"НЕВИДИМОЕ" ЗОЛОТО В СИНТЕТИЧЕСКИХ И ПРИРОДНЫХ КРИСТАЛЛАХ АРСЕНОПИРИТА (ВОРОНЦОВСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ, СЕВЕРНЫЙ УРАЛ)

Abstract

В рудах гидротермальных месторождений золото часто рассеяно в “невидимой” форме в наиболее распространенных минералах системы Fe-As-S. Предполагается, что форма нахождения “невидимого” Au может быть неструктурной (наноразмерные включения металла и его соединений) и химически связанной (изоморфное замещение). Целью работы является определение диапазона концентраций “невидимого” Au, формы его нахождения в арсенопирите FeAsS и условий, которые способствуют образованию золотоносного арсенопирита, путем изучения синтетических и природных кристаллов (Воронцовское месторождение, Северный Урал, тип Карлин). Синтез кристаллов арсенопирита выполнялся c использованием ампульной методики в эвтектическом расплаве хлоридов щелочных металлов и Al при стационарном температурном градиенте, температура на холодном конце ампулы 400-500°С. Химический состав арсенопирита изучался методом рентгеноспектрального микроанализа. Состав синтезированного нами арсенопирита варьировал в пределах (ат.%): по содержанию Fe от 32.6 до 34.4, по As от 30.0 до 36.5, по S от 29.4 до 36.0. Содержание Au в арсенопирите изменяется от предела обнаружения (<45 ppm) до 3 мас.%. Полученные данные по составу синтетических кристаллов сравнивались с теоретическими трендами, рассчитанными для разных форм нахождения Au. Установлено, что наклон линий тренда, построенных по результатам усредненных определений составов арсенопирита, весьма близок к теоретической линии изоморфного замещения Au ↔ Fe. Это позволяет полагать, что при параметрах опытов образовывался изоморфный твердый раствор, в котором Au находилось в позиции Fe. В целом все данные, полученные нами для образцов синтетических и природных арсенопиритов, показывают сильную отрицательную корреляционную связь между содержаниями Au и Fe, что подтверждает образование твердого раствора с Au в катионной позиции. Кроме того, наблюдается более слабая прямая корреляция Au-As: более высокие концентрации Au характерны для мышьяковистого (As/S (ат.%) > 1) и близкого к стехиометричному арсенопирита, в то время как в сернистом арсенопирите содержание Au не превышает 0.25 мас.%. В природном арсенопирите эта зависимость проявляется не только на локальном уровне в пределах одного зерна, но и в целом на месторождении: поздний, более мышьяковистый арсенопирит, образовавшийся при более низких температуре и летучести серы (T = 250-370 °C, lg f S2 = -12 ÷ -17), является более золотоносным по отношению к раннему (T = 270-400 °C, lg f S2 = -7 ÷ -9). Сравнение полученных данных с литературными показывает, что рост содержаний Au в арсенопирите с увеличением мышьяковистости и снижением содержания Fe является общей чертой руд месторождений типа Карлин. Мы полагаем, что в отличие от обратной корреляционной связи Au - Fe, корреляция Au - As с точки зрения кристаллохимии неочевидна и может быть обусловлена внешними по отношению к арсенопириту факторами - разницей в составе рудообразующих гидротермальных растворов и летучести серы.