Взаимосвязь урана, золота, серебра, ртути и углерода

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Взаимосвязь урана, золота, серебра, ртути и углерода

В.Г. Моисеенко, д-р. геол.-минерал. наук, академик РАН

Н.В. Моисеенко, канд. геол.-минерал. наук, ст. науч. сотр.

Институт геологии и природопользования ДВО РАН

(Россия, г. Благовещенск)

Аннотация

В данной работе представлены результаты исследования месторождений золото-серебряной формации Востока России. Авторами выявлена взаимосвязь урана, тория, золота, серебра и ртути в данных месторождениях. Концентрация этих элементов с образованием рудопроявлений и месторождений происходила в восстановительных условиях черносланцевых толщ.

Ключевые слова: уран, золото, серебро, ртуть, углерод, благородные металлы, черносланцевые толщи.

серебряная формация торий месторождение уран

Уран является наиболее распространенным химическим элементом, радиоактивные свойства которого получили широкое практическое применение. Открыт в 1789 г. в урановой смолке Рудных гор немецким химиком М. Клапротом, назвавшим его в честь планеты Уран (“небесный металл” - пер. с греч.). Месторождения Рудных гор (Яхимов, Фрайберг) находятся в пределах Чешского массива и представлены уранинитовой и Ag--As--Co-Ni ассоциациями. Несколько столетий на месторождении добывалось серебро, и только позднее стал интенсивно добываться уран. Главные минералы руд: уранинит, пирит, самородное серебро, сульфосоли Ag, кварц, флюорит, карбонаты [1].

На Российском Дальнем Востоке выделяется ряд золоторудных месторождений, в которых просматривается взаимосвязь благородных и радиоактивных элементов. Большую роль при концентрировании полезных компонентов играют высокоуглеродистые вмещающие породы, что очень наглядно прослеживается на таких уникальных месторождениях как Сухой лог [2].

Установлено, что в Восточном Забайкалье большинство месторождений золота и серебра пространственно тяготеют к Монголо-Охотской сутуре [3]. В большинстве месторождений запасы серебра выше, чем запасы золота. Из месторождений данного типа наиболее крупным по запасам является Балейское золото-серебряное месторождение. Главный жильный минерал - кварц (50-99%), карбонаты (1-20%), глинистые минералы (1-20%); в промышленных участках жил присутствует адуляр (0,1-20%). Рудные минералы наряду с золотом представлены пиритом, марказитом, арсенопиритом, халькопиритом, пираргиритом, миаргиритом, фрейбергитом, антимонитом, тетраэдритом, галенитом, сфалеритом, гесситом, калаверитом, Количество сульфидов в балейских рудах в среднем равно 0,5--1,5%, лишь изредка оно достигает 3-5% [4].

С докембрийским магматизмом связаны достаточно распространенные месторождения железа. В железорудных месторождениях Амурской плиты часто встречаются месторождения Fe с Ti, в которых наряду с титаномагнетитом широко проявлен ильменит. Так, на докембрийском месторождении Куранах (р. Олекма, бассейн р. Лены) из 100 тысяч тонн перерабатываемой на фабрике руды получается около 60 тонн титаномагнетитового и до 6,5 тонн ильменитового концентрата. Для Куранахского месторождения характерно преобладание кристаллов мелкого вплоть до наноразмерного ильменита.

По данным нейтронно-активационного анализа (Ташкент, реактор), наряду с высоким содержанием в ильменитах Куранаха Sc (54.1 г/т), Cr (28.2 г/т), Hf (23.9 г/т), Zr (2 г/т) и Sm (14.5 г/т) особое внимание заслуживает высокая по отношению к кларку земной коры концентрация в ильменитах Au (в 25 раз), U и Th в 2 раза [5].

В структурах Монголо-Охотского и Селенгино-Станового орогенных поясов находятся соответственно Кировское и Березитовое золоторудные месторождения. Все повышенные концентрации золота, серебра и полиметаллов на Березитовом месторождении связаны с эксплозивными телами мезозойского возраста. Средние содержания благородных элементов в руде Au - 3 г/т, Ag - 14.3 г/т. Соотношение Au:Ag - 1:3-1:9. Руды Кировского месторождения отрабатывались с содержанием Au - 8.5 г/т и связаны с монцонит-гранодиоритовой интрузией, которая располагается в терригенных угеродистых толщах юры-нижнего мела, обогащенной радиоактивными элементами. Содержания радиоактивных элементов в метасоматитах Березитового месторождения U до 6 г/т и Th до 22 г/т соответственно [6].

На Кировском месторождении ртуть постоянно присутствует в самородном золоте. Из этого месторождения были изучены шарики самородного железа в углеродистой матрице. Образцы состоят из природного материала земного происхождения, так как содержание Cr в них в 2 раза выше, чем Ni. Изученные образцы относятся хоть и к ранней, но достаточно низкотмпературной стадии минерализации (300-200 ⁰С начальная температура). На поверхности самородного железо были обнаружены фазы ртутистого золота.

Таблица 1. Состав ртутистого золота и самородного железа

Ртутистое золото является более поздним и, по всей видимости, отлагалось в еще более низкотемпературных условиях. Руды месторождения также находятся в углеродистых черносланцевых толщах, с повышенным содержанием урана.

Если Забайкальские золото-серебряные месторождения как было сказано выше пространственно располагаются вдоль Моноголо-Охотского пояса, то месторождения Приамурья - Покровка, Пионер, Маломыр, Токур, Албын пространственно ближе к субмеридиональному направлению. В месторождениях Приамурья (Покровка, Пионер, Маломыр, Токур) по запасам серебра больше, чем золота и минералы золота в основном соответствуют электруму.

Восточнее есть ряд месторождений, в которых золотое оруденение также относится к золото-серебряной формации (Многовершинное, Белая гора, Майское). Месторождения локализуются в локальных интрузивно-вулканических структурах и малых интрузиях диорит-гранодиоритовой формации (Многовершинное). Иногда оруденение сосредоточено в околожерловых фациях кислых эффузивов (Белая гора). Рудные минералы - пирит, арсенопирит, пирротин, сфалерит, галенит, халькопирит, блеклые руды, реже аргентит, фрейбергит, пираргирит, петцит, гессит, висмутин и бурнонит. Отношение золота к серебру в рудах месторождений от 1:1 до 1:4 [7].

Для Охотско-Чукотского вулканогенного пояса особенно характерны месторождения золото-серебряной формации. К ним относятся: Дукат, Кубака, Джульетта и т.д.

Au_Ag_месторождение Дукат с запасами серебра около 16 тыс. тонн располагается в средней, наиболее широкой части Балыгычан-Сугойского прогиба, который разделяет краевые блоки Азиатского континента с различным строением фундамента и примыкает с севера к окраинно-континентальному Охотско--Чукотскому вулканическому поясу. Важнейшие рудные компоненты - серебро и олово. Месторождения серебра относятся к золото-серебряной, серебро-полиметаллической и олово_серебряной формациям. Дукатское рудное поле приурочено к раннемеловым породам, представленным калиевыми риолитами и угленосными осадочно-метаморфическими толщами. Минерализация представлена самородным серебром, акантитом, пиритом, пирротином, из редкометальной группы присутствуют также Th, U, Zr, Nb, Ta РЗЭ. Содержания U и Th превышают средние значения для гранитоидов и Земной коры в целом - в 2-5 раз [8].

Самое крупное на востоке России - Наталкинское месторождение относится к золото-кварцевым месторождениям терригенно-сланцевых поясов. Образование месторождения связано с осадочно-диагенетическими, флюидно-метаморфогенными и гидротермальными факторами. Сочетание этих факторов и наличие углеродистых комплексов и привело к концентрированию золота и образованию месторождения [9].

В Приамурье в рудах месторождений Нижнеселемджинского золоторудного узла были изучены цирконы с радиоактивными элементами. В составе цирконов, практически всегда фиксируется уран (рис. 2).

Рис. 2. Циркон с ураном в кварце

Таблица 2. Состав циркона

Из руд Покровского месторождения ранее было изучено зерно самородного золота из более низкотемпературных минеральных ассоциаций. Для золотины характерен послойный механизм образования: наноразмерный слой золота покрывается слоем урана с углеродом, свинцом и золотом. В процессе роста золота происходило неоднократное чередование таких слоев [10].

Вмещающими толщами для всех месторождений Приамурья являются комплексы обогащенные углеродом. Месторождения находятся либо непосредственно в черносланцевых толщах (Маломыр, Албын, Токур), либо в углеродистых песчаниках и алевролитах (Покровка, Пионер). Два последних месторождения расположены на западе Буреинской провинции Монголо-Охотского золотоносного пояса [11]. И то и другое находятся на юго-восточном мысу двух крупных интрузивных плит раннемеловых гранитоидов: Ольгинского и Сергеевского массивов, которые внедрились в верхнеюрские терригенные отложения наложенного Осежинского прогиба [12]. На рудную минерализацию Покровского месторождения так же повлияла купольная вулканическая структура кислого состава. Руды месторождений относятся к золото-серебряной формации. Если рассмотреть содержание элементов (табл. 3) из руд ряда месторождений Приамурья, то видно, что в первую очередь происходит концентрация благородных металлов, U и Th. Повышенные содержания радиоактивных элементов характерны как для руд, так и для черносланцевых толщ в которых эти руды находятся. Вмещающие углеродистые толщи изначально были обогащены ураном.

Таблица 3. Содержание элементов в рудах месторождений Приамурья

Примечание:*Hg не определялась. С г/т - содержание в пробе., К.К. - коэффициент концентрации, который показывает отношение содержания в пробе к среднему содержанию в породах

Среднее содержание берется по [13]. При определении содержаний элементов в пробах методом ICP--MS ртуть не определялась. Сложность определения ртути связана с тем, что еще в процессе подготовки к анализам при истирании проб ртуть улетучивается.

Кроме взаимосвязи золота, серебра и радиоактивных элементов похожая тенденция характерна и для ртути. Пример подобной тенденции можно наблюдать на месторождениях Унья-Бомского золоторудного узла. В Унья--Бомском рудном узле Приамурской золотоносной провинции вмещающими породами для руд являются позднепалеозойские и мезозойские черносланцевые толщи. Интрузивные образования редки. Рудоконтролирующее значение имеет субширотный Уньинский надвиг. По нему палеозойские песчаники надвинуты на мезозойские флишоидные образования. Рудопроявления золота представлены кварцевыми жилами. Руды золото-кварцевые, малосульфидные. Рудные минералы: арсенопирит, шеелит, ферберит, галенит, самородное Au. В рудопроявлениях и россыпях установлено высокортутистое самородное Au. Высокое содержание Hg в самородном Au объяснено присутствием в пределах узла фронтальной части золоторудной колонны, за счет разрушения которой образовались богатые россыпи. В Унья-Бомском узле Приамурской провинции было изучено самородное золото наиболее типичных рудопроявлений - Алексеевского и Счастливого. Рентгеноспектральное исследование состава рудного самородного золота показало, что в нем Au (84--91%), Ag (6.7-7.66 %), Hg (1.72-9.37%) (табл. 4). Ртуть равномерно распределена по плоскости среза зерен золота. По краю зерен наблюдаются каймы, обогащенные ртутью. Равномерное повышение содержания Hg в самородном Au свидетельствует о значительной ее концентрации в золоторудных гидротермальных растворах и одновременном отложении из них Au, Ag и Hg. При изучении золота из россыпей Унья-Бомского узла было установлено, что в россыпном золоте ртуть концентрируется в центральной части золотин. В высокопробной оболочке, характерной для россыпного золота концентрация ртути уменьшается до нескольких десятых долей процента. Таким образом, в Унья-Бомском узле развито оруденение золотокварцевой формации с высокопробным Au, отличающимся значительной примесью ртути. В формировании оруденения принимали участие гидротермальные флюиды, обогащенные не только Au, Ag, но и Hg [14].

Таблица 4. Состав ртутистого рудного Аи по данным электронного микрозондирования

Примечание: Над чертой - центр, под чертой - край зерна

Для вмещающих черносланцевых толщ руд Унья-Бомского золоторудного узла также характерны повышенные содержания урана.

Ртуть не только повсеместно встречается на золоторудных месторождениях, но может образовывать и собственные месторождения. Таким примером является месторождение Ланское на границе Амурской области и Хабаровского края. Месторождение находится в междуречье рек Селемджи и Уды. В ртути месторождения Ланского по данным атомно-абсорбционного анализа (ДВГИ ДВО РАН) содержания золота 22.7 г/т. и серебра 220 г/т.

Для месторождений золото-серебряной формации Востока России наблюдается взаимосвязь, урана, тория, золота серебра и ртути. Концентрация этих элементов с образованием рудопроявлений и месторождений происходила в восстановительных условиях черносланцевых толщ.

Библиографический список

1. Сидоров А.А., Константинов М.М., Еремин Р.А., Савва Н.Е., Копытин В.И., Сафронов Д.Н., Найбородин В.И., Гончаров В.И. Серебро (геология, минералогия, генезис, закономерности размещения месторождений). - М.: Наука, 1989. -240 с.

2. Чернышев И.В., Чугаев А.В., Сафонов Ю.Г., Сароян М.Р., Юдовская М.А., Еремина А.В. Изотопный состав свинца по данным высокоточного MC -ICP-MS метода и источники вещества крупномасштабного благороднометального месторождения Сухой Лог (Россия) // Геология рудных месторождений. - 2009. - Т. 51. - №6. - С. 550--559.

3. Абрамов Б.Н. Особенности распределения элементов примесей в рудах основных типов мезозойских золоторудных месторождений Восточного Забайкалья // Доклады Академии Наук. - 2014. - Т. 455. №6. - С. 681-686.

4. Юргенсон Г.А. Малоглубинные месторождения золота и серебра, условия образования и минералого-геохимическая технология их глубинных поисков и оценки // Ученые записки ЗабГГПУ. - 2011. - №1 (36). - С. 136-145.

5. Моисеенко В.Г., Кузнецова И.В. Геохимическое родство Au, U и Th // Доклады Академии наук. - 2013. - Т. 450. №3. - С. 335-338.

6. Авченко О.В., Вах А.С., Сахно В.Г., Степанов В.А., Ноздрачев Е.А., Шарова О.И. Локальный метаморфизм руднометасоматических образований Березитового месторождения // Доклады Академии Наук. - 2010. - Т. 432. №2. - С. 203--209.

7. Романовский Н.П., Малышев Ю.Ф., Дуан Жуйянь, Горошко М.В., Гурович В.Г. Золотоносность юга Дальнего Востока России и Северо-Восточного Китая // Тихоокеанская геология. - 2006. - Т. 25. №6. - С. 3-17.

8. Филимонова Л.Г., Трубкин Н.В., Чугаев А.В. Рассеянная минерализация гранитоидов Дукатского рудного поля: источники и соотношения с эпитермальными золото-серебряными и серебро-полиметаллическими рудами (Северо-восток, Россия) // Геология рудных месторождений. - 2012. Т. 54. №2. - С. 119-144.

9. Волков А.В., Черепанова Н.В., Прокофьев В.Ю., Савва Н.Е., Смильгин С.В., Трубкин Н.В., Алексеев В.Ю. Геохимические особенности руд месторождения золота Наталкинское - крупнейшего на Северо-Востоке России // Доклады Академии Наук. - 2016. - Т. 466. №5. - С. 574-577.

10. Моисеенко В.Г., Моисеенко Н.В., Сафронов П.П. Наноразмерное золото в рудах Покровского месторождения // Доклады Академии наук. - 2010. Т. 435. №4. - С. 527-530.

11. Моисеенко В.Г., Эйриш Л.В. Золоторудные месторождения Востока России. - Изд-во: Владивосток: Дальнаука, 1996. - 352 с.

12. Золоторудные месторождения России // Под ред. М.М. Константинова. - М.: Акварель. 2010. - 349 с.

13. Моисеенко В.Г. Кларки элементов земной коры. Благовещенск: Изд-во Амурского отделения РМО, 2015. 98 с.

14. Степанов В.А., Моисеенко В.Г., Мельников А.В. Уникальный рудно-россыпной район Приамурья с высокортутистым золотом // Доклады Академии наук. - 2017. - Т. 472. №6. - С. 681-685.

Размещено на Allbest.ru