Geologen haben das ungewöhnliche Verhalten von Gold in den oxidierten Erzen der Olympiada-LagerstĂ€tte, einer der gröĂten GoldlagerstĂ€tten in Russland und der Welt, festgestellt.
Die LagerstĂ€tte Olimpiada befindet sich ein halbes Tausend Kilometer nördlich der Stadt Krasnojarsk. Seit den 80er Jahren des 20. Jahrhunderts wurden in der LagerstĂ€tte mehr als fĂŒnfhundert Tonnen Gold abgebaut, und nach Berechnungen von Spezialisten blieben noch etwa tausend Tonnen in den Tiefen.
PrimÀrerze der Olympiada sind dichte Gesteine, die mit Sulfidmineralien (Metall- und Schwefelverbindungen) und sehr feinem nativem Gold durchsetzt sind (Abb. 1).
Der Goldgehalt in solchen Erzen betrÀgt 3-5 Gramm pro Tonne.
Die LagerstĂ€tte wurde vor etwa 800 Millionen Jahren gebildet. WĂ€hrend dieser Zeit wurden seine Erze durch natĂŒrliche Prozesse beeinflusst, deren Hauptbestandteile Wasser und Sauerstoff sind. Unter ihrem Einfluss wurden Sulfide und viele andere Mineralien zerstört und oxidiert und verwandelten sich in eine braune lose Masse - so entstanden oxidierte Erze. Hauptsache aber, dieser Hypergenprozess kann zur Anreicherung von Gold fĂŒhren.
Der maximale Goldgehalt in den oxidierten Erzen der Olympiada-LagerstĂ€tte erreichte 450 Gramm pro Tonne. FrĂŒher wurde angenommen, dass sich Gold unter solchen Bedingungen wie ein inertes Metall verhĂ€lt - es korrodiert und oxidiert nicht.und reagiert im Gegensatz zu den meisten "unedlen" Metallen nicht mit Alkalien und SĂ€uren (auĂer "Königswasser"). SibFU-Forscher erhielten jedoch Hinweise auf seine MobilitĂ€t und AktivitĂ€t von Gold unter Hypergenbedingungen, wenn sie speziellen geologischen und klimatischen Faktoren ausgesetzt waren.
Zu diesem Zweck untersuchte das Forschungsteam, bestehend aus UniversitÀtsforschern und Spezialisten des Unternehmens Norilskgeologiya (Krasnojarsker Territorium), eine 400 Meter lange Schicht oxidierter Erze der Olympiada-LagerstÀtte. Es stellte sich heraus, dass bei der Oxidation von PrimÀrerzen Gold, das in Sulfidmineralien in Form einzelner Atome enthalten ist, freigesetzt wird, komplexe Verbindungen mit anderen Elementen bildet und leicht wandert.
Aggressive WÀsser lösen sowohl einheimisches Gold als auch seine gemeinsame Verbindung mit Antimon - dem Mineral Aurostibit (AuSb2). Dabei entstehen Partikel aus sogenanntem schwammigem Gold (Abb. 2),
Ă€hnlich einem Seeschwamm mit zahlreichen Poren, die die freie OberflĂ€che der Partikel vergröĂern. Diese Struktur ermöglicht es aggressiven Lösungen, das Edelmetall intensiver aufzulösen.
Die StabilitĂ€t komplexer Goldverbindungen ist unterschiedlich, und wenn sich die Bedingungen Ă€ndern, können sie zerstört werden, und das freigesetzte atomare Gold wird in Nano- und Mikrosegregationen eingeteilt, die hĂ€ufig die Form einer Kugel (KĂŒgelchen) oder sogar eines Kristalls haben , die in der LagerstĂ€tte gefunden wurde (Abb. 3).
Es ist nun bekannt, dass solche Prozesse auch unter Beteiligung von Bakterien ablaufen können, die in der Lage sind, Nanopartikel aus metallischem Gold aus seinen Verbindungen mit anderen Elementen zu reduzieren.
Die Forscher stellen fest, dass der Prozess der Bildung oxidierter Erze sowie die Migration und Neubildung von Gold aus der Olympiada-LagerstĂ€tte im Abschnitt der Schicht oxidierter Erze gut dargestellt sind. Der untere Teil enthĂ€lt viel Reliktgold von PrimĂ€rerzen sowie eine groĂe Menge schwammiges Gold. Je höher der Abschnitt, desto geringer ist der Anteil an schwammigem Gold und Reliktgold, aber die Anzahl der neu gebildeten KĂŒgelchen und Mikrokristalle nimmt zu. Die gröĂte Anzahl von KĂŒgelchen und Mikrokristallen sowie der maximale Gesamtgoldgehalt (bis zu 60 Gramm pro Tonne in den untersuchten Proben) werden jedoch in der oberen Schicht des untersuchten Abschnitts beobachtet. Diese Zone zeichnet sich auch dadurch aus, dass hier das Mineral Cerianit (Ceroxid, CeO2) gefunden wurde, das als Indikator fĂŒr eine starke VerĂ€nderung der Umgebungsbedingungen dient. Mit dieser Ănderung der Bedingungen ist die Neubildung von Gold verbunden, sagen die Autoren .
âObwohl die oxidierten Erze der Olympiada-LagerstĂ€tte bereits 2007 abgebaut wurden, ist die Untersuchung der Formen des Findens, Verhaltens und der Verteilung von Gold in ihnen aus einer Reihe von GrĂŒnden wichtig. Erstens sind oxidierte Erze wertvoll, weil sie keine komplexen Aufbereitungsprozesse erfordern und selbst bei niedrigen Goldgehalten rentabel sind. Andererseits sind die Oxidationszonen von Goldvorkommen von grundlegendem Interesse im Zusammenhang mit der exogenen Geochemie und MetallogenitĂ€t von Gold â, bemerkte Sergei Silyanov, leitender Ingenieur der Abteilung fĂŒr Geologie, Mineralogie und Petrographie der Sibirischen BundesuniversitĂ€t .
Forschungskoautor, Boris Lobastov , Ingenieur des analytischen Labors des wissenschaftlichen und technologischen Forschungs- und Entwicklungszentrums von MMC Norilsk Nickel , sagte wiederum, dass die Oxidationszone der untersuchten LagerstÀtte ein echtes Labor im Freien sei.
âWir haben viele technogene Objekte untersucht - dort treten die Prozesse des Materietransfers und der Bildung neuer Mineralien besonders schnell auf. Es war ĂŒberraschend zu sehen, wie Ă€hnlich die Mikrokristalle von Gold und vielen anderen Mineralien aus den oxidierten Erzen der Olympiada-LagerstĂ€tte den neu gebildeten Mineralien anderer Objekte sind. Eine solche Ă€uĂere Ăhnlichkeit wird nicht immer der Konvergenz zugeschrieben - die Mechanismen der Bildung neuer Mineralien in so unterschiedlichen Umgebungen sind Ă€hnlich, und die Untersuchung einiger Prozesse in diesem Fall hilft, alle anderen zu verstehen â, sagte der Wissenschaftler.
Eine von sibirischen Wissenschaftlern durchgefĂŒhrte Studie zeigte, dass die Bildung oxidierter Erze der Olympiada-LagerstĂ€tte unter komplexen geochemischen Bedingungen stattfand, bei denen sich Gold als mobiles Element verhielt, das sowohl zur Umverteilung als auch zur Wiederablagerung auf geochemischen Barrieren (Gebieten mit sich Ă€ndernden Umweltbedingungen) fĂ€hig war.
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