Поведение благородных металлов (золота и серебра) в природных рудообразующих процессах и состав самородного золота – предмет многолетних исследований д.г.-м.н., г.н.с. Пальяновой Галины Александровны. «Самородное золото ... далеко не является с химической стороны столь известным, как это можно было бы предполагать.» – эта фраза В.И. Вернадского (1922) актуальна и в наши дни. Серебро присутствует в подавляющей части самородного золота. Однако, известны и такие его разновидности, как ртутистое золото, медистое золото, палладистое золото (порпецит) и другие. После серебра ртуть – второй по распространенности элемент-примесь в самородном золоте, медь – третий, палладий – четвертый.
До сих пор палладий относился к редким, малоизученным примесям. Палладистое золото впервые было найдено в 1798 г. в районе Порпез в Бразилии в месторождениях итабиритов (слоистых кварцитов с магнетитом и гематитом) и получило название «порпецит», но оно не было утверждено Комиссией новых минералов (КНМ) Международной минералогической ассоциации (ММА), поскольку являлось структурным аналогом и разновидностью самородного золота. Прошло двести лет – открыты новые рудопроявления с палладистым золотом. Высокий спрос на золото и палладий во многих областях, от ювелирной до автомобильной промышленности, требует поиска новых природных источников этих металлов. Изучение состава самородного золота имеет большое научное и практическое значение. Уровень концентраций и соотношение различных элементов в отдельных золотинах отражают геохимическую историю и являются «отпечатками» рудообразующих событий. Эти отпечатки можно использовать для выявления источников золота, отслеживать происхождение золота и способствовать пониманию того, как образуются месторождения золота.
Г.А. Пальянова продолжает изучать химизм самородного золота и минералы в срастании с ним – эта тема неисчерпаема. Недавно Галина Александровна исследовала необычные образцы с палладистым золотом нескольких рудопроявлений России. Уникальное россыпное золото р.Итчайваям (Камчатка) вообще не содержало серебро и было представлено двумя разновидностями - с высокими и низкими концентрациями примесей - палладия и ртути, иногда немного меди, и соответственно разной пробности (580-660‰ и 910-960‰). Пробность рассчитывается в массовых промилле (‰) (= Au*1000/(Au + элементы-примеси) (в мас.%) и отражает количество золота в его природных твердых растворах. Низкопробное золото имело состав Au0.5Pd0.25Hg0.25 (Au2PdHg) и находилось в срастании с высокопробным золотом (Au0.94-0.90Pd0.02-0.04Hg0.03) (рис.1). В отношении фазы такого состава было высказано предположение, что она может быть новым минералом. Однако результаты исследований, полученные методами рентгенофазового анализа и дифракции обратно рассеянных электронов, показали, что фаза с высокими содержаниями Pd и Hg имеет тот же тип структуры, что и золото, но другую метрику ячеек (Palyanova et al., 2023). Следовательно, это не новый минерал, а разновидность самородного золота.
Самородное золото Уральских месторождений характеризуется ещё более широким набором элементов-примесей, чем изученное Камчатское – в нем присутствуют Ag, Cu, Pd и Hg в разных концентрациях и сочетаниях. Так на Озерном месторождении (Полярный Урал) палладистое золото установлено в парагенезисах с Fe-Cu сульфидами (пирит, пирротин, халькопирит, борнит и другие) и минералами платиновой группы. Содержание палладия в самородном золоте не более 1.5, в Au-Cu интерметаллидах - до 6, а в Cu-Au-Pd твердых растворах около 16.5 мас.%. Полученные данные по изотопному составу серы сульфидов позволили предположить, что источником флюида, рудных компонентов и серы был глубинный магматический базитовый расплав (Murzin, Palyanova et al., 2022).
В медно-сульфидно-титаномагнетитовых рудах Волковского Cu-Fe-Ti-V месторождения (Средний Урал) выявлено самородное золото с низкими концентрациями Pd и Cu (не более 0.4 мас.%) и с высоким содержанием Ag (8.4 – 16.2 мас.%) (800–914‰), в срастании с меренскиитом, кейтконнитом, сильванитом и гесситом (Мурзин, Пальянова и др., 2021). Высокая фугитивность Te, связывающего Pd, Au и Ag в теллуридные формы, вероятно, препятствует, появлению самородного золота, содержащего высокие концентрации Pd и Ag.
На Au-Pd-РЗЭ месторождении Чудное (Приполярный Урал) идентифицировано три разновидности палладистого золота. Для одной из них установлены низкие концентрации Pd (от 0.5 до 1.2 мас.%), а также Ag и Cu, для второй разновидности характерно присутствие тех же примесей, но ещё и Hg. Пробность такого золота 830–890‰. В срастании с ним находились фуксит (Cr-содержащая слюда), альбит, кварц и атенеит ((Pd,Hg)3As). Для второй разновидности установлены эти и другие минералы - полевой шпат, тетра-аурикуприд (CuAu) и мертиит-II (Pd8(Sb,As)3). Высокопробное золото (>930‰) с более высокими содержаниями Pd, но низкими Ag и Cu, присутствовало в виде микропрожилков, полос и микровключений в палладистом золоте первых двух разновидностей (Palyanova et al., 2021). Это месторождение является представителем особого типа Au-Pd-РЗЭ оруденения, которое невозможно сопоставить ни с одним из известных осадочных, гидротермальных или метаморфогенных месторождений золота. Для этого объекта характерна ассоциация самородного золота с фукситом при почти полном отсутствии сульфидов. Образование палладистого золота очевидно связано с фукситизацией, алланитизацией и Na-, Si- и K-метасоматозом. Присутствие Pd и Cu в рудах и Cr в фуксите указывает на важную роль основного-ультраосновного магматизма.
Образцы с Au-Pd месторождения Блейда Фар Вест (Марокко) были изучены совместно с другими коллегами лаборатории 217: д.г.-м.н., г.н.с. Калининым Юрием Александровичем, к.г.-м.н., с.н.с. Боровиковым Андреем Александровичем, к.г.-м.н., с.н.с. Житовой Людмилой Михайловной. Юрий Александрович работал несколько месяцев на данном объекте. Золото-палладиевая минерализация этого месторождения связана не с сульфидами железа и меди, а с гематитом - она тоже уникальна и характеризуется необычным парагенезисом самородного золота (с примесями Pd, Ag, Cu) и минералов системы Pd(Pt)-Bi-Se-Te. Количество Pd и Cu в самородном золоте очень низкое (<1 мас. %), содержание серебра варьирует от 5.8 до 7.8 мас. % (Kalinin et al., 2022).
Кроме этого, Пальяновой Г.А. с коллегами из ИГМ (к.г.-м.н., н.с. Беляева Т.В., к.г.-м.н., с.н.с. Боровиков А.А.) и других институтов собрана и систематизирована информация по составам палладистого золота российских и зарубежных месторождений и обобщены данные по физико-химическим условиям его образования. Подготовлена схематическая карта, отражающая географическое и геолого-структурное положение более чем 50 месторождений и рудопроявлений с Au-Pd минерализацией. На рис. 2 в качестве примера приведен фрагмент карты с Российскими объектами - от Урала до Камчатки.
Эти результаты включены в обзорную статью, опубликованную в журнале Minerals в спецвыпуске “Native Gold as a Specific Indicator Mineral for Gold Deposits”, в которой Г.А. Пальянова является приглашенным редактором. Предложена классификация типов месторождений палладистого золота, включающая основные типы месторождений платиноидов в основных-ультраосновных магматических комплексах, а также месторождения золота нескольких типов: орогенные золоторудные, эпитермальные (порфировые) золото-медные, железо оксидные медно-золотые, железистые кварциты. Для россыпных месторождений с палладистым золотом также выделено несколько типов в соответствии с профилем их коренных источников.
Таким образом, химический состав самородного золота и минералы в срастании с ним – важнейшие типоморфные признаки, характеризующие специфику каждого золоторудного месторождения. Полученные результаты по палладистому золоту могут быть востребованы при прогнозе и поиске новых специфических типов рудных месторождений, для разработки эффективных схем извлечения палладия, золота и серебра из комплексных руд. В России необходимо наряду с рентгеноспектральным микроанализом проведение исследований состава самородного золота с использованием LA-ICP-MS для получения полной информации о микропримесях. Это возможное направление будущих исследований лаборатории прогнозно-металлогенических исследований №217.
Материал подготовлен Пальяновой Г.А., пресс-службой ИГМ СО РАН