Знание фазовых отношений необходимо для понимания и описания природных процессов и позволяет довольно точно прогнозировать стабильные минеральные комплексы в естественных условиях, а данные по термической стабильности фаз помогают понять их образование и накопление в природе, что необходимо для изучения месторождений полезных ископаемых.
Несмотря на обширные данные о регулярной тесной ассоциации оловянной и золотой минерализации, некоторые публикации все еще высказывают утверждение об антагонизме этих элементов в магматических и постмагматических процессах, а также во время истории земной коры. Например, совсем недавно было заявлено не только о том, что месторождения золота и олова пространственно разделены, но также, что они относятся к разным периодам земной истории, золоторудные месторождения являются докембрийскими, а оловянные- отложениями палеозоя и мезозоя. На самом деле связь между этими двумя геохимическими типами эндогенной минерализации гораздо сложнее. Несмотря на то, что большинство оловянных отложений практически не содержат золота, многие рудные месторождения в тихоокеанских и средиземноморских поясах напротив имеют комбинированный состав. Многие из них содержат такие элементы как Sn, Cu, Ag, Zn, Pb и Au.
Парагенезисы некоторых сульфостаннатов с минералами в золото-серебряных отложениях частично были рассмотрены ранее [1, 2, 3, 4]. Однако на данный момент очень мало известно о фазовых соотношениях между этой группой соединений друг с другом или с минералами из систем золото-полисульфид [5]. Крайне мало известно об их минералогии, и, следовательно, нет никакой классификации для очень обширной группы сульфостаннатов, содержащих медь и железо в качестве основных компонентов.
Синтез образцов:
Были синтезированы одиннадцать образцов:
Таблица 1 «Синтезированные образцы»
Наименование |
Формула |
Volfsonite (Mineral III) |
Cu10CuFe2Sn4S16 |
Volfsonite* |
Cu10CuFeFe2Sn3S16 |
Mawsonite (Mineral I*) |
Cu6Fe0,5FeSn1,5S8 |
Mineral VII |
Cu26Fe2Fe6Sn6S36 |
Volfsonite (Mineral II*) |
Cu10CuFe4Sn2S16 |
Stannite (Stannite*) |
Cu4Fe2Sn2S8 |
Isostannite |
Cu16Fe8Sn8S32 |
Mohite (Mohite*) |
Cu24Sn12S36 |
Stannodite (Stannodite*) |
Cu24Fe3Fe6Sn6S36 |
Mawsonite (Mawsonite*) |
Cu6Fe2SnS8 |
Rhodostannite |
Cu5Fe2Sn6S16 |
Образцы получали методом сухого синтеза из прекурсоров SnS2, Fe2S3, FeS, CuS, Cu2S, подготовленных ранее.
Метод сухого синтеза обладает рядом преимуществ [5]. Во-первых, для работы необходимо минимальное, дешевое и простое оборудование [5], во-вторых, кварцевое стекло имеет малый коэффициент расширения (~ 0.5·10-6 на 1°С) и устойчиво к резким переменам температуры, в-третьих, кварцевое стекло прозрачно и позволяет визуально изучать шихту внутри ампулы в любой момент эксперимента. Кроме того, кварцевое стекло прозрачно для ультрафиолетового и рентгеновского излучения [5].
В зависимости от необходимого соотношения прекурсоры тщательно взвешивали на аналитических весах, помещали в кварцевые ампулы. Ампулы вакуумировали, запаивали при помощи кислородной горелки и выдерживали в печи при температуре 350º С в течение трёх недель.
После чего ампулы вскрывали, полученные образцы тщательно перетирали в агатовой ступке.
Ампулы снова вакуумировали, запаивали и ставили в печь на девять недель –при температуре 350 С.
Далее образцы извлекали и снова перетирали в агатовой ступке.
Перетёртые образцы помещались в шлиф из эпоксидной смолы, для дальнейшего проведения анализа.
Анализ образцов:
Анализ образцов производился методом рентгеноспектрального микроанализа (РСМА) при помощи сканирующего электронного микроскопа Tescan Vega II XMU.
Снимки образцов представлены далее:
Рис.1 СнимкиобразцаCu10CuFe2Sn4S16 (Volfsonite (Mineral III))
Рис 2. Снимкиобразца Cu10CuFeFe2Sn3S16 (Volfsonite*)
Рис 3. Снимкиобразца Cu6Fe0,5FeSn1,5S8 (Mawsonite (Mineral I*))
Рис 4. Снимки образца Cu10CuFe4Sn2S16 (Volfsonite (Mineral II*))
Рис 5. Снимки образца Cu24Fe3Fe6Sn6S36 (Stannodite (Stannodite*))
Выводы:
Опираясь на результаты анализа, можно утверждать, что наши образцы пришли к равновесию локально, поэтому в каждом многофазном зерне можно анализировать фазовые отношения.
Основные фазы в ассоциациях – фазы которые мы стремились получить, либо те фазы, которые равновесны в данных условиях.
Фазовые соотношения в системах Cu-Fe-Sn-S и Cu-Fe-Sn-S-O были рассмотрены в связи с условиями РТ для образования этих сульфостаннатов, что показывает, что композиции зависят не только от давления кислорода и серы, а также соотношения активности минералообразующих элементов. Медь была наиболее подвижным металлом в гидротермальных растворах на продуктивных стадиях, а изменения активности меди связаны с регулярными сдвигами от некоторых сульфостаннатов к другим.
Список литературы:
1. V. A. Kovalenker, I. Ya. Nekrasov & V. S. Malov, COPPER AND IRON SULFOSTANNATE MINERALS IN GOLD-SILVER DEPOSITS, 2010. No. 1, pp. 6 -19.
2. Kovalenker, V. A., 1982, Tin minerals and assemblages in a shallow gold deposit: Geologiya rudnykh mestorozhdeniy, No. 1, pp. 31-41.
3. Nekrasov, I. Ya., 1973, The relation between gold and tin mineralization in the northeastern USSR: Geologiya rudnykh mestorozhdeniy, No. 3, pp. 16-28.
4. Nekrasova, A. N., Sandomirskaya, S. M., and Troitskiy, D. I., 1984, The first occurrence of kesterite in the ores in the eastern USSR: Doklady AN SSSR, Vol. 278, No. 3, pp. 723-726.
5. Воган Д., Крейг Дж. Химия сульфидных минералов/под ред. И.Я. Некрасова. M.:«МИР», 1981. — 565 с.