16798

Минералого-геохимические особенности поведения благородных металлов в условиях разнообразных природных систем

Научная статья

География, геология и геодезия

Минералого-геохимические особенности поведения благородных металлов в условиях разнообразных природных систем. К благородным металлам относятся золото и серебро, а также 6 элементов платиновой группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина...

Русский

2013-06-25

72 KB

2 чел.

Минералого-геохимические особенности поведения благородных металлов в условиях разнообразных природных систем

УДК 622                                                                                                                                                              c Бадалов С.Т. 2008 г.

Бадалов С.Т., профессор Института геологии и геофизики АН РУз, докт. геол.-мин. наук

К благородным металлам относятся золото и серебро, а также 6 элементов платиновой группы: рутений, родий, палладий, осмий, иридий и платина. Из приведенных элементов их кларковые содержания установлены только для палладия, золота и серебра, которые соответственно составляют (в г/т): 0,001; 0,004 и 0,07 [1-10].
В связи с тем, что из осадочных пород наибольший интерес в отношении содержаний очень многих редких и рассеянных элементов имеют органогенные доломиты. В табл. 1 приведены примерные усредненные содержания ценных редких и рассеянных элементов в 1 км3 органогенного доломита Кураминских гор. Из приведенных данных с очевидностью вытекает, что только за счет ассимиляции подобных пород гранитоидной интрузией в благоприятных условиях могут возникать крупнейшие по масштабам и уникальные по значимости промышленных запасов ценнейших элементов месторождения.
Наиболее характерно,

что кларки концентраций (содержание элемента в породах по отношению к его кларку) многих элементов в доломитах составляют: если для золота всего 50, а для серебра - 100, то для палладия - 1000, а рения - 7150. Эти данные весьма показательны, т.к. органогенные доломиты, которые являются обычными осадочными породами, оказались уникальными концентраторами этих ценнейших элементов.
Золото является моноизотопом, т.е. представлено своим единственным стабильным изотопом Au197.
Имеющиеся у него еще около 30 нестабильных изотопов с периодами полупревращений (Т) до 10 секунд представляют наибольший интерес, особенно в живой материи. В организме человека всего около 1 мг золота, которое сконцентрировано только в мозге, как наиболее активно работающем органе. Хотя это составляет всего 1:70000000 часть организма, однако от его наличия и особенно недостатка зависит здоровье организма в целом.
В табл. 2 приведены примерные степени проявления определенных геохимических свойств всеми благородными металлами. Если по таким свойствам как литофильность, гидрофильность и атмофильность все они почти одинаковы, то по всем другим свойствам они резко различаются.
Так, например, наиболее сидерофильной является платина; а по халькофильности наиболее

активно серебро; биофильность более всего характерна для золота, а галогенофильность у серебра, тогда как нейтральность (самородное состояние) типична для всех элементов кроме серебра, которое значительно реже встречается в самородной форме.
В своих природных концентрациях, и даже в месторождениях, золото представлено в основном в виде тончайшей вкрапленности, вплоть до метаколлоидных образований, особенно при нахождении в некоторых разновидностях кремнезема (опал, халцедон и др.). В комплексных медно-порфировых и полиметаллических месторождениях золото отлагается от самого начала процессов их образования и вплоть до завершения рудообразования. При этом оно фактически представлено в своих наноминеральных и атомарных формах нахождения как в своих обособлениях, так и в качестве элемента-примеси во многих, особенно халькофильных минералах.
Многообразие синхронного проявления разнообразных форм нахождения золота, особенно по размерам своих выделений, не позволяет во многих случаях установить полное его содержание существующими аналитическими методами. Если в наноминералогии все начинается с минимально-возможной проточастицы конкретного минерального вида, то в наногеохимии все процессы протекают от геохимически активной значимости каждого атома стабильных и нестабильных химических элементов. Для золота, как редчайшего элемента с кларком всего 4 мг/т в породах земной коры (до глубин 20-25 км), даже в условиях образования его весьма значительных эндогенных и экзогенных концентраций, важнейшей проблемой является его нахождение от видимых и даже крупных самородков до наночастиц и менее.


Еще в начале XIX века на Урале при извлечении золота из россыпей 5 различными методами столкнулись с неожиданными результатами. Из одной и той же усредненной массы результаты анализов проб показали от 0,4 до 117 г/т золота. Эти данные приведены специально для убеждения в том, что каждый из методов обнаруживал частично только одну или несколько из многочисленных форм его нахождения.
Несомненно, что при более детальных исследованиях будут выявляться все более новые формы его нахождения. В существующей огромной литературе по золоту, хотя приведены лишь отдельные из них (1-6), обычно отмечаются лишь некоторые из всех этих форм золота.
Наличие или отсутствие того или иного факта в геохимии должно быть подтверждено критериями фактологии, важнейшими из которых являются: объективность, представительность, достоверность, значимость, а также причинность появления факта от его зарождения и до современности. Для большей наглядности все данные (на 2000 г.) о примерном количестве минеральных видов у золота и серебра, а также у платиноидов приведены в табл. 3 и 4, которые и подлежат интерпретации.

Само золото образует в 6-7 раз меньше минеральных соединений с 18 наиболее характерными химическими элементами (от S до Bi), чем серебро. Если у золота и у золота совместно с серебром известно всего около 50 минеральных видов, то только у серебра их около 200. Наиболее контрастными проявлениями геохимических свойств являются: если у серы с золотом всего одно соединение, то с серебром их 58; со свинцом у серебра 24 минерала, а у золота всего 4; с сурьмой у золота 2 соединения, а у серебра их 22; у мышьяка только с серебром 13 минералов и т.д. Эти данные весьма интересны и заслуживают специального рассмотрения.

 

 


Не менее интересны количественные данные по минеральным связям платиноидов с 15 важнейшими элементами.
Так, например, оказалось, что из общего количества минеральных видов с участием платиноидов - 460, почти половина (более 220) приходится на соединения с палладием, который является не только наиболее распространенным из них, но и наиболее геохимически активным.
Из природных геохимических систем важнейшими и для золота, особенно с наноразмерами его частиц, являются следующие: 1) сидерофильная, в которой золото находится в различных формах связей с 7 элементами семейства железа (от титана до никеля), вплоть до образования синхронных с железом включений в кристаллах магнетита и скоплениях гематита; 2) халькофильная система с активными формами нахождения серы и ее аналогов, которая при наличии в ней золота создает либо собственные халькофильные соединения, либо входит в них в форме элемента-примеси. При этом, в связи с более высокой степенью халькофильности серебра, оно нередко обособляется от золота, которое в связи с этим создает свои высокопробные скопления; 3) гидрофильная система, в которой золото находится в своих растворимых формах (хлоридных, азотнокислых и др.). В этой форме в мировом океане находятся миллиарды тонн золота; 4) биофильная система, в которой все элементы, включая и золото, переходят в металлоорганические соединения. Наиболее характерными примерами этого являются уникальные по масштабам и значимости месторождения золота в породах <черносланцевой> формации (Витватерсранд в ЮАР; Мурунтау в Узбекистане и др.); 5) нейтральная система, в которой золото переходит в самородное состояние; 6) галогенофильная система с избытком галогенидов (хлор, бром, йод), которые переводят золото в растворимые формы; 7) атмофильная система также характерна и для золота, которое особенно в соединении с ртутью и селеном при нагревании становится легколетучим. Подобное золото поступает в атмосферу в основном при извержениях вулканов, которые происходят многими сотнями ежегодно.
Наиболее характерными особенностями золота являются: как моноизотоп Au197 имеет период полупревращения (Т) равный 3-1016 лет; оно имеет 5 валентностей - от 1 до 5; для него известно 16 параэлементов (элементы совместного нахождения), а у золота совместно с серебром еще 19 (всего 35).
Кларковые соотношения параэлементов к золоту составляют: с железом - 11625000; с серой - 117500; с углеродом - 57500; с медью - 11750; с мышьяком - 425; с вольфрамом - 325; с ртутью - 21; с серебром - 18, а с теллуром - 0,25. Важнейшие формы нахождения золота - самородная, атомарная, ионная и др. Главнейшими минералами-концентраторами и носителями золота, кроме собственно самородного, как и в сочетании с серебром, являются (в порядке их геохимической значимости): блеклые руды, арсено-пирит, халькопирит, пирит, реже сфалерит и галенит. Эндогенные промышленные концентрации золота известны в 9 гидротермальных и 9 скарновых типах месторождений.
Чаще всего золото находится в очень тесной связи с кремнеземом, обычно в форме кварца. Для золота известны следующие его сочетания с параэлементами: в ультраосновных породах с Ni и Co; в основных и средних по составу - с Fe, Cu, Zn и Mo; в средних и кислых - с Cu, Pb, Zn, U, а в собственно кислых - с Sn и W.
Наиболее устойчивыми пробностями природного золота являются: 280-400 (AuAg3); 640-680 (AuAg); 760-780 (Au2Ag) и 800-900 (Au4Ag). Наиболее распространены следующие формы золота в растворенном состоянии: ионная, коллоидная, хлоридная, металлоорганическая, катионная, атомарная и др.
В наногеохимии золота, с учетом всего разнообразия его форм нахождения в концентрациях, наиболее важной должна быть проблема его нахождения не в одной, а одновременно в нескольких необычных формах, что нередко приводит к его огромным потерям, составляющим до 80% от общего его содержания в руде.
В связи с этим при эксплуатации месторождений, как собственно золотых, так и особенно комплексных по составу (Алмалык), с целью наиболее комплексного извлечения золота, необходимо учитывать все разнообразие его форм нахождения с балансом их распределения в целом на всю руду.
В Периодической системе химических элементов Д.И. Менделеева золото находится в одном вертикальном ряду со своими аналогами, т.е. медью и серебром, что и является одной из причин их частого совместного нахождения.
Золото, хотя и присутствует почти во всех генетических типах месторождений, однако только в некоторых из них возникают его промышленные скопления. Очень часто это зависит в основном от геохимической специализации подстилающих и вмещающих оруденение горных пород, которые, как правило, и являлись его главнейшими источниками.
Среди подобных пород важнейшими следует считать породы первично-обогащенные органическим веществом, а также песчанистые породы. Если вмещающие породы сравнительно просто изучаются в отношении их первичной золотоносности, то подстилающие, особенно глубоко залегающие, следует иметь в виду при прогнозировании оруденения в районе.
Следует считать, что любой объект в геологии непознаваем, если его рассматривать обособленно от его истории, т.е. от зарождения в виде прото-частиц, через их развитие, вплоть до возможных преобразований в иные формы нахождения. Несомненно, что при этом необходим системный анализ и учет масштабности объекта. Общефилософский подход предполагает, что все научные исследования должны учитывать процессы взаимодействий изучаемых объектов между собой на фоне общей системы в целом.
Таким образом, из приведенного краткого рассмотрения проблемы с очевидностью вытекает, что в наногеохимии золота еще много вопросов, требующих своего более детального исследования. Это особенно важно для геохимии золота в связи с тем, что основная его масса в природных концентрациях представлена в виде наноразмерных выделений (10-9 м), как в собственно первичном нахождении, так и возникших в результате различных превращений его многочисленных неустойчивых форм нахождения со многими химическими элементами.
Наиболее характерным для золота является и то, что среди очень многих генетических типов его концентраций, вплоть до образования крупных промышленных месторождений, нет полных аналогов, а в каждом из них имеются свои минералого-геохимические особенности, не позволяющие представить единую для всех схему их изучения и, особенно, комплексного использования.

Список литературы:

1. Бадалов СТ. Геохимические особенности поведения золота в разнообразных рудообразующих системах. // Горный вестник Узбекистана, № 4 (№25), 2005, с. 8-15.
2. Гаврилов А.М. О сингенетичном с сульфидами характере тонко дисперсного золота на золоторудном месторождении Бакырчик // Тр. ЦНИГРИ, в. 96,ч. 1, 1971.

3. Геохимия золота // Сб. статей. АН СССР, Владивосток, 1978, 135 с.
4. Звягинцев О.Е. Геохимия золота // Изд-во АН СССР, М.-Л., 1941.

5. Конеев Р.И. Наноминералогия золота. С.-П., DELTA, 2006, 218с.
6. Павлова З.Н., Левин В.Л., Тасов Б.М. О новых формах нахождения золота и висмута в медно-золоторудном месторождении Казахстана. // Изв. АН КазССР, сер. геол., № 3, 1991.
7. Пирназаров М.М., Колоскова СМ. Золотоносные рудно-геохимические системы Шаваз-Дукентского грабена. // Ташкент, 2007, 96 с.
8. Плещенко И.В., Малахова Н.А. Распространение редких и рассеянных элементов и драгоценных металлов в девонских отложениях Алмалыкского района. // В тез. "Современные проблемы развития минерально-сырьевой базы Республики Узбекистан", Ташкент, 2001. С. 177-179.
9. Shui He Mao. Occurrence and distribution of invisible gold in a Carlin-type gold deposit in China // Amer. Mineralogist, v. 76, 1972, c. 1964-1972.
10. Wells J.D., Mullens T.E. Gold-bearing arsenian pyrite determined by microprobe analysis, Cortez and Carlin gold mines Nevada // Economic Geology, 1973, vol. 68, N 2, 187-201.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

27308. Правила предоставл гост услуг 28.5 KB
  Осн понятия: гостиница имущ комплекс для предоставл гост услуг потреб гражд имеющ намерения заказ исп услугу исполн оказ услуги потреб по договору. Исполн обязан довести до сведения фирм наим адрес и режим работы своевр предоставл инф об услугах порядке прожив правил пож безоп и польз быт приборами предоставл льгот категориям граждан заключить с потреб договор не вправе оказ доп услуги без согласия потреб цена номера и форма оплаты также устан исполн плата за прожив в гост устан в соотв с единым расч часом 12 ч при размещ до...
27309. Правовые аспекты взаимод клиента и турпредпр 28 KB
  10 ФЗ №132 реализация тур продукта осущ на основе договора между турфирмой и туристом. Конкретный заказ имеет форму предварит договора заключ такого договора регул ст. Предварит договор должен содержать условия позвол устан предмет а также др существ условия основного договора. условия договора определены заранее одной из сторон а др сторона либо полностью принимает эти условия либо отвергает их.
27310. Предприятия туроператоры и турагенты 27.5 KB
  По виду деятельности аМассового рынка продажа в места массового туризма бСпециализированные специализируются на определенном турпродукте или сегменте рынка: ТО специального интереса ТО специального места назначения ТО определенной клиентуры ТО специального места размещения ТО определенного вида транспорта 2.Подготовка подбор и назначение на маршруты специального персонала 7.
27311. Процесс принятия управленческого решения 24 KB
  Этап реализации и оценки Уяснение проблемы сбор инф анализ инф выяснение актуальности инф опред усл при которых проблема решаема Составление плана решения разработка альтер решений сопоставление с ресурсом оценка альтер вариантов разработка детального плана решения Выполнение решения доведение решения до конкретного исполразработка мер поощрений и наказаний контроль за выполнением решения.
27313. Реформаторы мировой индустрии гостеприимства 30.5 KB
  Конрад Хилтон – в 1919 купил отель стоявший без дела и превращает его в наст гостиницу в 1925 открыл первый Хилтон отель. В 1949 – первый Хилтон отель за рубежом. Сегодня отели Хилтон есть почти во всех странах. Успех сети отелей Хилтон – инновации в области сервиса и маркетинга принцип децентрализации руководства у каждой службы отеля – свой руководитель максимальная прибыль при минимальных площадях лотки с товарами 1000 мелочей.