Проявления Au-Ag минерализации в сфалеритовых рудах гидротермального генезиса парадоксальны ввиду несовместимости этих элементов в сфалерите. Экспериментально изучено образование сфалерита с примесями Au и Ag в процессе гидротермальной кристаллизации ZnS при 450 °С и давлении 1 кбар. Примесь Sn использовалась в качестве источника дефектов в кристаллах, моделирующих взаимодействие Au и Ag с вакансиями. Растворимость Ag в маложелезистом сфалерите оценена как 3.8±0.7 мкг/г, Au ̶ ≤ 0.6 мкг/г. Основными формами нахождения Au и Ag являются включения фаз (Ag,Au)_xS, в которых x варьирует, в основном, от 1.8 до 2, а содержание Au ̶ от 0.01 до 0.75 ф.е. Первичными формами этих элементов в сфалерите могли быть микровключения (Ag,Au) _1.8-2.1S, а при высоких fS₂ ̶ близкие к (Ag,Au)S. В присутствии Sn растворимости Au и Ag в сфалерите возрастают. Поведение Au соответствует реакции замещения Sn⁴⁺ + Au⁺ + v^- ↔ 2 Zn²⁺ при наличии двух типов вакансионных дефектов (v^-) ̶ “собственных” вакансий, зависящих от условий кристаллизации, и вакансий, сопровождающих вхождение Sn⁴⁺...

Проявления Au-Ag минерализации в сфалеритовых рудах гидротермального генезиса парадоксальны ввиду несовместимости этих элементов в сфалерите. Экспериментально изучено образование сфалерита с примесями Au и Ag в процессе гидротермальной кристаллизации ZnS при 450 °С и давлении 1 кбар. Примесь Sn использовалась в качестве источника дефектов в кристаллах, моделирующих взаимодействие Au и Ag с вакансиями. Растворимость Ag в маложелезистом сфалерите оценена как 3.8±0.7 мкг/г, Au ̶ ≤ 0.6 мкг/г. Основными формами нахождения Au и Ag являются включения фаз (Ag,Au)_xS, в которых x варьирует, в основном, от 1.8 до 2, а содержание Au ̶ от 0.01 до 0.75 ф.е. Первичными формами этих элементов в сфалерите могли быть микровключения (Ag,Au) _1.8-2.1S, а при высоких fS₂ ̶ близкие к (Ag,Au)S. В присутствии Sn растворимости Au и Ag в сфалерите возрастают. Поведение Au соответствует реакции замещения Sn⁴⁺ + Au⁺ + v^- ↔ 2 Zn²⁺ при наличии двух типов вакансионных дефектов (v^-) ̶ “собственных” вакансий, зависящих от условий кристаллизации, и вакансий, сопровождающих вхождение Sn⁴⁺. Вхождение Ag, по-видимому, больше зависит от условий по fS₂ и не коррелирует с Sn. Избыточные вакансии возникают вследствие метастабильной кристаллизации в условиях пересыщения ростовой среды, что подтверждается сферолитовой морфологией продуктов синтеза и примесью вюртцитовой формы ZnS. Для обоих благородных металлов (БМ) наблюдается рост коэффициентов распределения и сокристаллизации, при этом Au переходит из несовместимых в категорию высоко когерентных элементов в сфалерите. Рассмотрены геохимические обстановки, в которых следует ожидать образования высоко дефектных кристаллов минералов, способных поглощать БМ и другие несовместимые в “идеальном” кристалле элементы за счет их взаимодействия с вакансиями (как конституционными, присущими самому веществу, так и неравновесными) и поверхностными наноразмерными образованиями (неавтономными фазами). Эволюция этих первоначально “невидимых” форм БМ при метаморфизме и ремобилизации рудного вещества может приводить к выделению Ag и Au, агрегирующихся в микрочастицы.

Au-Ag mineralization occurrences in sphalerite ores of hydrothermal genesis are paradoxical in view of the incompatibility of these elements in sphalerite. The formation of sphalerite with Au and Ag impurities under hydrothermal crystallization of ZnS at 450 °С and 1kbar pressure was studied experimentally. Sn impurity was taken as a source of point defects in crystals modelling the interaction of Au and Ag with vacancies. The Ag solubility in low-Fe sphalerite is estimated as 3.8±0.7 µg/g, Au ̶ ≤0.6 µg/g. The main forms of Ag and Au occurrence in sphalerite are the inclusions of (Ag,Au)_xS phases with x varies mainly from 1.8 to 2, and Au varies from 0.01 to 0.75 a.p.f.u. The primary forms of the elements in ores might be the microinclusions (Ag,Au) _1.8-2.1S or close to (Ag,Au)S at higher fS₂. In presence of Sn, the solubilities of Au and Ag become higher. The Au behavior corresponds to the substitution reaction Sn⁴⁺ + Au⁺ + v^- ↔ 2 Zn²⁺ under the presence of two types of vacancy defects (v^-) ‒ the “inherent” vacancies dependent on the crystallization conditions and the vacancies accompanying Sn⁴⁺ incorporation...

Au-Ag mineralization occurrences in sphalerite ores of hydrothermal genesis are paradoxical in view of the incompatibility of these elements in sphalerite. The formation of sphalerite with Au and Ag impurities under hydrothermal crystallization of ZnS at 450 °С and 1kbar pressure was studied experimentally. Sn impurity was taken as a source of point defects in crystals modelling the interaction of Au and Ag with vacancies. The Ag solubility in low-Fe sphalerite is estimated as 3.8±0.7 µg/g, Au ̶ ≤0.6 µg/g. The main forms of Ag and Au occurrence in sphalerite are the inclusions of (Ag,Au)_xS phases with x varies mainly from 1.8 to 2, and Au varies from 0.01 to 0.75 a.p.f.u. The primary forms of the elements in ores might be the microinclusions (Ag,Au) _1.8-2.1S or close to (Ag,Au)S at higher fS₂. In presence of Sn, the solubilities of Au and Ag become higher. The Au behavior corresponds to the substitution reaction Sn⁴⁺ + Au⁺ + v^- ↔ 2 Zn²⁺ under the presence of two types of vacancy defects (v^-) ‒ the “inherent” vacancies dependent on the crystallization conditions and the vacancies accompanying Sn⁴⁺ incorporation. Ag entrance is seemingly more dependent on fS₂ conditions and does not correlate with Sn. The extra vacancies arise because of metastable crystallization under the conditions of oversaturation of growth medium. This is supported by the spherulite morphology of growth products and the admixture of wurtzite ZnS form. The elevation of distribution and cocrystallization coefficients are observed for both noble metals (NM), upon that Au changes from incompatible to the category of highly compatible elements in sphalerite. The geochemical environments favorable for the formation of imperfect mineral crystals are considered. Such crystals are capable to uptake NM and other incompatible in “ideal” crystal elements because of their interaction with vacancies, both constitutional (inherent to the substance) and non-equilibrium defects, and surficial nano-sized formations (nonautonomous phases). The evolution of these initially “invisible” forms of NM under metamorphic processes and remobilization of ore substance may result in Au and Ag escape and aggregation into microparticles.