Ученые СФУ изучили золотоносный минерал арсенопирит — Naked Science
9 минут
СФУ

Ученые СФУ изучили золотоносный минерал арсенопирит

Исследователи из Красноярска и Томска изучили микроструктуру минерала арсенопирита, отобранного из руд месторождений Енисейского кряжа в Красноярском крае. Выяснилось, что повышенные концентрации золота, в том числе «невидимого», ассоциированы с «нешаблонными» арсенопиритами, имеющими различные погрешности химического состава и кристаллической структуры.

Арсенопирит / ©ostrov-mineralov.ru

Основные результаты работы опубликованы в журнале Minerals.

Арсенопирит (FeAsS) широко распространен в природе. Минерал хрупок и при сильном ударе издает резкий запах чеснока – такой особенностью он обязан высокому содержанию мышьяка, который традиционно добывают из арсенопиритового сырья. Арсенопирит интересен еще и тем, что в значительных количествах встречается на золоторудных месторождениях – это тесное соседство давно натолкнуло геологов на мысль, что золото можно искать там, где встречаются поблескивающие игольчатые или ромбические кристаллы оловянно-белого цвета.

«Связь золота с арсенопиритом может проявляться по-разному. Видимое золото (различимое невооруженным глазом или в микроскоп) может находиться в кристаллах арсенопирита в виде включений, в срастаниях с ним, заполнять трещины в минерале. Но существует еще и так называемое «невидимое» (или упорное) золото. Его не видно даже в микроскоп. Это золото «прячется» в минерале под видом нано-включений самородного металла, или же в виде отдельных атомов.

«Вот как раз в последнем случае возможны разные варианты. Атом золота может занимать место другого атома в структуре арсенопирита – например, замещать атом железа, мышьяка или серы. В другом случае атомы золота могут встраиваться в пустоты кристаллической решетки минерала (нам кажется, что твердое тело плотное и не имеет свободного пространства, однако на атомарном уровне существует много пустот). И, наконец, атомы золота могут занимать «дефекты» кристаллической решетки минерала (разного рода вакансии, дислокации)», – сообщил инженер R&D центра ГМК «Норильский Никель» СФУ, ведущий инженер кафедры геологии, минералогии и петрографии Сергей Сильянов.

Авторы статьи рассказали, что изучение арсенопирита методом Мёссбауэровской спектроскопии позволило уточнить положение атомов железа и их ближайшее окружение в структуре минерала. Оказалось, что в отличии от идеального арсенопирита, где каждый атом железа по октаэдру окружен тремя атомами серы и тремя — мышьяка, в природном варианте атомы железа могут иметь иное окружение с различным соотношением серы и мышьяка. Например, железо в окружении шести атомов серы, или в любых других комбинациях. Наличие подобных «ошибок» в структуре связано с физико-химическими условиями образования минерала.

Ученые обнаружили еще один интересный факт: даже при большой доле атомов железа с иным, не идеальным окружением, арсенопирит остается арсенопиритом. То есть, полностью сохраняет свою кристаллическую структуру, что подтвердили дополнительные рентгеноструктурные исследования.

Серый ромбовидный кристалл – это арсенопирит, светлые включения – золото. Фотография сделана под микроскопом / © Пресс-служба СФУ

«Нам удалось продвинуться в понимании механизма формирования связанного золота в арсенопиритах с помощью изучения лигандного окружения атомов железа. Ранее такие детальные исследования в арсенопиритах не выполнялись. В нашем случае лигандное окружение железа было изучено на большой выборке образцов природных арсенопиритов, что и позволило в итоге выделить ряд интересных закономерностей», – сообщил соавтор исследования, сотрудник Института физики имени Л. В. Киренского СО РАН Юрий Князев.

«Вопрос «невидимого» золота очень актуален в последнее время, не только для фундаментальной науки, но и с прикладной точки зрения. Большое его количество в рудах, усложняет процесс извлечение металла – вот почему «невидимое» золото и содержащие его руды называют еще «упорными». Такого золота на различных месторождениях может быть очень много. Крупное видимое золото легко обогащается традиционными гравитационными методами, основанными на высокой плотности металла. В случае с «невидимым» золотом такие схемы обогащения не работают. Приходится применять более изощренные методы», – продолжил Сергей Сильянов.

На сегодняшний день коллективу сибирских ученых удалось косвенно показать, что доля золота в арсенопирите увеличивается при снижении его структурной и химической стехиометрии (то есть, чем менее «идеален» минерал, тем больше у него шансов «приютить» внутри себя золото). Что дальше? Исследователи утверждают, что арсенопирит не так прост, как кажется на первый взгляд. Особенности его химического состава и структуры требуют тщательного изучения и объяснения.

«В начале декабря мы изучили арсенопириты на Курчатовском источнике синхротронного излучения. В дальнейшем планируем исследовать состояние золота в наших образцах – такие исследования возможны на синхротроне в Гренобле. Надеемся, что эта работа позволит понять, как извлекать «упорное» золото с наименьшими потерями для отечественной и мировой промышленности», – резюмировали красноярские ученые.

Работа выполнена при поддержке Российского Фонда Фундаментальных Исследований (проект № 19-35-90017\19) и Правительства Российской Федерации (проект № 14.Y26.31.0012).

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
СФУ
30 статей
Сибирский федеральный университет — высшее учебное заведение, расположенное в Красноярске. Первый в России федеральный университет. Крупный научно-исследовательский и образовательный центр в России. Крупнейший университет восточной части России.
Позавчера, 18:20
5 минут
Илья Ведмеденко

Согласно решению Арбитражного суда Амурской области, строительство стартового комплекса «Ангара» на Восточном должны приостановить. Напомним, стартовый стол создают под тяжелую ракету «Ангара-А5», которую хотят применить для испытаний космического корабля нового поколения.

Вчера, 16:44
4 минуты
Илья Ведмеденко

Новейший марсоход NASA в первый раз проехал по Красной планете: всего аппарат преодолел 6,5 метра. Ранее ровер прислал первые снимки с поверхности Марса.

Вчера, 15:24
9 минут
Мария Азарова

По числу одобривших его использование стран российский препарат обогнал даже так называемого фаворита Запада — вакцину от Pfizer и BioNTech.

28 февраля
4 минуты
Мария Азарова

Айсберг по своим размерам почти в два раза превышает площадь Нью-Йорка. Хотя рекордсменом его и не назовешь (летом 2017 года от ледника Ларсена откололся действительно гигантский айсберг A68), ученые планируют продолжать наблюдения.

2 марта
4 минуты
Сергей Васильев

Обнаружены кости приматов, живших сразу после мел-палеогенового вымирания: похоже, наши общие предки появились задолго до гибели динозавров.

3 марта
4 минуты
Ольга Иванова

Международная группа ученых выяснила, что неандертальцы обладали способностью к восприятию и воспроизведению человеческой речи. А еще, возможно, в их языке было много согласных звуков.

26 февраля
10 минут
Василий Парфенов

Даже при разработке точнейших научных инструментов случаются разные технические сюрпризы — и хорошо, если приятные. К счастью, именно так вышло на этот раз. Ученые получили очередную порцию данных с космического аппарата Parker Solar Probe и здорово удивились. На сделанном в оптическом диапазоне снимке ночной стороны Венеры видны детали поверхности, обычно скрытые плотными облаками. Теперь предстоит решить загадку: либо камера оказалась чувствительна к инфракрасному диапазону излучения, либо случайно обнаружилось «окно» для наблюдений через атмосферу этой планеты.

21 февраля
20 минут
Василий Парфенов

Кого и что только ни успели уже обвинить в технологической катастрофе, которая произошла на этой неделе в США. Но эмоции плавно оседают, и начинают появляться первые результаты разбирательства. А они порой вызывают искреннее недоумение, честно говоря.

15 февраля
9 минут
Василий Парфенов

Новость, которую странно публиковать на серьезном научно-популярном портале, но от реальности не убежишь. Уфологи всего мира могут радоваться: американские военные официально признали, что изучали места крушения НЛО и в их распоряжении есть некие аномальные объекты, свойства которых выходят за рамки известных науке материалов.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: