ПОВЕДЕНИЕ НАНОЧАСТИЦ ЗОЛОТА НА МЕЖФАЗНОЙ ГРАНИЦЕ КВАРЦ-СЕЛЕНИДЫ МЕДИ И ЖЕЛЕЗА ПРИ ТЕМПЕРАТУРЕ 450 °С И РАЗНОЙ АКТИВНОСТИ СЕЛЕНА

Abstract

На основе данных структурного и фазового анализов рассмотрено поведение наночастиц (НЧ) Au при формировании межфазных границ между кварцем и селенидами меди и железа во время отжига при температуре 450 °С и разной активности селена: lgfSe2 = –2.4 при буфере расплавленного селена и lgfSe2 = –3.15 по показаниям индикаторной минеральной смеси g-Fe1-хSe и d-Fe1–хSe. В двух сериях экспериментов использовались контрастные текстурные особенности (нано- и микросостояния) исходных металлических фаз, которые позволяли построить 2D и 3D модели межфазных границ. В первом случае на кристаллы кварца размером менее 40 мкм магнетронным напылением наносились тонкие слои из НЧ золота (толщиной ~ 30 нм), железа (толщиной ~ 50 нм) и меди (толщиной ~ 50 нм), т. е. все металлы находились в наноразмерном состоянии. Во втором случае железо, медь и селен (в стехиометрии эскеборнита — CuFeSe2) вводились в систему в виде порошковых материалов микронных размеров (1—10 мкм). Золото по-прежнему оставалось в виде НЧ на поверхности кварца. Продукты термического отжига исследовались методами рентгенофазового (РФА) и рентгеноструктурного (РСА) анализов, сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии (РФЭС). Проведенное исследование показало, что вне зависимости от активности селена отжиг НЧ Au приводит к частичному укрупнению частиц (до субмикронных размеров) по механизму самосборки (распределение частиц Au по размеру соответствует логнормальному закону с максимумом, смещенным в сторону меньших размеров), причем золото остается в металлическом состоянии. 2D модель межфазной границы представляет собой минеральную смесь селенидов меди (Cu2Se), железа (g-Fe1-хSe) и островков субмикронных частиц золота, образовавшихся на поверхности кварца. ЗD модель межфазной границы характеризуется тем, что частицы Au концентрируются в основном уже в эскеборните, а не на поверхности кварца. Причем НЧ локализуются в порах мезопористого эскеборнита, а субмикронные частицы размером ~ 200 нм и более вытесняются на поверхность частиц эскеборнита. На основе полученных данных сформулированы типоморфные признаки участия НЧ Au в рудообразующих процессах формирования и развития золоторудных месторождений.