21.04.2018

Сорбция золота


Способность золота присутствовать в виде тонкодисперсных заряженных частиц (наряду с электронейтральными) и образовывать комплексные ионы различной валентности — общепризнанное явление. Очень хорошо выражена способность золота к созданию коллоидных растворов различной концентрации, в том числе высокой и очень высокой, как в эндогенных, так и в экзогенных условиях. Известны разнообразные формы коллоидного золота, а его метаколлоидные образования широко распространены, прежде всего в близповерхностных образованиях, и описаны многими геологами, особенно детально и тщательно Н.В. Петровской. В частности, метаколлоидные образования золота типичны для месторождения Многовершинное с Нижнем Приамурье, где хорошо наблюдаются, даже визуально, в пришлифэвках и отдельных образцах в виде сфероидальных, округлых и укрупненных гнездовидных колломорфно-зональных выделений. Золото в них тесно связано с метаколлоидными выделениями кремнезема и сингенетичных сульфидов в виде блеклых руд, пирита, халькопирита, галенита, сфалерита. Коллоидная форма осаждения золота для данного типа месторождений вообще является определяющей. В связи с этим можно ожидать, что сорбционные факторы в отложении золота и формировании его повышенных содержаний играют весьма существенную роль — значительно большую, чем для большинства других “обычных” металлов — железа, меди, свинца, цинка, олова, вольфрама и др. Экспериментальные и многочисленные геологические данные, накопленные эмпирическим путем, подтверждают такое заключение. Примеры этого весьма многочисленны и описаны в трудах В.И. Вернадского, Ф.В. Чухрова, В.М. Крейтера, М.Н. Альбова, Н.В. Петровской, С.Г. Бадалова, Л.А. Николаевой и других геологов.

Хорошими осадителями золота выступают многие природные образования. Прежде всего эго сульфиды, гидроксиды железа и марганца, “рыхлые” слоистые силикаты подкласса Г с непрерывными слоями тетраэдров SiO4 в кристаллических структурах — группа монтмориллонита, подгруппа каолинита, в меньшей мере группа слюд, а также различные углеродсодержащие породы.

А.Г. Мироновым на экспериментальном материале с использованием радиоизотопа l95Au показана сорбция золота в зоне гипергенеза слоистыми алюмосиликатами и гидроксидами - вермикулитом, монтмориллонитом, иллитом, каолинитом, гетитом, пиролюзитом. Сорбция происходит уже при концентрации золота в растворе 10в-8-10в-9 г/л. При повышении содержания золота в растворе поглощение золота увеличивается. Из названных минералов максимальной сорбционной способностью (в кислой среде) обладают, поданным вышеназванного автора, гетит и монтмориллоните наибольшей удельной поверхностью, а самая большая удельная сорбция присуща вермикулиту, имеющему высокие значения емкости ионного обмена.

Экспериментальные данные А. Г. Миронова подтверждают также ранее отмеченную М.С. Сахаровой и другими исследователями высокую способность сульфидов (пирита, арсенопирита, галенита, сфалерита, халькопирита и др.) осаждать золото в различных системах. Хорошим осадителем золота является также сам жильный кварц (особенно гель кремнезема), ввиду относительно высокой его пористости и трещиноватости. Установлено повышенное избирательное отложение золота на самородном железе, меди, ковеллине, борните, магнетите, лимоните и многих других минералах, как эндогенных, так и экзогенных, содержащих железо, медь, марганец, вольфрам. Особенно показательны в этом отношении неоднократно наблюдаемые случаи обрастания золотом железосодержащих минералов (окатанных или частично окатанных и, несомненно, обломочных) в золотоносных россыпях. Они, в частности, наблюдались нами в россыпях Кербинского, Тугуро-Чумиканского и Тумнинското золотоносных районов, в которых совместно с золотом довольно часто отмечаются шеелит и вольфрамит. Новообразованное самородное золото обрастает зерна этих минералов (окатанных или полуокатанных) в виде губчатых тонкозернистых пористых образований, наблюдаемых под микроскопом. При нажимании пинцетом они легко рассыпаются на мелкие тонкодисперсные выделения. Любопытно, что наблюдаются такие новообразования золота в энергетически наиболее выгодных местах — в вершинах и на ребрах кристаллов обломочных минералов.

В последние годы получен особенно большой объем новых данных, подтверждающих высокую сорбционную способность органического вещества по отношению к золоту. В различных органических образованиях установлены повышенные содержания золота (наряду с платиноидами, молибденом и рядом других элементов). He случайно в связи с этим терригенно-углеродистые отложения, особенно представленные тонкозернистыми глинистыми калиевого типа фациями, содержащими пирит и арсенопирит, характеризуются высоким кларком золота в этих отложениях. Более того, странно, если бы это было не так: в этих отложениях одновременно “работают” три наиболее активных осадителя золота: 1) Сорг., 2) сингенетичные железосодержащие сульфиды (преимущественно арсенопирит, пирит), 3) глинистое вещество (глинистые минералы), присутствующее в больших количествах.

Сорбционная емкость органического вещества по отношению к золоту существенно (в несколько раз) уменьшается по мере усиления степени его метаморфизации. Это же устанавливается и по отношению к другим активным сорбентам золота — глинам, оксидам и гидроксидам железа, марганца, гелю кремнезема и другим: по мере их старения сорбционная емкость падает.

Так, при стационарных потенциалах при 20° С на шунгите согласно экспериментальным данным осаждается в 3 раза больше золота, чем на природном графите. В метаморфогенном ряду торф — антрацит сорбционная емкость С по имеющимся данным составила (в r/т на 1 % Сорг.): для торфа — 2,9; для гумусового и сапропелевого углей — 2,6; для коксовых углей — 0,8 и для антрацита — 0,5.

Устанавливаются обе формы сорбции золота: адсорбция (поверхностное поглощение) и абсорбция (объемное). Применительно к ранним (дожильным) сульфидам, содержащим раннее тонкодисперсное золото, определяющей является абсорбция. Поглощение золота происходит в течение всего времени их кристаллизации, но наиболее интенсивное — в начальные этапы. Свидетельством этого является характер распределения золота в таких сульфидах. Самые высокие содержания отлагаются в центральных зонах роста кристаллов (пирита, арсенопирита и др.). К их краям содержания золота не увеличиваются, а, наоборот, существенно уменьшаются. Выделения золота преимущественно округлых форм, мелкие и очень мелкие, не контролируются видимыми трещинками. Характерные примеры — месторождения Ионинское на Буреинском массиве, Maломыр, Майское, Сухой Лог и другие, развитые в осадочных и вулканогенно-осадочных углеродсодержащих толщах.

Именно этому типу сульфидов и золота более всего отвечает ряд сульфидов, ранее намеченный М.С. Сахаровой и И.К. Лобачевой по мере понижения величины их осаждающего потенциала: пирит, халькопирит—арсенопирит—пирротин—галенит. Исходя из имеющейся современной суммы эмпирических данных этот ряд ранних сульфидов по убывающей способности осаждать золото боле: правомерно рассматривать в следующем виде: арсенопирит—пирит—теннантит, халькопирит, тетраэдрит—пирротин—галенит—сфалерит.

Определяющей, как видно, является степень геохимического родства с золотом слагающих сульфиды элементов.

Для поздних сульфидов, кристаллизующихся позже жильного кварца в условиях высокой активности кислорода (в позднещелочную стадию в понимании С.Д. Коржинского), определяющими в осаждении золота являются адсорбционные явления: самородное золото обрастает сульфиды, располагается в них по секущим трещинкам, на вершинах углов и ребрах кристаллов. Тонкодисперсное сингенетичное сульфидам золото играет весьма подчиненную роль. Этому типу образований более всего отвечает ряд сульфидов, намеченный А.Г. Мироновым по степени уменьшения количества сорбированного золота: галенит—сфалерит—арсенопирит—пирротин—халькопирит—пирит.

Исходя из реальных фактических данных этот ряд сульфидов (по мере уменьшения их осаждающей способности) наиболее правомерен в следующем виде: блеклые руды — мелко- и тонкокристаллический галенит—халькопирит—пирит—арсенопирит—сфалерит—крупнокристаллический галенит—антимонит—пирротин.

Сорбционная емкость и общая способность сульфидов (как и других минеральных образований) осаждать золото определяются совокупным влиянием различных факторов. Это, несомненно, итог их комплексного воздействия. Так, наиболее высокая (среди сульфидов) способность арсенопирита осаждать золото обусловлена большим геохимическим сродством с золотом сразу трех элементов, образующих этот минерал — Fe, As, S. Пирит состоит только из двух элементов — S и Fe. Соответственно и способность его осаждать золото более слабая. Галенит, к примеру, содержит уже только один элемент, тесно связанный с золотом, — серу. Свинец, входящий в его состав, в сравнении с железом и мышьяком менее “родственен” золоту. Соответственно галенит в сравнении с пиритом и особенно арсенопиритом обычно еще менее золотоносен. Ho любопытно, что эти факторы играют определяющую роль только применительно к раннему золоту и ранним дожильным сульфидам, т. е. к явлениям абсорбции. Для адсорбционных процессов степень геохимического сродства золота с минералообразующими элементами уже не имеет определяющего значения. Решающую роль играют электростатические и кристаллофизические явления.





Яндекс.Метрика