> Техника, страница 96 > Геохимия благородных металлов

Геохимия благородных металлов

Геохимия благородных металлов.

Геохимич. характер 8 благородных металлов — золота, серебра, платины, иридия, родия, палладия, осмия и рутения — определяется их химическим сродством к другим элементам при высоких *°, соответствующих £°, при которых происходило образование большинства горных пород, а также объёмами их атомов и ионов. При высоких t° большинство химических соединений этих металлов диссоциирует. Температуры выше 1 000° выдерживают немногие сернистые, овистые и сурьмянистые соединения. Поэтому в огромном большинстве случаев эруптивные породы содержат благородные металлы в металлич. виде или, вернее, в форме металлич. сплавов. Более редки в этих породах сульфиды, арсениды и антимониды. В горячих растворах, восходящих от интрузий эруптивных пород^ содержатся благородные металлы; затем отлагающиеся вместе с сульфидами гидротермальных месторождений. Наконец в породах осадочных и диалитических благородные металлы содержатся в той же форме металлич. сплавов, механически перенесенных из коренных месторождений. Значительная часть золота и, возможно“ металлов платиновой цруппы подвергается растворению в воде и водных растворах при низких t° и вновь из них отлагается в восстановленной металлич. форме. Так. образом металлич. форма является наиболее распространенной для большинства благородных металлов. Это дало право В. Гольдшмидту отнести их к классу сидеро-ф и л ь н ы х элементов. Наиболее сидерофиль-ными являются золото, платина, иридий, родий и осмий и в · меяыней степени рутений“ палладий и серебро. Последние три металла проявляют в значительной степени халько-ф и л ь н ы е свойства, остальные благородные металлы халькофильны в меньшей степени, чем эти три. В силикатной зоне благородные металлы распространены крайне мало, и потому В. Гольдшмидт с полным правом утверждает, что они почти лишены литофильных свойств. Большое число анализов, проделанных в лаборатории Гольдшмидта, а также супругами Ноддак, показывает, что в метеоритах благороднее металлы сосредоточены главным образом в металлические части их; сульфидная часть содержит значительно меньше и наконец силикатная почти не содержит их (табл. 1).

Анализы, произведенные с большой степенью точности за последнее время вышеуказанными авторами над огромным числом горных пород и минералов, показали, что соотношения содержания в земной коре благородных металлов приблизительно те же, что и в метеоритах. На основании тех же новых анализов оказалось возможным более точно, чем это было сделано Кларком и Вашингтоном, сделать подсчет общего среднего содержания благородных металлов в доступной для изучения части земной коры и сравнить с содержанием их в солнечной системе (метеоритах). В табл. 2 даны кларки (частоты) благородных металлов“ в земной коре по Кларку и Вашингтону (1924), по Н. и В. Ноддак (1931) и в метеоритах.

Таблица 2.— Содержание (в кларках) благородных металлов в земной коре и в метеоритах.

Благородные металлы

Для земной коры

Для метеоритов по

Л. Ферсману

по Кларку и Вашингтону

по Н. и В.

Ноддак

Рутений. Родий. Палладий. Серебро. Осмий. Платина. Золото.

2,3.1°“»

9-10-“

8.5- 10"¹¹4.10-6 6-10" ¹⁰

8,0.10-6

2.5- 10—⁷

5. Ю-МО-

5.10-1.10~⁵

5.10- 6

6. Ю-б 5.10 “ ⁶

9-10 ~ ^

1.9- 10 * 7-10—^ 2.10^-·;

3.9- 10*“* 7-10—?

3,5-Ю-⁵

Месторождения платины приурочены гл. образом к интрузиям ультраосновных пород, дунитам, пироксенитам, норитам и др. Классич. примерами таких месторождений могут служить уральские месторождения и Бушвельд-ский массив Южной Африки. Уральские месторождения образованы интрузией и последующей медленной диференциацией на болппой глубине (10 км) габбровидной магмы. Нижнюю, наиболее тяжелую зону диференцированных массивов составляют дуниты, состоящие более чем на 90% из оливина, далее идут пироксениты и наконец габбро. Главная масса платины приурочена к дунитам, в которых она содержится в виде включений самородной платины от микроскопических до 1,5—3 миллиметров диам. Месторождения ее в виде шлир и штоков самой неправильной формы размещены в толще породы неправильно и неравномерно. Закономерности этого размещения не установлены. Выделения платины бывают вместе с кремнием и без него непо редственно в оливине. Состав хромитовой и оливиноьой пла тины различен (табл. 3), как и различен ее внешний вид. В пироксенитах платины содержится гораздо меньше, чем в габбро и змеевиках, образовавшихся из них; здесь встречается обычно осми-стый иридий. Бушвельд-ский массив представляет собой огромный лакколит, вторгшийся в осадочную формацию; горизонтальные размеры его ок. 40 тыс. км². В результате ди-ференциации и дополнительных интрузий массив получил сложное строение: снизу — мелкозернистый норит, пироксениты, далее кверху — норит, перемежающийся с анортозитами и дунитами.К этой формации относился «горизонт Меренского», с которым связаны месторождения платины. Далее выше идет основная масса норита, кверху делающаяся более кислой и переходящая в сиенит и альбит. Платиновые металлы здесь встречаются как в виде металла, так и в виде минералов: сперрилита· (PtAs₂), куперита (PtS),

браггита (Pt, Pd, Ni)S, стибиопалладинита

Таблица 3. — Состав самородной платины различного происхождения (в %).

Металлы	Платина из дунитов хромитовая	Платина из дунитов оли-виновая	1 Платина из пироксени-тов	Платина рассыпная
Платина.	70-76.6	80-82	85,5—88,5	73—84,6
Железо.	i 4—16.6	9.5-12	7,5—10,5	2,5-16,6
Палладий.	0.06	0,6-0,7	1,0—1,3	0,18—0,6
Иридий и родий	2,1-7	3-4,7	1,4—2,1	1,3-7,6
0 СМИ стый и р и ди й	0,5-4,2	1,3-2,7	0,3-0,6	0 8-2,6
Медь.	0,9-8,2	0,4-2,2	0,6	0,3-4,7
Никель.	—	0,08	0,05	0,1-1,05

(Pd₃Sb). Часть металлов платиновой группы растворена в сульфидах. Примерами другого типа платиновых месторождений могут служить Сюдбери в Канаде и Норильское в Туруханском крае в Сибири. В них платиновые металлы также связаны с интрузиями основной габбровидной магмы и находятся в сульфидах никеля и меди. Повидимому большая часть платины и палладия растворена в сульфидах, другая часть находится в форме сперрилита и м. б. сульфида. В перечисленных типах месторождений платиновые металлы находятся в сравнительно высокой степени концентрации. В форме, к-рую В. Вернадский назвал рассеянной, платиновые металлы находятся во всех эруптивных породах, не только основных, но и кислых. Так например, граниты содержат 0,02 г на т (Ноддак). В сульфидах гидротермальных месторождений, связанных с кислыми интрузиями, часто оказывается повышенное содержание платины. Россыпные месторождения платины приурочены б. ч. к дунитовым и пироксенитовым массивам и содержат самородную платину.

Месторождения золота известны как магматические и гидротермальные, так и низкотемпературные. В первичных породах — гранитах, диабазе, диорите и других кислых породах Мексики, Чили,

Таблица 1.— Содержание благородных металлов в метеоритах.

	Содержание в а :				Halm	мете	о p ит a
Предмет анализа —	Ru	Rh	Pd	A g	Os	Ir	Pt	Au
1. Триолит(сульфид) из метеорита Коа-гуила/.	1-5	1	1	5			1-10	5-1
Желузо из того же метеорита.	10	5	10	5	2	10	10-100	5-1
2. Триолит из Конь-она Диаболо.	0,5	0,2	0,5	10		-	0,2	0,5
Железо из того же метеорита.	10	5	5-10	5	5	5	10-100	5
3. Метеорит (оливин + бронзит -f- пироксен) из Имилак (Китай).	+	-	+	+	+	+	0,1	+

+ означает присутствие металла в количестве < 0,001 г на т; 1 и 2 — анализы Гольдшмидта и Петерса; 3 — анализ Ноддака.

Канады, Урала и др. — золото найдено, но эти месторождения практич. значения почти не имеют. Из месторождений гидротермальных необходимо отметить прежде всего тип гипотермальных, образованных растворами при высоких t° и давлениях. Примером Может служить Березовское месторождение на Урале близ Свердловска, где самородное золото находится в жилах «березита» (кварц -Ь мусковит + пирит), прорезывающих толщу хлоритовых, тальковых и глинистых сланцев. К этому же типу относится ряд других месторождении на Урале (Благодатное, Пышмин-ское, Кочкарское и др.), в Сибири, Канаде, Аляске и других странах. Мезотермальные месторождения золота образовались при t° 200 — 300° на значительной глубине из горячих растворов. Жильной породой является кварц, в котором рассеяны самородное золото и золотосодержащие сульфиды. Золото в кварце включено в виде мельчайшей пыли, чешуек, кристаллов и реже сростков. Очень редко последние достигают большой величины 35—40 килограмм. К этого типа месторождениям относятся золотоносные жилы Калифорнии (Невада-Сити), провинции «Виктория» в Австралии, Богомдаровинский рудник, Берикуль и ряд других в Кузнецком Алатау, Енисейской тайге и др. Золото также находится в мезотер-мальных месторождениях полиметаллич. (свинцово-цинковых) и медных руд (Риддер, Кара-баш и др.)· Эпитермальные месторождения образованы выделениями из растворов при сравнительно низких t° (ниже 200°) в виде разного рода жил нерудных тел неправильной формы. Здесь встречается самородное золото, обычно содержащее серебро, серебристое золото (электрум), теллуристое золото, серебряный блеск, сульфо-антимониды и арсениды золота и серебра вместе с пиритом, свинцовым блеском, цинковой обманкой и другими сульфидами и кварцем. Примерами такого типа месторождений могут служить золотые жилы Трансильвании в Венгрии (Семигорье), месторождение «Хаураки» в Новой Зеландии, Ильинское в Забайкалья и серебряные месторождения Мексики, Перу, Чили и Боливии. Наконец надо упомянуть месторождения серебра и золота, образовавшиеся благодаря процессам растворения и последующего осаждения золота в природных водах при низких г°. Перенос золота такими водами может осуществляться на довольно большие расстояния (300 и более км). Рассыпные месторождения образованы природными механическими процессами разрушения коренных пород, содержащих золото. Нельзя также отрицать в процессах образования россыпей и роли грунтовых вод, растворяющих и вновь выделяющих золото. Кроме месторождений золота, где оно встречается в сравнительно высокой концентрации, оно содержится в рассеянном состоянии в массе большинства горных пород и даже в морской воде.

Лит.: Вернадский В., Оныт описательной минералогии, П., Г909, т. 1, вып. 2; Ферсман А., Геохимия, Л., 1933; Вагнер П., Месторождение платины и рудники в Южной Африке, М.—Л., 1932; Жемчужный С., Исследование структуры самородной платины, «Материалы для изучения естественных производственных сил России», П., 1916, 13; Бетехтин А., «ГЖ», 1930, 1; Заварицкий А., Коренные месторождения платины на Урале, Л., 1928; Высоцкий Н., Платина и районы ее добычи, «Естеств. произв. силы России», т. 4, ч. 1—4, П.—Л., 1923—25; Звягинцев О., «Изв. Ин-та по изучению платины и других благородных металлов», Л., 1932, вып. 9; 1933, вып. 10; Звягинцев О., Лебединский В. и Филиппов А., «Доклады Акад. наук СССР», Новая серия, Л., 1933, 4; Карпинский А., «Вестник золотопром.», 1898; Обручев в., Рудные месторождения, ч. 2, часть описательная, М.—Л., 1929 (подробная литература по месторождениям); Линдгрен В., Месторождения золота и платины, М.—Л., 1932; Жемчужный С., «Известия Ин-та физ.-хим. анализа», 1923, т. 2, вып. 1, стр. 5; Берг Г., Геохимия рудных месторождений полезных ископаемых, пер. с нем., М.—Л.—Новосибирск, 1933; Noddack J. u. W., «Ztschr. f. phys. Chem.», Lpz., 1931, В. 154, p. 207; ibid., Boden Stein’s Festschrift, 1931, p. 890; Goldschmidt V. и. Peters Ch., «Nachrichten d. KSnig. G-esellschaft der Wissen-schaften zu G-ottingen», Mathematisch-Physikalische Klasse, G-ottingen, 1932, p. 377; F r e i s e F., «Economic Geo-logy», Urbanna III, 1931, p. 421 (русский пер. в сборн. Рудные месторождения, Москва—Ленинград—Новосибирск, 1933). О. Звягинцев“