Золото и платина Урала

Медно-сульфидно-магнетитовая скарновая  рудная формация фрагментарно проявлена  в различных структурно-формационных зонах Северного, Среднего и Южного Урала: Тагильский сегмент Тагильско-Сакмарского вулканического пояса, Западно-Магнитогорский вулканический пояс, но везде ее геологоструктурная позиция определяется приуроченностью к вулкано-плутоническим комплексам наложенных верхнесилурийско-девонских и карбоновых поясов, поэтому данный пояс с платиновым оруденением называется Вулкано-плутоническим. Выделение в этом поясе платиновой минерализации  стало возможным благодаря исследованиям Л.А.Амосова (1989), Ю.А. Волченко (1988, 1990), В.В.Мурзина, В.Н.Сазонова (1990).

Высокогорский тип золото-платино-палладий содержащих медносульфидно-магнетитовых руд выделен на основе изучения и систематического опробования ряда месторождений, связанных с Тагильской и Кушвинской вулкано-плутоническими структурами, вмещающими Высокогорское, Лебяжинское, Осокино-Александровское, Гороблагодатское скарново-магнетитовые месторождения. Специализация высокосернистых медистых магнетитовых руд и рудовмещающих скарнов определяется палладием, платиной, золотом и серебром. Пропорции платиновых металлов в рудах изучены еще слабо, но можно наметить следующий характерный ряд убывания их содержаний: палладий, платина, рутений, осмий, родий, иридий.  
Содержание палладия и платины в рудах изменяются в следующих пределах, г/т: от 0,01–0,10 до 0,50 и от 0.01–0,05 до 0,10, соответственно. Распределение их контролируется рудно-метасоматической зональностью  в пределах как месторождений, так и   отдельных рудных тел.  
        Степень платиноносности скарновых руд в пределах отдельных зон нарастает по мере увеличения в них медно-сульфидной составляющей. Наиболее высокие содержания палладия установлены в рудах центральных частей Высокогорского и Лебяжинского месторождений – до 0,17 и 0,43 г/т, соответственно. В медно-сульфидных концентратах содержание палладия, платины и золота по сравнению с рудой возрастает на порядок и более, достигая соответственно 4,0; 0,2 и 0.5 г/т.

4. Перспективы объемов добычи золота  и платины на Урале.  

Учитывая крупные размеры месторождений  скарново-магнетитовой рудной  формации, перспективы ее как коренного источника для попутного извлечения благородных металлов, кажутся благоприятными.  
На Северном и Среднем Урале, в пределах Кваркушско-Каменногорского сегмента Центрально-Уральского поднятия, многочисленные кулисообразно расположенные рои габбро-диабазовых даек трассируют протяженный на многие сотни километров дайковый пояс. С этими дайками пространственно и генетически связаны многочисленные рудопроявления сульфидных медно-никелевых руд со специфической платино-палладиевой минерализацией, выделяемые в составе Дайкового пояса.        

 Основу исследования  составили материалы, собранные исследователями на трех дайковых полях: Велсовско-Ниолсовском (Чурольско-Ишеримская зона), Койвенско-Вильвенском ( зона Сарановского пояса) и Теплогорско-Промысловском (район Дублинского Камня). Обследованные дайки габбро-диабазов имеют мощность от 10 до 50–100 м и более  и протяженность от 300–500 до 1500 м и более. Дайки сложены мелко-среднезернистыми, иногда порфировидными, кварцсодержащими (0,5–2%) габбро-диабазами, состоящими на 40% из амфиболизированного клинопироксена, на 55% из основного плагиоклаза ряда лабрадор–битовнит. Разнообразные акцессорные минералы представлены титаномагнетитом, ильменитом, сфеном, апатитом, сульфидами железа, меди, никеля, кобальта. В приконтактовых и центральных частях габбро-диабазовых даек выделяются зоны повышенной вкрапленности сульфидов с содержанием их от 5 до 25%. Сульфиды представлены пирротином, халькопиритом, пентландитом, пиритом, борнитом, виоларитом, блеклыми рудами. Состав кобальтово-медно-никелевых сульфидных руд Дайкового пояса следующий, мас. %: никеля – 0,05–0,7, меди – 0,1–1,1, кобальта – 0,004–0,008, серы – 0,29–1,5. Установлено, что в отношении благородных металлов они специализированы на палладий, платину и золото при следующем выдержанном ряде убывания их содержаний: палладий, платина, золото, родий, осмий, рутений, иридий. Соответственно их концентрации в рудах составляют, г/т: 0,10–0,35; 0,10–0,40; 0,05–0,10; 0,015; 0,012; 0,018; 0,010. Серебра – 1–2 г/т. Основная особенность распределения платиновых металлов и золота в рудных телах заключается в их тесной связи с местами концентрации сульфидов железа, никеля и меди. Извлеченные из этих руд коллективные флотационные концентраты с высокими концентрациями серы, меди, никеля и кобальта (соответственно 30–35, 6–21, 1,2–2,5, 0,05–0,12 мас.%) содержат  палладия 0,6–32, платины 1,3–10, золота 3–9 г/т. Таким образом, суммарные концентрации благородных металлов в бедновкрапленных медно-никелевых рудах пояса составляют 0,3–0,7 г/т, достигая в густовкрапленных и массивных рудах 5–50 г/т.

Платиноидная минерализация представлена стибиотеллуридами палладия и платины Pd3SbTe4 (боровскит), ртутными стибиотеллуридами  палладия и платины (Pd,Hg)3SbTe4 (боровскит  ртутный), теллуридами и бителлуридами  палладия и платины (котульскит сурьмянистый Pd(Te,Sb), меренскиит висмутовый Pd(TeBi)2. Наиболее распространенный палладиевый минерал медно-никелевых руд – боровскит Pd3SbTe4.        

 Рассмотренный платино-палладиевый  (с золотом) преимущественно боровскитовый тип минерализации  новый для Урала. Поскольку первые находки боровскита на Урале связаны с медно-никелевыми рудопроявлениями горы Саранной, на Среднем Урале (Ю.А.Волченко и др., 1974), выделенный тип минерализации именуется “саранинским”. Анализ всех материалов по эндогенному платинометальному оруденению Урала показывает, что при развитии складчатых систем уральского типа основной тренд фракционирования платиновых металлов заключается в следующем:  
        а) преобладание тугоплавких платиноидов в рудоносных комплексах ранних этапов;

        б) накопление платины и родия в рудоносных комплексах средних этапов при отчетливом уменьшении роли осмия, иридия и рутения;  
в) возрастание роли палладия при уменьшении роли платины и почти полном исчезновении тугоплавких платиноидов в рудоносных комплексах поздних и заключительных этапов развития складчатых систем.       

 Установлено, что  в процессе развития подвижной  системы происходит закономерное  изменение типов формирующейся  платиноидной минерализации. На  ранних этапах продуктивный парагенезис минералов представлен сульфидами, сульфоарсенидами, многокомпонентными твердыми растворами и самородными сплавами осмия, рутения, иридия. На средних этапах парагенезис представлен интерметаллическими соединениями, твердыми растворами, самородными металлами, сульфидами и сульфоарсенидами платины, родия и тугоплавких платиноидов. Минерализация поздних этапов развития наиболее разнообразна и охватывает широкий спектр сульфидов, арсенидов, антимонидов, теллуридов, стибиотеллуридов, висмутотеллуридов, арсеноантимонидов, самородных сплавов палладия и платины. Самородное золото в виде его палладистой, висмутистой и ртутистой разностей также часто присутствует в составе поздних типов минерализации. В целом масштабы платинометального оруденения рассмотренных типов и их россыпеобразующая способность уменьшаются к заключительным этапам развития подвижной системы.

В связи с большим распространением на Урале никеленосных кор выветривания мезозойского и палеогенового возраста проведены исследования по оценке платиноносности (и золотоносности) этих образований, что привело к выделению нового для Урала сахаринского типа платинового оруденения (Ю.А.Волченко и др., 1996), стимулируя научный интерес к данному вопросу у многих исследователей.        

 На сегодняшний день геологоразведкой изучено распределение платиноидов и золота во всех зонах профиля выветривания 12 месторождений силикатного никеля Урала. С этой целью в  Институте геологии и геохимии УрО РАН выполнено 62 анализа на все элементы платиновой группы и золото. Учтены единичные определения платины, палладия, золота и серебра, сделанные другими исследователями. Впервые установлено, что в месторождениях силикатных никелевых руд, развитых в коре выветривания мафит-ультрамафитовых комплексов Урала, постоянно присутствуют платиноиды в повышенных, а иногда и высоких количествах. Геохимическая специализация руд определяется платиной, палладием, рутением, родием при весьма неравномерном распределении этих элементов по различным зонам профиля корообразования. Среднее суммарное содержание платиновых металлов в никеленосных корах составляет 300–400 мг/т, достигая в отдельных месторождениях 800 мг/т и более, что свидетельствует о существенном переносе и накоплении платиноидов в процессе корообразования латеритного типа. Содержание золота более низкое и относительно ровное в корах альпинотипных комплексов – 40–50 до 100 мг/т и более; в корах зональных комплексов – 10–30 мг/т и менее. На примере месторождений силикатного никеля, расположенных в пределах Кемпирсайского и Уктусского массивов, изучено распределение платиновых металлов и рассчитаны коэффициенты их накопления по всему профилю корообразования. Для месторождений, связанных с альпинотипными комплексами, установлено несомненное накопление большинства платиновых металлов, а также золота при кратности для Pt – 5–15, Pd – 5–30, Rh –3–10, Ru – 2–5, Os – 2–3, Au –2–4. Получаемый в результате металлургического передела этих руд на Южноуральском никелевом комбинате гранулированный никель содержит в сумме от 8 до 12 г/т благородных металлов.        

 Для месторождений,  связанных с зональными комплексами  Платиноносного пояса, также установлено  накопление большинства платиновых  металлов при коэффициентах накопления  для Pt – 3, Pd – 6–10, Rh – 2–3, Ru – 3–10, Os – 4–10.        

 Максимальные концентрации  палладия чаще встречаются в  нижней зоне выщелачивания и  гидролиза серпентинитов, а платины  – в верхней части разреза:  контакт зон гидролиза и окисления,  зона охр.  
Минеральные формы нахождения благородных металлов в никеленосных корах изучены слабо. В  последнее время (И.В.Толовина, 1997) появились сообщения о находках в силикатных никелевых рудах Елизаветинского и Сахаринского месторождений тонких (1–10 мкм) частиц собственных минералов платины и палладия в виде их самородных элементов и интерметаллидов системы Pt–Pd.       

 Таким образом,  никеленосные коры выветривания  Урала в целом, и особенно  так называемые черные горизонты  в них, обогащенные минералами  марганца, являются концентраторами  благородных металлов. При таких огромных запасах и прогнозных ресурсах этих месторождений, даже при современном уровне технологии переработки силикатно-никелевых руд, они представляют промышленный интерес как источник для попутного получения платиновых металлов, в первую очередь палладия и платины.  
       

5. Российские месторождения золота  и 

платины на Урале:с 1824г. по настоящее время.

Становление цветной металлургии в России.

Платина добывается из россыпных месторождений  Урала с 1824 г. и по настоящее время. Главными районами добычи платиновых металлов из россыпей являются Североуральский, Кытлымский, Невьянский, Тагильский, Исовской, Миасский, которые приурочены к мафит-ультрамафитовым массивам Платиноносного и Офиолитового поясов Урала. Содержание платины в промышленных россыпях обычно составляет 200–250 мг/м3, однако отрабатываются россыпи и отвалы и с более низкими содержаниями. Во многих россыпях платина добывается совместно с золотом.        

 Платиноносные россыпи  остаются основным источником  получения платиновых металлов на Урале. Другим источником являются платиноносные руды меди, железа, никеля, из которых попутно извлекаются платиновые металлы.  
        Для научного прогнозирования ареалов россыпей платиновых металлов на Урале в первую очередь необходим анализ мафитовых и мафит-ультрамафитовых комплексов в отношении россыпеобразующей способности слагающих их горных пород и руд. В этой работе предпринята попытка оценить потенциальную россыпеобразующую способность  всех платиноносных месторождений Урала. Для Платиноносного пояса наиболее продуктивны хромитоносные дуниты, а также оливиновые клинопироксениты с хромтитаномагнетитовой минерализацией. Более сложный характер связи россыпей с коренными источниками наблюдается в альпинотипных комплексах Офиолитового пояса. Максимально хромитоносные массивы пояса с высокохромистыми хромитовыми рудами кемпирсайского типа не имеют комплементарных россыпей, и, напротив, слабо хромитоносные массивы с рудами кракинского и верхнейвинского типа сопровождаются россыпями осмистого иридия и комплексными россыпями.       

 Третий по значению  и способности к россыпеобразованию  – малдинский тип золото-платино-палладиевых  руд (Ю.А.Волченко и др., 1994; 1998), постоянно сопровождающийся комплексными  палладиево-золотыми россыпями,  впервые выявленными в Косью-Кожимском районе на западном склоне Приполярного Урала (А.А.Малюгин, В.А.Вилисов, 1982). Все остальные типы платинометального оруденения на Урале, в том числе и месторождения собственно Палладиеносного пояса, обладают минимальной способностью к образованию россыпей.        

 Пространственное  размещение и богатство россыпей  зависит от многих факторов, но  в первую очередь определяется  насыщенностью площадей коренными  источниками, относящимися к группе  россыпеобразующих рудных формаций. Наиболее богатые россыпи плиоцен-четвертичного возраста обычно приурочены к участкам современной гидросети, наследующей или пересекающей мезозойские эрозионно-структурные депрессии, а также раннемиоценовые речные долины. По составу ведущего благородного металла на Урале выделяются платиновые россыпи (в которых платина является преобладающим или единственным благородным металлом), золото-платиновые, золото-осмиридиевые, в которых золото играет сугубо подчиненную роль, и комплексные золотые, в которых в том или ином количестве почти всегда присутствуют платиновые металлы (платина, осмистый иридий, минералы палладия).       

 В целом на территории  Северного, Среднего и Южного  Урала обособляются следующие  основные рудно-россыпные узлы  с платиной и осмистым иридием  (с севера на юг) :  Чистопский, Салатимский, Верхне-Сосьвинский, Кытлымский, Павдинский, Исовской, Салдинский, Баранчинский, Нижне-Тагильский, Невьянский, Чусовской, Сысертский, Омутнинский, Уфалейский, Миасский.       

 Рассмотренные основные  региональные закономерности размещения коренного платинометального оруденения и россыпей позволяют более правильно ориентировать дальнейшие работы на коренную и россыпную платину и платиноиды в пределах Урала.

История открытия уральской  платины невольно заставляет вспомнить старую поговорку: "Деньги идут к деньгам, ордена к орденам", потому что самые богатые россыпи оказались сосредоточенными на земле, принадлежащей самым богатым, некоронованным королям Урала Демидовым. Их крепостные рудоищики Ефим Копылов, Емельян Ростигаев и другие выявили на склонах главного уральского водораздела россыпи, получившие название "поддерников", потому что только растительный слой прикрывал богатство - пески, черные от крупных платиновых зерен. На одном только Мартьяновском прииске, у юго-западного подножия Соловьевой горы, было обнаружено, а точнее сдано хозяевам в 1827-1829 годах 3384 самородка. Самый крупный из них весил около 9 килограммов. Среднее содержание металла в этих россыпях, не имевших покрышки из наносов, было так значительно, что рубеж 100 пудов за сезон, который еще недавно казался фантастическим, был не только достигнут, но и превышен: в 1830 году добыли на демидовских приисках 109 пудов платины. "Сливки" в верховьях сняли быстро, но добыча не уменьшалась, потому что долины рек оказались богатыми платиной на значительном протяжении. По мере удаления от водораздельной зоны содержание платины уменьшалось, а мощность наносов возрастала, и добыча становилась все более трудоемкой. Но все же на протяжении первого этапа освоения платиновых богатств Урала (он внезапно завершился в 1845 году, о чем еще будет речь) демидовские прииски оставались самыми богатыми и дали тогда свыше 80 процентов всей добытой в России платины - около 40 тонн. О том, какие усилия потребовались для этого, сохранились разноречивые свидетельства.