Блог

Авторами изучены Те-содержащие блеклые руды (голдфилдиты) из золоторудных эпитермальных месторождений Прасоловское (о. Кунашир), Озерновское (Камчатка) и Елшица (Среднегорие, Болгария). Сканирующая электронная микроскопия и микрозондовый анализ (Jeol-5900-LV-SEM, LEO-1455-VP, Cameca-SX-50, Музей Естественной Истории, Лондон) выявили два типа осцилляторной зональности, которые встречаются как совместно, так и независимо друг от друга [Плотинская и др., 2005, Plotinskaya et al., 2005].

Зональность 1-го типа – гетерофазная – развита достаточно широко и заключается в периодическом чередовании полос различного минерального состава в пределах крупных (до 1–3 мм) агрегатов голдфилдита. На месторождении Елшица – это чередование полос As-голдфилдита (As около 1 форм. ед.) с полосами Te-теннантита (Те не более 1 форм. ед.) насыщенного микро- и нано- размерными включениями самородного Те, а иногда – с мономинеральными полосами самородного Те; на месторождении Прасоловское – это наличие “цепочек” зерен гессита по периферии зерен голдфилдита (Те от 1.8 до 2.5 форм. ед., Sb:As от 3:4 до 1:5). Периодическая смена голдфилдита парагенезисом теннантит+самородный Te, сформировавшая гетерофазную зональность, происходила согласно реакции:

1.2 Cu₁₀Te₄S₁₃ + 4 As(OH)⁰₃ <=> Cu₁₂As₄S₁₃ + 4.8 Te⁰ + 2.6 H₂S + 3.4 H₂O + 4.3 O₂,

то есть при понижении активностей H₂S и O₂ в растворе. Аналогично протекают реакции с образованием зональности голдфилдитó теннантит (тетраэдрит)+теллуриды. Периодические колебания активности H₂S и фугитивности O₂, вызваны, скорее всего, автоколебательными процессами: когда кристаллизация голдфилдита приводила к снижению aH₂S и fO₂ в растворе до определенного предела, то система, восстанавливая равновесие, стремилась повысить aH₂S и fO₂, и кристаллизовался теннантит с самородным Те или теллуридами. Таким образом, процессы самоорганизации контролируют переход полезных компонентов руд из связанной формы в свободную и наоборот (например, Te⁴⁺ ó Те⁰) и играют при этом не менее важную роль, чем изменения физико-химических условий минералообразования.

Осцилляторная зональность 2-го типа – гомофазная (или монофазная) – встречается спорадически в единичных минеральных зернах и выражается в периодических колебаниях содержаний Те в голдфилдите. Так, на месторождении Озерновское содержания Те варьируют от 1.25 до 2.5, As – от 0.75 до 1.63, и Sb – от 0.86 до 1.33 форм. ед. с периодом колебаний 20–50 мкм. На месторождении Елшица содержания Те колеблются от 2.3 до 3.2, а As – от 1.8 до 0.7 форм. ед. с периодом от 2–3 до 10 мкм. Наиболее вероятной причиной возникновения такой зональности представляются процессы самоорганизации в зоне роста кристалла, вызванные тем, что скорость адсорбции Те растущей гранью кристалла превышает скорость диффузии Те в растворе [Meyer, 1984, Ortoleva, 1987]. Важно отметить, что в экспериментальных работах, посвященных синтезу кристаллов с гомофазной осцилляторной зональностью [Reeder, 1990] отмечается, что в кристаллах, растущих из раствора, осцилляторная зональность образуется при условии, что раствор не перемешивают. Тогда наличие такой зональности в природных кристаллах может служить индикатором стабильных условий минералообразования, которые достаточно редки в эпитермальных обстановках.

Работа выполнена при поддержке Музея Естественной Истории (программа CERCAMS), проекта РФФИ № 04-05-64407, программы ОНЗ РАН “Наночастицы в природе” и Фонда содействия отечественной науке.