В лаборатории геохимии и аналитической химии благородных металлов ГЕОХИ РАН изучено образование растворенных и наноразмерных форм благородных металлов в водных и углеводородных средах. Установлено, что при участии природных органических веществ возможно образование мобильных комплексных соединений этих металлов, перехода их из водной фазы в органическую, а также восстановление с образованием наночастиц. Это обеспечивает возможность эффективного переноса и накопления элементов в природных условиях. Исследование вопросов, связанных с накоплением элементов платиновой группы и золота и формированием их месторождений имеет стратегическое значение для экономики РФ, обладающей крупнейшими запасами этих металлов. Результаты опубликованы в журнале «Геохимия».

Вопросы, связанные с формированием месторождений платиновых металлов и золота, до сих пор остаются дискуссионными; обсуждаются различные формы и пути поступления металлов. В рамках работы установлено, что в ряде случаев в качестве формирующего и транспортирующего агента при переносе и накоплении этих элементов могут выступать углеводороды и другие органические соединения, присутствующие в природных флюидах. Они способствуют переносу галоидных форм благородных металлов из водной фазы в органическую, сосуществующую во флюиде с водной фазой, образуют прочные мобильные комплексные соединения с повышенной растворимостью, участвуют в формировании и стабилизации наночастиц элементов платиновой группы, служат миграционной средой.

В переносе рудного вещества от его источника до зоны рудоотложения могут участвовать различные миграционные формы элементов и флюиды различного состава. В качестве основного механизма чаще всего рассматривается гидротермальный перенос растворенных (молекулярных или ионных) форм водными флюидами. Помимо хлоридных и сульфидных форм, транспортируемых флюидами на основе хлорида натрия, это могут быть элементоорганические соединения или комплексные формы элементов платиновой группы с гуминовым веществом: показано, что элементы платиновой группы и золото образуют прочные соединения (константа устойчивости Куст составляет 106–108) с N-, O-, S-содержащими группами природных органических соединений.

В качестве альтернативных жидких сред, которые могут обеспечить транспорт и последующее концентрирование металлов, рассмотрены флюиды, содержащие различные количества углеводородов. Вывод о способности природных углеводородов мобилизовывать металлы, присутствующие во вмещающих породах, и транспортировать их в концентрациях, достаточных для рудообразования, подтвержден экспериментально: получены прямые доказательства перераспределения растворенных хлоридных форм золота из водных модельных кислых растворов в органическую фазу.

В определенных условиях в жидкой среде или на границе раздела фаз происходит восстановление благородных металлов, в первую очередь золота, с образованием атомов металлов, их кластеров и наноразмерных частиц. Хотя образование наночастиц играет важную роль в природных геологических системах и способно обеспечить эффективный массоперенос металлов и их накопление на уровне, достаточном для участия в рудообразовании, эти формы элементов платиновой группы изучены мало. В работе на примере золота и палладия подробно рассмотрены условия образования и существования наночастиц благородных металлов, стабилизированных «геополимерами» (асфальтенами), характерными для природных условий; изучены физико-химические свойства, температурная и временнáя устойчивость и особенности переноса частиц в органическую (углеводородную) фазу.

Полученные наноразмерные формы представляют интерес для геохимического моделирования процессов переноса и накопления элементов платиновой группы и золота.

Источник: ГЕОХИ РАН.