Preview

Литосфера

Расширенный поиск

Механизм вхождения Au в In-, Fe- и In-Fe-содержащие синтетические кристаллы сфалерита по данным РСМА и ЛА-ИСП-МС

https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-148-161

Полный текст:

Аннотация

Объект исследования. Cфалерит является широко распространенным минералом, который может встречаться в
месторождениях различного типа, где накапливает ценные примеси. В числе этих примесей наиболее ценной является золото. Вопрос о форме нахождения Au в сфалерите является дискуссионным.

Методы. В данной работе с использованием методов газового транспорта и солевого расплава были синтезированы серии образцов In-, Fe- и InFe-сфалерита. Опыты выполнены при ≈800°С c присутствием в системе металлического золота. Продукты синтеза были изучены методами РСМА и ЛА-ИСП-МС.

Результаты. Кристаллы сфалерита содержали от 0 до 2.5 мол. % In и от 0 до 40 мол. % FeS. Все примесные элементы равномерно распределены в полученных кристаллах. После закалки сфалерит сохранял золото в “невидимой” форме. Наши данные доказывают, что наблюдающееся значительное увеличение концентрации Au в сфалерите прямо связано с присутствием в нем In (до 1.02 мас. % Au) и в меньшей степени Fe (до ≈600 г/т Au). Эти элементы замещают Zn в его кристаллической структуре в соответствии со схемами: Au+ + In3+ ↔ 2 Zn2+ или Au+ + Fe3+ ↔ 2 Zn2+, что согласуется с результатами исследования синтезированных фаз с помощью метода рентгеновской спектроскопии поглощения.

Результаты. Более высокая фугитивность серы в системе, при наличии In, приводит к значительному увеличению степени вхождения золота в сульфид цинка. Концентрация Au, равномерно рассеянного в кристаллах сфалерита без прочих примесей, не превышает 10 г/т для данных условий синтеза и не зависит от фугитивности серы в системе.

Об авторах

Д. Е. Тонкачеев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)
Россия
119017, Москва, Старомонетный переулок, 35



Д. А. Чареев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН); Институт экспериментальной минералогии РАН; Физико-технологический институт Уральского федерального университета, г. Екатеринбург; Казанский (Приволжский) Федеральный Университет, г. Казань
Россия

119017, Москва, Старомонетный переулок, 35

142432, МО, г. Черноголовка, ул. Акад. Осипьяна, 4



В. Д. Абрамова
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)
Россия
119017, Москва, Старомонетный переулок, 35


E. В. Ковальчук
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)
Россия
119017, Москва, Старомонетный переулок, 35


И. В. Викентьев
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)
Россия
119017, Москва, Старомонетный переулок, 35


Б. Р. Тагиров
Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии (ИГЕМ РАН)
Россия
119017, Москва, Старомонетный переулок, 35


Список литературы

1. Бортников Н.С., Кабри Л., Викентьев И.В., Мак Мэйхон Г., Богданов Ю.А. (2000) Невидимое золото в сульфидах из современных подводных гидротермальных построек. Докл. АН, 372(6), 804-807.

2. Викентьев И.В. (2015) Невидимое и микроскопическое золото в пирите: методы исследования и новые данные для колчеданных руд Урала. Геол. рудн. месторождений, 57(4), 267-298.

3. Осадчий В.О. (2016) Трехвалентное железо в структуре сфалерита. Зап. молодежной конференции “Ломоносов-2016”, М.: Mакс-Пресс, https://lomonosov-msu.ru/archive/Lomonosov_2016/data/section_6_8355.htm

4. Чареев Д.А. (2016) Общие принципы синтеза халькогенидов и пниктидов в солевом расплаве с использованием стационарного температурного градиента. Кристаллография, 61(3), 475-489.

5. Чареев Д.А., Волкова О.С., Герингер Н.В., Кошелев А.В., Некрасов А.Н., Осадчий В.О., Осадчий Е.Г., Филимонова О.Н. (2016) Синтез кристаллов халькогенидов и пниктидов в солевых расплавах при стационарном температурном градиенте. Кристаллография, 61(4), 652-662.

6. Asadi H.H., Voncken J.H.L., Hale M. (1999) Invisible gold at Zarschuran, Iran. Econ. Geol., 94, 1367-1374.

7. Ballhaus C., Bockrath C., Wohlgemuth-Ueberwasser C., Laurenz V., Berndt J. (2006). Fractionation of the noble metals by physical processes. Contrib. Mineral. Petrol., 152, 667-684.

8. Cook N.J., Ciobanu C.L., Pring A. Skiner W., Shimizu M., Danushevsky L., Melcher F. (2009) Trace and minor elements in sphalerite. Geochim. Cosmohim. Acta, 73, 4761-4791.

9. Сhareev D.A., Osadchii V.O., Shiryaev A.A., Nekrasov A.N., Koshelev A.V., Osadchii E.G. (2017) SingleCrystal Fe-bearing sphalerite: synthesis, lattice parameter, thermal expansion coefficient and microhardness. Phys. Chem. Min., 44, 287-296.

10. Filimonova O.N., Trigub A.L., Tonkacheev D.E., Nickolsky M.S., Kvashnina K.O., Chareev D.A., Chaplygin I.V., Kovalchuk E.V., Lafuerza S., Tagirov B.R. (2019) Substitution mechanism in In, Au, and Cu-bearing sphalerites studied by X-ray absorption spectroscopy of synthetic and natural minerals Min. Mag. (Accepted) Fraley K.L., Frank M.R. (2014) Gold solubilities in bornite, intermediate solid solution, and pyrrhotite at 500°C to 700°C and 100MPa. Econ. Geol., 109, 407-418.

11. Johan Z. (1998) Indium and germanium in the structure of sphalerite: an example of the coupled substitution with copper. Min Petr., 39(3), 211-229.

12. Lappe F., Niggli A., Nitsche R., White J.R. (1962) The crystal structure of In2ZnS4. Z. Krist., 117(2-3), 146-152.

13. Maslennikov V.V., Maslennikova S.P., Large R.R., Danyushevsky L.V. (2009) Study of trace element zonation in vent chimneys from the Silurian Yaman-Kasy VHMS (the Southern Urals, Russia) using laser ablation inductively coupled plasma mass spectrometry (LA-ICP MS). Econ. Geol., 104, 1111-1141.

14. Murakami H., Shunso I. (2013) Trace elements of Indium-bearing sphalerite from tin-polymetallic deposits in Bolivia, China and Japan: A femto-second LA-ICPMS study. Ore Geo Rev, 53, 223-243

15. Paton C., Hellstrom J., Paul B., Woodhead J., Hergt J. (2011) Iolite: Freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data. J. Anal. Atomic Spectrom., 26, 2508-2518.

16. Tonkacheev D.E., Chareev D.A., Abramova V.D., Yudovskaya M.A., Minervina E.A., Tagirov B.R., (2015) Sphalerite as a matrix for noble, non-ferrous metals and semimetals: A EPMA and LA-ICP-MS study of synthetic crystals. Proc. 13th Biennial SGA Meeting, Nancy, France, 2, 847-850.

17. Vikentyev I.V., Yudovskaya M.A., Mokhov A.V., Kerzin A.L., Tsepin A.I. (2004) Gold and PGE in massive sulfide ore of the Uzelginsk deposit, Southern Urals, Russia. Canad. Mineral., 42, 651-665.

18. Wilson S.A., Ridley I., Koenig A.E. (2002) Development of sulfide calibration standards for the laser ablation inductively-coupled plasma mass spectrometry technique. J. Anal. Atom. Spectrom., 17, 406-409


Для цитирования:


Тонкачеев Д.Е., Чареев Д.А., Абрамова В.Д., Ковальчук E.В., Викентьев И.В., Тагиров Б.Р. Механизм вхождения Au в In-, Fe- и In-Fe-содержащие синтетические кристаллы сфалерита по данным РСМА и ЛА-ИСП-МС. Литосфера. 2019;(1):148-161. https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-148-161

For citation:


Tonkacheev D.E., Chareev D.A., Abramova V.D., Kovalchuk E.V., Vikentyev I.V., Tagirov B.R. The substitution mechanism of Au in In-, Fe- and In-Fe-bearing synthetic crystals of sphalerite, based on the data from EPMA and LA-ICP-MS study. LITHOSPHERE (Russia). 2019;(1):148-161. (In Russ.) https://doi.org/10.24930/1681-9004-2019-19-1-148-161

Просмотров: 90


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1681-9004 (Print)
ISSN 2500-302X (Online)