“Invisible” gold and other impurity elements in pyrite and arsenopyrite from the Mayskoye deposit (Chukotka)

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The gold-bearing sulphides (pyrite and arsenopyrite) from disseminated refractory ores of the Mayskoe gold deposit (Central Chukotka) were studied using modern precision methods (electron microprobe analysis and laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry). The distribution patterns of macro elements (As, Fe, S), as well as trace elements (Ni, Zn, Sb, Co, Cu, Ag), in pyrite and arsenopyrite, including the content of “invisible” Au and its correlation with other elements were studied. Based on recieved data, the sequence of crystallization and the relationships of gold-bearing sulphides at the main and most productive gold–sulphide stage of the deposite formation were established.

Full Text

Restricted Access

About the authors

N. V. Sidorova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: nsidorova989@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017

A. V. Volkov

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: tma2105@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017

E. E. Tyukova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences; Scientific Geoinformation Center of the Russian Academy of Sciences

Email: nsidorova989@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017; 11, Novy Arbat St., Moscow, 119019

E. N. Kaygorodova

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: nsidorova989@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017

E. V. Kovalchuk

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences; Sergo Ordzhonikidze Russian State University for Geological Prospecting

Email: nsidorova989@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017; 23, Miklukho-Maklay St., Moscow, 117997

E. A. Minervina

Institute of Geology of Ore Deposits, Petrography, Mineralogy and Geochemistry of the Russian Academy of Sciences

Email: nsidorova989@mail.ru
Russian Federation, 35, Staromonetny Lane, Moscow, 119017

References

  1. Андреев Б.С. Минералого-геохимические особенности и условия формирования редкометально-сурьмяного проявления. Дисс. … канд. геол.-мин. наук. Ленинград, 1984. 224 с.
  2. Артемьев Д.С. Петрография и минералогия рудоносных гидротермально-метасоматических образований Майского золоторудного месторождения (Центральная Чукотка) // Региональная геология и металлогения. № 67. 2016. С. 118–123.
  3. Бортников Н.С., Брызгалов И.А., Кривицкая Н.Н., Прокофьев В.Ю., Викентьева О.В. Майское многоэтапное прожилково-вкрапленное золото-сульфидное месторождение (Чукотка, Россия): минералогия, флюидные включения, стабильные изотопы (O и S), история и условия образования // Геология руд. месторождений. 2004. Т. 46. № 6. С. 475–509.
  4. Викентьев И.В. Невидимое и микроскопическое золото в пирите: методы исследования и новые данные для колчеданных руд Урала // Геология руд. месторождений. 2015. Т. 57. № 4. С. 267–298.
  5. Волков А.В., Генкин А.Д., Гончаров В.И. О формах нахождения золота в рудах месторождений Наталкинское и Майское (Северо-Восток России) // Тихоокеанская геология. 2007. Т. 25. № 6. С. 18–29.
  6. Волков А.В., Гончаров В.И., Сидоров А.А. Месторождения золота и серебра Чукотки. М.: ИГЕМ РАН; Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2006. 221 с.
  7. Волков А.В., Сидоров А.А. Невидимое золото // Вестник РАН. 2017. Т. 87. № 1. С. 40–49.
  8. Гаврилов А.М., Новожилов Ю.И., Сидоров А.А. О принадлежности золото-мышьяково-сурьмяной минерализации к формации “вкрапленных сульфидных руд с тонкодисперсным золотом” // Тихоокеанская геология. 1986. № 3. С. 108–111.
  9. Гаврилов А.М., Плешаков А.П., Бернштейн П.С., Сандомирская С.М. Субмикроскопическое золото в сульфидах некоторых месторождений вкрапленных руд // Сов. геология. 1982. № 8. С. 81–86.
  10. Генкин А.Д., Лопатин В.А., Савельев Р.А., Сафонов Ю.Г., Сергеев Н.Б., Керзин А.Л., Цепин А.И., Амштутц Х., Афанасьева З.Б., Вагнер Ф., Иванова Г.Ф. Золотые руды месторождения Олимпиада (Енисейский кряж, Сибирь) // Геология руд. месторождений. 1994. Т. 36. № 2. С. 111–136.
  11. Генкин А.Д. Золотоносный арсенопирит из золоторудных месторождений: внутреннее строение зерен, состав, механизм роста и состояния золота // Геология руд. месторождений. 1998. Т. 40. № 6. С. 551–557.
  12. Григоров С.А., Саморуков Н.М., Саморукова Л.Н., Томилов В.Л. Отчет о работе Тамнеквуньской геологосъемочной партии масштаба 1 : 50000 за 1971–1972 гг. Певек. 1973. 779 с.
  13. Кларк Л. Фазовые отношения в системе Fe–As–S // Проблемы эндогенных месторождений. 1966. Вып. 3. С. 160–250.
  14. Ковалев К.Р., Кузьмина О.Н., Дьячков Б.А., Владимиров А.Г., Калинин Ю.А., Наумов Е.А., Кириллов М.В., Анникова И.Ю. Золото сульфидная вкрапленная минерализация месторождения Жайма (Восточный Казахстан) // Геология руд. месторождений. 2016. Т. 58. № 2. С. 134–153.
  15. Ковальчук Е.В., Тагиров Б.Р., Викентьев И.В., Чареев Д.А., Тюкова Е.Э., Никольский М.С., Борисовский С.Е., Бортников Н.С. “Невидимое” золото в синтетических и природных кристаллах арсенопирита (Воронцовское месторождение, Северный Урал) // Геология руд. месторождений. 2019. Т. 461. № 5. С. 62–63.
  16. Колонин Г.Р., Пальянова Г.А., Широносова Г.П. Устойчивость и растворимость арсенопирита в гидротермальных растворах // Геохимия. 1988. № 6. С. 843–855.
  17. Новожилов Ю.И., Гаврилов А.М. Золото-сульфидные месторождения в терригенных углеродистых толщах. М.: ЦНИГРИ, 1999. 220 с.
  18. Новожилов Ю.И., Гаврилов А.М., Сидоров А.А. и др. Изучение структурных условий локализации и минералого-геохимических особенностей оруденения на Майском золоторудном месторождении. М.: ЦНИГРИ, 1983. 204 с.
  19. Новожилов Ю.И., Сидоров А.А., Гаврилов А.М., Волков А.В., Григоров С.А., Процкий А.Г. Майское месторождение // Золоторудные месторождения СССР. Том IV. Геология золоторудных месторождений Востока СССР. М.: ЦНИГРИ, 1988. С. 167–188.
  20. Сидорова Н.В., Волков А.В., Ковальчук Е.В., Минервина Е.А., Левицкая Л.А. “Невидимое” золото и другие элементы-примеси в пирите и арсенопирите месторождения Кючус (республика Саха-Якутия) // Геология руд. месторождений. 2022. Т. 64. № 5. С. 451–461.
  21. Сильянов С.А. Геология и минералого-геохимические индикаторы генезиса золоторудного месторождения Олимпиада (Енисейский Кряж). Дисс. … канд. геол.-мин. наук. Красноярск, 2020. 185 с.
  22. Сильянов С.А., Сазонов А.М., Тишин П.А., Лобастов Б.М., Некрасова Н.А., Звягина Е.А., Рябуха М.А. Элементы-примеси в сульфидах и золоте месторождения Олимпиада (Енисейский кряж): источники вещества и параметры флюида // Геология и геофизика. 2021. № 3. С. 382–402.
  23. Толканов О.А. Неоднородность вещественного состава золото-сульфидных руд месторождения Майское, Северо-Восток России // Минералогия. 2019. Т. 5. № 2. С. 69–82.
  24. Тюкова Е.Э., Ворошин С.В. Состав и парагенезисы арсенопирита в месторождениях и вмещающих породах Верхне-Колымского региона (к интерпретации генезиса сульфидных ассоциаций). Магадан, СВКНИИ ДВО РАН. 2007. 107 с.
  25. Шило Н.А., Сахарова М.С., Кривицкая Н.Н., Ряховская С.К., Брызгалов И.А. Минералогические и генетические особенности золото-серебряного оруденения северо-западной части Тихоокеанского обрамления. М.: Наука, 1992. 256 с.
  26. Ashley P.M., Creagh C.J., Ryan C.G. Invisible gold in ore and mineral concentrates from the Hillgrove gold-antimony deposits, NSW, Australia // Miner. Deposita. 2000. V. 35. P. 285–301.
  27. Benzaazoua M., Marion P., Robaut F., Pinto A. Gold-bearing arsenopyrite and pyrite in refractory ores: analytical refinements and new understanding of gold mineralogy // Mineralogical Magazine. 2007. V. 71. P. 123–142.
  28. Cabri L. J., Newville M., Gordon R. A., Crozier E. D., Sutton S. R., McMahon G., Jiang D.-T. Chemical speciation of gold in arsenopyrite // Canad. Mineralogist. 2000. V. 38. P. 1265–1281.
  29. Cook N. J., Ciobanu C. L., Meria D., Silcock D., Wade B. Arsenopyrite-Pyrite Association in an Orogenic Gold Ore: Tracing Mineralization History from Textures and Trace Elements // Econ. Geol. 2013. V. 108. P. 1273–1283.
  30. Fleet M. E., Mumin A. H. Gold-bearing arsenian pyrite and marcasite and arsenopyrite from Carlin Trend gold deposits and laboratory synthesis // Amer. Mineral. 1997. V. 82. P. 182–193.
  31. Genkin A.D., Bortnikov N.S., Cabri L.J., Wagner F.E., Stanley C.J., Safonov Y.G., McMahon G., Frield J., Kerzin A.L., Gamyanin G.N. A Multidisciplinany Study of Invisible Gold in Arsenopyrite from Four Mesothermal Gold Deposits in Siberia, Russian Federation // Econ. Geol. 1998. V. 93. P. 463–487.
  32. Gopon P., Douglas J.O., Auger M.A., Hansen L., Wade J., Cline J.S., Robb L.J., Moody M.P. A Nanoscale Investigation of Carlin-Type Gold Deposits: An Atom-Scale Elemental and Isotopic Perspective. Econ. Geol. 2019. V. 114. P. 1123–1133.
  33. Large R.R., Danyushevsky L., Hollit C., Maslennikov V., Meffre S., Gilbert S., Bull S., Scott R., Emsbo P., Thomas H., et al. Gold and trace element zonation in pyrite using a laser imaging technique: Implications for the timing of gold in orogenic and Carlin-style sediment-hosted deposits // Econ. Geol. 2009. V. 104. P. 635–668.
  34. Large R.R., Maslennikov V.V. Invisible gold paragenesis and geochemistry in pyrite from orogenic and sediment-hosted gold deposits // Minerals. 2020. V. 10. P. 1–21.
  35. Li W., Cook N.J., Xie G.Q., Mao J.W., Ciobanu C.L., Li J.W., Zhang Z. Y. Textures and trace element signatures of pyrite and arsenopyrite from the Gutaishan Au–Sb deposit, South China // Miner. Deposita. 2019. V. 54. P. 591–610.
  36. Liang Q.L. Xie Z., Song X.Y., Wirth R., Xia Y., Cline J. Evolution of invisible Au in arsenian pyrite in Carlin-type Au deposits // Econ. Geol. 2021. V. 116. № 2. P. 515–526.
  37. Marcoux É., Bonnemaison M., Braux C., Johan Z. Distribution de Au, Sb, As et Fe dans l’arsénopyrite aurifère du Çhâtelet et de Villeranges (Greuse, Massif Central français) // Comptes rendus de l’Académie des sciences. 1989. 308. Série II. P. 293–300.
  38. Morey A.A., Tomkins A.G., Bierlein F.G., Weinberg R.F., Davidson G.J. Bimodal distribution of gold in pyrite and arsenopyrite: examples from the Archean Boorara and Bardoc shear zones, Yilgarn craton, Western Australia // Econ. Geol. 2008. V. 103. P. 599–614.
  39. Mumin A. H., Fleet M. E., Chryssoulis S. L. Gold mineralization in As-rich mesothermal gold ores of the Bogosu–Prestea mining district of the Ashanti Gold Belt, Ghana: remobilization of “invisible” gold // Miner. Deposita. 1994. V. 29. P. 445–460.
  40. Muntean J.L., Cline J.S., Simon A.C., Longo A.A. Magmatic-hydrothermal origin of Nevada`s Carlin-type gold deposit // Nature Geos. 2011. № 4. P. 122–127.
  41. Palenik C.S., Utsunomiya S., Reich M., Kesler S.E.,Wang L.M., Ewing R.C. “Invisible” gold revealed: direct imaging of gold nanoparticles in a Carlin type deposit // Amer. Mineral. 2004. V. 89. P. 1359–1366.
  42. Sazonov A.M., Silyanov S.A., Bayukov O.A., Knyazev Y.V., Zvyagina Y.A., Tishin P.A. Composition and ligand microstructure of arsenopyrite from gold ore deposits of the Yenisei Ridge (Eastern Siberia, Russia) // Minerals. 2019. V. 9. P. 737.
  43. Sung Y.H., Brugger J., Ciobanu C.L., Pring A., Skinner W., Nugus M. Invisible gold in arsenian pyrite and arsenopyrite from a multistage Archaean gold deposit: Sunrise Dam, Eastern Goldfields Province, Western Australia // Miner. Deposita. 2009. V. 44. P. 765−791.
  44. Tyukova E.E., Vikentyev I.V., Kovalchuk E.V., Borisovsky S.E., Tagirov B.R. Gold-bearing arsenian pyrite and arsenopyrite from Vorontsovka Carlinstyle gold deposit in the North Urals // German International Journal of Modern Science. 2022. № 25. P. 4–9.
  45. Vikentyev I.V., Tyukova E.E., Vikent’eva O.V., Chugaev A.V., Dubinina E.O., Prokofiev V.Yu., Murzin V.V. Vorontsovka Carlin-style gold deposit in the North Urals: mineralogy, fluid inclusion and isotope data for genetic model // Chemical Geology. 2019. V. 508. P. 144–166.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic geological map of the Mayskoye field according to (Novozhilov and Gavrilov, 1999; Volkov et al., 2006), supplemented. The inset shows the geographical location of the deposit. Middle Triassic: 1 - siltstones of the Keveem Formation; 2 - multigrained sandstones of the Vatapvaam Formation, Lower Subformation; 3 - multigrained sandstones of the Vatapvaam Formation, Upper Subformation. Upper Triassic: 4 - interbedded sandstones and siltstones of the Relkuveemskaya and Mleluveemskaya Formations; 5 - interbedded sandstones and siltstones of the Kuveemkay Formation; 6-9 - Early-Late Cretaceous igneous rocks: 6 - granodiorites and granite porphyries; 7 - aplites; 8 - lamprophyres; 9 - rhyolite porphyries; 10 - established (a) and inferred (b) faults; 11 - ore bodies coming to the surface (a), blind (b); 12 - geological boundaries; 13 - outline of sericite metasomatites (berezites).

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Structure of the ore zone (ore body 1) of the Mayskoye deposit (Novozhilov et al., 1988). 1 - fine-grained sandstones; 2 - interbedded siltstones and silt-clay shales; 3 - intensely clivagised siltstones with disseminated ore mineralisation; 4 - discontinuities; 5 - quartz-antimonite veins; 6 - zones of mylonitisation with slip mirrors; 7 - furrow samples and results of their gold assay (g/t).

Download (395KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Rich disseminated pyrite-arsenopyrite ore of Mayskoye deposit, ore body 1. Photo in the reflected light of polarising microscope.

Download (531KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Zonal arsenopyrite of Mayskoye deposit: (a), (b) - photo at crossed nicols of polarisation microscope in reflected light; (c), (d) - image in back-scattered electrons, red colour indicates central zone 1 and external zone 2.

Download (1006KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Distribution of gold, antimony, arsenic and sulphur (As/S ratio) in arsenopyrite crystal (BSE-image), according to RSMA data. Figures on the photo correspond to the analysis points on the graph.

Download (306KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Probing profiles in arsenopyrite crystals with distribution plots of Fe, S, As (at. %) and Au (wt. %). Numbers mark the numbers of analyses indicated on the profile.

Download (929KB)
Indexing metadata
8. Fig. 7. Zonal arsenopyrite metacrystal. a - image in backscattered electrons, b - Au distribution map obtained under the condition of RSMA imaging: Au (Mα, PETH), current 20 nA, time at the point 100 ms.

Download (179KB)
Indexing metadata
9. Fig. 8. Diagrams of the contents of macrocomponents (in formula units) and gold (in wt. %) in arsenopyrite, according to RSMA data.

Download (182KB)
Indexing metadata
10. Fig. 9. BSE-image of metacrystals of pyrite (dark) in association with arsenopyrite (light); dotted lines delimit the zones in pyrite indicated by Roman numerals (see text).

Download (529KB)
Indexing metadata
11. Fig. 10. (a) BSE image of pyrite metacrystal (dark) in juxtaposition with arsenopyrite (light); red arrow indicates the 5 μm pitch electron probing profile shown in figure (b); white dashed arrows indicate the position of the laser ablation profiles at intervals (1-6) shown in figures (c) and (d).

Download (1022KB)
Indexing metadata
12. Fig. 11. Left - BSE image of pyrite metacrystal (dark) in association with arsenopyrite (light); white dashed arrow - position of the laser ablation profile at intervals (1-3) shown on the right.

Download (583KB)
Indexing metadata
13. Fig. 12. Diagram of Au (in g/t) and As (in wt%) contents in pyrite of Mayskoye deposit, according to RSMA and LA-ICP-MS data.

Download (90KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».