Если общая сера и хлор для высокосерных условий справедливы, то как AuCl2-, так и Au2- будут оба давать сходную растворимость золота в условиях А-первичных вулканогенных гидротерм. Таким образом, если рН возрастает, то AuCl2- будет уменьшать свою стабильность, то Au2- будет возрастать, компенсируя, таким образом, изменение. Stoffregen отмечал, что в Summitville не наблюдается концентрации золота, очевидно, там, где происходит нейтрализация. Если гидротермы могут восстанавливаться, то оба комплекса должны уменьшить стабильность, а с увеличением рН, отмечаемом для среды В, этот фактор компенсирует.
Если В являются глубинными гидротермами, переносящими золото, то доказательство такого фактора, как смешение с кислыми гидротермами, нужно искать в механизме осаждения. Эта дискуссия также допускает, что общая сера и хлор не изменялись и что не было температурных изменений.
Следовательно, до тех пор, пока нет данных об этой среде, нельзя быть уверенным в какой-либо геохимической модели высокосерных систем. Это, однако, не должно мешать их разведке.
а. Диаграмма РН2 - рН, построенная для высоких концентраций S, Cl и К, существующих в высокосерных системах. Концентрация общей серы построена в зависимости от размера поля самородной серы. Stoffregen вывел условия, связанные с гидротермальными изменениями в следующем виде: сильное выщелачивание или остаточный кремнезём - А1; алунит - ореол каолинита - А2; глубинные рудообразующие гидротермы, в которых халькопирит и теннантит стабильны - В; и условия главной стадии золотого рудоотложения, где энергит, ковелин и борнит стабильны - С. В главной стадии, растворимость хлоридов золота становится значительной относительно бисульфидов золота, ограничивающих процессы, вызывающие отложение золота.
в. Диаграмма РН2 - рН, показывающая относительные стабильности минералов, обычно встречающихся в низкосерных системах, и стабильные соединения серы. Химический состав рудообразующих гидротерм, наблюдаемый в активных системах и полученный по минералогии месторождений, показан в виде "А". При этих условиях растворимость бисульфида золота в основном превышает растворимость хлорида золота и ответственна за перенос золота. Кипение будет вызывать рост рН, вследствие потери СО2 и резкое уменьшение растворимости золота за счёт выделения Н^. Построено по данным Stoffregen 191985), Hedenquist, Henley, Helgeson, Helgeson et al.,.
Пирит, гематит, магнетит, хлорит, каолинит, К-слюда, адуляр.
Серебро и неблагородные металлы
Серебро переносится в виде комплексов хлора в соответствии с реакцией
Ag2S + 2H+ + 4Cl" = 2AgCl2" + H2S
Хотя в разбавленных хлоридных растворах значительное количество будет переноситься в виде сульфидных комплексов Ag.
В этой реакции рост рН, вследствие кипения и потери СО2, будет происходить с уменьшение растворимости хлорида серебра. Простое разбавление хлоридов может также уменьшить растворимость, хотя кипение должно оказывать доминантное воздействие в большинстве случаев эпитермальных систем.
Растворимость Ag в виде сульфидного комплекса не изучалось в подходящих условиях, несмотря на то, что эти работы проводились в лабораториях. В сильно разбавленных хлоридных растворах значительное количество общего серебра в растворе будет, по-видимому, присутствовать в виде сульфидного комплекса. Серебро, переносимое в виде сульфидного комплекса ведёт себя аналогичным образом, как ранее отмечалось для переноса и отложения сульфидного золота.
Галенит и сфалерит также обычно связаны с минерализацией драгоценных металлов в эпитермальных системах. Поскольку есть некоторые экспериментальные данные для сфалерита в соответствующих условиях, то здесь будет рассмотрена только растворимость галенита.
Рисунок 8 показывает распределение различных хлоридов РЬ в виде функции mCl - основанную на экспериментальных данных.
Из этих данных видно, что PbCl20 концентрирует около 50% растворённого Pb. Растворимость галенита может быть описана
PbS + 2H+ + 2Cl" = PbCl20 + H2Sвод
Используя аналитические данные по гидротермам Бродлэндс, получаем m рь = 0.011 ц / кг. Таким образом, реальная растворимость галенита, включая все хлоридные соединения, составит 0.02 цг / кг. Эта оценка значительно ниже того, что показали анализы гидротерм, и, что в этих низкоминерализованных гидротермах должны присутствовать другие комплексные соединения.
Имеющиеся данные не допускают значительных количеств PbOH+ и соединений тиосульфатов Pb в этих условиях, но другие соединения, подобные PbHCO3+ и смешанные гидроокись-хлоридные соединения, могут быть важными.
Рисунок 9 показывает расчётную растворимость галенита в виде функции температуры для 1.0 моль раствора хлорида. Отмечается большая растворимость свинца, чем в гидротермах Бродлэндс при увеличении содержания хлора в 25 раз. Следуя Henley можно рассчитать увеличение растворимости, ожидаемой при 2650С, если соединения, подобные PbHCO3+, присутствуют. Мы имеем простую реакцию для образования PbHCO3+.
Увеличение хлора по сравнению с гидротермами Бродлэндс не влияет на написанную реакцию за исключением изменений коэффициентов активности. Следовательно, если наблюдаемые цифры для свинца в гидротермах Бродлэндс являются следствием этих или других факторов, то их концентрация может быть определена прямо на Рис. 8.
Если мы сравним растворимость хлорида свинца с концентрациями свинца в Бродлэндс, то станет ясно, что хлоридные комплексы преобладают при повышенной минерализации. Вследствие баланса давлений, в гидротермальной системе с высокоминерализованными гидротермами, рН; этих гидротерм должно быть на 1-1.5 единиц меньше, чем для гидротерм Бродлэндс. Увеличенная растворимость PbHCO3-вследствие этого воздействия частично компенсируется уменьшением mHCO3.
Мы приходим к выводу, что комплексирующие хлориды свинца могут объяснить содержание свинца в растворе в разбавленных активных гидротермальных эпитермальных системах, а также быть важными в высокоминерализованных гидротермах. Однако, комплексирование хлоридов может объяснить перенос серебра во многих системах драгоценных металлов. Следовательно, если комплекс свинца, который ответственен за перенос неблагородного металла в гидротермах с благородными металлами, аналогичен по типу с хлоридным комплексом, то процессы, которые приводят к отложению серебра, могут также вызвать осаждение неблагородного металла.
Из вышеприведённой дискуссии ясно, что преобладающим процессом отложения металлов из хлоридных комплексов, является кипение; увеличение рН в результате выделения СО2 является главным фактором отложения серебра. В случае отложения сульфидов неблагородных металлов, выделение HS действительно увеличивает растворимость металлов, которая противоположна ситуации отложения золота, где растворимость непосредственно связана с содержанием сульфидов. Кипение также ответственно за отложение золота, но по различным причинам, поскольку комплексы представлены различными типами. Эти процессы более детально обсуждаются Henley et al. и Hedenquist, Henley.
Следовательно, максимальное количество отложения каждого металла связано с комплексным взаимодействием между многими переменными. Эти конкурирующие факторы могут приводить к металлической зональности, которую мы наблюдаем во многих эпитермальных системах по пути гидротермальных потоков. Кроме того, простое остывание, а также разбавление влияют на некоторые металлические комплексы сильнее, чем на другие.
В частности, разбавление любых хлоридных гидротерм будет уменьшать растворимость хлоридов комплексированных металлов в соответствии с реакциями 5- Однако, Simmons et al. пришли к выводу, что даже в относительно минерализованных растворах серебро-полиметаллических месторождений Фреснилло в Мексике, кипение является главным фактором, контролирующим отложение золота. Несмотря на большое уменьшение минерализации во времени,, серебро и неблагородные металлы отлагались из минерализованных гидротерм только совместно с кварцем, отлагающимся из разбавленных гидротерм. Simmons et.
Супергенное распределение благородных металлов
Золото после отложения в эпитермальной системе, часто в виде электрума, может быть перераспределено последующими гидротермами 2-х типов. Первый-сульфатно-кислые нагретые паром гидротермы могут наложиться на глубинную минерализацию, по мере того как активность системы убывает при "обрушении" в систему вод поверхностного формирования и второй - в результате супергенного выветривания, вызванного различными типами вод, которые связаны с местностью, климатом, геоморфологией и первичной минералогией месторождений.
В обеих ситуациях первичные сульфиды окисляются, хотя возможно в большей степени в условиях супергенного выветривания. В этой ситуации насыщенные кислородом грунтовые воды окисляют сульфиды в вадозовой зоне вплоть до подземных вод.
Важно изучить ремобилизацию золота по некоторым причинам: 1-золото может быть обогащено выше нормы, таким образом, приводя к поверхностным "выбросам", не характерным для субповерхностной руды; 2- золото может иметь меньшие содержания в ремобилизованной зоне, таким образом, образуя выщелоченные зоны, вновь не представляя истинное содержание и 3- как отмечалось, окисление сульфидных руд может означать различие между рудными месторождениями и металлургической тайной. Здесь были изучены поведение золота и серебра в супергенной ремобилизации. Это базировалось, в основном, на современных исследованиях Mann, Webster, Mann, Webster, Stoffregen. Эти исследования определили три типичных условия ремобилизации золота в профиле выветривания: 1-кислые хлоридные рассолы, т.н. в Зап. Австралии; 2-сульфатно-кислые воды, т.н. в Саммитвилле и 3-нейтральные тиосульфатные воды Вау в Папуа Н. Гвинея.
Кислые хлоридные рассолы развивались в аридных и полуаридных закрытых бассейнах с периодическими дождями; хлор мог привноситься за счёт морских аэрозолей, даже если бассейн находился на большом удалении от океана. В латеритовом профиле окисление пирита до окисленного железа и последующий гидролиз приводил к образованию кислого рН. В этих условиях электрум растворим, однако, золото в последующем переосаждалось в виде мелких кристаллов, в результате восстановления AuCl4+ ионом железа F+2. Наоборот, серебро не восстанавливается из своего состояния AgCl0, приводя к сильному вымыванию из системы. Обычно ремобилизованное золото имеет чрезвычайно высокую пробу.
Наоборот, Саммитвилл располагается на большом расстоянии от океана и не имеет источника хлора. Таким образом, когда рудные сульфиды окисляются, образуются сульфатно-кислые воды. Stoffregen показал, анализируя кислые шахтные воды, что хлор присутствует в них в малом содержании. Стоффреген считал, что в этих условиях тиосульфатное комплексирование золота происходит очень локально в виде тонких зёрен, сходных по составу срастаний с гётитом. Этот короткий перенос связывался с кратковременной стабильностью тиосульфатных комплексов в кислой среде.
В аналогичных условиях в Вау, где сульфиды окисляются в результате выветривания, конечный раствор обогащён сульфатом, но имеет почти нейтральную реакцию; это получается в результате нейтрализующего влияния руд, содержащих карбонаты. В этих условиях, как золото, так и серебро ремобилизуется из первичного электрума в виде тиосульфатных комплексов, стабильных при почти нейтральном рН. В Вау тонкозернистый электрум в кальците, кварце, манганокальците, пирите и аргентите ремобилизуется и в окисленной зоне у зеркала подземных вод присутствует в виде грубокристаллического вторичного электрума с окислом марганца у. Таким образом, в этой ситуации золото обогащается у зеркала подземных вод вследствие изменения в химическом составе выветривающихся флюидов. Однако состав электрума не отличается от состава в первичной руде. Распознавание случаев ремобилизации золота при разведке, как около поверхности, так и в окисленных зонах, это по существу реконструируются первичные месторождения и определяется реальное содержание золота и его потенциальное распределение.
Контроль вариации золотосеребряных отношений в месторождениях
Высокое отношение Ag/Au в месторождении предпочтительнее для относительно высокой минерализации; хотя данные по включениям для Пахука и Гуанохуато позволяют предполагать, что эти серебряно-золотые месторождения не отличаются повышенной минерализацией по сравнению со многими золото-серебрянными месторождениями. Simmons et al., показали, что серебряно-полиметаллическое месторождение Фреснилло имеет минерализацию ~10 вес% NaCl, сходную с минерализацией в Криде.
Другим фактором различий в месторождениях может быть первичное содержание металла в гидротермах. Однако, это трудно понять, поскольку является важным, если нет большого различия в содержаниии HS и /или хлора в промывающих гидротермах. Глубоко циркулирующие гидротермы с низким содержанием H2S, прежде гидротерм с высоким содержанием H2S, должны захватывать золото до того, как они достигнут насыщения. Напротив, содержания Ag в двух разных гидротермах должны быть одинаковы, если концентрации хлора были аналогичны и наоборот. Эти предположения определялись количественно и объясняют причину изменения отношения Ag/Au от 0.1 до 500 и более для месторождений драгоценных металлов.
Изолинии растворимостей Au и Ag рассчитываются для их зависимостей от концентрации H2S и хлора. Точка А представляет гидротермы с составом, аналогичным Вайотапу и Бродлэндс, точка В - для рассолов Солтон Си и точка С - для "морских" гидротерм Куроко. Допуская, что процесс отложения при кипении влияет одинаково на растворимость комплексов Au и Ag, то руда будет иметь такое же отложение Ag/Au как и в гидротермах. В этом случае отношение Ag/Au для А должно быть 0.1, тогда как для гидротерм с минерализацией, аналогичной в точке В Ag/Au должно быть около 1000. Эти объяснения различий в отношениях Ag/Au между разбавленными гидротермами месторождений благородных металлов и более минерализованными гидротермами месторождений неблагородных металлов. Это также объясняет различие металлического отношения между месторождениями благородных металлов аналогично кажущейся минерализации. Если богатые серебром месторождения имеют истинную минерализацию 3 вес.% NaCl и очень низкое газосодержание, то они имеют включения с Tm, такие же, как для 0.3 вес%, но содержащих ~ 4 вес.% СО2 и Н^. Повышенное содержание в разбавленных хлоридных гидротермах приводит к повышенной растворимости золота, которое в свою очередь значительно влияет на отношение Ag/Au. Мы надеемся научиться определять богатые Ag месторождения, если фактически их гидротермы были бедны газами в сравнении с месторождениями, богатыми золотом.
Наконец, очевидно, что процесс, который приводит к отложению металлов, также важен при образовании рудного месторождения в качестве транспортирующей способности гидротерм. Хотя предварительно богатые металлом породы не способствуют формированию рудного месторождения, гидротермы должны обладать транспортной способностью, которая тесно связана с их химическим составом. Если поток гидротерм концентрируется в районе и работает процесс осаждения, такой как кипение, то есть вероятность образования рудного месторождения, если транспортная способность является достаточно высокой, чтобы насыщать рудные месторождения металлом. Это вытекает из высоких концентраций неблагородных металлов в большинстве современных эпитермальных систем; они только требуют механизм фокусирования потока, чтобы увеличить шанс формирования рудного месторождения. Содержание металлов в гидротермах и общий расход гидротерм в этих системах иными словами адекватен формированию рудного месторождения. Следовательно, реконструкция гидрологии гидротермальных систем, процессы, действующие внутри неё, и химический состав гидротерм являются важными целями в разведке эпитермального золота и связанных с ним металлов.
Страницы: 1, 2
