Сибирские ученые зафиксировали нетипичное поведение золота на крупнейшем российском месторождении.
Олимпиадинское месторождение расположено на полтысячи километров севернее города Красноярска. С 80-х годов 20 века объем добытого золота составил более пятисот тонн золота. По расчётам специалистов, в недрах находится еще около тысячи тонн.
Плотные породы с вкраплением сульфидных минералов (соединений металлов и серы) мелкого самородного золота - это первичные руды Олимпиады. В них содержание золота составляет 3-5 граммов на тонну.
Месторождение было сформировано примерно 800 миллионов лет назад. На его руды воздействовали природные процессы. Их главные компоненты - вода и кислород. Благодаря их действию сульфиды и другие минералы разрушались, окислялись, постепенно становясь бурой рыхлой массой. Речь идет о механизме образования окисленных руд. Важно, что при этом гипергенном процессе возможна аккумуляция золота.
Наибольшее содержание золота в окисленных рудах Олимпиадинского месторождения - 450 граммов на тонну. Ранее специалисты считали, что в этих условиях поведение золота подобно инертному металлу. То есть, оно не подвергается коррозии и окислению. Однако, в отличие от большей части «неблагородных» металлов, не реагирует с щелочами и кислотами (кроме «царской водки»). Ученые СФУ провели исследование и доказали, что золото подвижно и активно в гипергенных условиях, где на него оказывают воздействие особые геологические и климатические факторы.
Перед тем, как прийти к такому выводу, исследователи университета совместно с сотрудниками предприятия «Норильскгеология» (Красноярский край) изучили четырёхсотметровую толщу окисленных руд Олимпиадинского месторождения. Выяснилось, что во время окисления первичных руд, золото, которое входит в состав сульфидных минералов в виде отдельных атомов, высвобождается, затем образует комплексные соединения с другими элементами и свободно мигрирует.
Самородное золото и минерал ауростибит (AuSb2) - распространённое на месторождении его соединение с сурьмой, растворяются под воздействием агрессивных вод. Затем формируются частицы губчатого золота, напоминающего морскую губку, пронизанную порами. Они и увеличивают свободную поверхность частиц. Это строение помогает агрессивным растворам интенсивней растворять благородный металл.
Стабильность комплексных соединений золота различается. Если условия изменяются, то иногда они разрушаются. В это время освободившееся атомарное золото группируется в нано- и микрообособления. В последующем они имеют шарообразную форму (глобули) или даже форму кристалла, - это и обнаружили на месторождении. На данный момент известно, что такие процессы могут происходить даже с участием бактерий. Они обладают способностью к восстановлению наночастиц металлического золота из его соединений с другими элементами.
По словам исследователей, формирование окисленных руд и миграция и новообразование золота Олимпиадинского месторождения хорошо иллюстрируются в разрезе толщи окисленных руд. В нижней части можно заметить высокую концентрацию реликтового золота первичных руд и губчатого золота. Выше по разрезу их доля меньше, но увеличивается количество новообразованных глобуль и микрокристаллов. В это же время больше всего глобуль и микрокристаллов, как и максимальное суммарное содержание золота (до 60 грамм на тонну в изученных пробах), зафиксировано в верхнем слое изученного разреза. Кроме того, здесь был найден минерал церианит (оксид церия, CeO2), который считается индикатором резкого изменения условий окружающей среды. По мнению авторов исследования, такое изменение условий стало причиной новообразование золота.
«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», — говорит ведущий инженер кафедры геологии, минералогии и петрографии СФУ Сергей Сильянов.
По словам соавтора исследования, инженера аналитической лаборатории Научно-технологического R&D центра ГМК «Норильский никель» Бориса Лобастова, 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», — добавил учёный.
Исследование продемонстрировало, что формирование окисленных руд Олимпиадинского месторождения протекало в сложных геохимических условиях. В них золото вело себя как подвижный элемент, способный и к перераспределению, и к переотложению на геохимических барьерах (участках изменения условий окружающей среды).
Исследование проведено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90017\19.
Фото на странице: Jingming Pan / Фотобанк Unsplash
