В природе существует несколько устойчивых форм нахождения золота: самородное золото, минералы золота и невидимое золото, связанное с сульфидами. Если самородное золото и минералы золота (соединения Au с другими элементами, например, сульфиды и интерметаллиды) для обывателя могут быть более-менее понятными, то, что такое невидимое золото, и для чего необходимо его изучать, наверняка, не совсем понятно.
Для начала разберемся, что из себя представляет невидимое золото. Мельчайшие включения самородного золота размером от сотых долей миллиметра (микровключения) до триллионных долей миллиметра (наночастиц), которые рассеяны в различных минералах, а также золото, входящее в кристаллическую структуру (структурно-связанное) сульфидов, ученые называют невидимым. Другими словами, невидимое золото – это та форма золота, которую невозможно обнаружить оптическими и другими приборами, его присутствие могут показать только специальные аналитические методы исследования. Хотя при большом увеличении микро- и нановключения золота могут стать видимыми. Как правило, видимое и невидимое золото сопровождают друг друга и оба присутствуют в пределах одного месторождения.
В последние годы ученые Института геологии алмаза и благородных металлов Сибирского отделения Российской академии наук занимаются проблематикой невидимого золота на месторождениях, расположенных на северо-востоке Якутии в пределах Яно-Колымского металлогенического пояса (месторождения Хангалас, Мало-Тарынское, Бадран в Оймяконском районе, Вьюн, Кючус в Верхоянском районе). Здесь известны так называемые орогенные месторождения золота, в которых наряду с жильным типом оруденения с самородным видимым золотом, развита прожилково-вкрапленная минерализация в околожильных породах (метасоматитах) с невидимым золотом в сульфидах (пирит и арсенопирит) (Рисунок 1-2). Ученые Института установили присутствие невидимого золота в пределах месторождения Хангалас изучили его возможные формы нахождения различными современными методами анализа (Рисунок 3). Месторождений со свободным золотом становится все меньше и встает вопрос дальнейшего наращивания минерально-сырьевой базы. Актуальность изучения прожилково-вкрапленного оруденения заключается еще и в том, что определение форм нахождения золота в рудах позволяет подбирать оптимальные технологии его извлечения при переработке руд месторождений. При включении в контур рудных тел пространства, занимаемого прожилково-вкрапленной минерализацией с невидимым золотом, может значительно увеличиться промышленный потенциал, т.е. запасы месторождений. Соответственно, невидимое золото можно назвать будущим золотодобывающей промышленности Республики Саха (Якутия) и России в целом.
Рисунок 1. Пример рудных тел орогенного месторождения золота Хангалас: А – кварцевая жила с песчаниками (метасоматитами) с прожилково-вкрапленной минерализацией; Б – пирит с «невидимым» золотом в песчаниках; В – прожилки пирита и кварца в алевролитах.
В ходе исследования были выполнены рентгеноспектральные микрозондовые, атомно-абсорбционный и LA-ICP-MS микроэлементный анализы, компьютерная микротомография и изотопные исследования. Так, на месторождении Хангалас было установлено четыре генерации пирита (Py1 – диагенетический, Py2 – метаморфогенный, Py3 – метасоматический, Py4 – жильный) и две генерации арсенопирита (Ару1 – метасоматический, Ару2 – жильный). В околожильных метасоматитах наиболее распространенными являются Ру3 и Ару1 (Рисунок 2-3). Изучение химического состава позволило выделить особенности распределения типоморфных микроэлементов в пирите и арсенопирите, а также установить характер взаимоотношений Au с этими элементами. Было установлено, что из невидимой формы золота в Ру3 и Ару1 преобладает структурно-связанное золото, изоморфно входящее в кристаллическую решетку или в ее дефекты (Рисунок 4). Подобное золото присутствует и на других месторождениях Якутии (Нежданинское, Кучюс, Бадран, Дражное, Мало-Тарынское, Булар, Оночолах, Хотунское, Дуэт и другие). Месторождение Хангалас имеет много общего с другими золотыми месторождениями Яно-Колымского металлогенического пояса и с этой точки зрения, полученные результаты помогут лучше раскрыть их потенциал и понять происхождение.
Рисунок 2. Изображения пирита и арсенопирита с «невидимым» золотом: А – пирит в песчанике (а – кубический пирит, б – пирит пентагондодекаэдрового габитуса); Б –арсенопирит в песчанике (во врезке кристалл ромбического арсенопирита); В – микровключение золота в сростке пирита с арсенопиритом в песчанике; Г – пирит с включениями галенита, халькопирита, сфалерита.
Рисунок 3. Изображения, полученные методом компьютерной микротомографии: А – арсенопирит с включениями плотных минералов (галенит и золото); Б – пирит с плотными минералами.
Рисунок 4. Корреляционные диаграммы Au-As по Reich et al. 2005, показывающие преобладание структурно-связанного невидимого золота в пирите (А) и арсенопирите (Б).
Автор: Кудрин Максим, научный сотрудник ИГАБМ СО РАН