Процеси на образуване на руда - Епитермално златно минерализиране с ниска сулфидация
Процесът на образуване на руда се състои от три етапа. Първият етап е образуването на златосъдържащ разтвор. Второто е фокусирането на потока от златосъдържащ разтвор в ограничено пространство, където може да се получи отлагане на злато. Третият етап е същинското отлагане на златото. Първият етап на процеса е най-труден за определяне, тъй като се среща в зони на находището, които сами по себе си не съдържат индустриална рудна минерализация и където има възходящ хидравличен поток, и следователно е слабо разбран. И в двата случая обаче хидротермалните минерални сглобки и минералогията на жилата показват, че флуидите, образуващи руда, са били редуктивни, почти неутрални и следователно златото изглежда е било транспортирано предимно като бисулфиден комплекс (Seward, 1973).
а) Образуване на златоносни термини.
Източникът на злато в епитермалните находища с ниска сулфидация е обект на много спекулации и противоречия. Наличието на злато във флуидни включвания в калиево-променени порфирни интрузии, без по-късни наслагвания, недвусмислено показва неговия магматичен източник. Данни за хидротермални промени, минералогия на жилките и флуидни включвания показват, че рудообразуващите течности в порфирните системи са хиперсолени (саламура), окислителни и леко кисели. Следователно те не могат директно да образуват епитермални отлагания с ниско сулфидиране, чиито течности са редуктивни с почти неутрално рН и имат ниска соленост.
Процесът на превръщане на едни хидротерми в други и задържане на злато в разтвор все още не е получил достойно обяснение. Анализ на включвания на солен флуид от находището Грасберг (Ulrich et al., 1999), полученнаскоро показват, че магмените солеви разтвори могат да съдържат 10 пъти повече злато (1ppm) от наскоро получените концентрации на злато ( - : 2Au(HS)2 - + H2 + 2H+
Следователно, за да оставите настрана златото изисква добавяне на съединения от лявата страна на уравнението и премахване на съединения от дясната. Разтворът трябва да стане по-редуциращ, по-киселинен и по-малко H2S.
Това не е в съответствие с първичното отлагане на злато в резултат на кипене на течност, тъй като Н2 е слабо разтворим и се освобождава по време на кипене. Кипящите хидротермални разтвори стават алкални и загубата на H2S, силно разтворим газ, е незначителна и е възможна само при продължително кипене. Това е накарало редица изследователи напълно да отхвърлят съществуването на кипене като механизъм за отлагане на злато, докато други предполагат, че възможното отделяне на H2S чрез продължително кипене е достатъчно за промяна на pH и окислителното състояние. Тази идея е заимствана от химията на чистото злато и тъй като златото е значителен малцинствен компонент в образуваното находище, поведението на основните минерали, които се отлагат със злато, също трябва да се вземе предвид.
Силицият е основният компонент на златосъдържащите комплекси. Това се определя от разтвор, като силициева киселина:
отлага се според реакцията:
Силициевата киселина обаче е слаба киселина и не влияе много на pH и всяка концентрация на H + измества уравнението (1) надясно, което означава увеличаване на разтворимостта на силициевия диоксид, а не неговото отлагане, както се наблюдава в природата. Аморфният силициев диоксид също има сложен механизъм на отлагане, който се проявява вче колоидните частици трябва да се образуват от свръхнаситени разтвори, преди да бъдат отложени, и има забавяне във времето между свръхнасищането на хидротермалните разтвори по отношение на силициев диоксид и образуването на техните колоиди, известно като индукционен период. Следователно, възходящите течности, които кипят и стават пренаситени със силициев диоксид, няма веднага да отложат силициев диоксид в резултат на изпаряване и охлаждане. Въпреки това, индукционният период ще бъде по-кратък с увеличаване на концентрацията на силициев диоксид и за дадена концентрация на силициев диоксид ще бъде значително по-кратка при по-ниска температура, по-висока соленост и по-високо рН, освен когато е неутрализиран при много високо рН поради повишена разтворимост (Klein, 1995). Тези условия съвпадат с кипенето, което първоначално създава свръхнаситен разтвор и впоследствие води до отлагане на силициев диоксид в по-студените горни части на зоната на кипене, а не до отлагане на силициев диоксид в цялата зона, където присъстват свръхнаситени течности със силициев диоксид. Следователно, текстурите в местата на отлагане на злато показват образуването му от силно пренаситени разтвори по отношение на силициев диоксид.
Пиритът се намира и със злато и следователно е необходимо да се вземе предвид неговото отлагане: Fe 2 + + 2H2S
Fe 2+ е преобладаващата форма на желязото във воден разтвор с ниска минерализация (Heinrich and Seward, 1990). Тази реакция може да се дължи на кипене, в резултат на концентрацията на разтвора и намаляването на разтворимостта на пирита с понижаване на температурата. Това ще има много силен ефект върху лошата разтворимост на златото поради загубата на H2S и повторното подкисляване на разтвора. Всички тези условия допринасят за намаляване на разтворимостта на златото. Съвместното утаяване на пирит и злато е в съответствие сотлагане на злато в резултат на кипене, но механизмът за по-нататъшно понижаване на pH трябва да възпре отлагането на злато.
Друг минерал, присъстващ в рудосъдържащия материал, адулария, ще се отложи според реакцията:
Al(OH)3 - е преобладаващото алуминиево съединение в почти неутрално pH, ниско минерализирани течности. Тази реакция, подпомогната от Н+, измества уравнение (1) надясно и ще се развие благоприятно със свръхнасищане на силициев диоксид поради кипене, но това е в противоречие с наблюдаваните златоносни минерални комплекси, където адулярът обикновено присъства само като второстепенна фаза и само рядко съдържа злато. Въпреки това е вероятно повечето отлагания на адулария и намаляване на рН да се появят, когато течностите се издигнат до дълбочини под отлагането на злато и по-бързо от отлагането на силициев диоксид. По същия начин отлагането на калцит в началото на кипенето преди отлагането на злато в дълбочина понижава pH:
Следователно отлагането на злато в резултат на кипене е постепенен процес: - първичното кипене в дълбочина причинява отлагането на калцит,
- непрекъснатият възходящ поток от течности и намаляването на налягането води до по-нататъшно кипене и отлагане на адулария,
- разширяването на разлома и по-нататъшното кипене причинява отлагането на силициев диоксид, пирит, вторичен адулар и злато.
Това се проявява по няколко начина:
Последователността на отлагане на минерали изисква значително движение на течности нагоре, следователно търговската минерализация на златото на тази серия от механизми е свързана с възходящи потоци.
Тъй като обикновено има повече от едно поколение отлагане на минерали, различни части от последователността на отлагане на минерали могат да бъдат насложени.различни поколения.
Обикновено само едно поколение носи значителни количества злато, което е достатъчно за търговски депозит.
Следователно е важно да се определи кои поколения съдържат злато. Необходимо е голямо внимание при изследването, за да не се объркат поколенията на минералите и да се определи последователността на отлагане на минерали и следователно дълбочината на разкриване чрез ерозия на рудната минерализация.
Промяната след руда включва замяната на таблит калцит с кварц и отлагането на калцит и каолинит в късен стадий. Тези промени трябва да бъдат ясно разграничени от рудообразуващите събития, за да се оцени точно потенциалът на дадено находище.