• Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
14.03.2022
СФУ
1 761

В СФУ изучили, как формируется золото в «иглах» арсенопирита

4.7

Ученые Сибирского федерального университета совместно с коллегами из научно–исследовательских организаций впервые изучили распределение элементов–примесей в рудных минералах Олимпиадинского месторождения золота в Красноярском крае. Удалось выяснить, как химические элементы ведут себя при формировании месторождений золота, и как они выбирают себе минералы «по вкусу».

Россыпное золото (север Красноярского края. р. Гулэ, размер золотин от 1 до 0,5 мм) / ©Сергей Сильянов и Борис Лобастов, уечные СФУ / Пресс-служба СФУ / Автор: Euclio Drusus

Олимпиадинское месторождение – уникальный золоторудный объект мирового значения. Общие запасы «олимпиадинского» золота составляют около 1500 тонн. При этом здесь встречается более 50 рудных минералов (к рудным минералам обычно относят сульфиды – соединения металлов и неметаллов с серой, самородные элементы и ряд других более редких минералов).

Ученые применили классический метод, включающий в себя детальные минералогические исследования и анализ распределения элементов-примесей в сульфидных минералах. Однако вместо стандартного определения таких примесей в самых распространенных минералах, они пошли значительно дальше.

«В большинстве случаев геологи изучают арсенопирит или пирит, которые наиболее часто встречаются на месторождениях и несут в себе «невидимое» золото. Мы же решили изучить как можно больше минералов – практически все, чей размер позволял это сделать. Такой подход более универсален и позволяет получить гораздо больше информации», – рассказал ведущий инженер кафедры геологии, минералогии и петрографии, сотрудник R&D центра «Норильский Никель» Сергей Сильянов.

Вначале исследователи разобрались в том, какие минералы встречаются на месторождении и в какой последовательности они образовались, ведь, как предполагается, месторождение формировалось на протяжении почти 150 миллионов лет. Для этого ученые взяли более 500 фрагментов руды месторождения и отполировали их (такие образцы называются аншлифами). Затем аншлифы детально изучили под микроскопом, определили их минеральный состав и взаимоотношения минералов между собой.

Было установлено, что самыми первыми сформировались иголочки арсенопирита (сульфида мышьяка и железа) и зерна пирротина (сульфида железа). Позже началось отложение сульфидов цветных металлов (меди, свинца, цинка) – халькопирит, галенит, сфалерит. Одновременно первые иголочки арсенопирита изменялись и приобретали форму миниатюрных призм. Значительно позже сформировалась основная часть сурьмяной минерализации месторождения, представленная сульфидами сурьмы. В этот момент призмы арсенопирита снова поменяли форму и стали выглядеть как две мини-пирамиды, склеенные в основании.

Около 60 полученных аншлифов было исследовано учеными с помощью электронного микроскопа, чтобы установить химический состав минералов и определить места для изучения элементов-примесей. После геологи определили концентрации элементов-примесей в минералах.

Минерал – это кристаллическое вещество с определенным, обычно постоянным, химическим составом. Однако почти все природные минералы «загрязнены» другими элементами, количество которых может составлять десятитысячные доли процента. Именно их называют элементами-примесями. Они «встраиваются» в минералы чаще всего из-за сходства химических свойств атомов и условий образования минерала. Поэтому ученые, узнав распределение этих элементов, могут определить, как образовался тот или иной минерал.

«Хотя у каждого минерала строго определенный состав, в качестве примесей в нем можно обнаружить добрую половину периодической таблицы Менделеева. И примеси в данном случае являются своеобразными «отпечатками пальцев» для минералов, по которым возможно определить условия их образования и состав среды. Также можно проследить изменения минералов – например, как в данном исследовании, перераспределение золота в арсенопирите.

Данные по элементам-примесям в отдельных зернах минералов в большом количестве стали получать относительно недавно. Продолжая работы по изучению этих объектов в рудных минералах, мы надеемся раскрыть загадки формирования богатейших месторождений золота, расположенных не только в нашем крае, но и за его пределами», – пояснил инженер аналитической лаборатории R&D центра «Норильский Никель», старший преподаватель кафедры геологии, минералогии и петрографии СФУ Борис Лобастов.

Чтобы определить малые концентрации элементов-примесей в настоящее время используют метод масс-спектрометрии с индукционно-связанной плазмой и лазерным отбором пробы (LA-ICP-MS). Для этого в анализируемом минерале лазером выжигают небольшой кратер (диаметром от 20 до 100 микрон), затем это испаренное вещество потоком инертного газа направляют в масс-спектрометр, где происходит превращение атомов в заряженные частицы – ионы. Полученные ионы можно разделить по их физическим свойствам и понять, к какому химическому элементу они относятся, а также определить, сколько этого элемента в пробе.

Наши геологи, использовав этот метод, выяснили, что основная часть «невидимого» золота содержится в ранних иголочках арсенопирита, а его измененные «призмы» и «дипирамиды» почти не содержат драгоценного металла. Это связано с высвобождением «невидимого» золота из арсенопирита при изменении его формы. Совсем по-другому ведет себя серебро, оно концентрируется преимущественно в поздних минералах. Также было установлено, что ранние и поздние минералы значительно отличаются по набору элементов-примесей и это связано с изменением состава гидротермальных растворов, из которых образуются минералы.

Красноярские геологи уточнили, что более десяти лет изучают месторождения Енисейского кряжа, но Олимпиадинское месторождение все еще полно загадок. Обычное золото имеет определенный химический состав (в основном, примеси серебра, ртути, меди), но на Олимпиадинском руднике встречается и высокопробное чистое золото, и золото с примесью серебра, ртути, сурьмы, никеля, меди. Как в одном месте могло сформироваться золото с различным химическим составом – ученым предстоит выяснить в ближайшее время.

«Мы полагаем, что основная часть олимпиадинского золота сформировалась на месторождении в ранних иголочках арсенопирита в «невидимой» форме, а при изменении его облика золото высвобождалось и кристаллизовалась в самородной форме», – резюмировали исследователи СФУ. Помимо ученых СФУ в исследовании принимали участие эксперты Института минералогии УрО РАН (г. Миасс), Центрального научно-исследовательского геологоразведочного института цветных и благородных металлов (г. Москва) и Университета Западной Австралии (г. Перт). Исследование выполнено в рамках гранта РФФИ. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
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.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 11:50
Игорь Байдов

С помощью космических и наземных телескопов международная команда астрономов открыла похожий на нашу планету мир в так называемой зоне обитаемости, позволяющей воде существовать на поверхности тела в жидком состоянии. По космическим меркам экзопланета находится достаточно близко к Земле и, вероятно, представляет собой скалистый мир с благоприятным для жизни климатом. Подобные миры астрономы открывают крайне редко.

Вчера, 13:09
Ольга Иванова

Обычно жизнь неандертальцев изображают как крайне тяжелую с высоким уровнем стресса, в том числе детского. Международная группа ученых пришла к выводу, что их дети, как и отпрыски наших непосредственных предков, имели одинаковый уровень стресса, но на разных стадиях развития. Это может говорить о разных подходах к уходу за детьми, что, возможно, имело долгосрочные последствия — частично такое обстоятельство вызвало вымирание неандертальцев.

Вчера, 15:20
Nadya

В конце 2022 года ученые забили тревогу из-за неизвестной эпидемии, от которой гибнут морские ежи в заливе Акаба около израильского города Эйлат. Долгое время биологи не могли понять причину их вымирания. К счастью, исследователи Тель-Авивского университета выяснили, что смертельно повлияло на морских животных.

20 мая
Полина Меньшова

Британский учитель географии Грэм Сеньор работал в саду и случайно обнаружил в земле небольшой прямоугольный камень. Оказалось, что на артефакте высечен текст, написанный с помощью древнего кельтского алфавита огам.

21 мая
Андрей

Группа энтомологов решила уточнить, откуда происходят предки современных рыжих тараканов и каким образом те захватили человеческие жилища почти на всех континентах. Для этого ученые секвенировали ДНК примерно 300 насекомых и смоделировали наиболее вероятные сценарии расселения на основе генетической информации.

22 мая
Полина Меньшова

Ледник Туэйтса в Западной Антарктиде, который также называют «ледником Судного дня», может растаять раньше, чем считали ученые. Теплые океанские воды воздействуют на него сильнее, чем предполагалось, показали новые спутниковые данные.

15 мая
НИУ ВШЭ

Международный коллектив исследователей при участии ученых из Института когнитивных нейронаук НИУ ВШЭ изучил, как выбор иностранного языка влияет на когнитивные способности человека. Оказалось, что языки, непохожие на родной, стимулируют когнитивную функцию на начальном этапе их изучения, а близкие к родному имеют отложенный эффект и помогают мозгу эффективнее работать при более высоком уровне владения иностранным языком.

3 мая
Василий Парфенов

Ледяной покров Антарктики претерпевает значительные изменения на протяжении года, и его поведение хорошо изучено в общем. Но некоторые локальные аномалии объяснить не получается вот уже несколько десятилетий. Одна из них — полынья возвышения Мод, или полынья моря Уэдделла, которая появляется нерегулярно на одном и том же месте. Международная команда океанологов, наконец, смогла разгадать механизмы ее образования.

27 апреля
Редакция Naked Science

Первый эпизод рассказывает об исследователе, который посещает различные планеты в поисках инопланетной жизни. Видео переведено на русский специально для Naked Science.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Причина отклонения
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: