Учёные СФУ изучили процессы аккумуляции и миграции золота в окисленных рудах Олимпиадинского месторождения — одного из крупнейших месторождений золота в России и в мире. 

Олимпиадинское месторождение находится на полтысячи километров севернее города Красноярска. Начиная с 80-х годов 20 века на месторождении добыли более пятисот тонн золота и, по расчётам специалистов, еще около тысячи тонн осталось в недрах. 

Первичные руды Олимпиады — это плотные породы с вкраплением сульфидных минералов (соединений металлов и серы) и очень мелкого самородного золота (рис. 1). Содержание золота в таких рудах составляет 3-5 граммов на тонну. 

Месторождение образовалось около 800 миллионов лет назад. За это время на его руды воздействовали природные процессы, главными компонентами которых являются вода и кислород. Под их действием сульфиды и многие другие минералы разрушались и окислялись, превращаясь в бурую рыхлую массу — так образовались окисленные руды. Но главное, что при этом гипергенном процессе может происходить аккумуляция золота. 

Максимальное содержание золота в окисленных рудах Олимпиадинского месторождения достигало 450 граммов на тонну. Ранее считалось, что в таких условиях золото ведет себя как инертный металл — не подвергается коррозии и окислению, и, в отличие от большинства «неблагородных» металлов, не реагирует с щелочами и кислотами (кроме «царской водки»). Однако исследователи СФУ получили доказательства его подвижности и активности золота в гипергенных условиях, при воздействии на него особых геологических и климатических факторов. 

Для этого научный коллектив, состоящий из университетских исследователей и специалистов предприятия «Норильскгеология» (Красноярский край), исследовал четырёхсотметровую толщу окисленных руд Олимпиадинского месторождения. Оказалось, что при окислении первичных руд, золото, содержащееся в сульфидных минералах в виде отдельных атомов, высвобождается, образует комплексные соединения с другими элементами и легко мигрирует.
 
Рис. 1. Самородное золото (желтое) в трещинах кристалла арсенопирита (белое)
 
 
Рис. 2. Губчатое золото (светлое) окисленных руд
 
 
Рис. 3. Глобули золота окисленных руд
 
 
Рис. 3. Глобули золота окисленных руд 

Агрессивные воды растворяют и самородное золото, и распространённое на месторождении его соединение с сурьмой — минерал ауростибит (AuSb2). В процессе образуются частицы так называемого губчатого золота (рис. 2), похожего на морскую губку с многочисленными порами, увеличивающими свободную поверхность частиц. Такое строение позволяет агрессивным растворам интенсивней растворять благородный металл. 

Стабильность комплексных соединений золота различна, и при изменении условий они могут разрушаться, а освободившееся атомарное золото группируется в нано- и микрообособления, которые зачастую обретают форму шара (глобули) или даже кристалла, что и было обнаружено на месторождении (рис. 3). Сейчас известно, что подобные процессы могут происходить даже с участием бактерий, которые способны восстанавливать наночастицы металлического золота из его соединений с другими элементами.
 
Рис. 3. Микрокристаллы золота окисленных руд
 
 
Рис. 3. Микрокристаллы золота окисленных руд
 
 
Рис. 3. Микрокристаллы золота окисленных руд
 
 
Рис. 3. Микрокристаллы золота окисленных руд 

Исследователи отмечают, что процесс формирования окисленных руд, а также миграция и новообразование золота Олимпиадинского месторождения хорошо иллюстрируются в разрезе толщи окисленных руд. В нижней части содержится много реликтового золота первичных руд, а также большое количество губчатого золота. Выше по разрезу доля губчатого и реликтового золота снижается, но увеличивается количество новообразованных глобуль и микрокристаллов. А вот наибольшее количество глобуль и микрокристаллов, как и максимальное суммарное содержание золота (до 60 грамм на тонну в изученных пробах), наблюдается в верхнем слое изученного разреза. Эта зона примечательна еще тем, что здесь найден минерал церианит (оксид церия, CeO2), выступающий индикатором резкого изменения условий окружающей среды. Именно с этим изменением условий связано новообразование золота, считают авторы.
«Хотя окисленные руды Олимпиадинского месторождения были отработаны еще в 2007 году, изучение форм нахождения, поведения и распределения золота в них важно по ряду причин. В первую очередь, окисленные руды ценны, поскольку не требуют сложных процессов обогащения и рентабельны даже при низких содержаниях золота в них. С другой стороны, зоны окисления золоторудных месторождений представляют и фундаментальный интерес, связанный с экзогенной геохимией и металлогенией золота», — отметил ведущий инженер кафедры геологии, минералогии и петрографии СФУ Сергей Сильянов.
Соавтор исследования, инженер аналитической лаборатории Научно-технологического R&D центра ГМК «Норильский никель» Борис Лобастов, в свою очередь сообщил, что зона окисления исследованного месторождения была самой настоящей лабораторией под открытым небом.

«Нами было изучено немало техногенных объектов — там процессы переноса вещества и образования новых минералов происходят особенно быстро. Удивительно было увидеть, насколько похожи микрокристаллы золота и многих других минералов из окисленных руд Олимпиадинского месторождения на новообразованные минералы других объектов. Такое внешнее сходство не всегда списывается на конвергенцию — механизмы формирования новых минералов в столь разных обстановках схожи, а изучение одних процессов в данном случае помогает понять все остальные», — сказал учёный.
Выполненное сибирскими учёными исследование показало, что формирование окисленных руд Олимпиадинского месторождения происходило при сложных геохимических условиях, в которых золото вело себя как подвижный элемент, способный и к перераспределению, и к переотложению на геохимических барьерах (участках изменения условий окружающей среды). 

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-35-90017\19.


Источники

Подвижный элемент: геологи установили необычное поведение золота на крупнейшем российском месторождении
Научно-инновационный портал СФУ (research.sfu-kras.ru), 22/03/2021
Подвижный элемент: геологи установили необычное поведение золота на крупнейшем российском месторождении
Сибирский федеральный университет (sfu-kras.ru), 22/03/2021
Подвижный элемент
Академгородок (academcity.org), 23/03/2021
Поведение золота
Научная Россия (scientificrussia.ru), 23/03/2021

Похожие новости

  • 11/02/2021

    Учёные СФУ обсудили перспективы развития науки с депутатским корпусом

     9 февраля 2021 года победители конкурсов грантов Краевого фонда науки обсудили актуальные научные направления и перспективы развития науки в крае в рамках встречи с председателем Законодательного Собрания Дмитрием Свиридовым и заместителем председателя комитета по образованию, культуре и спорту краевого парламента Виктором Кардашовым.
    690
  • 26/07/2021

    Ученые нашли новый способ обнаружить токсичные вещества в воде

    Ученые Сибирского федерального университета (СФУ) совместно с коллегами из других российских вузов предложили новый простой метод выявления мышьяка в воде. Для этого они сконструировали специальные картриджи и разработали уникальные, нетоксичные сорбенты.
    395
  • 25/03/2021

    Биологи ТГУ выяснят концентрацию микропластика в Угрюм-реке

    Учёные ТГУ, занимающиеся исследованием микропластика в почве, воде и живых организмах, проведут обследование реки Нижняя Тунгуска в Эвенкийском районе Красноярского края. Проект поддержан грантом Восточно-Сибирской нефтегазовой компании, которая содействует экологическим исследованиям на территории, где ведёт добычу полезных ископаемых.
    366
  • 03/02/2021

    Программа мероприятий, посвященных Дню российской науки

    ​Ежегодно 8 февраля российское научное сообщество отмечает свой профессиональный праздник — День российской науки. ​ По традиции к этой дате в институтах и вузах, находящихся под научно-методическим руководством Сибирского отделения РАН, приурочены научно-популярные мероприятия: дни открытых дверей, экскурсии, лекции и так далее.
    2384
  • 17/06/2017

    Сорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы разработали в Красноярске

    ​Биосорбент для ликвидации нефтяного загрязнения почвы и восстановления растительного покрова разработали ученые из Сибирского государственного университета имени Решетнева (СибГУ). Его использование особо актуально для северных территорий.
    2005
  • 29/12/2020

    Наталья Гусева: «2020 год потребовал самоотверженности и готовности к переменам»

    ​Директор Инженерной школы природных ресурсов ТПУ Наталья Гусева поделилась результатами, которых достиг коллектив школы в 2020 году, и рассказала о целях и задачах на будущий год.​   Уходящий год стал точкой отсчета новой реальности для всего мира, и, чтобы в нее «встроиться», нам пришлось многое пересмотреть и изменить в своей деятельности.
    1783
  • 01/04/2021

    3D-печать, нейросети и наноматериалы для «Новой медицины»

    ​Нейросети, 3D-печать имплантатов, доставка лекарств с помощью наноматериалов – об этом вы узнаете в заключительной, третьей части обзора уникальных исследований и технологий университетов Проекта 5-100 по направлению «Новая медицина».
    541
  • 24/02/2021

    Исследованы свойства микроорганизмов, найденных 5 лет назад в одной из пещер Манского района Красноярского края

    В Красноярском крае ученые обнаружили микроорганизмы, которые убивают бактерии, сообщил на своей странице на Facebook глава Манского района Артем Черных. На самом деле открытие было сделано еще 5 лет назад.
    526
  • 25/03/2021

    Учёные предложили очищать сточные воды предприятий без использования реагентов

    Российско-китайский коллектив учёных разработал экологичную технологию извлечения частиц тяжёлых металлов из отработанных сточных вод промышленных предприятий. Технология предполагает кавитационное очищение — особый способ переработки воды с помощью «микровзбивания», в результате которого загрязняющие частицы образуют легко удаляющийся осадок.
    507
  • 23/05/2019

    Ученые РФ разработали экспресс-метод для оценки химической безопасности овощей и фруктов

    ​Красноярские ученые разработали экспресс-метод на основе биолюминесцентного теста для быстрой и эффективной оценки наличия пестицидов и тяжелых металлов в овощах и фруктах, который дает результат в 10-20 раз быстрее аналогичных способов.
    1349