Forms of occurrence and micro-nano ensambles of gold as indicators of formation conditions, spatial distribution, and type of orogenic deposits in Uzbekistan (South Tien Shan)

Cover Page

Cite item

Abstract

Gold ore deposits of Uzbekistan are confined to the South Tien Shan orogenic belt. They are located in black shales (Muruntau, Amantaytau, Daugyztau), terrigenous sedimentary (Kokpatas), volcanic (Balpantau), and intrusive (Zarmitan, Guzhumsai) rocks. Their age is 280—290 Ma and coincides with the age of post-collision granitoid magmatism. The deposits form Kyzylkum and Nurata mining districts. Gold forms micro-nanoparticles and is incorporated into diversified compounds with Bi, Sb, As, Te, Se, S, Ag, Hg in primary quartz-sulfide and sulfide ores. Seven mineral and geochemical types of ores are recognized: Au—W with scheelite and molybdenite; Au—Bi—Te with maldonite, tellurides, bismuth sulpho-tellurides; Au—As with pyrite, arsenopyrite, Ni—Co minerals; Au—Ag—Te with calaverite, petzite, hessite, etc.; Au—Ag—Se with fichesserite, acanthite, freibergite, agvilarite, petrovskite, etc.; Au—Sb—Ag with aurostibite, boulangerite, burnonite, cincenite, chalcostibite, tetrahedrite, etc.; Au—Hg with cinnabar, consbergite, Hg-bearing native gold. Recoverable resources are determined by 2—3 types of ores. Three main types of gold deposits are proposed on the base of outlined mineralogical and geochemical types: Au—W—Bi—Te (Muruntau, Myutenbay, Zarmitan); Au—As—Sb—Ag (Amantaytau, Kokpatas, Daugyztau); Au—Ag—Sb—Se (Kosmanachi, Okzhetpes). The emphasis on the nanomineral approach in the study of gold, its compounds, and micro-nano ensembles increases the efficiency of searching, typifying and evaluating the prospects of hidden mineralization, and is favorable to determine the conditions of formation and technological properties of gold ores.

Full Text

Республика Узбекистан по запасам и золотодобыче входит в первую десятку стран мира. Многолетние поисково-разведочные работы привели к открытию крупнейших орогенных месторождений золота — Мурунтау, Мютенбай, Амантайтау, Зармитан и др. (Кызылкумо-Нуратинский регион). В настоящее время перед геологической наукой Узбекистана стоит задача прогноза и поиска скрытых и нетрадиционных объектов, а перед горно-обогатительной отраслью — проблема перехода от окисленных руд с относительно крупным свободным золотом к переработке упорных сульфидных руд с «невидимым» золотом. Очевидно, что минералогия, геохимия и технологические свойства руд верхних уровней месторождений будут отличаться от состава руд на глубинах десятки-сотни метров. Все это требует разработки новых концепций и методов поиска, оценки перспектив и технологических свойств промышленных руд. В связи с тем, что в первичных сульфидных рудах золото преимущественно тонкодисперсное, одним из эффективных подходов к его изучению становится использование идей и методов нанотехнологий, активное развитие которых в начале XXI века повлияло на развитие минералогии и привело к формированию нового направления — наноминералогии. Стало возможным говорить об естественных нанотехнологиях — природных физико-химических процессах, происходящих в масштабах наношкалы (10–6—10–9 м) в рудообразующих системах (Roco et al., 2001; Наноминералогия, 2005; Конеев, 2006).

НАНОМИНЕРАЛОГИЯ

Наноминералогия — раздел минералогии, изучающий условия формирования и физико-химические свойства природных соединений, размер которых не превышает 10–6 м. Все минералы проходят этап наносоcтояния при кристаллизации и многие из них остаются «карликами». Наноминералы возникают в магматогенных, гидротермальных, коллоидных и осадочных системах, но не по классической схеме кристаллизации из перенасыщенных растворов, а при диффузии и локализации примесей на дефектах структуры или распаде твердых растворов и неустойчивых соединений. Наночастицы формируются в тектогенных и взрывных процессах, при брекчировании, выветривании, обогащении руд. Необычные свойства наноминералов и наночастиц определяются большой удельной поверхностной энергией, которая начинает быстро возрастать, когда размер частиц становится меньше 100 мкм и стремится к бесконечности при образовании нанообъектов — фуллеренов, нанотрубок или послойно формирующихся кристаллических индивидов (Конеев, 2006). В результате «размерных эффектов» наночастицы и наноминералы приобретают высокую химическую, каталитическую, сорбционную активность. Само же золото, известное как «благородный», химически инертный металл, в наносостоянии становится чрезвычайно активным и в рудах встречается не только в виде самородного металла, но и в виде соединений с Bi, As, S, Sb, Hg, Cu, Te, Se и другими элементами.

Размер наноминералов может выходить за пределы наношкалы, если они формируются атомами тяжелых металлов с большими радиусами (Bi, Pb, Sb, Te, Au, Hg и др). В арсенопирите из Мурунтау размер нановключений золота составляет 0.07—0.1 мкм, в пирите Бакырчика (Казахстан) — 0.5—1.5 мкм.

МЕТОДОЛОГИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

При изучении золотых руд речь, чаще всего, идет о наночастицах золота, которые исследователи непременно стремятся «увидеть». Современные высокоразрешающие приборы — сканирующие электронные, атомно-силовые и другие микроскопы позволяют визуализировать морфологию наночастиц размером менее 1 мкм, но, к сожалению, не определяют химический состав, который имеет важнейшее значение при поисках, типизации и оценки перспектив новых объектов.

Методика исследования золотых руд, названная методом минералого-геохимической нанотехнологии, базируется на следующих методологических положениях.

  1. Золото в первичных рудах коренных месторождений — это типичный микро-наноминерал размером от 100 до 0.00nмкм, выделяющийся в виде частиц самородного металла, либо соединений. Эти соединения образуются при распаде сложных комплексов золота с As, S, Bi, Sb, Te, Se, Hg, в виде которых золото транспортируется в гидротермальных растворах (Некрасов, 1991).
  2. Форма нахождения золота, состав его соединений и микро-наноансамблей сопутствующих элементов, последовательность выделения минералов и минеральных ассоциаций определяются физико-химическими законами процессов рудообразования. Как показали А. А. Кременецкий и Э. Ф. Минцер (1995), на всех месторождениях золота, независимо от состава вмещающих пород, формы рудных тел и других геологических характеристик, проявлен единый ряд минеральных типов, включающий: золото-пирит-арсенопиритовый, золото-полисульфидный, золото-теллуридный, золото-антимонитовый, золото-киноварный типы. Д. В. Рундквист (1997) выделяет более детальный ряд геохимических парагенезисов: /Au—W/Au—Mo/Au—As/Au—Cu—Pb—Zn/Au—Te/Au—Ag/Au—Sb/Au—Sb—As—Hg/. В технологических исследованиях (Зеленов, 1989), используется аналогичный ряд типов руд, включающий золото-серебряный, золото-мышьяковый, золото-сурьмяный, золото-теллуристый, золото-висмутовый типы.

В применяемых нами методах исследования (электронно-зондовый микроанализ, Superprobe-8800R (Jeol), сканирующая электронная микроскопия, Carl Zeiss с приставкой EDX Oxford instrument) основной акцент был сделан на изучении грави- и флотоконцентратов. Это главные промышленные продукты, из которых извлекается золото. Предварительно пробы анализировались методом ICP MS. 

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Золоторудные месторождения Кызылкумо-Нуратинского региона приурочены к Южно-Тяньшанскому орогенному поясу (рис. 1). Возраст золотого оруденения, определенный Os—Re методом по арсенопириту и пириту, совпадает с возрастом постколлизионного гранитоидного магматизма, определенного U—Pb методом по циркону и составляет 280—290 млн лет (Dolgopolova et al., 2016). Месторождения размещаются в черных сланцах (Мурунтау, Мютенбай), карбонатных, терригенных и вулканогенных породах (Кокпатас, Балпантау), в интрузивных образованиях (Зармитанская зона), в узлах пересечения орогенного пояса поперечными трансформными разломами (Koneev et al., 2010).

 

Рис. 1. Геологическая схема размещения золоторудных месторождений в геодинамических структурах Центральной Азии (Goldfarb et al., 2014).

 

Микро-наноминералогические исследования проводились на месторождениях Мурунтау, Мютенбай, Амантайтау, Даугызтау, Аджибугут, Высоковольтное, Косманачи, Зармитан, Гужумсай, Урталик, Маржанбулак. Предварительные геохимические исследования выявили ряд новых особенностей золотых руд. Для сравнения геохимических типов руд были рассчитаны коэффициенты концентрации элементов относительно среднего содержания в земной коре и построены геохимические ряды интенсивности накопления элементов в рудах (Koneev et al., 2010):

I

Мурунтау Bi—As—Te—Au—Se—W—Ag—Sb—Mo—Hg—Pb—Cu—Sn—Zn—Co

Мютенбай As—Te—Bi—Au—Se—Sb—W—Ag—Hg—Mo—Cu—Pb—Sn—Ni—Zn

Зармитан As—Te—Bi—Au—Sb—Ag—Se—W—Pb—Hg—Mo—Sn—Cu—Co—Zn

Урталик Te—Bi—Au—As—Sb—Ag—Pb—W—Se—Hg—Mo—Zn—Cu—Sn—Co

II

Амантайтау Au—As—Te—Sb—Bi—Se—Ag—Hg—Pb—W—Cu—Co—Ni—Sn—Mo

Даугызтау Au—As—Te—Sb—Bi—Ag—Se—Pb—Hg—W—Mo—Zn—Cu—Sn

III

Косманачи Ag—Sb—Te—Se—Au—Pb—As—Bi—Mo—Cu—Hg—Zn—W—Sn—Ni

Высоковольное Ag—Sb—Te—Se—As—Bi—Au—Pb—Hg—Sn—W—Cu—Mo—Zn—Ni

Вместе с Au в рудах прежде всего накапливаются Bi, Te, As, Sb, Ag, Se, образуя три группы месторождений. Коэффициенты концентрации этих элементов в рудах составляют тысячи и сотни. Среди лидеров важнейшими во всех рудах являются Te, As, Sb и Bi. Далее следуют Se, Ag, Hg, в некоторых объектах высокие коэффициенты концентрации имеют W и Pb; для остальных элементов эти коэффициенты не превышают десятков. Заметим, что набор ведущих элементов в одной группе месторождений не зависит от вмещающей среды. Так, месторождения Мурунтау, Мютенбай размещаются в «черных сланцах», а Зармитан, Урталик в граносиенитах. В обоих случаях золото накапливается вместе с Bi, As и Te.

Микро-наноминералогические исследования позволили установить, что формы нахождения золота в рудах гораздо более разнообразны, чем это представлялось ранее. Кроме свободного золота, электрума и кюстелита, установлены мальдонит (Au2Bi), ауростибит (AuSb2), калаверит (AuТе2), петцит (AuAg2S3), петровскаит (AuAgS), фишессерит (AuAg3Se2), ртутистое золото, золотосодержащие арсенопирит и пирит (табл. 1). Эти соединения образуют в матрице кварца, арсенопирита, пирита, антимонита, редко других минералов закономерные микро-наноансамбли включений теллуридов, сульфосолей, селенидов Bi, Sb, Ag, Pb, реже других элементов вместе с Au (рис. 2). Состав их чаще всего нестехиометричен из-за влияния «размерных эффектов». Самородное золото имеет широкий диапазон пробности (от 300 до 1000 ‰). Гистограмма частоты встречаемости самородного золота различной пробности имеет многомодальный характер с отдельными интервалами пробности для различных типов руд (рис. 3). Каждый максимум показателен для устойчивых соединений Au и Ag, тогда как промежуточные значения соответствуют неупорядоченным твердым растворам. Пробность снижается от ранних к поздним типам руд или от глубоких уровней месторождений к близповерхностным.

 

Таблица 1

Химический состав минералов (мас. %), содержащих золото, в рудах месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона

Chemical composition (wt %) of gold-bearing minerals in ores of deposits in the Kyzylkum-Nurata region

п/п

Минерал

Тип руды, месторождение

Au

Ag

Hg

Bi

Sb

As

Fe

Ni

Te

Se

S

Σ

1

Мальдонит

Au2Bi

AuBiTe

Мютенбай

62.08

0.63

34.29

0.34

2.09

99.43

2

64.68

34.80

0.72

0.18

100.38

3

Триада

64.25

35.32

0.76

100.33

4

Зармитан

66.60

38.61

0.27

99.48

5

Золотоносный арсенопирит

Мютенбай

0.49

49.01

31.40

18.72

99.62

6

Золотоносный пирит

0.27

1.58

46.43

52.16

100.44

7

Калаверит AuTe2

AuAgTe

Амантайтау

44.48

0.35

55.27

0.40

100.5

8

44.18

0.17

55.96

100.31

9

Петцит AuAg3Te2

Гужумсай

23.59

42.70

0.93

33.14

100.83

10

23.24

42.32

0.80

33.51

100.3

11

Фишессерит

AuAg3Se2

AuAgSe

Аджибугут

29.17

46.76

0.27

23.85

100.05

12

28.71

46.57

0.41

23.30

98.99

13

28.34

48.47

0.22

22.89

99.92

14

Петровскаит AuAgS

54.29

36.42

8.92

99.92

15

53.40

36.73

9.48

100.46

16

Ауростибит AuSb2

AuSbAg

Амантайтау

44.02

52.44

0.56

0.75

1.71

0.53

100.01

17

43.14

53.44

0.56

0.75

1.71

0.53

100.13

18

Зармитан

45.93

2.50

50.03

100.46

19

Ртутистое золото (Au,Ag,Hg)

AuHg

Амантайтау

90.70

5.70

2.87

99.27

 

Рис. 2. Микро-наноминеральные формы выделения золота и его соединений в различных типах руд: I — Au—Bi—Te, II — Au—As, III — Au—Ag—Se, IV — Au—Sb.

Aspy — арсенопирит, Q — кварц, Py — пирит, AuAgS — петровскаит, AuAgSe — фишессерит, Au—Bi—Te — мальдонит и теллуриды Bi, Ant — антимонит, Au2Sb — ауростибит, Au — золото.

 

Рис. 3. Объединенная гистограмма пробности золота в орогенных месторождениях Кызылкумо-Нуратинского района. N = 203.

Выделяется 5 интервалов пробности, характерных для разных типов руд: I — 1000—850 ‰, Au—Bi—Te; II — 850—740 ‰, Au—As и Au—Ag—Te; III — 740—640 ‰, Au—Sb и Au—Ag; IV — 640—480 ‰, Au—Ag—Se и Au—Sb; V — 480—320 ‰, Au—Ag—Se.

 

Характерные соединения золота и его микро-наноансамбли являются прямыми поисковыми признаками определенных минерально-геохимических типов руд. Всего выделено семь подобных типов.

AuWредкометалльный тип с шеелитом, молибденитом, пиритом. Является ранним гидротермально-метасоматическим. Последующие золотоносные ассоциации накладываются на этот тип.

AuBiTe, висмут-теллуридный, ведущий продуктивный на Мурунтау, Мютенбае, Зармитане. В качестве минералов-индикаторов показательны мальдонит, теллуриды и сульфотеллуриды висмута — теллуровисмутит, цумоит и другие (табл. 2). Вместе с шеелитовой, висмут-теллуридная минерализация характерна для скарновых вольфрамовых месторождений.

 

Таблица 2

Химический состав (мас. %) теллуридов и сульфотеллуридов висмута из AuBiTe типа руд месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона

Chemical composition (wt %) of tellurides and sulphotellurides of bismuth from Au—Bi—Te type of ores in the Kyzylkum-Nurata region

п/п

Минерал

Месторождение

Au

Ag

Bi

Sb

As

Pb

Te

Se

S

Σ

1

Хедлейит

Bi7Te3

Мурунтау

77.00

22.98

0.27

100.25

2

Мютенбай

0.26

0.22

76.96

0.38

20.23

1.45

99.02

3

Триада

74.23

23.37

2.43

100.03

4

Se-содержащий хедлейит

Bi7(Te,Se)3

Мютенбай

0.21

0.87

78.32

11.62

7.98

0.94

98.86

5

0.23

0.81

76.48

12.51

8.67

1.08

98.74

6

Пильзенит

Bi4Te3

Мурунтау

65.15

0.70

32.79

1.70

0.26

100.6

7

Мютенбай

0.61

0.25

65.50

0.63

33.37

1.21

0.23

100.94

8

Цумоит

BiTe

Мурунтау

61.85

38.31

0.66

100.82

9

Мютенбай

61.87

35.03

3.62

100.52

10

Гужумсай

0.39

62.15

 

36.57

0.51

99.23

11

0.82

61.12

0.49

36.72

0.56

98.89

12

Теллуровисмутит

Bi2Te3

Мурунтау

55.14

43.75

0.26

99.15

13

Мютенбай

52.97

45.08

2.91

100.96

14

Зармитан

1.96

51.69

0.73

46.00

0.44

98.96

15

2.36

51.59

0.94

45.30

0.98

98.81

16

Гужумсай

3.28

51.24

45.86

100.38

17

2.48

52.75

44.67

99.90

18

Волынскит

AgBiTe2

Зармитан

16.15

40.12

0.72

42.10

0.20

99.29

19

15.09

40.68

0.74

41.78

0.28

98.57

20

Жозеит А

Bi4TeS

Мютенбай

81.60

9.78

1.46

7.16

100.00

21

81.81

9.56

2.54

6.09

100.00

22

Жозеит В

Bi4Te2S

Мурунтау

74.16

1.42

20.58

2.64

98.80

23

Мютенбай

74.69

21.83

0.24

2.93

99.69

24

Гужумсай

74.62

0.72

22.29

0.30

2.82

100.75

25

Ингодит

Bi2TeS

Мурунтау

72.70

2.40

22.10

0.20

4.11

101.51

26

Мютенбай

72.06

22.13

5.03

99.22

27

Сульфоцумоит

Bi3Te3S

Мютенбай

68.19

26.83

1.63

3.59

100.24

28

68.45

26.52

1.39

3.84

100.20

29

Тетрадимит

Bi2Te2S

Мурунтау

58.06

0.62

36.03

1.63

4.31

100.65

30

58.03

0.57

35.29

1.14

4.55

99.58

 

AuAs—(NiCo), арсенопирит-пиритовый с меняющимся отношением арсенопирита и пирита. Присутствует во всех месторождениях и составляет основную сульфидную часть руд. В рудах этого типа присутствуют пирротин, Ni—Co сульфиды и арсениды. Пирит содержит примесь As (до 5—7 %), арсенопирит — примесь Sb (до 1 %) (табл. 3).

 

Таблица 3

Химический состав (мас. %) сульфидов и арсенидов из AuAs (NiCo) типа руд месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона

Chemical composition (wt %) of sulphides and arsenides from Au—As (Ni, Co) type of ores in the Kyzylkum-Nurata region

п/п

Минерал

Месторождение

As

Sb

Cu

Fe

Ni

Co

S

Σ

1

Пирит

FeS2

Мурунтау

0.94

46.71

53.01

100.66

2

Кокпатас

4.98

46.45

49.45

100.88

3

Амантайтау

2.89

46.24

50.90

100.03

4

Аджибугут

1.29

46.57

52.98

100.84

5

Арсенопирит

FeAsS

Мурунтау

46.67

0.27

33.97

18.85

99.76

6

Мютенбай

47.44

0.25

33.95

18.79

100.43

7

Зармитан

43.63

0.33

34.39

22.32

100.67

8

Гужумсай

44.61

0.28

34.94

20.24

100.07

9

Пирротин

Fe1 – xS

Мютенбай

0.18

60.18

39.46

99.82

10

0.49

60.02

38.67

99.18

11

Кокпатас

58.88

0.23

39.85

98.96

12

Урталик

58.89

40.47

99.36

13

Гужумсай

59.78

0.45

39.35

99.58

14

Кобальтин

CoAsS

Мурунтау

46.93

0.21

0.32

4.77

4.12

24.71

19.13

100.19

15

Мютенбай

47.06

0.29

0.25

5.21

4.29

24.04

18.83

99.97

16

Пентландит

(Fe,Ni)9S8

Мурунтау

29.13

32.56

38.31

100.00

17

24.15

39.12

36.84

100.11

18

25.29

40.89

33.25

99.43

19

22.55

44.71

31.81

99.07

20

Лёллингит

(Fe,Ni)As2

Мютенбай

73.95

0.49

17.49

7.00

0.20

1.11

100.24

21

74.36

0.31

16.95

6.18

0.21

1.01

99.02

22

Герсдорфит

NiAsS

Зармитан

43.85

0.38

8.59

21.53

5.58

19.16

99.09

23

44.26

0.47

7.01

22.79

6.20

18.99

99.72

24

Кокпатас

45.96

1.42

2.73

27.22

3.83

20.15

101.31

25

43.44

0.87

5.98

25.23

4.84

19.37

99.73

26

Аджибугут

46.61

7.67

15.81

10.77

19.14

100.00

27

45.92

8.57

14.58

11.42

19.20

99.69

 

AuAgTeсеребро-теллуридный. В регионе распространен мало, характеризуется присутствием гессита, штютцита, калаверита, петцита, Te-содержащего канфильдита, кервеллеита (табл. 4). Один из ведущих типов в Чаткало-Кураме (Конеев, 2006).

AuAgSeсульфосольно-селенидный. Аналогичен эпитермальной Au—Ag минерализации Чаткало-Кураминского региона. Показательны Ag—Sb сульфосоли, сульфиды, селениды серебра, в том числе «редкие»: науманнит, агвиларит, клаусталит, антимонселит (табл. 4).

 

Таблица 4

Химический состав (мас. %) теллуридов и селенидов серебра из AuAgTe и AuAgSe типов руд месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона

Chemical composition (wt %) of silver tellurides and selenides from Au—Ag—Te and Au—Ag—Se types of ores in the Kyzylkum-Nurata region

п/п

Минерал

Месторождение

Au

Ag

Bi

Sb

Pb

Sn

Te

Se

S

Σ

1

Гессит

Ag2Te

Амантайтау

63.52

37.22

0.23

100.97

2

Окжетпес

62.77

36.43

0.84

100.04

3

Гужумсай

60.35

3.36

36.13

0.16

100.00

4

60.57

1.63

2.49

34.93

0.39

100.01

5

Зармитан

62.85

37.66

0.20

100.71

6

62.05

37.63

0.39

100.07

7

Штютцит

Ag5Te3

Зармитан

58.53

40.46

0.32

99.31

8

58.12

41.56

99.68

9

Гужумсай

58.12

41.56

99.68

10

59.60

40.77

100.37

11

Te-содержащий канфильдит

Ag8Sn(S,Te)6

Мурунтау

65.13

8.46

19.44

7.80

100.83

12

Гужумсай

63.08

9.33

19.16

9.42

100.99

13

Кервеллеит

Ag4TeS

Зармитан

72.52

20.06

6.52

99.10

14

72.97

20.19

6.80

99.96

15

Науманнит

Ag2Se

Аджибугут

73.68

0.42

25.29

99.39

16

73.54

0.25

25.38

99.17

17

Мютенбай

0.10

73.72

0.15

27.72

0.14

101.83

18

0.11

73.09

0.17

26.59

0.13

100.09

19

Окжетпес

73.91

0.24

26.99

101.14

20

Агвиларит

Ag4SeS

Мютенбай

0.15

80.65

0.18

11.90

8.09

100.97

21

80.42

0.14

10.17

8.19

98.92

22

Ag-содержащий клаусталит

(Pb,Ag)SeS

Мютенбай

7.31

63.61

0.31

26.39

1.92

99.54

23

9.40

63.55

0.22

26.02

1.53

100.72

24

Клаусталит

PbSe

Мютенбай

0.35

71.88

26.42

1.74

100.39

25

0.50

71.15

26.18

1.80

99.63

26

Se-содержащий галенит

Pb(Se,S)

Высоковольтное

78.91

10.21

10.24

99.36

27

79.17

9.37

10.61

99.15

28

Антимонселит

Sb2(Se,S)3

Мютенбай

59.42

33.60

6.98

100.00

29

Se- содержащий миаргирит

AgSb(Se,S)2

Мютенбай

30.31

40.45

20.56

8.01

99.33

 

AuSbантимонит-сульфоантимонидный. Очень распространены Pb—Sb сульфосоли типа буланжерита, тетраэдрита и др. (табл. 5). Уменьшение концентрации Pb в растворе приводит к образованию самостоятельных антимонитовых жил.

 

Таблица 5

Химический состав (мас. %) сульфоантимонидов из AuSb типа руд месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона

Chemical composition (wt %) of sulfoantimonides from Au—Sb type of ores in the Kyzylkum-Nurata region

п/п

Минерал

Месторождение

Sb

Pb

Bi

As

Cu

Fe

Ni

Ag

Zn

S

Σ

1

Бертьерит

FeSb2S4

Зармитан

57.98

 

12.71

0.31

29.57

100.57

2

57.28

 

13.23

0.45

29.78

100.74

3

Цинкенит

PbSb2S4

Амантайтау

45.74

32.04

0.41

0.49

21.70

100.38

4

Даугызтау

46.81

31.69

0.50

0.51

20.52

100.03

5

Плагионит

Pb5Sb8S17

Амантайтау

37.96

40.22

0.62

20.55

99.35

6

37.60

41.49

0.22

20.92

100.23

7

Джемсонит

Pb4FeSb6S14

Даугызтау

33.96

39.68

4.48

22.25

100.37

8

34.67

38.50

4.41

21.73

99.31

9

Зармитан

35.61

38.11

0.21

3.25

0.30

21.70

99.18

10

35.85

38.79

0.89

3.09

0.37

21.01

100.00

11

Овихиит

Ag2Pb5Sb6S15

Зармитан

28.91

47.03

 

5.13

19.35

100.42

12

29.12

46.87

 

5.57

19.07

100.63

13

Семсейит

Pb9Sb8S21

Даугызтау

26.62

52.87

0.26

20.16

99.91

14

27.13

52.75

0.37

20.21

100.46

15

Буланжерит

Pb5Sb4S11

Кокпатас

24.89

55.63

18.28

98.80

16

25.52

55.86

18.63

100.01

17

Ag-содержащий буланжерит

Pb5Sb4S13

Зармитан

23.31

53.98

5.14

17.93

100.36

18

23.16

54.56

4.37

17.92

100.01

19

23.73

54.71

4.31

16.85

99.60

20

Бурнонит

PbCuSbS3

Кокпатас

24.92

42.19

12.87

20.00

99.98

21

24.71

42.72

12.53

19.66

99.62

22

Андорит

Ag15Pb18Sb17S18

Даугызтау

41.91

23.99

0.39

0.30

10.63

22.69

99.91

23

40.20

24.69

0.47

0.23

11.08

23.07

99.74

24

Халькостибит

CuSbS2

Амантайтау

48.69

25.96

25.88

100.53

25

Даугызтау

49.24

24.86

25.80

99.90

26

Тетраэдрит

Cu12Sb4S13

Кокпатас

29.91

37.48

0.21

0.82

6.68

24.62

99.72

27

Амантайтау

29.39

36.23

1.08

0.43

6.18

25.99

99.30

28

Ag-содержащий тетраэдрит

(Cu,Ag)12Sb4S13

Амантайтау

28.98

35.40

4.86

1.87

2.00

26.16

99.27

29

Даугызтау

28.37

34.65

4.89

4.47

0.95

25.71

99.04

30

Ag-содержащий сахароваит

PbBiSbS4

Зармитан

20.86

30.12

20.91

0.39

8.67

19.68

100.63

31

21.41

31.08

21.41

0.68

7.36

19.82

101.76

32

Ag-содержащий кобеллит

Pb6Bi4Sb2S16

Гужумсай

10.62

42.56

26.31

0.83

2.35

17.87

100.54

33

11.56

41.85

24.94

0.91

2.33

18.11

99.70

 

AuHgкиноварный тип развит в виде отдельных рудопроявлений и в рудах, представлен выделениями киновари, конгсбергита, ртутистого золота. Вместе с сурьмяным типом самостоятельные промышленные объекты образуют в восточной части орогенного пояса (Кадамжай, Хайдаркан).

Выделенный стандартный ряд минерально-геохимических типов руд одинаков и для Кызылкумского, и для Нуратинского районов несмотря на разный состав вмещающих пород. В зависимости от вертикальной и латеральной зональности, глубины формирования и уровня эрозионного среза конкретного месторождения, в рудах совмещаются и доминируют разные минерально-геохимические типы, что определяет, в свою очередь, выделение трех основных типов золоторудных орогенных месторождений (табл. 6):

 

Таблица 6

Главные типы промышленных орогенных золоторудных месторождений Кызылкумо-Нуратинского региона Узбекистана

The main types of industrial orogenic gold ore deposits in the Kyzylkum-Nurata region of Uzbekistan

Тип руды

Тип месторождения

Au—Bi—Te—W

Au—Ag—Sb—Se

Au—As—Sb— Ag

Au—Hg

киноварный

Киноварь, конгсбергит, ртутистое золото

Киноварь, конгсбергит, ртутистое золото

Киноварь, конгсбергит, ртутистое золото

Au—Sb

антимонит-сульфоантимонидный

Антимонит, буланжерит, бурнонит, джемсонит, миаргирит

Антимонит, буланжерит, джемсонит, миаргирит,

Антимонит, буланжерит, бурнонит, джемсонит, цинкенит, тетраэдрит, миаргирит, андорит, семсейит, самородное золото (850—640 ‰), ауростибит

Au—Ag—Se

сульфосольно-селенидный

Акантит, полибазит, фрейбергит, пираргирит, науманнит, клаусталит, электрум

Самородное серебро, акантит, полибазит, фрейбергит, стефанит, штромейрит, науманнит, агвиларит, электрум, кюстелит, петровскаит, фишессерит

Самородное серебро, акантит, пираргирит, фрейбергит, науманнит, электрум

Au—Ag—Te

серебро-теллуридный

Гессит, штютцит, алтаит

Гессит, штютцит

Гессит, алтаит, калаверит, петцит

Au—As (Ni, Co)

арсенопирит-пиритовый

Арсенопирит, мышьковистый пирит, пирротин, никелин, кобальтин, герсдорфит, пентландит, лёллингит, золотоносный арсенопирит, золотоносный пирит

Мышьковистый пирит, арсенопирит, пирротин, герсдорфит, золотоносный арсенопирит, золотоносный пирит

Мышьковистый пирит, арсенопирит, пирротин, никелин, герсдорфит, кобальтин, лёллингит, золотоносный арсенопирит, золотоносный пирит

Au—Bi—Te

висмут-теллуридный

Самородные Bi, Te, хедлеийт, пильзенит, цумоит, теллуровисмутит, сульфоцумоит, жозеит А, В, ингодит, волынскит, кобеллит, сахароваит, кавацулит, густавит, матильдит, висмутин, самородное золото (1000—850 ‰), мальдонит

Матильдит

Сахароваит, кобеллит

Au—W редкометалльный

Шеелит, молибденит, пирит, арсенопирит, моноцит, ксенотим

Шеелит

Шеелит

Элементы-индикаторы

Bi, Te, As, W

Ag, Sb, Se, Te, As

As, Sb, Pb,Te, Ag, Se

Месторождения

Мурунтау, Мютенбай, Триада, Зармитанская зона (Зармитан, Урталик, Гужумсай)

Косманачи, Высоковольтное, Аджибугут, Окжетпес

Кокпатас, Амантайтау, Даугызтау, Зармитанская зона, Марджанбулак

 

AuBiTeW — Мурунтау, Мютенбай, Триада, Зармитан, Урталик. Золото высокопробное, в основном связано с теллуридами, сульфотеллуридами, реже селено-теллуридами висмута. Такой тип выделен за рубежом, как связанный с интрузивами (Baker et al., 2005);

AuAsSbAg — Амантайтау, Даугызтау, Кокпатас, Марджанбулак. Формируется в поперечных орогенному поясу структурах или совмещается с предыдущим типом. Очень характерны сульфоантимониды Pb, Ag, Fe, Cu и антимонит;

AuAgSbSe — Косманачи, Высоковольтное, Аджибугут, Окжетпес. Этот тип месторождений формируется в близповерхностных условиях. Чаще всего Au—Ag—Se и Au—Sb типы руд совмещаются, поэтому показательны Ag—Sb сульфосоли, селениды Ag и сульфоантимониды Pb—Sb—Ag. Преобладают электрум и кюстелит.

Используя данные экспериментальных методов изучения устойчивости определенных ансамблей минералов (Бартон, Скиннер, 1982) можно приближенно определить температуру формирования разных руд: теллуровисмутит < 585 °С, цумоит < 540 °С, пирит + арсенопирит < 490 °С, петцит + калаверит + Au + гессит < 315 °С, Au + стефанит + аргентит + пираргирит < 175—197 °С. Учитывая, что на всех объектах присутствуют пирит-арсенопиритовые руды, причем в больших объемах, очевидно, что интенсивное рудообразование начиналось примерно с 500 °С; Au—W и Au—Bi—Te типы формировались при температуре выше 500 °С.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Микро-наноминералогические исследования первичных золотых руд орогенных месторождений Узбекистана позволяют сделать следующие выводы.

Золото наблюдается в виде самородных частиц разной пробности и входит в состав разнообразных соединений (Au2Bi, AuTe2, AuAg2Te3, AuAgS, AuAg2Se3, AuSb2), образующих включения в пирите, арсенопирите, антимоните и кварце. Соединения золота формируют закономерные микро-наноансамбли, которые являются прямыми признаками поиска и оценки определенных минерально-геохимических типов руд.

Для золотых руд характерен стандартный геохимический ряд элементов, не зависящий от состава вмещающих пород (от ранних к поздним ассоциациям): Au—W, редкометалльный; Au—Bi—Te, висмут-теллуридный; Au—As, арсенопирит-пиритовый; Au—Ag—Te, золото-серебро-теллуридный; Au—Ag—Se, сульфосольно-селенидный; Au—Sb, антимонит-сульфоантимонидный; Au—Hg, киноварный. Чем больше типов совмещается, тем богаче руды, но обычно промышленный ресурс определяют 2—3 типа при постоянном присутствии Au—As, кварц-пирит-арсенопиритовых руд. Поздние минерально-геохимические типы характеризуют верхние уровни золотого оруденения, фланги месторождений или рудных полей.

В зависимости от зональности формирования, совмещения доминирующих типов руд и уровня эрозионного среза выделяются следующие типы месторождений: Au—W—Bi—Te — Мурунтау, Мютенбай, Зармитан, Урталик; Au—As—Sb—Ag — Амантайтау, Даугызтау, Кокпатас, Марджанбулак, Зармитанская зона; Au—Ag—Sb—Se — Косманачи, Высоковольтное, Аджибугут, Окжетпес. Месторождения формируются последовательно в условиях от гипо- до мезо- и эпитермальных.

×

About the authors

Rustam I. Koneev

National University of Uzbekistan

Author for correspondence.
Email: ri.koneev@gmail.com

Doctor of Geological and Mineralogical Sciences, Professor of the Department Mineralogy and Geochemistry

Uzbekistan, Tashkent, Talabalar shaharchsi 1 

Rustam A. Khalmatov

Center for Advaced Technologies

Email: r.khalmatov@yahoo.com

Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Deputy Director for Science

Uzbekistan, Tashkent, Talabalar shaharchsi 3а

Anna N. Krivosheeva

National University of Uzbekistan

Email: 91k.anna@gmail.com

Master, PhD student, Department of Mineralogy and Geochemistry

Uzbekistan, Tashkent c., Talabalar shaharchsi 1 

References

  1. Barton P. B. Jr., Skinner B. J. Sulfide mineral stabilities. In: Geochemistry of Hydrothermal Ore Deposits. Ed. by H. L. Barnes. New York: Wiley Interscience, 1979. P. 278-403.
  2. Baker T., Pollar P. J., Mustard R., Mark G., Graham J. A comparison of granite-related tin, tungsten, and gold-bismuth deposits: implications for exploration. Soc. Econ. Geol. Newsletter. N 61. 2005. P. 5-17.
  3. Goldfarb R. J., Taylor R. D., Collins G. S., Goryachev N. A., Orlandini O. F. Phanerozoic continental growth and gold metallogeny of Asia. Gondwana Research. 2014. Vol. 25. P. 48-102.
  4. Dolgopolava A., Seltmann R., Konopelka D., Koneev R., Divaev F. Geodynamic evolution of the western Tien Shan, Uzbekistan: Insights from U-Pb SHRIMP geochronology and Sr-Nd-Pb-Hf isotope mapping of granitoids. Gondwana Research. 2016. Vol. 47. P. 76-109.
  5. Koneev R. I. Nanomineralogy of gold in epithermal ore deposits of the Chatkalo-Kuramin region. Saint Petersburg: Delta, 2006. 218 p. (in Russian).
  6. Koneev R. I, Khalmatov R. A, Mun Y. S. Nanomineralogy and nanochemistry of ores from gold deposits of Uzbekistan. Geol. Ore Deposits. 2010. Vol. 52. N 8. P. 755-766.
  7. Kremenezkii A. A., Minzer A. F. Universality of gold systems as a key to the regional prospect of industrials ores. Native geology. 1995. N 1. P. 19-27 (in Russian).
  8. Nano-mineralogy. Ultra and nanodispersed state of mineral substances. Ed. by N. P. Yushkin, A. M. Aschabov, V. I. Rakin. Saint Petersburg: Nauka, 2005. 581 p. (in Russian).
  9. Nekrasov I. Ya. Geochemistry, mineralogy and genesis of gold deposits. Moscow: Nauka, 1991. 302 p. (in Russian).
  10. Roco M., Williams R., Alivisatos P. Nanotechnology research directions. IWGN Workshop Report. Boston: Kluwer academic publishers, 2001. 292 p.
  11. Rundqvist D. V. Time factor in the formation of hydrothermal deposit: Periods, epochs, megastages, and stages of ore formation. Geol. Ore Deposits. 1997. N 1. P. 8-19 (in Russian).
  12. Zelenov V. I. Methodology for the investigation of gold- and silver-bearing ores. Moscow: Nedra, 1989. 302 p. (in Russian).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig. 1. Geological scheme of gold deposit locations in geodynamic structures of the Central Asia (Goldfarb et al., 2014).

Download (157KB)
2. Fig. 2. Micro-nanomineral forms of gold and its compounds in different types of ores: I — Au—Bi—Te; II — Au—As; III — Au—Ag—Se; IV — Au—Sb.

Download (143KB)
3. Fig. 3. Combined histogram of gold content for orogenic deposits in the Kyzylkum-Nurata region. N = 203.

Download (33KB)

Copyright (c) 2019 Russian academy of sciences

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies