Введение к работе
Актуальность темы определяется в первую очередь пристальным вниманием к изучению тонких фаз золота в рудах разрабатываемых месторождений, что непосредственно связано с задачей оптимизации процесса извлечения золота и разработки новых технологий переработки таких руд. Не менее важно экспериментальное исследование тонкого и ультратонкого золота, обусловленное требованиями создания новой теоретической базы для совершенствования методов поисков и разведки новых объектов данного типа. Результаты изучения посткристаллизационных преобразований золота, характерных практически для всех месторождений, дают ключ к пониманию процессов формирования наиболее богатых и простых в переработке руд. Они представляются весьма важными при обосновании прогнозной оценки месторождений.
Объекты и методика исследований. В основу диссертации положены результаты исследований, проведенных автором в 1988 - 1997 гг. В качестве объекта изучения выбраны руды золото-серебряных месторождений Охотско-Чукотского пояса (Северо-Восток России), которые представляют собой типичные малоглубинные образования, характеризующиеся сложной морфологией агрегатов самородного золота. Здесь широко развиты его тонкие частицы размерами от долей микрометра, а также разнообразные срастания. В рамках проведенных работ было изучено самородное золото из месторождений Кубака, Карамкен, Джульетта, Агатовское с использованием комплекса современных минералогических методов, и проведено моделирование гидротермальных процессов кристаллизации и последующего перераспределения золота в кварцевых и кварц-силикатных агрегатах.
Для решения поставленных задач:
1) проводились эксперимены по осаждению золота в гидро
термальных условиях на поверхности природного и синтетического
кварца с предварительным определением структурных характеристик
материала подложки;
-
исследовался характер концентрирования золота на синтетическом кварце в зависимости от степени его динамического метаморфизма и гидротермального преобразования;
-
проводилось экспериментальное исследование процессов регенерации и перераспределения золота в условиях гидротермального преобразования на образцах руд из месторождений Северо-Востока России.
Научная обоснованность выводов базируется на: - 155 экспериментах по кристаллизации золота на синтетическом и природном кварце;
120 экспериментах по исследованию структурных характеристик кварца;
ПО экспериментах по моделированию процессов динамического метаморфизма и гидротермального преобразования кварца;
60 экспериментах по моделированию процессов переотложения золота в рудах в гидротермальных условиях;
300 определениях содержаний золота и серебра в растворах методом атомной абсорбции;
- исследовании 250 аншлифов под микроскопом;
- исследовании с помощью просвечивающего электронного
микроскопа 150 природных и экспериментально полученных
препаратов;
- исследовании с помощью сканирующего электронного микроскопа
250 препаратов;
- 300 рентгеноспектральных анализах фаз серии золото-серебро;
Научная новизна. В результате проведенных экспериментальных
исследований:
показано, что основной формой тонкого золота являются микрокристаллиты первого зарождения, определены условия их формирования;
впервые прослежена эволюция морфологии частиц золота в процессе срастания микрокристаллитов первого и последующих зарождений и показана взаимосвязь этого процесса с формированием в рудах различных морфологических типов самородного золота;
установлена прямая связь распределения микрокристаллитов золота и их концентрации на поверхности кварцевых агрегатов со структурными особенностями этих агрегатов;
выявлено близкое сходство механизмов формирования тонких и ультратонких агрегатов золота на кварцевой и силикатной (адуляровой) матрицах;
определена зависимость характера концентрирования и особенностей морфологии выделений золота от степени преобразования кварцевого субстрата в гидротермальных условиях;
впервые экспериментально смоделированы процессы перераспределения золота в кварцевых агрегатах в процессе метаморфизма руд, охарактеризованы их механизмы.
Практическая значимость работы. Экспериментально исследованы условия гидротермального отложения золота для малоглубинных золото-кварцевых месторождений, определен и уточнен ряд параметров таких систем, установлены стадийность осаждения и формы выделения золота, кристаллизующегося на кварцевом и силикатном (адуляровом) субстрате. Изучена и обоснована роль
4
кварца как важнейшей среды образования таких руд.
Охарактеризованы процессы и выявлены механизмы
перераспределения золота в рудах в ходе их последующего гидротермального преобразования. Уточнены и усовершенствованы методики автоклавных экспериментов по осаждению золота, способы травления кварца для определения его кристаллографических характеристик, методы исследования воздействия процессов динамического метаморфизма и гидротермального преобразования на золото-кварцевые агрегаты. Все это имеет значение как для практики экспериментальных минералогических исследований, так и для понимания природы процессов минерало- и рудообразования.
Защищаемые положения:
1. Тонкие и ультратонкие выделения золота в кварцевых и кварц-силикатных средах представляют собой ограненные кристаллиты золота первого зарождения, имеющие микронные размеры. В основе всех морфологических типов самородного золота лежат единые морфоструктурные единицы - микрокристаллиты кубоокта-эдрического и октаэдрического габитуса, в различной степени искаженные. Более крупные и сложные агрегаты образуются путем взаимодействия (нарастания, агрегации и др.) кристаллитов последующих зарождений с ранними индивидами.
Т. Появление и распределение частиц золота первого зарождения контролируется неоднородностью поверхности кварца, связанной с различной плотностью выходов дислокаций (экспериментально показана приуроченность основной массы микрокристаллитов к выходам дислокаций, выявленных травлением), ориентировкой кристаллов кварца и анизотропией сил связей в них.
3. Расположение и ориентировка микрокристаллитов золота
первого зарождения на кварце в значительной мере связаны с
формированием эпитаксиальных срастаний этих минералов; закон
срастания имеет вид (111)[110]Аи//( 1 ОТО)[Т210]SiO2
4. Экспериментальные исследования показали, что динамический
метаморфизм и гидротермальное преобразование оказывают
сущетвенное влияние на степень накопления и характер распределения
золота в жильном субстрате. Выделения золота маркируют границы
блоков и зерен кварца, концентрируются вдоль его определенных
кристаллографических направлений. Роль интраминерализационных
преобразований при концентрировании золота в гидротермальных
месторождениях состоит в первую очередь в значительном увеличении
площади активных поверхностей, стимулирующих зарождение тонких
фаз золота.
5. Формирование золото-кварцевых руд малоглубинных месторождений происходит в нестабильных физико-химических условиях, что приводит к перегруппировке и дополнительной концентрации золота. Процесс его накопления в золото-кварцевых и золото-кварц-силикатных агрегатах носит дискретный, ступенчатый характер. Укрупнение выделений золота и усложнение их морфологии происходит в результате обрастания первичных индивидов микрокристаллитами позднейших зарождений, а также связано с процессами регенерации.
Апробация работы. По теме диссертации опубликовано и принято к печати 12 работ. Материалы, изложенные в диссертации, обсуждались на Конференции молодых ученых МГУ (1994), Годичных сессиях Московского отделения ВМО (1994, 1996), Семинаре по экспериментальной минералогии и геохимии (Москва, 1994), ХШ Российском совещании по экспериментальной минералогии (Черноголовка, 1995), Международной конференции "Закономерности эволюции земной коры" (С.-Петербург, 1996) и на ежегодных научных конференциях "Ломоносовские чтения" (Москва, 1996, 1997).
Структура и объем работы. Работа состоит из введения, 7 глав и
заключения. Общий объем /5 страниц, включая страниц
