AuCu. В пределах золотых оболочек, обрамляющих зерна изоферроплатины, найдены также две фазы медистого золота (ат. %: 41,18-42,09 Au и 49,48-51,00 Cu) с суммарным содержанием Pt и Pd, равным 7,02-9,79 ат. %. Судя по структурной формуле этих фаз - (Cu2,46- 2,55 Pt 0.18-0.28 Pd 0,00-0,28) 2,91-2,86 Au 2.09-2.14, они близки интерметаллиду Au, Cu и Рd с примесью Rh из талнахских руд, названному палладиевым купроауридом - (CuРd)3Au2 [15] и позже отнесенному А.Д. Генкиным [11] к палладиевому тетрааурикуприду - (AuPd)Cu. Наряду с отмеченными выше соединениями, нами также обнаружены выделения безмедистого палладистого золота (мас. %: 94,32 Au и 5,28 Pd), локализованные по периферии сложного зерна палладистого тетрааурикуприда, содержащего включение звягинцевита [8].
Судя по результатам экспериментов со сплавами Au - Pt - Pd - Ag [2], установивших рост максимальных температур распада твердых растворов на основе CuAu при наличии в системе Pt и Pd и отсутствии Ag, можно допустить, что на Кондере они начали формироваться при температурах более 4100С, нежели в той же системе, но без этих примесей. Аналогичное предположение можно высказать и в отношении части соединений CuAu3, которые могли образоваться в результате перитектических реакций CuAu с остаточным расплавом-раствором при температурах свыше 2500С в отсутствие Ag, но также при участии Pt и Pd.
Вторую обширную группу природных соединений золота на Кондере образуют его более обычные твердые растворы с серебром (табл. 3). Это преимущественно убого- и низкомедистое (0,11-3,13 мас. % Cu) серебристое золото умеренной и высокой пробы, реже - его низкопробные составы, близкие стехиометрии электрума (AuAg) и кюстелита (AuAg3). Содержание серебра в них варьирует в интервале 1,09-62,73 мас. %. Как видно на рис. 4, большая часть серебристого золота, как и собственно медистого (без Pt и Pd), отвечает температурам ниже 250-3000С.
Рис. 4. Размещение составов кондерского медистого и серебристого золота, не содержащих Pt и Pd (по табл. 1-3), относительно изотерм тройного твердого раствора системы Cu - Au - Ag, нанесенных по данным экспериментов (2а; Дриц и др., [2]; см. врезку) и предполагаемых (2б)
К третьей группе составов золота относятся фазы, промежуточные между собственно золото-медными и золото-серебряными твердыми растворами. Это преимущественно трехкомпонентные соединения с суммарным содержанием меди и серебра порядка 10-12 мас. %, обратно коррелирующими между собой. Не исключено, что при более высоком уровне концентраций в золоте этой пары металлов исходные природные трехкомпонентные сплавы при понижении температуры до 150-200оС становились неустойчивыми и распадались на Au - Cu - (Ag) - и Au - Ag - (Cu) фазы. Подсчет соотношения последних в характерных сростках с типичными пластинчатыми структурами распада показал, что поле составов предполагаемых исходных твердых растворов Au - Ag - Cu, которые могли претерпеть распад в результате посткристаллизационного снижения температуры, определяется следующими концентрациями компонентов: Au от 51 до 75 ат. %, Аg от 5 до 22 ат. % и Сu от 12 до 35 ат. %.
Свидетельством былого наличия единого ряда природных твердых растворов, включающего серебряно-золотую и медно-золотую симметричные ветви, является поддающееся систематизации многообразие фазовой неоднородности зерен с медистым золотом (рис. 3). Можно выделить пять главных типов их внутреннего строения. Прежде всего (тип I), это оптически однородные редко встречающиеся зерна, сложенные фазами Au - Cu - , либо Au - Cu - Pt - Pd - систем. С ними резко контрастируют (тип II) гетерогенные зерна с микроструктурами распада внутри зерен, когда минералом-хозяином выступает красновато-розовое медистое либо платинисто- и палладисто-медистое золото с морфологически разнящимися (пластинчатыми, веретенообразными и т.п.) светло-желтыми включениями серебристого золота умеренной и низкой пробы. Кроме этого, для таких зерен показательны белые в отраженном свете относительно мощные кюстелитовые оболочки с простыми либо причудливо изрезанными коррозионными границами замещения медистого золота. Далее следуют (тип III) отчетливо неоднородные зерна, в которых минералом-хозяином является светло-желтое серебристое золото, включающее красно-розовые ядерные участки сросшихся фаз медистого и серебристого золота решетчатого, слоистого или иного сложения. При этом доля золото-медистых фаз в различных зонах отдельных зерен колеблется от 20 до 80-95 %, а индивидуальным зернам свойственны, видимо, реакционные прерывистые каемчато-лентовидные и узкие заливообразные обособления золота, более низкопробного, чем в матрице. К типу IV отнесены зерна серебристого золота умеренной и высокой пробы с немногочисленными (5-20 %) тонкими пластинками медистого золота в совокупности с краевым фрагментарным наложенным развитием электрума и кюстелита. И, наконец, типу V отвечают редкие сложно зональные полифазные зерна, представляющие собой срастания Au, Cu - , Au, Cu, Pd - и (Pt, Pd)(Cu, Sn) - фаз с тонкими включениями зерен соболевскита, рустенбургита и других интерметаллидов.
Касаясь микроструктур предполагаемого распада (рис. 3), отметим следующее. Распределение морфологически разнообразных частиц медистого и серебристого золота в соответствующих матрицах неравномерное. Встречаются зерна, в которых, наряду с рассредоточенным, скученным и упорядоченным размещением медистых разновидностей золота, наблюдается также трассирование золото-медистыми фазами межзерновых границ в поликристаллическом серебристом золоте. В других случаях зернистость золотой матрицы угадывается по неодинаковой ориентированности соседствующих групп ламеллей медистого золота. Попадаются и зерна, в которых, наоборот, золото-серебряными неправильными микровыделениями маркируются межзерновые узлы в медистом золоте. Ядерные зоны, особенно в зернах второй разновидности, наиболее разнообразны по микроструктуре двухфазных срастаний. В зависимости от ориентировки каждого из субзерен минерала-хозяина по отношению к плоскости среза посредством оптического микроскопа в них фиксируются поодиночке и (или) в комбинациях многовидовые микроструктуры срастаний медистого и серебристого золота: полосчатые, каркасные, решетчатые, графические, веретенообразные, доменно-блочные, ленточно-сотовые и другие (рис. 3). С помощью рентгеновского микроанализатора на растровых картинах иногда устанавливается их двухсериальное строение в виде закономерного размещения веретенообразных частиц медистого золота на фоне ультратонкого решетчатого сложения двухфазной матрицы. Закономерный характер строения таких зерен золота и устойчивая повторяемость определенных составов слагающих их фаз дают основание считать названные микроструктуры результатом распада первичных 3-5-ти компонентных твердых растворов золота, серебра, меди, палладия и платины. При этом специфика общей зональности гетерогенных медистых зерен имеет, видимо, регрессивный характер и состоит в том, что их ядерные части к периферии последовательно сменяются сначала умеренно высокопробным серебристым золотом, затем электрумом и кюстелитом. Подобная смена купроаурида кюстелитом ранее была установлена на Талнахском медно-никелевом месторождении [15]. Напротив, гетерогенные золотины из родингитов Урала, возможно, формировались при возрастании температуры и имеют обратную зональность - на серебристое золото там нарастает медистое [5, 14].
Как свидетельствуют немногочисленные литературные данные о структурном состоянии золото-медных твердых растворов [12, 13, 17], их природные и искусственные соединения представлены как разупорядоченными образованиями с гранецентрированной кубической решеткой, в которой отсутствуют признаки дальнего порядка, так и в разной степени упорядоченными твердыми растворами стехиометрического состава CuAu и Сu3Au, которым свойственна более низкая симметрия элементарной ячейки (от примитивной кубической у фазы Cu3AuI до орторомбической у CuAuII и тетрагональной у фазы CuAuI) с признаками как ближнего, так и дальнего порядка в кристаллической решетке. Существенно иная информация получена для золото-серебряных твердых растворов [13], которые оказались структурно не различимы. Все они обладают гранецентрированной кубической решеткой, свойственной исходному неупорядоченному золото-серебряном твердому раствору, с ближним порядком в структуре, наибольшая степень которого установлена в твердом растворе Au - Ag с 50 ат. % Au [17], что объясняется существенно меньшей скоростью структурной перестройки золото-серебряных твердых растворов в отличие от золото-медных.
Результаты предварительного рентгенографического изучения нескольких образцов кондерского медистого и серебристого золота (табл. 4) не противоречат вышеизложенным данным, однако уже отмеченная выше гетерогенность многих фрагментов многофазных зерен кондерского золота существенно усложнила расшифровку их дебаеграмм. В результате лишь некоторые из отснятых частиц оказались соответствующими одно- или двухфазным составам, причем однофазных препаратов медистого золота с упорядоченной структурой нам так и не удалось получить из-за мизерных размеров его вростков в серебристом золоте.
В табл. 4 приведены расчеты наиболее показательных рентгенограмм для двухфазных (обр. 52, 50) и однофазных (обр. 51, 31) фрагментов. На дебаеграммах обр. 52 и 50 самые интенсивные линии отвечают основной фазе, составляющей матрицу, - неупорядоченному твердому раствору ряда Au - Ag. Остальные линии (для обр. 52 их пять, для обр. 50 - две), как показали расчеты по индицированию рентгенограмм, проведенные в предположении тетрагональной структуры, соответствуют упорядоченному твердому раствору, по составу близкому CuAu, и аналогичны ранее обнаруженным на рентгенограмме искусственного соединения CuAu с тетрагональной решеткой [21]. Однако на полученных нами рентгенограммах в диапазоне измеренных углов зафиксированы не все линии, характерные для упорядоченного твердого раствора Cu - Au эквиатомного состава. Это может быть обусловлено, с одной стороны, тем, что количество упорядоченной фазы, по сравнению с матрицей, оказалось ничтожно мало, в результате чего на дебаеграммах проявились только наиболее сильные линии.
Не исключено также, что в этом соединении не был достигнут полный дальний порядок в расположении разноименных атомов в кристаллической решетке и поэтому ряд линий на рентгенограмме отсутствует. Вместе с тем, рассчитанные значения параметров решетки а0 и с0 для соединения CuAu в образцах 52 и 50 (табл. 4) незначительно отличаются от аналогичных параметров, приведенных для его искусственного аналога (а0 =3,96Е ; с0 =3,67Е ; [21]). Примечательно, что на дебаеграмме медистого золота для образца 31 не обнаружено ни одной сверхструктурной линии и, согласно расчетам, эта фаза отвечает неупорядоченному твердому раствору ряда Au - Cu, близкому к Au70Сu30 (ат. %). Для таких соединений температура перехода беспорядок - порядок, согласно
Аналитик С.М. Горюхина. Измерения и расчеты дебаеграмм произвел П.П. Сафронов (ДВГИ ДВО РАН)
диаграмме состояния [1], гораздо ниже, чем для сплавов с 50 ат. % Au или близких к нему, и составляет 190-270оС.
Сопоставляя рентгенографические данные, полученные для образцов 52, 50 и 31 (табл. 4), можно заключить, что первые два и последний сформировались в разных условиях. Не исключено, что образцы 52 и 50 претерпели очень медленное охлаждение со значительной выдержкой при температурах, близких к 380оС, когда в твердом растворе Au - Cu осуществлялся переход от орторомбической структуры к тетрагональной. Образец же 31 либо закалился при более высокой температуре, либо охлаждался значительно быстрее, чем первые два, поэтому упорядоченное или хотя бы частично упорядоченное состояние в нем оказалось не достигнутым.
Что же касается серебристого золота, то дальний порядок в нем, как и следовало ожидать, нами не обнаружен. Это относится как к золоту, составляющему матрицу в двухфазных или многофазных образцах, так и к отдельным однофазным зернами (например, обр. 51).
Таблица 4. Результаты расчета дебаеграмм серебристого и медистого золота
Обр. 52 |
Обр. 50 |
Обр. 51 |
Обр. 31 |
|||||||||||||||||
фаза I |
фаза II |
фаза I |
фаза II |
Неупорядоченный твердый раствор |
Неупорядоченный твердый раствор |
|||||||||||||||
Измеренные |
Неуп. тв. р-р ряда Au |
Соединение CuAu |
Измеренные |
Неуп. тв. р-р ряда Au-Ag |
Соединение CuAu |
ряда Au-Ag |
ряда Au-Cu |
|||||||||||||
Расчетные |
Расчетные |
Измеренные |
Расчетные |
Измеренные |
Расчетные |
|||||||||||||||
I |
d/n |
d/n |
hkl |
d/n |
hkl |
I |
d/n |
d/n |
Hkl |
d/n |
hkl |
I |
d/n |
d/n |
hkl |
I |
d/n |
d/n |
hkl |
|
9 |
2,343 |
2,343 |
111 |
8 |
2,352 |
2,352 |
111 |
8 |
2,344 |
2,348 |
111 |
10 |
2,293 |
2,290 |
111 |
|||||
2 |
2,224 |
2,224 |
111 |
1 |
2,220 |
2,22 |
111 |
|||||||||||||
7 |
2,029 |
2,029 |
200 |
7 |
2,035 |
2,037 |
200 |
4 |
2,029 |
2,033 |
200 |
7 |
1,985 |
1,983 |
200 |
|||||
0.5 |
1,525 |
1,526 |
112 |
|||||||||||||||||
8 |
1,435 |
1,435 |
220 |
7 |
1,441 |
1,44 |
220 |
5 |
1,437 |
1,438 |
220 |
8 |
1,403 |
1,402 |
220 |
|||||
1 |
1,341 |
1,340 |
202 |
1 |
1,398 |
1,398 |
220 |
|||||||||||||
10 |
1,223 |
1,223 |
311 |
10 |
1,228 |
1,228 |
311 |
10 |
1,227 |
1,226 |
311 |
9 |
1,196 |
1,196 |
311 |
|||||
6 |
1,172 |
1,172 |
222 |
5 |
1,176 |
1,176 |
222 |
4 |
1,175 |
1,174 |
222 |
7 |
1,145 |
1,145 |
222 |
|||||
3 |
1,110 |
1,110 |
222 |
|||||||||||||||||
1 |
1,032 |
1,032 |
312 |
|||||||||||||||||
2 |
1,015 |
1,015 |
400 |
2 |
1,019 |
1,018 |
400 |
4 |
1,017 |
1,017 |
400 |
1,017 |
1,020 |
400 |
||||||
a=4.058 ± 0.005Е |
a=3.964 ± 0.007Е |
a=4.074 ± 0.005Е |
a=3.95 ± 0.02Е |
a=4.067 ± 0.005Е |
a=3.967 ± 0.008Е |
Примечание. Съемка образцов осуществлена на отфильтрованном Fe излучении в камере РКД (D=57.3 мм)
Как уже отмечалось ранее [17], упорядоченное состояние в природных твердых растворах золота с серебром практически недостижимо, поскольку критическая температура (в данном случае температура перехода порядок - беспорядок) для этой системы соответствует области отрицательных значений, при которых диффузионные процессы крайне замедленны.
Судя по приведенному выше описанию, Кондерский щелочно-ультраосновной массив, принадлежащий к уникальным образованиям в связи с исключительным разнообразием акцессорных минералов платиноидов [8], оказался не менее специфичным и в отношении золотой минерализации, обнаруживая, таким образом, определенные черты сходства с разноформационными хромитоносными и медно-никеленосными базит-гипербазитовыми интрузивами. При этом в отличие от других природных ассоциаций на Кондерском массиве золото представлено как более обычным самородным серебристым, так и его медистыми, медисто-палладистыми и медисто-платинистыми разновидностями, крайне редко встречающимися в природе. Необычным является также преобладающее развитие тетрааурикуприда (AuCu) и особенно купроаурида (AuзCu) при единственной пока находке аурикуприда (AuCu3). Характер взаимоотношения платиноидной и золотой минерализации позволяет предположить, что все типы последней сформировались на заключительном - постмагматическом (гидротермальном) этапе эволюции Кондерского щелочно-ультраосновного массива при температурах ниже 4500С в обстановке невысокой активности кислорода (10-15 - 10-25 Па) и сульфидной серы (до 10-25 Па).
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ (грант 98-05-65326).
Литература
1. Вол А.Е., Каган И.К. Строение и свойства двойных металлических систем. М.: Наука, 1976. Т. 3. 814 с.
2. Дриц М.Е., Бочвар Н.Р., Гузей Л.С. и др. Двойные и многокомпонентные системы на основе меди: Справочник. М.: Наука, 1979. 348 с.
3. Емельяненко Е.П., Масловский А.Н., Залищак Б.Л. и др. Закономерности размещения рудной минерализации на Кондерском щелочно-ультраосновном массиве // Геологические условия локализации эндогенного оруденения. Владивосток: ДВО АН СССР, 1989. С. 100-113.
4. Мочалов А.Г. Минералогия платиноидов из дунитов // Геология, петрология и рудоносность Кондерского массива. М.: Наука, 1994. С. 92-106.
5. Мурзин В.В., Кудрявцев Е.И., Берзон Р.О., Суставов С.Г. Медистое золото в зонах родингитизации // Геол. рудн. месторожд. 1987. Т. 29, № 5. С. 96-99.
6. Мурзин В.В., Суставов С.Г. Твердофазные превращения в природном медистом золоте // Изв. АН СССР. Сер. геол. 1989. № 11. С. 94-104.
7. Некрасов И.Я. Геохимия, минералогия и генезис золоторудных месторождений. М.: Наука, 1991. 302 с.
8. Некрасов И.Я., Ленников А.М., Октябрьский Р.А. и др. Петрология и платиноносность кольцевых щелочно-ультраосновных комплексов. М.: Наука, 1994. 381 с.
9. Некрасов И.Я., Иванов В.В., Ленников А.М. и др. Новые данные о платиноидной минерализации щелочно-ультраосновных концентрически-зональных массивов Дальнего Востока // Докл. АН СССР. 1991. Т. 320, № 3. С. 705-709.
10. Некрасов И.Я. Иванов В.В., Ленников А.М. и др. Состав Pt-Fe-твердых растворов как показатель глубины эрозионного среза платиноносных щелочно-ультраосновных кольцевых интрузивов // Докл. АН СССР. 1991. Т. 321, № 5. С. 1049-1053.
11. Новгородова М.И. О номенклатуре природных твердых растворов в бинарных металлических системах с признаками дальнего и ближнего порядка // Основные понятия минералогии. Киев: Наукова думка, 1978. С. 70-74.
12. Новгородова М.И. Самородные металлы в гидротермальных рудах. М.: Наука, 1983. 287 с.
13. Новгородова М.И. Кристаллохимия самородных металлов и природных интерметаллических соединений // Итоги науки и техники. ВИНИТИ. Сер. кристаллохимия. 1994. Т. 29. 154 с.
14. Покровский П.В., Мурзин В.В., Берзон Р.О., Юников Б.А. К минералогии самородного золота месторождения Золотая Гора // Зап. ВМО. 1979. Ч. 108, вып. 3. С. 317-326.
15. Разин Л.В., Гомонова А.И., Быков В.П., Мещанкин В.И. Новый природный интерметаллид золота, меди и палладия из руд Талнахского месторождения // Зап. ВМО. 1971. Ч. 100, вып. 1. С. 66-76.
16. Сазонов А.М., Романовский А.Э., Гринев О.М. и др. Благороднометальная минерализация Гулинской интрузии (Сибирская платформа) // Геология и геофизика. 1994. № 9. С. 51-65.
17. Сафронов П.П. Исследование ближнего порядка в твердых растворах систем Cu - Au и Ag - Au: Автореф. дис. ... канд. физ.- мат. наук. М. 1978. 20 18. Столяренко В.В. Вторичное золото и платина в иридиево-платиновых россыпях как показатель процессов химического выветривания // Докл. АН. 1993. Т. 330, № 5. С. 624-626.
19. Сушкин Л.Б. Характерные черты самородных элементов месторождения Кондер // Тихоокеанская геология. 1995. Т. 14, № 5. С. 97-102.
20. Тарбаев М.Б., Кузнецов С.К., Моралев Г.В. и др. Новый золото-палладиевый тип минерализации в Кожимском районе Приполярного Урала // Геол. рудн. месторожд. 1996. Т. 38, № 1, С. 15-30.
Johansson C.H., Linder J.O. Rountgenographishe und electrishe Untersuchungen des Cu-Au systems // Ann. Phys. 1936, B. 25, № 1. P. 20-27.
Подобные документы
Благородные драгоценные металлы. Пятнадцать крупнейших месторождения золота в России. Содержание серебра в рудах различных месторождений, их разработка. Рассыпные месторождения платины. Разработка месторождений золота, серебра и платины в России.
контрольная работа [36,3 K], добавлен 15.10.2013Самородное золото как самая значительная золотосодержащая фаза большинства золотых эпитермальных месторождений. Химия серебра и золота. Золото в орштейновых (почвенных) концентратах. Отношения золота к серебру. Относительная растворимость комплексов.
реферат [1,1 M], добавлен 06.08.2009Образования самородного золота. Промышленно-генетические типы месторождений золота. Разработка метода количественного определения золота в морской воде. Эксперименты по добыче золота из ртути путем пропускания тока. Применение золота в современном мире.
курсовая работа [54,2 K], добавлен 23.09.2011История добычи и применения драгоценных металлов в древние времена. Характеристика золота, серебра, платины как сырья, его нахождение в природе и применение. Описание редких металлов как малораспространенных элементов земной коре, их основные свойства.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 18.07.2014Технология скважинной гидравлической добычи россыпных месторождений золота. Методы и порядок добычи золота кустарным способом. Методы непромышленного извлечения золота. Кучное выщелачивание золота. Основные золоторудные месторождения Казахстана.
реферат [328,0 K], добавлен 21.09.2016Геохимические особенности золота, генетические типы его месторождений. Технологические сорта руд и природные типы золота, геолого-промышленные виды месторождений в России и Забайкалье. Области применения золота в промышленности, в ювелирном деле.
реферат [74,6 K], добавлен 30.04.2012Новое районирование Зимнебережного района на основе структурно-тектонических особенностей строения территории Архангельской алмазоносной провинции. Главные структуры фундамента, определяющие размещение проявлений щелочно-ультраосновного магматизма.
реферат [2,6 M], добавлен 01.10.2014Характеристика золота как химического элемента, его главные физические и химические свойства, история его становления как всеобщей меры стоимости. Геохимические особенности золота, промышленные минералы и типы руд на территории современной России.
реферат [22,2 K], добавлен 01.06.2010История геологического изучения территории. Структурно-тектоническое и геологическое строение Алдано-Станового щита. Олёкминская гранит-зеленокаменная область. Месторождения железных руд, меди, слюды, урана, полиметаллов, золота. Магматизм и метаморфизм.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 09.06.2015Распределение запасов золота по материкам и странам. Главные и второстепенные геолого-промышленные типы месторождений золота. Перспективы золотоносности территории Украины. Месторождения и рудопроявления золота и платиноидов на территории Украины.
реферат [619,0 K], добавлен 02.06.2010