Золоті струмки та мінерали-скарбники
Опубликовано 29. Мар, 2011 в Золото
Найважче питання в геохімії та мінералогії самородного золота — це першоджерела і форми переносу елемента. Нагадаймо, що хімічні властивості золота — це інертність, нестійкість майже всіх його сполук і чітка тенденція до металічного стану. Атоми золота можуть мігрувати в різному твердому середовищі, включаючи й кристали кварцу. Широко відома також схильність цього елемента до утворення колоїдних розчинів, міцели яких несуть від’ємний заряд; його золі нестійкі й легко коагулюють під дією сульфідів. Золото має халькофільні властивості й одночасно виявляє сидерофільність.
Серед елементів, що впливають на рухомість золота в природних умовах, головна роль належить хлору, сірці, кисню та вуглецю. Хлористе золото найменш стійке й при розкладі переходить у хлорне з виділенням металічного осаду (ЗАuCl —> AuCl 3 + 2Au). Із сіркою золото утворює асоціацію в сульфідних мінералах. Природну міграцію цього металу часто зв’язують з розчинними золото-сірчаними сполуками. Дослідження показали, що золото здатне розчинятись у гумусових кислотах, доведена також наявність природних золотоорганічних сполук на зразок хелатів. Вуглекислий газ у складі карбонатів супроводжує всі природні форми золота, він має суттєве значення у його переносі та осадженні. Особлива роль в акумуляції золота належить кремнезему, але природа такого зв’язку ще повністю не з’ясована. Вважається, що гідротермальні умови міграції та нагромадження цих двох речовин були однаковими. Встановлено, що гелі кремнезему сорбують золото. Захоплення його атомів можливе також за умов часткової полімеризації кремнекислих розчинів.
Золото, як і інші метали, переносилось переважно розбавленими водними розчинами в середовищі від слабокислого до слаболужного складу, частіше лужно-хлоридного з великим вмістом сірчаних сполук і вуглекислого газу. Водні витяжки із золотоносного кварцу містять кремнезем, хлор, сірку, луги та ін. Вуглекислий газ становить від 5 до 60 % і більше об’єму вакуолей у кварці. Серед мінералів-в’язнів у золоті виявлено галіт і сильвін. Щодо конкретних форм переносу золота, то понад сторічна дискусія з цього питання ще й сьогодні не дала вченим стабільних уявлень. Основна увага приділялася сульфідній і хлоридній гіпотезам міграції золота, а згодом колоїдній, сухій газоконденсатній та ін. Тобто, форми переносу золота в гідротермальних розчинах все ще лишаються об’єктами досліджень.
Академік В. І. Вернадський стосовно міграції золота писав, що воно легко переходить у розчин і так само легко з нього випадає. Досить поширеним є інший погляд, згідно з яким цей метал не можна відносити до рухомих елементів. Деякою мірою слушні обидва ці твердження: в породах і рудах золото легко й у значній кількості потрапляє в широку геохімічну круговерть, тоді як його значніші виділення майже не піддаються диспергуванню (лише незначне розчинення, механічне стирання тощо).
Деякі дослідники дотримуються гіпотези метаморфогенної міграції та концентрації золота, яке спочатку було розсіяне в породах рудоносних регіонів. Ця гіпотеза підтверджується тим, що багато золоторудних родовищ зв’язано у просторі з вулканогенно-осадочними товщами, які мають підвищений вміст золота. Виявлено також залежність вмісту золота в породах від ступеню їх метаморфічних перетворень, експериментально доведено підвищення рухомості золота в умовах високих температур. Гіпотетичними залишаються уявлення стосовно поведінки золота в магматичних процесах, згідно з якими магми можуть нагромаджувати золото в ході диференціації чи вилучати його з навколишніх порід, а також з потоків підкорових еманацій, що перетинали їх на своєму шляху. Розподіл золота при охолодженні магматичних осередків закономірно змінювався. Винесення його з магматичних джерел та нагромадження відбувається лише за умов охолодження розплаву з підвищенням концентрації в ньому флюїдних компонентів. Наступні міграція й випадання цього металу зумовлені змінами складу та температури висхідних гідротерм і тісно зв’язані з рухомістю й нагромадженням кремнезему, сірки та лужних елементів, режим яких змінюється на різних глибинах. В ході гідротермальних процесів золото тривалий час зберігало рухомість, а його виділення зазнавали багаторазового розчинення й перегрупування. В цілому ж, поведінка золота в магматичних процесах складна і залежить від багатьох факторів: винесення його за межі інтрузиву; привнесення еманаціями з більш глибинних частин земної кори; вилучення з вміщуючих товщ; гібридизації магм; концентрації металу у верхніх частинах інтрузивів; розвитку накладеної гідротермальної мінералізації тощо.
Нині уявлення щодо універсальності зв’язку золотої мінералізації з гранітоїдним магматизмом дещо похитнулись. В останні десятиріччя набуває популярності ідея переважної ролі мантійних джерел золота. їх діяльність була найбільш інтенсивною й тривалою в крайових частинах платформ, де потужні зони розломів своїм корінням сягали підкорових глибин (рис. 1).
Саме тут пролягає найбільш вірогідний шлях золотоносних флюїдів — своєрідних золотих струмків з мантії Землі. На глибинах близько 200 км виникали численні ділянки мантії з підвищенні вмістом рудогенних елементів, в яких під час плавлення утворювалися металоносні системи, звідки нейтральні атоми золота виносилися висхідними потоками. Згодом, залежно від окислювально-відновних умов у літосфері, форми переносу золота змінювалися, до того ж, висхідними потоками затягувалась у цей процес і речовина земної кори, що впливало на мінеральні особливості золотих руд.
Рис. 1. Схематичний розріз земної кори й мантії (за Н.В. Петровською, 1993) 1 - "гранітний шар", 2 - "базальтовий шар", 3 - мантія, 4 - потужні зони розломів у крайових частинах платформи (вірогідні шляхи руху золотоносних флюїдів)
Деякі дослідники вважають, що в геологічному часі провідна роль основних джерел золота змінювалась: у докембрії це пере важно базальтощні магми, в палеозої — анатектичні гранітоїдні інтрузиви, в мезо-кайнозої — знову базальтоїди. Н. В. Петровська розвивала ідею численності й різноманітності областей генерації металоносних флюїдів. У періоди активізації розчинів і високої рухомості золота воно могло надходити з будь-яких джерел включаючи й раніш утворені. Такими колекторами золота можуть бути породи, багаті на вуглецеву речовину й спроможні нагромаджувати цей метал у періоди пропарювання їх золотоносними флюїдами. Подібні явища відбуваються переважно в інтенсивне прогрітих породах у зонах рифтогенезу на значних глибинах.
Екзогенні процеси в зоні окислення родовищ призводять де вимивання й перенесення золота у вигляді нових комплексних сполук з наступним утворенням його вторинних нагромаджень Руйнування золотоносних порід супроводжується винесенням великої кількості тонкодисперсного золота, яке транспортується річками в морські та океанські басейни, де втягується в процеси осадконакопичення.
Багато дослідників вважало, що все золото відкладалось у самостійну й найпізнішу стадію рудоутворення, а раніш сформовані жильні тіла були для нього тільки колекторами. Існувала й протилежна думка, згідно з якою золото відкладається на всіх стадіях рудоутворення. Однак матеріали досліджень свідчать, що продуктивними на більшості золотих родовищ були одна-дві рудні стадії, з якими зв’язано формування основних золотосульфідних парагенезисів. Золото кристалізувалось переважно наприкінці кожної рудної стадії, як правило, пізніше кварцу, лише на малих глибинах часто разом із ним. Діапазон температур, за яких формувалися золоті руди, досить широкий — 50 — 450°С, але головні продуктивні асоціації на всіх глибинах утворювалися в інтервалі 180 — 250°С.
Видиме золото відкладалося на пізніх стадіях рудного процесу у дуже різноманітний спосіб — від заповнення порожнин, тріщин й інкрустації їх стінок до витіснення речовини мінералу-господаря. Звільнення простору для росту частинок і агрегатів золота відбувалося за умов випереджального дроблення, розчинення й винесення мінеральної речовини, насамперед кварцу. Відкладання карбонатів часто випереджало кристалізацію золота чи завершувало її. Мабуть, розчини мали підвищену лужність, їх фазовий стан був неоднаковим. Поряд із справжніми розчинами виникали локальні скупчення гелей, в тому числі золото-кремнеземні, а також в’язкі суспензії.
Кристалізувалось золото в непостійних окислювально-відновних умовах, особливо на малих глибинах. Суттєва роль в утворенні золотин та їх агрегатів належала мінералам-осаджувачам, насамперед кварцу. Осаджувалося золото на ділянки сколів зерен деформованого кварцу, поверхні свіжих тріщин, що утворювалися одночасно із циркуляцією золотоносних розчинів. Виникнення таких тріщин — один із важливих факторів локалізації самородного золота в кварцових жилах. Різні осаджувачі золота могли відігравати суттєву роль лише до виникнення зародків золотих зерен, які, утворившись, самі ставали значними його концентраторами. Зародки кристалів золота в істинних розчинах виникали на переході рідкої та твердої фаз — на стінках золотовміщуючих порожнин; у в’язких гелях вони осідали на твердих частинках суспензій. Подальше їх зростання визначалося ступенем пересичення розчинів, швидкістю їх дегазації, характером золотовміщуючих порожнин та іншими факторами.
Окрім видимого, в природі досить поширене тонкодисперсне золото, яке зосереджене в зернах різних мінералів. Воно може бути сингенетичним і епігенетичним по відношенню до цих мінералів. Мінералами-носіями тонкодисперсного золота є сульфіди ранніх генерацій (у послідовності — зниження частоти зустрічі): пірит, халькопірит, арсенопірит, піротин, галеніт, сфалерит. Ці мінерали найбільші «скарбники» невидимого золота, а руди колчеданних і поліметалічних родовищ — його «скарбниці». В родовищах мідно-нікелевих руд тонкодисперсне золото зв’язане з халькопіритом. Велика кількість його міститься в агрегатах дуже деформованого кварцу із золотоносних жил глибинних родовищ.
Сингенетичність основної маси тонкодисперсного золота і вміщуючих його сульфідів не викликає сумніву. Це перша генерація самородного золота, що кристалізується разом із піритом, арсенопіритом та іншими сульфідами. Значна частина раннього тонкодисперсного золота в сульфідах і кварці могла пізніше зазнавати неодноразового перегрупування, завдяки чому в цих мінералах могли виникати локальні концентрації більш великих золотин.
