минералы благородных и редкоземельных элементов в бурых

RMS DPI 2012-1-18-0
http://www.minsoc.ru/2012-1-18-0
МИНЕРАЛЫ БЛАГОРОДНЫХ И РЕДКОЗЕМЕЛЬНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В
БУРЫХ УГЛЯХ ЗЕЙСКО-БУРЕИНСКОГО БАССЕЙНА
Рождествина В.И. ([email protected]), Сорокин А.П.
Амурское отделение. ИГиП ДВО РАН
MINERALS OF NOBLE AND RARE-EARTH ELEMENTS IN THE BROWN
COAL OF THE ZEYA-BUREYA BASIN
Rozhdestvina V.I., Sorokin A.P.
Institute of Geology and Nature Management, Far East Branch of RAS
Ископаемые угли являются биогенной горной породой, в состав
горючей органической (ОВ) части которой входят C, O, H, N и частично S.
Кроме основных золообразующих элементов (Si, Al, Fe, Ca, Mg, Na, K, P, S) в
состав неорганической части (НОВ) входит целый ряд редких элементов, в
том числе благородные и редкоземельные. В результате аналитических
исследований установлено, что угленосные отложения месторождений
Зейско-Буреинского
бассейна
(Архаро-Богучанского,
Райчихинского,
Ерковецкого, Дармаканского) характеризуются устойчиво высокими
значениями
концентрационных
коэффициентов
благородных,
редкометалльных и редкоземельных элементов: Au, Pt, Pd, Sc, Cs, Rb, REE, Y,
Hf, Ta, Nb, Sn, Th, Ti, Ga, Zr.
На основе данных электронной микроскопии и рентгеноспектрального
анализа установлено, что большинство ценных элементов–примесей в углях
представлены рассеянными ультратонкими минеральными фазами,
генетически связанными как с органическим, так и с неорганическим
(прослои глин, песков, туфов и прочее) веществом угольных пластов.
Так, например, в углях Ерковецкого месторождения обнаружены
минералы самородных минералов и их твердых растворов: Au, Ag, Pt, Pd, Ag,
Pb, Cu, Zn, Bi, Fe, Cr, Ni, W, Al, Se, Au-Ag, Au-Ag-Cu, Au-Cu(Ni,Zn), Ag-Sn,
Cu-Zn, Pb-Cu, Fe-Ti, Fe-Cr, Cr-Ti, Ti-Ca(Fe,K,Si); сульфиды: FeS2, FeCuS2, ZnS,
PbS, BaS, Ag2S; сульфо-селениды и селениды: Ag2(S,Se), Pb(Se,S), PbSe;
сульфаты: BaSO4, SrSO4, (Ba,Sr)SO4; карбонаты: CaCO3, BaCO3; окислы:
Fe3O4, FeTiO3, TiO2, FeCr2O3; силикаты: SiO2, ZrSiO4; алюмосиликатные
минералы с широким вариационным рядом элементов (Fe, Ti, K, Ca, Na, Mg);
хлориды: NaCl, KCl; фосфаты и оксиды редкоземельных элементов Ce - ряда.
И лишь для незначительного количества элементов, обнаруживаемых
валовыми методами анализа, не установлены минеральные формы. Ряд
элементов представлен примесями в минералах, например, Hf встречен в
циркониевых минералах. Рассеянный характер носит распределение Ge, Br и
U, хотя отмечаются пробы с некоторым повышением содержания, что может
свидетельствовать о наличии их поверхностных ультрадисперсных и
тонкопленочных фаз. Накопление данных элементов в углях связано с их
51
аккумуляцией из растворов растениями-углеобразователями, торфом и
буроугольным органическим веществом.
Золото в бурых углях в основном представлено самородными
высокопробными формами. Частицы золота пластинчатые, комковатые, более
мелкие имеют губчатую структуру, образуя тесные срастания с органической
матрицей. Золото покрывает органическая оболочка, толщина которой с
уменьшением размера частиц увеличивается (рис.).
Рис. Самородное золото из бурых углей Ерковецкого месторождения
Исследования распределения минералов по разрезу пласта показывает,
что самородные золото и серебро встречается на всех уровнях разреза, при
этом максимальное присутствие самородного серебра и Au-Ag минералов
отмечено в его верхних горизонтах. С увеличением глубины залегания
количественное соотношение частоты встречаемости частиц золота и серебра
изменяется в пользу золота. Ближе к подошве пласта появление Au-Ag
твердых растворов практически не отмечается, а золото и серебро
существуют как самостоятельные фазы. Между минералами Cu (самородная
медь, природная латунь, халькопирит) и самородным золотом, нередко
характеризующимся примесью Cu, существует корреляционная связь. Медь
также зафиксирована в составе самородного серебра, железа, свинца, барита,
галенита. Значительно реже в малых количествах в золоте появляется
примесь Hg. В самородном серебре довольно часто отмечаются только
элементы, доминирующие в системе (C, O, Si, Al), появление которых
объясняется губчатым строением частиц. Размеры частиц золота и серебра
колеблются от n10 нм до 1-2 мкм. Встречаются отдельные индивиды с
52
размерами 10-15 мкм. Появление самородного палладия и платины также
зафиксировано на центральных горизонтах угольного пласта.
Повышенное количество наночастиц самородного золота и серебра
отмечается в тонких глинистых прослоях углей, приуроченных к верхним
горизонтам. Частицы серебра в количественном отношении доминируют над
Au-содержащими частицами. Обнаружены частицы медистого золота с
примесями Ag, Fe и повышенными содержаниями породообразующих
элементов. Иногда самородное золото образует срастания с Ba-содержащими
и алюмосиликатными минералами. Непосредственные срастания самородного
золота и серебра с алюмосиликатными минералами установлено и в углях.
Исследования выполнены при поддержке РФФИ, Президиума ДВО РАН
и Отделением наук о Земле (проекты 11-05- 98510, 12-I-0-ОНЗ-02).
53