gtcrustГеодинамика и тектонофизикаGeodynamics & Tectonophysics2078-502XInstitute of the Earth's crust of the Russian Academy of Sciences, Siberian Branch10.5800/GT-2022-13-2s-0595gtcrust-1398Research ArticleПАЛЕОГЕОДИНАМИКАPALEOGEODYNAMICSФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ ЗОЛОТА В РУДАХ И МИНЕРАЛАХ НАТАЛКИНСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (СЕВЕРО-ВОСТОК РОССИИ)SPECIATION FEATURES OF GOLD IN ORES AND MINERALS OF THE NATALKINSKOE DEPOSIT (NORTH-EAST RUSSIA)КравцоваР. Г.KravtsovaR. G.

664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а

1а Favorsky St, Irkutsk 664033

МакшаковА. С.MakshakovA. S.

664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а

1а Favorsky St, Irkutsk 664033

artem_m@mail.ruТаусонВ. Л.TausonV. L.

664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а

1а Favorsky St, Irkutsk 664033

БелозероваО. Ю.BelozerovaO. Yu.

664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а

1а Favorsky St, Irkutsk 664033

ТатариновВ. В.TatarinovV. V.

664033, Иркутск, ул. Фаворского, 1а

1а Favorsky St, Irkutsk 664033

Институт геохимии им. А.П. Виноградова СО РАНРоссияVinogradov Institute of Geochemistry, Siberian Branch of the Russian Academy of SciencesRussian Federation202210022022132595595Copyright © Кравцова Р.Г., Макшаков А.С., Таусон В.Л., Белозерова О.Ю., Татаринов В.В., 20222022Кравцова Р.Г., Макшаков А.С., Таусон В.Л., Белозерова О.Ю., Татаринов В.В.Kravtsova R.G., Makshakov A.S., Tauson V.L., Belozerova O.Y., Tatarinov V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.gt-crust.ru/jour/article/view/1398

С помощью оптической микроскопии (ОМ), сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионной спектрометрией (СЭМ-ЭДС), рентгеноспектрального микроанализа (РСМА), фазового химического анализа на основе атомно-абсорбционной спектрометрии (ФХА-ААС) и метода статистических выборок аналитических данных для монокристаллов с применением ААС (СВАДМ-ААС) проведено изучение особенностей распределения и форм нахождения (ФН) Au в рудах и минералах Наталкинского золоторудного месторождения (северо-восток России). К наиболее «богатым» здесь относят жильные и прожилково-жильные руды, к менее «богатым» – прожилково-вкрапленные, к «бедным» – вкрапленные. До 80–85 % Au в руде находится в свободном самородном состоянии в ассоциации с кварцем и сульфидными минералами. По данным ОМ, СЭМ-ЭДС и РСМА преобладают золотины размером 0.01–2.00 мм и пробностью 720–900 ‰. До 15–20 % приходится на долю тонкодисперсных и субмикронных частиц элементного золота (Au0), большая часть которых заключена в арсенопирите и пирите. По данным ФХА-ААС самые высокие концентрации Au отмечены в арсенопирите (до 1383 г/т), менее высокие – в пирите (до 158.2 г/т). С помощью метода СВАДМ-ААС в этих сульфидах установлены две неминеральные ФН «невидимого» Au – структурная и поверхностно-связанная. Первая входит в структуру минералов, вторая, преобладающая, приурочена к наноразмерным неавтономным фазам (НФ) на их поверхности. Наряду с «невидимым» Au часто на поверхности и в поверхностном слое сульфидов развиты микровключения самородного Au, что согласуется с моделью постростовых преобразований наноразмерных НФ, приводящих к возникновению нано- и микрочастиц Au0. Предполагается, что большую часть золота, находящегося в сульфидах в виде тонкодисперсных и субмикронных частиц, а также поверхностно-связанного золота в НФ можно извлечь при доработке уже имеющихся схем обогащения, что повышает ценность добываемого сырья и значительно увеличивает перспективы месторождения.

The distribution and speciation features of gold in ores and minerals of the Natalkinskoe gold deposit (North-East Russia) are studied using light microscopy (LM), scanning electron microscopy with energy dispersive X-ray spectrometry (SEM-EDX), X-ray electron probe microanalysis (EPMA), "phase" chemical analysis with atomic absorption spectrometry (PCA-AAS) and atomic absorption spectrometry with analytical data selections for single crystals (AAS-ADSSC). The vein and streaky-vein ores are high-grade ores, whereas veinlet-disseminated ores are less rich and disseminated ores are poor in gold. Up to 85 % of the gold in the ores is in a free native state, associated with quartz and sulfide minerals. LM, SEM-EDX and EPMA reveal that the predominant gold grains are 0.01 to 2.00 mm in size and at a fineness of 720 to 900 ‰. The finely dispersed and submicron elemental gold particles (Au0) amounted to 20 % and are mainly enclosed into arsenopyrite and pyrite. According to PCA-AAS data, the highest Au concentrations (up to 1383 ppm) are recorded in arsenopyrite; lower contents are typical of pyrite (up to 158.2 ppm). In these sulfides, two non-mineral species of "invisible" Au are the structurally bound and surface-bound species recognized by AAS-ADSSC. The structural Au is included in the mineral structure. The surface-bounded Au prevails and is confined to nano-sized, non-autonomous phases (NAPs) on the sulfide surface. In common with "invisible" Au, the micro-sized particles of native gold are often observed on the surface and within the surface layers of sulfide crystals. This is consistent with the model of post-growth transformations of nano-sized NAPs, resulting in the formation of nano and micro-sized Au0 particles. It is expected that the major part of gold contained in arsenopyrite and pyrite as finely dispersed and submicron particles, as well as the surface-bound gold in NAPs, can be won with modified current schemes of gold concentration, which enhances the value of the gold ore mining.

северо-восток РоссииНаталкинское месторождениезолоторудаарсенопиритпиритраспределениеформа нахожденияNorth-East RussiaNatalkinskoe depositgoldoresarsenopyritepyritedistributionspeciationИсследование проведено в рамках выполнения государственного задания по проекту № 0284-2021-0002 и при финансовой поддержке РФФИ (проект № 20-05-00142) с использованием научного оборудования ЦКП «Изотопно-геохимические исследования» ИГХ СО РАН (г. Иркутск) и ЦКП «Ультрамикроанализ» ЛИН СО РАН (г. Иркутск). Авторы благодарны за помощь в аналитических исследованиях сотрудникам ИГХ СО РАН Т.М. Пастушковой (ФХА-ААС) и И.Ю. Вороновой (ААС), а также сотруднику ЛИН СО РАН К.Ю. Арсентьеву (СЭМ-ЭДС).The study was performed by the governmental assignment in terms of project 0284-2021-0002, with RFBR funding (project 20-05-00142) and using scientific equipment of the Shared Research Facilities "Isotopic-geochemical investigations" IGC SB RAS (Irkutsk, Russia) and the Shared Research Facilities "Ultramicroanalysis" LIN SB RAS (Irkutsk, Russia).ReferencesDubosq R., Rogowitz A., Schweinar K., Gault B., Schneider D.A., 2019. A 2D and 3D Nanostructural Study of Naturally Deformed Pyrite: Assessing the Links between Trace Element Mobility and Defect Structures. Contribution to Mineralogy and Petrology 174, 72. https://doi.org/10.1007/s00410-019-1611-5.Dubosq R., Rogowitz A., Schweinar K., Gault B., Schneider D.A., 2019. A 2D and 3D Nanostructural Study of Naturally Deformed Pyrite: Assessing the Links between Trace Element Mobility and Defect Structures. Contribution to Mineralogy and Petrology 174, 72. https://doi.org/10.1007/s00410-019-1611-5.Finkelshtein A.L., Tatarinov V.V., Finkelstein E.A., Pavlova L.A., Kravtsova R.G., 2018. About the Assessment of Gold Concentrations in Tiny Inclusions within Sulfide Mineral Matrix: An Electron Microprobe Study. X-Ray Spectrometry 47 (6), 423–431. https://doi.org/10.1002/xrs.2967.Finkelshtein A.L., Tatarinov V.V., Finkelstein E.A., Pavlova L.A., Kravtsova R.G., 2018. About the Assessment of Gold Concentrations in Tiny Inclusions within Sulfide Mineral Matrix: An Electron Microprobe Study. X-Ray Spectrometry 47 (6), 423–431. https://doi.org/10.1002/xrs.2967.Фирсов Л.В. Золото-кварцевая формация Яно-Колымского пояса. Новосибирск: Наука, 1985. 217 с.Firsov L.V., 1985. Gold-Quartz Formation of the Yana–Kolyma Belt. Nauka, Novosibirsk, 217 p. (in Russian)Определение золота в горных породах, рудах и продуктах их переработки экстракционно-атомно-абсорбционным методом с органическими сульфидами: Методика НСАМ № 237-С. М.: ВИМС, 2016. 18 с.Gold Determination in Rocks, Ores and Their Processed Products by Extraction-Atomic-Absorption Method with Organic Sulfides, 2016. NSAM № 237-S Methods. VIMS, Moscow, 18 p. (in Russian)Гончаров В.И., Ворошин С.В., Сидоров В.А. Наталкинское золоторудное месторождение. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2002. 250 с.Goncharov V.I., Voroshin S.V., Sidorov V.A., 2002. Natalka Gold Lode Deposit. North East Interdisciplinary Scientific Research Institute FEB RAS, Magadan, 250 p. (in Russian)Goryachev N.A., Vikent’eva O.V., Bortnikov N.S., Prokof’ev V.Yu., Alpatov V.A., Golub V.V., 2008. The World-Class Natalka Gold Deposit, Northeast Russia: REE Patterns, Fluid Inclusions, Stable Oxygen Isotopes, and Formation Conditions of Ore. Geology of Ore Deposits 50, 362. https://doi.org/10.1134/S1075701508050024.Goryachev N.A., Vikent’eva O.V., Bortnikov N.S., Prokof’ev V.Yu., Alpatov V.A., Golub V.V., 2008. The World-Class Natalka Gold Deposit, Northeast Russia: REE Patterns, Fluid Inclusions, Stable Oxygen Isotopes, and Formation Conditions of Ore. Geology of Ore Deposits 50, 362. https://doi.org/10.1134/S1075701508050024.Горячкин Н.И., Чиненов В.А., Хорошилов В.Л. Минералогические характеристики золота, потерянного при переработке руд на месторождении Наталка (северо-восток России) // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 1999. № 5. С. 95–102.Goryachkin N.I., Chinenov V.A., Khoroshilov V.L., 1999. Mineralogical Characteristics of Gold Lost during Ore Processing at the Natalka Deposit (North-East of Russia). Proceedings of Higher Educational Establishments. Geology and Exploration 5, 95–102 (in Russian)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.