авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |

Генезис и минеральные ассоциации золота и платиноидов в месторождениях черносланцевого типа казахстана

-- [ Страница 4 ] --

Проблема состояния золота и других благородных металлов в сульфидах и других минералах имеет существенное значение как для понимания процессов формирования золоторудных месторождений, так и для эффективного извлечения благородных металлов из золото-сульфидных руд.

Важной особенностью кристаллохимии золота является то, что это элемент с сильной тенденцией к эндокриптии, т.е. способностью к вхождению в структуры других минералов с помощью присущих им дефектов. Нами золото обнаруживается в центральной части зонарного пирита в пузыристой микротекстуре (электронно-минералогические исследования).

Другим перспективным направлением в геохимии и кристаллохимии золота является

изучение состава и структуры поверхностных неавтономных нанофаз на минеральных кристаллах, их поглотительной способности в отношении золота. Неавтономные фазы (НФ) быстрее всего сформировались как «предфазы» не в процессе зарождения и роста, а в процессе взаимодействия компонентов системы с поверхностью уже существующей фазы. Подобные НФ могут играть активную роль в поглощении микроэлементов реальными кристаллами (в пределах 100-300 нанометрового окисленного слоя). Пределы вхождения золота примерно на два порядка величины превышают «истинную» изоморфную емкость кристаллов (CdS, PbS, FeS2). Концентрация золота в этих кристаллах сильно зависит от их кристаллохимических особенностей, геохимических параметров среды минералообразования и, прежде всего, от температуры, летучести серы в системе (Таусон и др., 1993-2008).

Геохимическая роль поверхностной неавтономной нанофазы (НФ) состоит в поглощении микроэлементов, несовместимых со структурой пирита (или другого минерала–хозяина), нелегко приспособляющихся к менее жесткой структуре НФ.

4.2 Новые формы существования вещества на наноуровне (наноминералогия)

В связи с происходящей в последние годы интервенцией минералогии и петрографии в область объектов нанометровых размеров возрастает интерес к формам структурной организации вещества на наноуровне. При этом принципиально важным оказывается то обстоятельство, что структурообразующую роль могут играть не только отдельные атомы и молекулы или их небольшие группировки (тетраэдрические или октаэдрические комплексы), но и достаточно крупные атомные образования. Согласно кластерной (или кватаронной, по А.М. Асхабову) концепции любое вещество может концентрироваться из пересыщенных сред в виде аморфной или кристаллической фазы с характерными размерами структурных единиц кластеров.

Кватароны и фуллерены являются основными формами структурной организации вещества, поскольку все остальные формы типа барреленов, тубуленов (нанотрубок) и т. д., о существовании которых также стало известно в последнее время, имеют производный характер. Доказано, что эти две формы структурной организации вещества связаны между собой. При этом исходной формой является кватарон, а фуллерен — неизбежное следствие насыщения химических связей между образующими кватарон атомами, т.е. фуллерен представляет собой конечный этап эволюции кватарона до критических размеров. Морфогенетически важным свойством кватаронов является их способность агрегироваться без слияния. В результате они формируют структуры в виде цепочек, колец, торов, цилиндров, сфер и т.д. В свою очередь, последние могут быть сконструированы в разномасштабные агрегаты, кристаллизация которых приводит к образованию широкого морфологического разнообразия наноразмерных кристаллов. Особое значение имеет то обстоятельство, что кватароны и фуллерены это полые сферические образования.

Изменение свойств вещества в нанокристалических структурах определяется размерными эффектами, возникновение которых связывается с возрастанием роли удельной поверхностной энергии. Нет единого мнения о границах между макро-, микро- и наносостоянием вещества. В основном считается, что они различны для каждого свойства. Если обратиться к зависимости удельной поверхности от размера кристаллов для любого габитуса, то значительное увеличение удельной поверхности начинается с размера 50-150 мкм, что характерно и для чистого минерала углерода-графита. По мере приближения размера его зерен к нулю, удельная поверхностная энергия стремится к бесконечности, т.е. нанокристаллы превращаются в двумерную зародышевую пленку, которая по мере роста переходит в фуллерен, спираль, сфероид, икосаидр и т.д. По нашим экспериментальным данным, углеродистые (графеноподобные) пленки широко развиты как в среде природных наноминералов, так и в шлихах извлечения. Это разнообразие наноструктур (углеродистые пленки, конусы, сфероиды, фуллерены, спирали, трубки) демонстрируются широким развитием на примере наноструктурированных частиц исследованных нами нанообразцов, выделенных из золотосодержащих сульфидов и шунгита рудных и околорудных зон месторождений Бакырчик, Большевик, Кварцитовые Горки, Васильевское.

Поглощение золота и других благородных металлов на поверхности сульфидов демонстрируется экспериментально на пирротинах (Таусон, Овчинникова и др.). Изучение пирротина и продуктов сорбции благородных металлов определили различия в составе поверхности стехиометрического и нестехиометрического пирротина. Обнаружено значительное снижение отношения Fe/S при поглощении благородных металлов и особенно золота, характерные для пирротина с дефицитом Fe, что позволяет предполагать образование на поверхности пирротина фазы, состоящей не только из сульфидных и серосодержащих соединений, но из оксидных и гидрооксидных соединений железа (что наблюдается и по нашим данным в нанозонах пиритов и арсенопиритов). Высокие сорбционные свойства таких соединений вносят значительный вклад в процессы поглощения благородных металлов при концентрировании в природе и при технологическом извлечении (Овчинникова, 2005).

4.3 Минералогия микро- и нановещества на месторождениях благородных металлов «черносланцевого» типа

4.3.1 Формы микроминералов золота и платиноидов на месторождениях черносланцевого типа зарубежных стран

На месторождении Сухой Лог как Au, так и минералы платины представлены в основном ультрачастицами размером до 10 мкм и часто связаны с твердым углеродистым веществом. Тонкое золото с размером частиц 10-20 мкм входит в состав многофазных агрегатов. Ультратонкое Au (единицы мкм) встречается в виде включений в рудных сульфидах – галените, сфалерите. Золото высокопробное (850-900) до 100%. Среди платиноидов на Сухом Логе преобладает Pt. Значимые содержания Pt (более 0,1 г/т) фиксируются в разрезе углеродистых терригенных вмещающих пород и практически по всему разрезу надрудной и подрудной зон. Высокие содержания Pt (до 1 г/т) определены в той части надрудной зоны, которая примыкает к золоторудному телу, а также в пределах собственно золоторудной зоны с максимальным содержанием Pt (свыше 3-5 г/т) в верхней части золоторудного тела. Повышенные содержания Pt в подрудной зоне распределены неравномерно.

На Кумторе золото-вольфрамовые руды приурочены к метасоматитам и содержат Au в среднем 4,26 г/т, Pt 1,06 г/т, Pd 2,46 г/т. При общей сумме платиноидов 2,40х10-5 мас.% Pd и иттрий составляет от 66 до 79 отн. %.. Платиновые минералы развиваются на контакте серицита и графита, образуют локальные аномалии размером 1,5-2,0 мкм. Минералами концентраторами платиноидов являются самородное Au, Ag и теллуриды.

На Мурунтау установлены содержания Au 54 г/т, Pt 30 г/т, Ir 52 г/т, Pd 50 г/т, Ru 59 г/т, Rh 12 г/т. Собственные минералы платиноидных металлов на Мурунтау встречаются редко. Отмечены тесные срастания мышьяковистого Ag с Ni и арсенидами платины и иридия.

4.3.2 Парагенетические ассоциации наноформных минералов благородных металлов на месторождениях Бакырчикского и Боко-Васильевского районов и месторождения Кварцитовые Горки

Наноформные минералы и сопутствующие фазы, которые были выделены из золотоносных арсенопиритов и мышьяковистых пиритов и из шунгита, представлены большим разнообразием наноформ благородных металлов. Первая группа наноминералов выделена из короткопризматического арсенопирита с содержанием золота до 900 г/т. Вторая группа наноминералов выявлена в пирите пентагондодекаэдрического строения на месторождении Бакырчик. Содержание золота в пирите до 350 г/т.

«Геохимическая роль поверхностной неавтономной фазы (Таусон и др. 2007) состоит в поглощении микроэлементов, несовместимых со структурой пирита, но легко приспосабливающихся к менее жесткой структуре неавтономной нанофазы, и многие из микроэлементов могут аккумулироваться в этом поверхностном слое, будучи чуждыми структуре кристаллической матрицы (минерала-хозяина), часто являются одновалентными, последнее способствует компенсации валентности в НФ трехвалентного железа путем образования кластеров серебра с железом и серой и т.д.» (например, в нашем случае образуется стёрнлергит – AgFe2S3).

Трехвалентный As концентрируется в пределах поверхностного слоя, занимаемого НФ, благодаря замещению им Fe3+ и образованию кластеров, связывающих последний в составе НФ кластерных наноминералов: биллингслеит - Ag7AsS6, девиллит - Ag2AsS2.

Естественно, этот набор «необычной» ассоциации отражает условия рудообразования, но на данный момент нас интересует наличие форм наноминералов-кластеров благородных металлов, ассоциирующих в поверхностном слое. Они представлены: РtS2, PdS2, PtAs2, Pt5Ti3, Pt2Y, AgAuS, AgFeS3, Ag7AsS6, Ag2AsS2, которые находятся в тесной парагенетической связи с пирротином, теннантитом. Третья группа нано- и микроминералов встречена в углеродистом веществе, выделенном из различных зон месторождений Бакырчикского района, Боко-Васильевкого района и месторождения Кварцитовые Горки.

В углеродистом веществе Бакырчикского района, наряду с сульфидами и арсенидами платины, палладия, серебра и осмия, широко развиты наноминералы карбидов благородных металлов. В пробах шунгита из околорудной зоны месторождения Большевик преобладают наноминералы палладия - палладоарсениды, палладистые купериты и шпинели. Серебро в этих пробах углеродистого вещества представлено наноминералами в хлоридной и сульфидной формах или в форме сульфосолей. На месторождениях Васильевское и Кварцитовые Горки в рудной зоне в чистом моношунгите выявлено большое количество наноформ благородных и редкоземельных минералов. Среди платиноидов на Васильевском месторождении в равной степени развиты наноминералы платины, палладия и иридия. Среди редкоземельных на этом месторождении преобладают европий и прозиодиум (Eu, Pr), которые имеют тесные связи с золотом, серебром и палладием в виде интерметаллидов: AuPr, EuPd, PrAg2, Au3Eu, ErAu. Широко представлены наноминералы благородных металлов в сульфидной, арсенидной формах и в связи с сурьмой: Pd4S, Pd10S7, Pd2Sb, Pd4(Sb, As)4, Pd8As3, Ag3Sb, AgSbF6, AgHgAsS3, PtAs2, PtSb2. Золото встречается и в оксидной форме.

На месторождении Кварцитовые Горки в богатых рудах, где содержание золота в пирите достигает 4 кг/т, в наноформном состоянии в шунгите золото находится в оксидной форме или в смеси с серебром в петровските и в срастании с редкими землями (Au3Eu, Au2Er, Au2Pr) в виде интерметаллидов. Палладий представлен в составе минералов: Pd3S, PdAs2, AlPd, Pd4S, Pd10S7. Здесь также широко представлены минералы иридия и платины. Серебро, как и золото, очень часто встречается в тесном срастании с редкими землями в виде интерметаллидов.

4.3.3 Парагенетические ассоциации микроминералов благородных металлов на месторождениях Бакырчикского района

Руды месторождений Бакырчикского поля (Сарбас, Глубокий Лог, Промежуточное, Бакырчик, Большевик и Загадка) имеют вкрапленный характер распределения золотоносных сульфидов, которые считались основными носителями и концентраторами золота и других элементов.

Для арсенопирита наиболее характерен тонкоигольчатый и удлиненнопризматический облик кристаллов с максимальными размерами параметра «С» кристаллической решетки. Короткопризматические кристаллы арсенопирита верхних уровней развития сменяются удлиненными и игольчатыми на нижних уровнях; золотоносные пириты имеют пентагондодекаэдрический габитус, который сменяется в слабо золотоносных разностях пентагондодекаэдрами с развитием граней куба. Последними развивались пириты с кубическим габитусом. Содержание в сульфидах золота меняется от игольчатого арсенопирита к пириту пентагондодекаэдра, меньше всего золота в кубической форме.

Золото в сульфидах основном эндокриптное, занимает дефекты структуры сульфидов. В шунгите рудной зоны Бакырчикского рудного поля выявлено большое разнообразие компонентов-агрегатов благородных металлов, сопровождающихся пирротином и сурьмянистой

блеклой рудой (тетраэдритом). Также определена тесная связь минералов благородных ме-

таллов с комплексом «чуждых» компонентов - редких и рассеянных элементов.

Редкоземельные комплексы представлены церий-лантановой группой (на Бакырчике) и иттриевой (на Большевике). Микроминералы редких и редкометалльных соединений представлены тантало-ниобатами, вольфрамитом и касситеритом, встреченными, в основном, на месторождении Большевик.

Элементные анализы по платиновому агрегату в основном стопроцентные, но есть факты присутствия Fe и S с пирротиновым компонентным соотношением. Микронные зерна платины часто состоят из тончайшего наноагрегата. Платина нередко имеет примеси Fe, Ti, Sn, Cu. В агрегате микрослоя встречаются галоиды: хлор, бром, йод, а также ртуть и сурьма.

Изучение нано- и микроформных ассоциаций благородных металлов на объектах Бакырчикского района подтверждает данные экспериментальных исследований, в первую очередь, исследований школы В.Л. Таусона. Большинство благородных металлов в нанослое арсенопиритов и пиритов представлено кластерами сульфидов и сульфосолей. В микрослое, тяготеющем к участкам развития углеродистого вещества, обнаружено ещё большее разнообразие микроформ благородных металлов, появляются более окисленные кислородсодержащие микрофазы с редкими землями и редкими элементами (W, Sn, V, Nb, Ta и др.), которые являются «чуждыми» структуре кристаллической матрицы минерала-хозяина (арсенопирит, пирит, шунгит).

Для большого количества благородных металлов в микрослое, особенно для платины и золота, химически связанное состояние элементов характерное для нанослоя (сульфидное, арсенидное, хлоридное, оксидное), сменяется в основном самородным, металлическим. Благородные металлы имеют вид свободного тонкого агрегата, распределенного в углеродистом веществе и тесно ассоциирующего с пирротином и тетраэдритом. Золото высокопробное и с примесью серебра (электрум) или меди (купроаурит); встречается золотистая медь, в которой золото и серебро присутствуют в самостоятельных соединениях. Отмечено паладистое золото (порпецит). Серебро представлено сульфидом, имеет примеси брома и хлора (возможно связано с последними химически), но чаще серебро в микрослое самородное и в тесной ассоциации с золотом (кюстелит). Серебро встречается в виде примеси в сурьмянистом тетраэдрите, обычно характерном для микрослоя.

4.3.4 Редкие и редкоземельные микро- и наноминералы в ассоциации с благородными минералами на «черносланцевых» месторождениях

Редкоземельные металлы включены, в основном, в фосфаты лантаноидов и иттрия, представленные микроминералами: монацитом (Се) в околорудной зоне месторождения Бакырчик и ксенотимом (Y) – в рудной и околорудной зоне месторождений Большевик и Промежуточное, реже встречается фтористо-гидроксильный бастнезит. Ассоциируют эти минералы с платиноидами и чаще встречаются в пробах руд с повышенным содержанием углеродистого вещества. В бастнезитах и монацитах преобладают редкие земли: неодим, празеодим, редко гольмий, составляющие в TR от 10 до 16%. В ксенотимах преобладают – гадолиний, диспрозий, гольмий и эрбий с содержанием суммы редких земель от 8,5 до 19,5%. Впервые в рудах месторождения Большевик, а именно в арсенопирите определена самостоятельная минеральная форма оксида празеодиума, составляющая 22% в объёме минерала-хозяина – арсенопирита.

Редкие металлы представлены микроминералами вольфрама, олова, тантала и ниобия. Вольфрамиты встречены в ассоциации с углеродистым веществом рудной зоны месторождения Большевик. Здесь же отмечаются мангано-танталит и танталит с серебром (2,67%). В рудной зоне месторождения Бакырчик в ассоциации с платиной отмечается колумбит, а в рудной зоне месторождения Промежуточное – танталит сильно обогащен серебром. Олово встречено в рудах месторождения Большевик в сложном соединении с кремнеземом.

Среди редкоземельных элементов в наноформных минералах на Васильевском месторождении преобладают европий и прозиодиум (Eu, Pr), которые имеют тесные связи с золотом, серебром и палладием в виде интерметаллидов: AuPr, EuPd, PrAg2, Au3Eu, ErAu. Здесь же широко развиты наноминералы благородных металлов в сульфидной, арсенидной формах и в связи с сурьмой: Pd4S, Pd10S7, Pd2Sb, Pd4(Sb, As)4, Pd8As3, Ag3Sb, AgSbF6, AgHgAsS3, PtAs2, PtSb2. Золото встречается и в оксидной форме.

4.4 Золото-платиноидная микро-наноминералогия в решении комплексного освоения месторождений благородных металлов «черносланцевого» типа

Нами выявлено большое разнообразие нано- и микроформ, приуроченных к различым наноструктурам, развитым в рудах: в тонкодисперсных рудах месторождений благородных металлов Бакырчинского рудного района были встречены нанотрубки полые и заполненные, сферические и ограненные, однослойные и многослойные, уплотненные, плотные (непрозрачные). Округлые или сферические, заполненные чистым металлом – «самородные» обычно непрозрачные, а заполненные наночастицами сульфидов, арсенидов, сульфосолей, карбидов, оксидов – полупрозрачные и прозрачные. Нанотрубки встречены в нанослоях золотоносных сульфидов (арсенопиритов и пиритов) и в среде твердого углеродистого вещества (шунгита), находящегося в тесной парагенной ассоциации с сульфидами (Рис.1а).



Pages:     | 1 |   ...   | 2 | 3 || 5 | 6 |   ...   | 7 |
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.