Блог

Белогуб Е. В., Новоселов К. А., Котляров В. А.. Фадина И.Б.
МИНЕРАЛЫ СИСТЕМЫ Au-Ag-Hg ИЗ ЗОН ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО УРАЛА

МИНЕРАЛЫ СИСТЕМЫ Au-Ag-Hg ИЗ ЗОН ОКИСЛЕНИЯ СУЛЬФИДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЮЖНОГО УРАЛА

Е. В. Белогуб¹, К. А. Новоселов¹, В. А. Котляров¹, И. Б. Фадина²

¹Институт минералогии УрО РАН, Миасс,

 ²ЗАО НПФ Башкирская золото-добывающая компания, Россия

На Урале находки ртутьсодержащих золота и серебра известны давно. Для гипогенных руд колчеданной, родингитовой и золото-сульфидно-кварцевой формаций описаны ртутистое золото и ртутистый электрум, содержащий до 13 мас. % ртути и 43–61 мас. % золота [2, 5]. В колчеданных месторождениях, по данным П. Я. Яроша, В. М. Мурзина, И. В. Викентьева, максимальные концентрации ртути характерны для низкопробного (450–530) золота – электрума. Часто ртутьсодержащее золото формирует прожилки в более высокопробном рудном золоте. Было установлено, что для ртутистого золота из гипогенных руд наблюдается прямая корреляция между содержаниями серебра и ртути [2, 5]. Ртутистое серебро, содержащее до 34.1 мас. % ртути, опиcано К. Н. Котовым в наиболее поздней гипогенной минеральной ассоциации, распространенной в измененных риолитах на уран-серебро-редкоземельном рудопроявлении [4].

Ртутистое золото и амальгамы золота из зон окисления и кор выветривания на Урале исследовались В. В. Мурзиным с соавторами [6, 7]. Ртутистое серебро в гипергенных ассоциациях для Урала не описано, несмотря на довольно широкое распространение в этой обстановке серебра без примесей.

Отработка новых объектов и выполнение сопутствующего минералогического анализа окисленных руд позволили получить новую информацию о ртутьсодержащих золоте и серебре на Урале. Находки связаны с зонами окисления двух различных формационных типов месторождений: золото-полиметаллического и колчеданного. На золото-полиметаллических месторождениях Муртыкты (Западная зона) и Ик-Давлят (Учалинский район, Башкортостан) установлены ртутистое золото и амальгамид серебра, близкий к шахнериту [1], которые обнаружены в пробах из карьера с глубин порядка 20–30 м от поверхности, что исключает техногенное загрязнение ртутью. Ртутистое серебро также найдено в зоне окисления Осеннего медноколчеданного месторождения.

В статье использована терминология, предложенная В. И. Васильевым [2]: амальгамидом называется интерметаллид металла и ртути, характеризующийся структурой, отличной от структуры чистого металла, амальгамой – жидкий раствор металла в ртути. Определение «ртутистый» указывает на изоморфную примесь ртути, не приведшую к изменению симметрии структуры металла-хозяина.

Ртутистое золото обнаружено в тяжелом концентрате, полученном из лимонитизированной кварц-иллитовой золотоносной породы, выполняющей секущую зону в серицитизированных и хлоритизированных вулканомиктовых алевропесчаниках Западной зоны месторождения Муртыкты. В минеральном составе концентрата, помимо обычных для этой группы месторождений [1] рутила, пирита и псевдоморфоз гетита по пириту, было обнаружено два типа золотин. Основное количество золотин размерами от 0.2 до 0.6 мм было представлено ярко-желтыми комковатыми выделениями, тонкими пластиночками в срастании с кварцем или гетитом. Золото содержит примесь серебра до 8.95 мас. % (Au_0.84Ag_0.16), зональность не выявлена. Второй тип золотин представлен хрупкими дендритовидными зернами до 0.8 мм по удлинению, светло-желтого цвета с зеленоватым оттенком. По составу золотины зональны: оторочка мощностью 5–7 мкм содержит до 28.79 мас. % ртути, в центральной части ртути нет (табл. 1). В отраженном свете хорошо видно, что обогащенные ртутью участки образуют прерывистую оторочку и секущие зоны, характеризуются пористой структурой, зеленоватым оттенком и несколько меньшей отражательной способностью, чем реликтовое самородное золото, что полностью соответствует закономерностям, описанным В. В. Мурзиным и А. А. Малюгиным [6]. Согласно этим авторам, содержания ртути в гипергенных каймах достигают 30 мас. %, а содержания серебра уменьшаются по сравнению с реликтами первичного золота в несколько раз из-за его выноса при амальгамации.

В ртутистом золоте Западной Зоны содержания серебра в безртутной центральной части и ртутистой оторочке отличаются незначительно, что может указывать на его гипогенное происхождение.

Амальгамид серебра, предположительно шахнерит, был обнаружен на месторождении Ик-Давлят в тяжелом концентрате пробы из кварц-иллитовых руд в составе зональных гетитовых почек совместно с высокопробным золотом [1]. Минерал образует вытянутые выделения в гетите размером до 10 мкм, в отраженном свете характеризуется кремовато-желтым цветом, высокой отражательной способностью, низкой твердостью, изотропен или слабо анизотропен. На изображении во вторично рассеянных электронах амальгамид серебра менее контрастен по сравнению с золотом. В составе амальгамида отмечаются незначительные примеси железа, меди, золота (табл. 2). Расчитанная формула близка к шахнериту Ag_1.1Hg_0.9 [2]. Примечательно, что в той же зоне гетитовой почки одновременно с амальгамидом серебра присутствует высокопробное золото Au_0.98Ag_0.01Cu_0.01.

Ртутистое серебро было найдено в зональных куприт-тенорит-малахитовых агрегатах из «железной шляпы» Осеннего медноколчеданного месторождения (Оренбургская обл.). Серебро образует угловато-округлые выделения до 15 мкм в куприте, в отраженном свете изотропно, имеет зеленовато-желтый оттенок, что вообще характерно для серебра, загрязненного примесью ртути [2, 6]. Химический состав довольно постоянен: в таблице 2 представлены анализы для различных зерен, заключенных в изолированных друг от друга сростках куприта. Помимо ртутистого серебра, в куприте наблюдаются реликтовые выделения самородной меди, свободной от примесей.

Известна способность ртути растворять в себе благородные металлы с образованием жидких амальгам и твердых амальгамидов. В системе Au-Hg экспериментально установлены α-, α_1­­­– и ζ-фазы переменного состава, фаза Au₂Hg постоянного состава и множество метастабильных фаз с разными соотношениями ртути и золота [8]. В системе Ag–Hg синтезированы кубические (α- и γ-) и гексагональная или ромбическая (β-) фазы [2]. Для тройной системы Hg-Ag-Au фазовая диаграмма не разработана.

В синтезированной кубической α-модификации ртутистого золота предельное содержание ртути составляет 19.8 ат. % при 419 °С и 16.7 ат. % при 20 °С, ртутистого серебра – 52.4 %. В обеих бинарных системах Au-Hg и Ag-Hg при повышении содержания ртути возникают упорядоченная гексагональная или ромбическая фаза – интерметаллид [2].

Природное ртутистое золото и амальгамиды золота исследованы несистемно. Несмотря на большое количество микрозондовых анализов, данные о структуре, физических и химических свойствах ртутистого золота весьма отрывочны. Имеются данные о надкритическом содержании ртути в природных сплавах – до 26.9 мас. % [2]. В современной минералогической номенклатуре указаны γ-Au₂Hg₃ и вейшанит (Au,Ag)Hg, хотя в литературе описаны также β-амальгамид Au₃Hg,к которому ближе всего по составу описанное ртутистое золото с месторождения Муртыкты (Западная зона), а также еще несколько фаз.  

В природных условиях β-фаза ртутистого серебра представлена гексагональным шахнеритом и ромбическим псевдогексагональным парашахнеритом с диапазоном содержаний ртути 58.88–65.03 мас. %. Кубический мошеллансбергит (γ-фаза) содержит 70–73 % ртути [2]. По составу амальгамид серебра Ик-Давлята ближе всего к шахнериту.

Нахождение описанных выше минералов в зоне окисления с типичными минеральными ассоциациями свидетельствует в пользу их гипергенного происхождения. Механизм возникновения минералов, по-видимому, может быть различным.

Эксперимент, поставленный с целью отделения продуктов техногенной амальгамации золота от природных составов, показал, что при лабораторной амальгамации содержания ртути и серебра не обнаруживают присущей природным продуктам корреляции. Напротив, при кислотном удалении избытка ртути с лабораторных образцов серебро удалялось с большей интенсивностью [6]. Таким образом, рассмотренное выше ртутистое золото может быть продуктом природной амальгамации в результате разложения первичных ртутьсодержащих минералов (для группы Муртыктинских месторождений – наиболее вероятны сфалерит и блеклые руды), но без последующего кислотного выщелачивания серебра.

Происхождение амальгамида серебра Ик-Давлята, ассоциирующего с высокопробным золотом, вероятно, обязано кристаллизации из растворов, т. к. в случае амальгамации должны были бы возникнуть обычные в природе тройные соединения (Au,Ag,Hg) [2].

Формирование ртутистого серебра на Осеннем месторождении, по нашему мнению, произошло в результате замещения самородной меди купритом, обладающем низкой изоморфной емкостью как по отношению к ртути, так и по отношению к серебру. 

Работа выполнена в рамках программы ОНЗ РАН «Фундаментальные проблемы геологии, условия образования и принципы прогноза традиционных и новых типов крупномасштабных месторождений стратегических видов минерального сырья» (проект: Глобальное сравнение рудных фаций крупных колчеданных месторождений) при поддержке РФФИ (07-05-00824, 05-05-64532) и Минобразования РФ (РНП.2.1.1.1840).

Литература 

1. Белогуб Е.В., Новоселов К .А., Котляров В. А., Фадина И.  Б. Минералогия окисленных руд золото-полиметаллического месторождения Ик-Давлят (Южный Урал) // Зап. РМО. 2006. № 6. С. 35–43.
2. Васильев В. И.Минералогия ртути. Ч.1. Новосибирск: Изд-во «ГЕО» СО РАН, 2004. 150 с.
3. Викентьев И. В.Условия формирования и метаморфизм колчеданных месторождений. М.: Научный мир, 2004. 344 с.
4. Котов К. Н.Ртутьсодержащее серебро и минеральные ассоциации уран-серебро-редкоземельного рудопроявления // Новые и малоизученные минералы и минеральные ассоциации Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР, 1986. С. 117–118.
5. Минералогия Урала. Элементы. Карбиды. Сульфиды. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1990. 390 с.
6. Мурзин В. В., Малюгин А. А.Типоморфизм золота зоны гипергенеза (на примере Урала). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1987. 96 с.
7. Мурзин В. В., Покровский П. В., Молошаг В. П.Ртуть в самородном золоте Урала и ее типоморфное значение // Геол. рудн. месторожд., 1981. №4. С. 86–91.
8. Okomoto H., Massalski T. B.The Au-Hg (Gold-Mercury) system // Bull. AlloyPhasediagram, 1989. V. 10. № 1. P. 50–58.

                                                                                                                       Таблица 1

Химический состав ртутистого золота из месторождения Муртыкты, Западная Зона

Примечание. РЭММА-2М с EDAX, аналитик В. А. Котляров, ИМин УрО РАН. Номера анализов со штрихом – оторочка зерна, без штриха с тем же номером – центральная часть.

                                                                                                          Таблица 2

Состав шахнерита (?) и ртутистого серебра из месторождений Ик-Давлят (1-3) и Осеннего (4-6), мас. %

Примечание. РЭММА-2М с EDAX, аналитик В. А. Котляров, ИМин УрО РАН. Н.о. – элемент не определялся, прочерк – не обнаружен.