Талганское колчеданное месторождение находится в Верхнеуральском районе Челябинской области. В геолого-структурном отношении месторождение располагается в пределах Узельгинского рудного поля Восточно-Магнитогорской структурно-металлогенической подзоны [3]. Оно сложено породами среднего и верхнего девона.Среднедевонские отложения представлены контрастной риолит-базальтовой карамалыташской свитой (D₂ef–gv₁) и вулканогенно-осадочной улутауской свитой (D₂gv₂); верхнедевонские – вулканогенно-осадочной колтубанской свитой (D₃fr).

Рудные тела Талганского месторождения приурочены к кислой толще карамалыташской свиты, они не выходят на поверхность и залегают на глубинах 100–270 м. Основные рудные минералы – пирит, халькопирит, сфалерит; второстепенные – блеклая руда, галенит, борнит, гематит. Редко встречаются халькозин, марказит, арсенопирит. Из собственных минералов благородных металлов на месторождении предыдущими исследователями выявлены: гессит (Ag₂Te), самородное золото и серебро, штромейрит (CuAgS) петцит (Ag₃AuTe₂), монтбрейит (Au₂Te₃), электрум, кюстелит [5, 6, 7].

Руды этого месторождения обогащены полиметаллами, золотом (2–3 г/т) и серебром (100–150 г/т) по сравнению с соседними месторождениями Узельгинского рудного поля. Благородные металлы присутствуют в колчеданных рудах в следующих основных видах: микрообособления (от 1–100 мкм и более) собственных минералов в сульфидах (самородное золото, теллуриды и другие соединения Au и Ag) и «невидимое» (тонкодисперсное, субмикронное) золото и серебро в сульфидах. Проблема нахождения Au в сульфидах, несмотря на многолетние исследования, до сих пор остается нерешенной (С. А. Юшко, И. Н. Масленицкий, Н. В. Петровская, Т. Н. Шадлун, В. В. Беренгилова, Н. С. Бортников, А. Г. Злотник-Хоткевич, Г. Н. Пшеничный, И. В. Викентьев, N. Cook, S. L. Chryssoulis, A. Larocque и др.). Самородная форма нахождения золота в колчеданных рудах Урала впервые установлена в 1936 г., но в связи с малой распространенностью остается в центре современных исследований [1].

«Невидимое» золото. Для колчеданных месторождений повышенные концентрации золота отмечаются в рудах с реликтовой колломорфной текстурой, сложенных в основном пиритом. Автором были исследованы микропримеси благородных металлов в различных типах руд, отобранных из различных участков наиболее крупных (1 и 2) рудных тел Талганского месторождения. По полученным данным нейтронно-активационного анализа (аналитик А. Л. Керзин, ИГЕМ РАН) в пробах с максимальными концентрациями Au и Ag был исследован состав рудообразующих сульфидов. Для пирита установлены наиболее высокие содержания благородных металлов. По результатам исследования 11 проб установлено, что повышенные концентрации Au (2–9.6 г/т) и Ag (100–400 г/т) характерны для пирита ранней генерации. Пирит с максимальными содержаниями благородных металлов характеризуется повышенным содержанием мышьяка 1.2 мас. %. В ассоциирующем с ним кристаллически-зернистом пирите концентрации Au и As на порядок меньше. Пирит, благодаря большому электродному потенциалу, является преимущественным осадителем золота из растворов. Положительно заряженная поверхность кристалла пирита сорбирует комплексные ионы золота. Вхождение мышьяка в пирит усиливает сорбционно-коллекторскую емкость последнего относительно золота [4].

Самородное золото. В колчеданных рудах Талганского месторождения минералы благородных металлов встречается редко, при изучении под микроскопом сульфидных руд обнаружено несколько микрообособлений самородного золота размером от 5 до 25 мкм. В единичном случае обнаружено сравнительно крупное выделение, достигающего 100 мкм. Самородное золото установлено в различных ассоциациях со всеми главными рудообразующими сульфидами.

Наиболее часто самородное золото встречается в полисульфидных прожилках в агрегатах пирита (образцы Тл-31а, Тл-39 в табл.). По прожилкам развиваются халькопирит, блеклая руда и реже галенит. Не исключено, что одна из причин перехода золота в видимое состояние – это именно вынос из пирита руд мышьяка, связываемого потом в теннантит [2]. Мелкие изометричные золотины (около 5 мкм) с ровными краями обнаружены в центральных частях таких прожилков, в виде включений в других сульфидах. Более крупные его зерна полностью выполняют отдельные участки прожилка, за счет чего имеют вытянутую форму, достигая в длину 15 мкм, по толщине не превышая 4 мкм (рис. 1).

Наиболее крупные выделения самородного золота встречены в халькопиритовом скоплении в густовкрапленных существенно пиритовых рудах (образец Тл-30, табл.). Включения самородного золота, отличаются по размерам и морфологии и представлены ксеноморфным микрообособлением (25 мкм) с зубчатыми краями, каплевидным (15 мкм) и амебообразным (100 мкм) с ровными краями (рис. 2). Все обнаруженные золотины приурочены к скоплениям нерудных минералов в халькопиритовом гнезде.

Встречено также самородное золото в сфалерите с эмульсиевидными включениями халькопирита в массивной неравномернозернистой халькопирит-пирит-сфалеритовой руде (образец Тл-143 в табл.). Золотина размером около 20 мкм имеет каплевидную форму с зубчатыми краями и приурочена к тонкому прожилку блеклой руды.

Обнаружено самородное золото и в мелкозернистом агрегате раннего пирита, слагающего вкрапленную серно-колчеданную руду (образец Тл-28, табл.). Зерно самородного золота изометричное с ровными краями, размер около 15 мкм. Этот случай является редким для колчеданных месторождений Южного Урала: чаще всего в подобных пиритовых слабо преобразованных рудах золото присутствует в «невидимой» форме, не образуя самостоятельных выделений [1, 2].

Автором были исследованы выделения самородного золота с помощью сканирующего электронного микроскопа с энергодисперсионной приставкой Jeol (аналитик А. В. Мохов). Содержания золота колеблются от 61.32 до 99.12 мас. %, серебра – от 17.58 до 29.12 мас. %, примеси: Cu до 8 мас. %, Fe до 5.18 мас. % и Zn до 3.57 мас. % (табл.). Наименьшее количество примесей характерно для каплевидного микровключения самородного золота в халькопиритовом агрегате (Тл-30, анализ № 7, табл.).

Таблица

 

Состав самородного золота Талганского месторождения (мас. %)

 

Примечание: обр. Тл-31а отобран на южном фланге 2 р.т. в кровле залежи; Тл-39, Тл-30, Тл-28– южный фланг 1 р.т., кровля; Тл-143 – центральная часть 2 р.т., подошва; анализы №1, 13 сделаны в условиях низкого вакуума, без напыления.

 

Выявленное повышение содержаний примесей от центра к краям зерен, вероятнее всего, связано с захватом при анализе элементов из сульфидной матрицы за счет уменьшения толщины золотины. Например, в микрообособлениях самородного золота в сфалерите и пирите наблюдается повышение к краевым частям содержаний Zn и Fe соответственно (Тл-143, Тл-28). В целом пробность самородного золота Талганского месторождения составляет 680–800.

Как уже отмечалось ранее, золото в самородной форме имеет небольшую распространенность в колчеданных рудах слабо преобразованных месторождений Южного Урала [1, 2]. Талганское месторождение относится именно к такому типу. Присутствие выделений самородного золота в ассоциациях с различными рудообразующими минералами во всех промышленных типах руд является отличительной особенностью изучаемого месторождения по сравнению с другими месторождениями Узельгинского рудного поля.

Исследования выполнены при финансовой поддержке РФФИ (проект 04-05-65040).

 

1.      Викентьев И. В. Состав самородного золота в колчеданных рудах Урала // Доклады РАН, 2003. Т. 393. № 5. С. 659–663.

2.      Викентьев И. В. Условия формирования и метаморфизм колчеданных руд. М.: Научный мир, 2004. 344 с.

3.      Медноколчеданные месторождения Урала: геологические условия размещения / В. А. Прокин, В. М. Нечеухин, П. Ф. Сопко и др. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. 288 с.

4.      Павлишин В. И., Жабин А. Г., Китаенко А. Э. Типоморфизм и поисково-оценочное значение пирита (пиритометрический метод в минералогии). Киев: УкрГГРИ, 2004. 160 с.

5.      Пшеничный Г. Н. Текстуры и структуры руд месторождений колчеданной формации южного Урала. М.: Наука, 1984. 208 с.

6.      Сафина Н. П., Аюпова Н. Р. Золото в сульфидных рудах Талганского медно-цинково-колчеданного месторождения (Южный Урал) // Минералогия Урала. Том 2. Минералогия месторождений и руд Урала. Физика минералов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 7–10.

7.      Ярош П. Я., Буслаев Ф. П. Структуры руд и история формирования рудных агрегатов Узельгинского месторождения. Свердловск: УНЦ РАН СССР, 1985. 100 с.

 

Рис. 1. Выделение самородного золота, теннантита и галенита в прожилке, секущем пирит. обр. Тл-39. Au – самородное золото, Тен – теннантит, Гал – галенит, Пи – пирит.

Рис. 2. Ксеноморфное выделение самородного золота в халькопирите. обр. Тл-30. Au – самородное золото, Хп – халькопирит.