Инд. авторы:	Пальянова Г.А., Сазонов А.М., Журавкова Т.В., Сильянов С.А.
Заглавие:	Состав пирротина как индикатор условий минералообразования на золоторудном месторождении советское (енисейский кряж, россия)
Библ. ссылка:	Пальянова Г.А., Сазонов А.М., Журавкова Т.В., Сильянов С.А. Состав пирротина как индикатор условий минералообразования на золоторудном месторождении советское (енисейский кряж, россия) // Геология и геофизика. - 2019. - Т.60. - № 7. - С.934-954. - ISSN 0016-7886.
Внешние системы:	DOI: 10.15372/GiG2019049; РИНЦ: 38582661;
Реферат:	eng: We present results of investigation into the composition and parageneses of pyrrhotite at the Sovetskoe gold-quartz deposit (Yenisei Ridge, Russia) have been studied. The variability of parameters (temperature T and sulfur fugacity fS2) during the stage crystallization of pyrrhotite-containing assemblages has been assessed from the composition of this mineral (Fe0.873±0.02S-Fe0.885±0.02S) and its parageneses. The compositions Fe0.873-0.875S close to Fe7S8 (Apy + Po + Rut + Qz), for which the estimated formation parameters are T = 486-465 ºC and lg f S2 = -4.71 to -5.28, are typical of early pyrrhotite in the form of microinclusions in arsenopyrite, associated with rutile and quartz. According to the composition of inclusions of pyrrhotite microcrystals (Fe0.873-0.881S) associated with pyrite in native gold (950 ‰) (Au + Po + Py), the formation parameters are T = 489-410 ºC and lg f S2 = -4.63 to -6.98. Coarse pyrrhotite grains containing microinclusions of relict arsenopyrite and galena, sometimes, in aggregate with siderite (Po+Apy+Ga+Sid), and pyrrhotite in aggregate with pyrite and siderite (Py + Po + Sid) have composition Fe0.874-0.878S and form at 479-443 ºC and lg f S2 = -4.9 to -5.9. The xenomorphic pyrrhotite microinclusions present together with galena and native gold (950 ‰) in pyrite crystals (Py + Po + Ga + Au) are characterized by higher contents of iron (Fe0.878-0.885S) and, correspondingly, lower temperatures of formation, 432-382 ºC, and lg f S2 = -6.27 to -7.95. The lg f S2-T diagrams have been calculated for the systems Fe-S and Ag-Au-S in the temperature range 25-700 ºC with regard for the stability fields of iron sulfides (pyrite FeS2, troilite FeS, and pyrrhotite Fe7S8), phases Fe11S12, Fe10S11, and Fe9S10, metallic iron, native sulfur, uytenbogaardtite, petrovskaite, and solid-solution phases Fe1- x S (0 < x < 0.125), Ag1-zAuz (z = 0, 0.25, 0.5, and 1), and Ag2- y Au y S (y = 0, 0.5, 1, and 2). The calculation results have demonstrated that there is a field of petrovskaite and uytenbogaardtite solid solutions and Au-Ag alloys (>670 ‰, Ag0.5Au0.5-Au) in the stability field of the pyrrhotite-pyrite parageneses of the Sovetskoe deposit. The gold and silver contents in iron sulfides of the Sovetskoe deposit show that the Au/Ag ratios in pyrrhotites (0.002-2.4) and pyrites (0.004-13) are lower than those in high-fineness (950-980 ‰) gold (19-50). The difference in the Au/Ag ratios in these minerals and the results of thermodynamic calculations show the possible presence of Au-Ag sulfides and Au-Ag alloys of lower fineness in the pyrrhotite-pyrite ores of the studied deposit. The absence of visible mineral forms of gold sulfides from the ores suggests that these sulfides are present in finely dispersed or invisible microscopic forms. The pyrrhotite compositions in pyrite-containing parageneses as well as Au/Ag in pyrites, pyrrhotites, and visible native gold in sulfide ores of other gold and gold-silver deposits can be used to assess the possible presence of nanosized solid microinclusions of sulfide and other gold and silver forms. rus: Исследованы составы и минеральные парагенезисы пирротина золото-кварцевого месторождения Советское (Енисейский кряж, Россия). По составу минерала (Fe0.873±0.02S-Fe0.885±0.02S) и его парагенезисам выполнена оценка изменчивости параметров ( T , °C и фугитивность серы ( f S2)) при стадийной кристаллизации пирротинсодержащих ассоциаций. Для раннего пирротина, ассоциирующего с рутилом и кварцем в виде микровключений в арсенопирите, типичны составы Fe0.873-0.875S, близкие к Fe7S8 (Apy + Po + Rut + Qz), для которых оценочный интервал параметров образования составляет 486-465 °С и lg f S2 от -4.71 до -5.28. По составу включений микрокристаллов пирротина (Fe0.873-0.881S), ассоциирующего с пиритом в золоте 950 ‰ (Au + Po + Py), рассчитанные значения соответствуют 489-410 °С и lg f S2 от -4.63 до -6.98. Крупные зерна пирротина, содержащие микровключения реликтового арсенопирита, галенита, иногда в срастании с сидеритом (Po + Apy + Ga + Sid), а также пирротин в срастании с пиритом и сидеритом (Py + Po + Sid), характеризуются составом Fe0.874-0.878S и образуются при 479-443 °С и lg f S2 от -4.9 до -5.9. Ксеноморфные микровключения пирротина, находящиеся вместе с галенитом и золотом (950 ‰) в кристаллах пирита (Py + Po + Ga + Au), характеризуются более высокими количествами железа Fe0.878-0.885S и, соответственно, более низкими температурами образования - 432-382 °С и lg f S2 от -6.27 до -7.95. Температура образования кварца по термобарогеохимическим исследованиям включений в рудных жилах 100-630 °С. Рассчитаны диаграммы lg f S2 - Т в интервале температур 25-700 °С для систем Fe-S и Ag-Au-S с учетом полей устойчивости сульфидов железа - пирита FeS2, троилита FeS, пирротина Fe7S8, фаз Fe11S12, Fe10S11 и Fe9S10, металлического железа, самородной серы, а также ютенбогаардтита, петровскаита и фаз твердых растворов Fe1-x S (для 0 < х < 0.125), Ag1-z Au z ( z = 0; 0.25; 0.5; 1) и Ag2-y Au y S ( y = 0; 0.5; 1; 2). Результаты расчетов выявили, что в поле устойчивости пирротин-пиритовых ассоциаций руд месторождения Советское располагается в поле петровскаитовых и ютенбогаардтитовых твердых растворов и Au-Ag сплавов (>670 ‰, Ag0.5Au0.5 - Au). Содержания золота и серебра в сульфидах железа месторождения Советское показывают, что отношения Au/Ag в пирротинах (0.002-2.4) и пиритах (0.004-13) ниже, чем в высокопробном золоте - 950-980 ‰ (19-50). Разница в величинах отношений Au/Ag в этих минералах и результаты термодинамических расчетов свидетельствуют о возможном присутствии Au-Ag сульфидов и Au-Ag сплавов более низкой пробности в пирротин-пиритовых рудах исследуемого месторождения. Отсутствие видимых золото-сульфидных минеральных форм в рудах позволяет предположить их тонкодисперсные, или невидимые микроскопически, формы. Составы пирротина в пиритсодержащих минеральных ассоциациях, а также Au/Ag в пиритах, пирротинах и видимом самородном золоте в сульфидных рудах других золоторудных и золото-серебряных месторождений могут быть использованы для оценки возможного присутствия наноразмерных твердых микровключений сульфидных и других форм золота и серебра.
Ключевые слова:	состав пирротина; пирротин-(пирит)содержащие минеральные ассоциации; акантит; Ютенбогаардтит; петровскаит; наноразмерные микровключения; Sovetskoe quartz-gold deposit; pyrrhotite composition; pyrrhotite-(pyrite)-containing parageneses; Acanthite; nanosized microinclusions; petrovskaite; Uytenbogaardtite; Кварц-золоторудное месторождение Советское;
Издано:	2019
Физ. характеристика:	с.934-954
Цитирование:	1. Бортников Н.С., Прокофьев В.Ю., Раздолина Н.В. Генезис золото-кварцевого месторождения Чармитан (Узбекистан) // Геология рудных месторождений, 1996, т. 38, № 3, с. 238-257. 2. Викентьев И.В. Невидимое и микроскопическое золото в пирите: методы исследования и новые данные для колчеданных руд Урала // Геология рудных месторождений, 2015, т. 57, № 4, с. 267-298. 3. Волков А.В., Сидоров А.А. Невидимое золото // Вестник РАН, 2017, т. 87, № 1, с. 40-49. 4. Годовиков А.А. Минералогия. М., Недра, 1983, 328 с. 5. Гуревич В.М., Гавричев К.С., Осадчий Е.Г., Тюрин А.В., Рюмин М.А. Теплоемкость и термодинамические функции петровскаита (AgAuS) в области 0-583 К и минеральные равновесия в системе Ag-Au-S // Геохимия, 2011, № 4, с. 442-448. 6. Колонин Г.Р., Пальянова Г.А. Арсенопиритсодержащие минеральные ассоциации как индикаторы физико-химических условий гидротермального рудообразования // Геохимия, 1991, № 10, с. 1481-1492. 7. Колонин Г.Р., Гаськова О.Л., Пальянова Г.А. Опыт выделения фаций рудообразования на основе буферных парагенезисов сульфидных минералов // Геология и геофизика, 1986 (7), с. 133-141. 8. Молошаг В.П. Использование состава минералов для оценки физико-химических условий образования колчеданных руд Урала // Литосфера, 2009, № 2, с. 28-40. 9. Пальянова Г.А. Физико-химические особенности поведения золота и серебра в процессах гидротермального рудообразования / Ред. А.С. Борисенко. Новосибирск, Изд-во СО РАН, 2008, 221 с. 10. Пальянова Г.А., Савва Н.Е. Особенности генезиса сульфидов золота и серебра месторождения Юное (Магаданская область, Россия) // Геология и геофизика, 2009, т. 50 (7), с. 759-777. 11. Пальянова Г.А., Савва Н.Е., Журавкова Т.В., Колова Е.Е. Минералы золота и серебра в пиритах малосульфидных руд месторождения Джульетта (Северо-Восток России) // Геология и геофизика, 2016, т. 57 (8), с.1486-1508. 12. Петровская Н.В. Золотое оруденение Енисейского кряжа и особенности процессов формирования золотых руд: Автореф. дис.…д.г.-м.н. М., НИГРИЗОЛОТО, 1954, 86 с. 13. Петровская Н.В., Сафонов Ю.Г., Шер С.Д. Формации золоторудных месторождений // Рудные формации эндогенных месторождений. Т. 2. Формации эндогенных месторождений золота, колчеданов, свинца, цинка и ртути. М., Наука, 1976, с. 3-110. 14. Рудные месторождения СССР. В 3-х т. / Ред. В.И. Смирнов. Т. 3. М., Недра, 1978, 496 с. 15. Русинова О.В., Русинов В.Л., Абрамов С.С., Кузнецова С.В., Васюта Ю.В. Околорудные изменения пород и физико-химические условия формирования золото-кварцевого месторождения Советское (Енисейский кряж, Россия) // Геология рудных месторождений, 1999, т. 41, № 4, с. 308-328. 16. Савва Н.Е., Пальянова Г.А., Бянкин М.А. К проблеме генезиса сульфидов и селенидов золота и серебра на месторождении Купол (Чукотка, Россия) // Геология и геофизика, 2012, т. 53 (5), с. 597-609. 17. Сазонов А.М., Сараев В.А., Ананьев А.А. Сульфидно-кварцевые месторождения золота в метаморфических толщах Енисейского кряжа // Геология и геофизика, 1991 (5), с. 28-37. 18. Сазонов А.М., Звягина Е.А., Кривопуцкая Л.М., Свердлова В.Г., Леонтьев С.И. Структурная и химическая неоднородность пирита Саралинского месторождения (Кузнецкий Алатау) // Геология и геофизика, 1992 (8), с. 87-95. 19. Сазонов А.М., Онуфриенок В.В., Колмаков Ю.В., Некрасова Н.А. Пирротин золотосодержащих руд: состав, точечные дефекты, магнитные свойства, распределение золота // Журнал Сибирского федерального университета. Серия техника и технологии, 2014, № 6 (7), с. 717-737. 20. Сильянов C.А., Некрасова Н.А. Термобарогеохимия флюидных включений жильного кварца золоторудного месторождения Советское (Енисейский кряж) // Тезисы докладов Пятой Российской молодежной научно-практической школы с международным участием «Новое в познании процессов рудообразования». М., ИГЕМ РАН, 2015, с. 298. 21. Скорняков П.И. Псевдоморфозы пирротина по пириту // Колыма, 1947, № 2, с. 26-29. 22. Томиленко А.А., Гибшер Н.А. Особенности состава флюида в рудных и безрудных зонах Cоветского кварц-золоторудного месторождения, Енисейский кряж (по данным изучения флюидных включений) // Геохимия, 2001, № 2, с. 167-177. 23. Тюкова Е.Э., Ворошин С.В. Состав и парагенезисы арсенопирита в месторождениях и вмещающих породах Верхнеколымского региона (к интерпретации генезиса сульфидных ассоциаций). Магадан, Изд-во СВКНИИ ДВО РАН, 2007, 107 с. 24. Arnold R.G. Equilibrium relations between pyrrhotite and pyrite from 325 to 743°C // Econ. Geol., 1962, v. 57, p. 72-90. 25. Arnold R.G. Range in composition and structure of 82 natural terrestrial pyrrhotites // Can. Miner., 1967, № 9, p. 31-50. 26. Ballhaus C., Bockrath C., Wohlgemuth-Ueberwasser C., Laurenz V., Berndt J. Fractionation of the noble metals by physical processes // Contr. Miner. Petrol., 2006, v. 152, p. 667-684. 27. Barton Jr. P.B., Toulmin P. The electrum-tarnish method for the determination of the fugacity of sulfur in laboratory sulfide systems // Geochim. Cosmochim. Acta, 1964, № 28, p. 619-640. 28. Barton M.D. The Ag-Au-S system // Econ. Geol., 1980, v. 75, p. 303-316. 29. Boyle R.W. The geochemistry of silver and its deposits // Geol. Surv. Canada. Bulleting, 1968, № 160, p. 183-190. 30. Boyle R.W. The geochemistry of gold and its deposits. Ottawa, Geol. Surv. Canada, 1979, 584 p. 31. Chareev D.A., Osadchii E.G. Pyrrhotite-pyrite equilibria in the Ag-Fe-S system at 245 to 310 °C and standart pressure // Geochem. Miner. Petrol., Bulgar. Acad. Sci., 2005, v. 43, p. 41-46. 32. Chareev D.A., Voronin M.V., Osadchii E.G. Thermodynamic study of monoclinic pyrrhotite in equilibrium with pyrite in the Ag-Fe-S system by solid-state electrochemical cell technique // Amer. Miner., 2014, v. 99, № 10, p. 2031-2034. 33. Cocker H.A., Mauk J.L., Rabone S.D.C. The origin of Ag-Au-S-Se minerals in adularia-sericite epithermal deposits: constraints from the Broken Hills deposit, Hauraki Goldfield, New Zealand // Miner. Deposita, 2013, № 48, p. 249-266. 34. Craig J.R., Vokes F.M. The metamorphism of pyrite and pyritic ores: an overview // Miner. Mag., 1993, v. 57, p. 3-18. 35. Gordon S.C., McDonald A.M. A study of the composition, distribution, and genesis of pyrrhotite in the copper cliff offset, Sudbury, Ontario // Can. Miner., 2015, v. 53, p. 859-878. 36. Gronvold F., Stolen S. Thermodynamics of iron sulfides II. Heat capacity and thermodynamic properties of FeS and Fe0.875S at temperatures from 298.15 K to 1000 K, Fe0.98S from 298.15 K to 800 K, and Fe0.89S from 298.15 K to about 650 K: thermodynamics of formation // J. Chem. Thermodyn., 1992, v. 24, p. 913-936. 37. Helgeson H.C., Delany J.M., Nesbitt H.W., Bird D.K. Summary and critique of the thermodynamic properties of rock-forming minerals // Amer. J. Sci., 1978, 278A, p. 1-229. 38. Holland H.D. Some applications of thermochemical data to problems of ore deposits; [Part] 2, Mineral assemblages and the composition of ore forming fluids // Econ. Geol., 1965, v. 60, № 6, p. 1101-1166. 39. Holland T.J.B., Powell R. An enlarged and updated internally consistent thermodynamic data set with uncertainties and correlations: the system K2O-Na2O-CaO-MgO-FeO-Fe2O3-Al2O3-TiO2-SiO2-C-H2-O2 // J. Metamorph. Geol., 1990, v. 8, p. 89-124. 40. Ishikawa K., Isonaga T., Wakita S., Suzuki Y. Structure and electrical properties of Au2S // Solid State Ionics, 1995, v. 79, p. 60-66. 41. Johnson J.W., Oelkers E.H., Helgeson H.C. SUPCRT92: software package for calculating the standard molal thermodynamic properties of mineral, gases, aqueous species, and reactions from 1 to 5000 bars and 0 to 1000 °C // Comput. Geosci., 1992, v. 18, p. 899-947. 42. Knacke O., Kubaschewski O., Hesselmann K. Thermochemical properties of inorganic substances, Springer-Verlag, Heidelberg, 1991, 861 p. 43. Kretschmar U., Scott S.D. Phase relations involving arsenopyrite in the system Fe-As-S and their application // Can. Miner., 1976, v. 14, p. 364-386. 44. Lambert J.M., Simkovich J.R., Walker P.L. The kinetics and mechanism of the pyrite-to-pyrrhotite transformation // Metall. Mater. Trans. B 1998, 29B, p. 385-396. 45. Large R.R., Bull S.W., Maslennikov V.V. A carbonaceous sedimentary source-rock model for Carlin-type and orogenic gold deposits // Econ. Geol., 2011, v. 106, p. 331-358. 46. Lennie A.R., Vaughan D.J. Spectroscopic studies of iron sulfide formation and phase relations at low temperatures // Miner. Spectros., Spec. Publ. 5, 1996, p. 117-131. 47. Liang Y., Hoshino K. Thermodynamic calculations of AuxAg1-x-fluid equilibria and their applications for ore-forming conditions // Appl. Geochem., 2015, № 52, p. 109-117. 48. Majzlan J. Ore mineralization at the Rabenstein occurrence near Banska Hodrusa, Slovakia // Mineralia Slovaca, 2009, № 41, p. 45-54. 49. Morrison G.W., Rose W.J., Jareith S. Geological and geochemical controls on the silver content (fineness) of gold in gold-silver deposits // Ore Geol. Rev., 1991, v. 6, p. 333-364. 50. Osadchii E.G., Rappo O.A. Determination of standard thermodynamic properties of sulfides in the Ag-Au-S system by means of a solid-state galvanic cell // Amer. Miner., 2004, v. 89, № 10, p. 1405-1410. 51. Osadchii E.G., Chareev D.A. Thermodynamic studies of pyrrhotite-pyrite equilibria in the Ag-Fe-S system by solid-state galvanic cell technique at 518-723 K and total pressure of 1 atm // Geochim. Cosmochim. Acta, 2006, v. 70, p. 5617-5633. 52. Pal’yanova G. Physicochemical modeling of the coupled behavior of gold and silver in hydrothermal processes: gold fineness, Au/Ag ratios and their possible implications // Chem. Geol., 2008, v. 255, p. 399-413. 53. Palyanova G., Karmanov N., Savva N. Sulfidation of native gold // Amer. Miner., 2014, v. 99, № 5-6, p. 1095-1103. 54. Paton C., Hellstrom J., Paul B., Woodhead J., Hergt J. Iolite: Freeware for the visualisation and processing of mass spectrometric data // J. Anal. Atom. Spectros., 2011, v. 26, p. 2508-2518. 55. Robie R.A., Hemingway B.S. Thermodynamic properties of minerals and related substancies of 298.15 K and 1 bar pressure and at higher temperatures, U.S. Geol. Surv. Bull., 2113, Washington, Government Printing Office, 1995, 461 p. 56. Rottier B., Kouzmanov K., Wälle M., Bendezú R., Fontboté L. Sulfide replacement processes revealed by textural and LA-ICP-MS trace element analyses: example from the early mineralization stages at Cerro de Pasco, Peru // Econ. Geol., 2016, v. 111, p. 1347-1367. 57. Sack R.O, Ebel D.S. Thermochemistry of sulfide mineral solutions // Rev. Miner. Geochem., 2006, v. 61, p. 265-364. 58. Scott S.D. Application of the sphalerite geobarometer to regionally metamorphosed terrains // Amer. Miner., 1976, v. 61, p. 661-670. 59. Shi P. Fluid fugacities and phase equilibria in the Fe-Si-O-H-S system // Amer. Miner., 1992, v. 77, p. 1050-1066. 60. Shock E.L., Sassani D.C., Willis M., Sverjensky D.A. Inorganic species in geologic fluids: Correlations among standard molal thermodynamic properties of aqueous ions and hydroxide complexes // Geochim. Cosmochim. Acta, 1997, v. 61, p. 907-950. 61. Simon G., Essene E.J. Phase relations among selenides, sulfides, tellurides, and oxides; I. Thermodynamic properties and calculated equilibria // Econ. Geol., 1996, v. 91, № 7, p. 1183-1208. 62. Steadman J.A., Large R.R. Synsedimentary, diagenetic, and metamorphic pyrite, pyrrhotite, and marcasite at the Homestake BIF-hosted gold deposit, South Dakota, USA: Insights on Au-As ore genesis from textural and LA-ICP-MS trace element studies // Econ. Geol., 2016, v. 111, p. 1731-1752. 63. Tagirov B.R., Baranova N.N., Zotov A.V., Schott J., Bannykh L.N. Experimental determination of the stabilities of Au2S(cr) at 25 °С and Au(HS)2- at 25-250 °С // Geochim. Cosmochim. Acta, 2006, v. 70, № 14, p. 3689-3701. 64. Taylor L.A. The system Ag-Fe-S: Phase equilibria and mineral assemblages // Mineral. Deposita, 1970, v. 5, p. 41-58. 65. Toulmin P., Barton P.B. Jr. A thermodynamic study of pyrite and pyrrhotite // Geochim. Cosmochim. Acta, 1964, v. 28, p. 641-671. 66. Waldner P., Pelton A.D. Thermodynamic modeling of the Fe-S system // J. Phase Equilib. Diffus., 2005, v. 26, № 1, p. 23-38. (http://thermoddem.brgm.fr/data/espece.php?espece=m&i=227#fiche). 67. Wang H., Salveson I. A review on the mineral chemistry of the non-stoichiometric iron sulphide, Fe1-xS 68. (0 ≤ × ≤ 0.125): Polymorphs, phase relations and transitions, electronic and magnetic structures // Phase Transitions, 2005, v. 78, p. 547-567. 69. Wang H., Pring A., Wu F., Chen G., Jiang J., Xia F., Zhang J., Ngothai Y., O’Neill B. Effect of cation vacancy and crystal superstructure on thermodynamics of iron monosulfides // J. Sulfur Chem., 2006, v. 27, № 3, p. 271-282.