Геохимия благородных металлов

Геохимия благородных металлов

ГЕОХИМИЯ БЛАГОРОДНЫХ МЕТАЛЛОВ. Геохимический характер 8 благородных металлов - золота, серебра, платины, иридия, родия, палладия, осмия и рутения - определяется их химическим сродством к другим элементам при высоких температурах, соответствующих температурам, при которых происходило образование большинства горных пород, а также объемами их атомов и ионов. При высоких температурах большинство химических соединений этих металлов диссоциирует. Температуры выше 1000° выдерживают немногие сернистые, мышьяковистые и сурьмянистые соединения. Поэтому в огромном большинстве случаев эруптивные породы содержат благородные металлы в металлическом виде или, вернее, в форме металлических сплавов. Более редки в этих породах сульфиды, арсениды и антимониды. В горячих растворах, восходящих от интрузий эруптивных пород, содержатся благородные металлы, затем отлагающиеся вместе с сульфидами гидротермальных месторождений. Наконец в породах осадочных и диалитических благородные металлы содержатся в той же форме металлических сплавов, механически перенесенных из коренных месторождений. Значительная часть золота и, возможно, металлов платиновой группы подвергается растворению в воде и водных растворах при низких температурах и вновь из них отлагается в восстановленной металлической форме. Таким образом, металлических форма является наиболее распространенной для большинства благородных металлов. Это дало право В. Гольдшмидту отнести их к классу сидерофильных элементов. Наиболее сидерофильными являются золото, платина, иридий, родий и осмий и в  меньшей степени рутений, палладий и серебро.

Последние три металла проявляют в значительной степени халькофильные свойства, остальные благородные металлы халькофильны в меньшей степени, чем эти три. В силикатной зоне благородные металлы распространены крайне мало, и потому В. Гольдшмидт с полным правом утверждает, что они почти лишены литофильных свойств. Большое число анализов, проделанных в лаборатории Гольдшмидта, а также супругами Ноддак, показывает, что в метеоритах благородные металлы сосредоточены главным образом в металлические части их; сульфидная часть содержит значительно меньше и наконец, силикатная почти не содержит их (табл. 1).

Содержание благородных металлов в метеоритах

Анализы, произведенные с большой степенью точности за последнее время вышеуказанными авторами над огромным числом горных пород и минералов, показали, что соотношения содержания в земной коре благородных металлов приблизительно те же, что и в метеоритах. На основании тех же новых анализов оказалось возможным более точно, чем это было сделано Кларком и Вашингтоном, сделать подсчет общего среднего содержания благородных металлов в доступной для изучения части земной коры и сравнить с содержанием их в солнечной системе (метеоритах). В табл. 2 даны кларки (частоты) благородных металлов в земной коре по Кларку и Вашингтону (1924), по Н. и В. Ноддак (1931) и в метеоритах.

Содержание благородных металлов в земной коре и в метеоритах

 

Месторождения платины приурочены гл. образом к интрузиям ультраосновных пород, дунитам, пироксенитам, норитам и др. Классическими примерами таких месторождений могут служить уральские месторождения и Бушвельдский массив Южной Африки. Уральские месторождения образованы интрузией и последующей медленной дифференциацией на большой глубине (10 км) габбровидной магмы. Нижнюю, наиболее тяжелую зону дифференцированных массивов составляют дуниты, состоящие более чем на 90% из оливина, далее идут пироксениты и наконец, габбро. Главная масса платины приурочена к дунитам, в которых она содержится в виде включений самородной платины от микроскопических до 1,5—3 мм диаметром. Месторождения ее в виде шлир и штоков самой неправильной формы размещены в толще породы неправильно и неравномерно. Закономерности этого размещения не установлены. Выделения платины бывают вместе с кремнием и без него непосредственно в оливине. Состав хромитовой и оливиновой платины различен (табл. 3), как и различен ее внешний вид.

Состав самородной платины

В пироксенитах платины содержится гораздо меньше, чем в габбро и змеевиках, образовавшихся из них; здесь встречается обычно осмистый иридий. Бушвельдский массив представляет собой огромный лакколит, вторгшийся в осадочную формацию; горизонтальные размеры его около 40 тыс. км2. В результате дифференциации и дополнительных интрузий массив получил сложное строение: снизу - мелкозернистый норит, пироксениты, далее кверху - норит, перемежающийся с анортозитами и дунитами. К этой формации относился «горизонт Меренского», с которым связаны месторождения платины. Далее выше идет основная масса норита, кверху делающаяся более кислой и переходящая в сиенит и альбит. Платиновые металлы здесь встречаются как в виде металла, так и в виде минералов: сперрилита (PtAs2), куперита (PtS), браггита (Pt, Pd, Ni)S, стибиопалладинита (Pd3Sb). Часть металлов платиновой группы растворена в сульфидах. Примерами другого типа платиновых месторождений могут служить Сюдбери в Канаде и Норильское в Туруханском крае в Сибири. В них платиновые металлы также связаны с интрузиями основной габбровидной магмы и находятся в сульфидах никеля и меди. По-видимому большая часть платины и палладия растворена в сульфидах, другая часть находится в форме сперрилита и м. б. сульфида. В перечисленных типах месторождений платиновые металлы находятся в сравнительно высокой степени концентрации. В форме, которую В. Вернадский назвал рассеянной, платиновые металлы находятся во всех эруптивных породах, не только основных, но и кислых. Так, например, граниты содержат 0,02 грамм на тонну (Ноддак). В сульфидах гидротермальных месторождений, связанных с кислыми интрузиями, часто оказывается повышенное содержание платины. Россыпные месторождения платины приурочены б. ч. к дунитовым и пироксенитовым массивам и содержат самородную платину.

Месторождения золота известны как магматические и гидротермальные, так и низкотемпературные. В первичных породах - гранитах, диабазе, диорите и других кислых породах Мексики, Чили, Канады, Урала и др. - золото найдено, но эти месторождения практического значения почти не имеют. Из месторождений гидротермальных необходимо отметить, прежде всего, тип гипотермальных, образованных растворами при высоких температурах и давлениях. Примером может служить Березовское месторождение на Урале близ Свердловска, где самородное золото находится в жилах «березита» (кварц + мусковит + пирит), прорезывающих толщу хлоритовых, тальковых и глинистых сланцев. К этому же типу относится ряд других месторождений на Урале (Благодатное, Пышминское, Кочкарское и др.), в Сибири, Канаде, Аляске и других странах. Мезотермальные месторождения золота образовались при температуре 200—300° на значительной глубине из горячих растворов. Жильной породой является кварц, в котором рассеяны самородное золото и золотосодержащие сульфиды. Золото в кварце включено в виде мельчайшей пыли, чешуек, кристаллов и реже сростков. Очень редко последние достигают большой величины - 35—40 кг. К этого типа месторождениям относятся золотоносные жилы Калифорнии (Невада-Сити), провинции «Виктория» в Австралии, Богомдаровинский рудник, Берикуль и ряд других в Кузнецком Алатау, Енисейской тайге и др. Золото также находится в мезотермальных месторождениях полиметаллических (свинцово-цинковых) и медных руд (Риддер, Карабаш и др.). Эпитермальные месторождения образованы выделениями из растворов при сравнительно низких температурах (ниже 200°) в виде разного рода жил и рудных тел неправильной формы. Здесь встречается самородное золото, обычно содержащее серебро, серебристое золото (электрум), теллуристое золото, серебряный блеск, сульфоантимониды и арсениды золота и серебра вместе с пиритом, свинцовым блеском, цинковой обманкой и другими сульфидами и кварцем. Примерами такого типа месторождений могут служить золотые жилы Трансильвании в Венгрии (Семигорье), месторождение «Хаураки» в Новой Зеландии, Ильинское в Забайкалье и серебряные месторождения Мексики, Перу, Чили и Боливии. Наконец надо упомянуть месторождения серебра и золота, образовавшиеся благодаря процессам растворения и последующего осаждения золота в природных водах при низких температурах. Перенос золота такими водами может осуществляться на довольно большие расстояния (300 и более км). Рассыпные месторождения образованы природными механическими процессами разрушения коренных пород, содержащих золото. Нельзя также отрицать в процессах образования россыпей и роли грунтовых вод, растворяющих и вновь выделяющих золото. Кроме месторождений золота, где оно встречается в сравнительно высокой концентрации, оно содержится в рассеянном состоянии в массе большинства горных пород и даже в морской воде.

 

Источник: Мартенс. Техническая энциклопедия. Доп. том - 1936 г.

Еще по теме: