Исследователи из Института геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН совместно с коллегами из Италии и Чехии на месторождении Малетойваям обнаружили новый минерал золота — ауроселенид. До этого там же были найдены минералы малетойваямит, гачингит и толстыхит. Все они представляют соединения золота с халькогенами: селеном, теллуром и серой.
Малетойваям — это месторождение на Камчатке с большим содержанием золота. Оно эпитермальное (близповерхностное), то есть руды находятся на глубине в километр от поверхности.
«Этой работой я начала заниматься случайно, меня попросили изучить вещественный состав руд. Обычно на золоторудных месторождениях преобладают соединения золота и серебра, а в этом оказалось много более разнообразного и интересного», — рассказала ведущий научный сотрудник ИГМ СО РАН доктор геолого-минералогических наук Надежда Дмитриевна Толстых.
Исследователи изучали минералы с помощью сканирующего электронного микроскопа (СКАН), он может выявлять очень тонкие фазы и их состав. В золоторудном концентрате оказались соединения, содержащие золото, теллур, селен и серу.
«Я проверила, есть ли такие минералы в международной минералогической базе, они отсутствовали. Мы вырастили синтетический аналог минералов с таким же составом, это необходимо для утверждения нового минерала. Доказали, что природный минерал и его синтетический аналог идентичны по разным признакам. Сделали его структуру, изучили все свойства и подали в международную комиссию по новым минералам. Там в течение года рассматривали нашу заявку, в итоге появился первый минерал, названный в честь месторождения — малетойваямит», — прокомментировала Надежда Толстых.
Процесс получения новых минералов многоэтапный и непростой. Сначала исследователи измельчали двадцать килограммов образцов до мелкой фракции. После пропускали их через сито, промывали в воде издробленную породу (протолочку), как моют шлихи золота в реках. Легкая фракция смывалась, оставались только тяжелые минералы. Потом эту фракцию промывали в еще более тяжелой жидкости (бромоформе) и получали концентрат зернышек. Его укладывали под микроскопом, заливали эпоксидной смолой, полировали застывший препарат и напыляли графитом.
«Кристаллы новых минералов были очень мелкими, не более 50 микрон. Изучение осложнялось тем, что все они срастались с золотом или другими минералами и выделить отдельный кристалл было невозможно. Когда я начала смотреть пробы под микроскопом, то увидела какой-то невзрачный серый минерал, ассоциирующий с золотом. Оказалось, что это кристаллическое соединение золота с селеном и теллуром. Почему его никто не находил? Под микроскопом он совсем не похож на минерал золота. Серый, совершенно невзрачный, выглядит как грифель карандаша», — отметила Надежда Толстых.
В 2022 году был утвержден аналог малетойваямита, еще один новый минерал — толстыхит, его назвали в честь Надежды Дмитриевны. Если в составе больше селена — это малетойваямит, если серы — толстыхит. В ходе дальнейших исследований Надежда Толстых обнаружила еще два новых минерала: гачингит и совсем недавно — ауроселенид.
«Ауроселенидом я горжусь больше всего. Его получали экспериментально в разных лабораториях мира, ученые понимали, что он должен быть в природе, но никто не мог найти», — подчеркнула Надежда Толстых.
Соединений золота в природе немного, чуть больше сорока. Золото — инертный металл и не вступает в реакцию с большинством элементов. Его соединения представляют большой интерес для ученых, поскольку в природе должны реализоваться особые условия, чтобы золото образовало кристаллическое соединение с другими элементами.
Соединения, которые находятся в эпитермальных (близповерхностных) месторождениях, образуются из растворов, поступающих из глубины Земли. От магматического очага отделяются растворы, они могут быть кислыми, щелочными, нейтральными и содержать разные элементы: золото, селен, олово, свинец и так далее. Когда растворы, отделяясь от магматического очага, по трещинам поступают к верхним слоям земной коры, то они вскипают, и из них откладываются минералы золота и серебра, как правило, включенные в кварцевые жилы.
«Минералы, которые мы обнаружили, образуются из очень кислых растворов. Помимо этого, они появились благодаря окислительной обстановке, где крайне высок потенциал кислорода. Сочетание этих факторов, а также обогащение растворов благородными минералами и селеном, способствует образованию наших минералов», — отметила Надежда Толстых.
Исследования ученых полезны для решения фундаментальной проблемы генезиса эпитермальных месторождений: появляется понимание, как рудные системы формируются и эволюционируют во времени и пространстве.
«Есть и практическая значимость. В месторождении, где мы нашли минералы, преобладают теллуриды и сульфоселенотеллуриды золота. Чтобы извлекать золото менее затратно, нужно знать формы его концентрирования, самородное ли оно или находится в соединении с другими элементами», — сказала Надежда Толстых.
Теперь исследователи изучают другие эпитермальные месторождения Камчатки. «Интересно посмотреть и сравнить минеральные ассоциации месторождения Малетойваям, относящегося к высокосульфидированному типу, с другими, низкосульфидированными», — отметила Надежда Толстых.
Источник: Наука в Сибири