ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕРАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЗОЛОТА В ПРОЦЕССЕ УДАРНО-ВОЛНОВОЙ НАГРУЗКИ ПИРИТ-КВАРЦЕВОЙ СМЕСИ (С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РАДИОНУКЛИДА 195AU)

Abstract

Для изучения поведения и распределения золота в породах при импактном воздействии проведен эксперимент по ударно-волновому деформированию золотосодержащей пирит-кварцевой (Py-Q-смеси по методике импульсного воздействия на порошковые материалы (P >10-15 ГПа, T> 2000 K). Использовалось цилиндрическое взрывное нагружение пористой смеси, которое обеспечивало, вследствие Маховского отражения ударных волн, уникальное соседство области высокого динамического давления и температуры, с сильно деформированной периферийной областью с меньшей температурой и плотностью, которая включает зоны локализованных сдвигов. Это создает благоприятные условия для возникновения пара в центральной зоне и его перераспределения в окружающем материале, а морфологические особенности сильно деформированной периферийной области способствуют диффузии пара. Этот процесс эффективно переносит золото в направлении перемещения волны Маха, выражаясь в значительном увеличении его концентраций на дне контейнера. Комплексом методов, включая метод бета-авторадиографии, было выявлено неоднородное, зональное распределение золота в уплотненном компактите Py-Q-смеси в вертикальном и горизонтальном направлениях. В вертикальном разрезе выделяются два максимума концентраций золота: на уровне возникновения расплава и на дне контейнера, с наибольшим количеством силикатного расплава. В горизонтальных сечениях распределение имеет волновой характер до уровня появления расплава, а ниже - описывается параболической кривой с максимумом в центре и минимумом около стенок контейнера. Значительная часть золота в процессе ударной нагрузки переходит в газовую фазу, вероятно в атомарной и ионной формах или в соединении с серой, и осаждается в виде “рассеянного” золота (атомарное, кластеры, наночастицы) на всех минералах смеси (кварц, пирит). Максимальные концентрации золота в компактите определены в кремнистом расплаве. Золото испарялось в течение взрывного нагружения в волне Маха, свидетельствуя о том, что трансформация кинетической энергии во внутреннюю во фронте ударной волны происходила очень неоднородно, преимущественно по поверхности частиц. Механизм перераспределения золота в осевом направлении связан с испарением золота во фронте ударной волны Маха и распространением пара (или даже его струйным впрыскиванием) впереди фронта ударной волны Маха в радиальном направлении.