Аннотация. На основе исследования одно- и полистадийных гидротермально-метасоматических золоторудных месторождений разных минеральных типов Восточной Якутии установлено, что сонахождение главных рудогенных элементов-примесей в них определяется кластерами, представляющими объединение нескольких химических элементов или ассоциаций в простой или сложный кластер. Кластеры представляют самостоятельную единицу (часть периода или группы, подгруппы периодического закона), обладающую близкими свойствами с элементами, входящими в них. Структура и природа кластеров связана обратной периодической зависимостью между величиной стандартной энтропии и распространённостью элементов в составе земной коры в зависимости от их масс. Конкретные свойства отдельных химических элементов в кластерах находятся в подчинённой зависимости от коллективных свойств ассоциаций и кластеров. Миграция рудогенных элементов от источников к рудному телу месторождения, в составе руд и примесей минералов осуществляется зонально трансляцией самоподобия кластера, структура которого отвечает свойствам групп или подгрупп периодического закона.

Ключевые слова: золоторудные месторождения, кластер, стандартная энтропия, распространённость элементов, рудно-геохимическая зональность.

Kokin A.V. ,

doctor of Geological and Mineralogical Sciences,

Professor of the Department of Economics, Finance and Nature Management of the Russian Academy of National Economy and Public Service under the President of the Russian Federation

ABOUT THE CLUSTER NATURE OF SONGING AND MIGRATION OF CHEMICAL ELEMENTS AT THE FORMATION OF GOLD DEPOSITS (ON THE EXAMPLE OF EASTERN YAKUTIA)

Аnnotation. Based on the study of single- and poly-stage hydrothermal-metasomatic gold deposits of different mineral types in Eastern Yakutia, it is established that the accumulation of the main ore-bearing elements-impurities in them is determined by clusters representing the combination of several chemical elements or associations into a simple or complex cluster. Clusters represent an independent unit (a part of a period or a group, a subgroup of the periodic law) that has close properties with the elements included in them. The structure and nature of clusters is related to the inverse periodic dependence between the value of the standard entropy and the abundance of elements in the composition of the earth’s crust depending on their masses. The specific properties of individual chemical elements in clusters are in subordinate dependence on the collective properties of associations and clusters. Migration of ore-bearing elements from sources to the ore body of the deposit, in the composition of ores and mineral impurities, is carried out zonally by the self-similarity translation of a cluster whose structure corresponds to the properties of groups or subgroups of periodic law.

Key words: gold deposits, cluster, standard entropy, abundance of elements, ore-geochemical zoning.

Постановка проблемы. В составе рудного вещества обычно содержится большое разнообразие элементов-примесей, обладающих разными свойствами, но формирующих устойчивые геохимические ассоциации. Парадокс заключается в том, как отдельные свойства элементов, входящих в ассоциацию, увязываются со свойствами других, если процесс гидротермального образования руд происходит в один этап и одну минеральную стадию?

В полиэтапных, полистадийных и полихронных месторождениях 1 разнообразие элементного состава руд и примесей в них покажется не удивительным, поскольку это может быть связано с наложением разных этапов и стадий минералообразования, каждая из которых не только требовала определённых условий (температуры, давления, концентрации, окислительно-восстановительный потенциал) но и состава вмещающей среды и т. д. При этом ранее образованное минеральное вещество могло служить катализатором или своего рода барьером образования нового 2. Сонахождению разных по свойствам примесей элементов в рудах в одноэтапном и одностадийном процессе могли служить какие-то особые условия, когда ассоциации могли быть основой объединения разных по свойствам элементов в новые коллективные геохимические связи.

Анализ последних исследований и публикаций. Выделение нерешенных ранее частей общей проблемы. Многочисленные исследования геохимии рудных месторождений в России и за рубежом обычно рассматривают сонахождение химических элементов в составе руд, опираясь на традиционные представления о том, что в состав устойчивых ассоциаций рудогенные элементы входят, сообразуясь исключительно с их индивидуальнми свойствами. На самом деле эта устойчивость сомнительна в сонахождении многих рудогенных элементов золоторудных месторождений, располагающихся в разных группах и периодах периодического закона, которые в составе руд образуют устойчивую ассоциацию, например, золота, свинца, мышьяка, висмута и т. д. И как впервые показано автором настоящего исследования 3 формирование ассоциаций элементов в составе руд золоторудных месторождений представляет собой не эволюционный механизм 4 5, определяющий дискретно-зональную природу месторождений, а пульсационный 6 7, связанный с особыми коллективными свойствами ассоциаций «диктовать условия» вхождения в них элементов в зависимости от развития источников рудообразования 8.

Хрестоматийными являются представления о том, что свойства химических элементов находятся в известной периодической зависимости от их положения в таблице Д.И. Менделеева, их космохимической и геохимической 9 распространённости в земной коре. Элементы, расположенные в конкретных группах периодического закона, таким образом, можно рассматривать, как ассоциации элементов, свойства которых определяют не только совместное нахождение (сонахождение), но и миграцию их в средах, которые также влияют на их коллективные свойства. Например, в золоторудных месторождениях элементы: Cu, Ag, Au; Zn, Cd, Hg; Au, Hg, Tl, Pb; Au, Bi, Sb, As, Te, Se; Au,W; Au, Fe, Co, Ni и платиноидов 10 образуют ассоциации, которые, как хорошо известно, в условиях полигенности и полихронности рудообразования (а точнее пульсационности) могут образовывать более сложные комбинации, включающие разные группы элементов периодического закона. Кроме того при попадании сложных по составу руд в гипергенные условия миграция химических элементов при участии органических кислот 11 подчиняется тем же свойствам периодичности и распространённости элементов в земной коре 8, которые наблюдается при образовании руд в эндогенных условиях. Т.е. миграционные способности элементов в составе определённых ассоциаций сохраняют свою особенность сонахождения в разных средах, образуя своего рода кластеры. Это как раз та часть нерешенной проблемы, которая связана с природой их образования в составе рудной массы.

Здесь под кластером понимается объединение нескольких химических элементов в ассоциацию (простой кластер) или нескольких ассоциаций в одну (сложный кластер), свойства которого (которых) представляют самостоятельную единицу, обладающую близкими свойствами с входящими в его структуру элементами .

С позиции синергизма кластеры должны обладать коллективными свойствами, которые «наделяют» каждый из входящих в них элемент новыми свойствами общности в процессе миграции от источника к рудному телу (месторождению). Например, в золотрудных месторождениях в ассоциации золота с серебром чаще всего проявляются свойства простого кластера, объединяющего элементы: Au, Ag, Cu. В ассоциации золота с мышьяком, сурьмой, висмутом проявляются свойства сложного кластера, объединяющего элементы разных групп периодического закона: Au, As, Sb, Bi, а в ассоциации золота с платиноидами формируется сложный кластер Au, Pt, Ni, Co [Алпатов и др., 2007] и т. д.

Цель статьи. На примере золоторудных рудопроявлений и месторождений Восточной Якутии и Северо-Востока РФ 12 13 14 выявить, какие основные факторы определяют вхождение элементов в состав ассоциаций и кластеров? Золоторудные месторождения данного региона, сформированы в разных геологических условиях, локализованы среди терригенного верхоянского комплекса в составе псаммит-алевритовых пород ранне-позднепермского и раннетриасового возраста. Пространственно оруденение может иметь или не иметь 15 связь с кислым магматизмом раннемелового-позднемелового возраста. Морфология рудных тел представлена пологими, крутопадающими, стратифицированными жилами 14, штокверками 8 3, минерализованными зонами дробления c прожилково-вкрапленной и вкрапленной минерализацией 12 1 16.

Изложение основного материала. Методика исследований основана на систематизации материалов, полученных автором при многолетних геологических исследований золоторудной минерализации в регионе 17 8 3, а также использования опубликованных данных по рудному золоту региона. В рамках поставленной проблемы для каждого золоторудного объекта учитывались этапы и минеральные стадии рудообразования. Определялся примесный состав рудогенных элементов. По стандартным методикам рассчитывалась пространственная рудно-геохимическая зональность. Последняя подвергалась новому ранжированию по значению стандартной энтропии элементов и распространённости их в составе земной коры по А.П. Виноградову, 1962 18. Затем выделялись ассоциации и кластеры в составе зональных рядов.

Процедура выделения кластеров в исследуемых рудных объектах заключается в следующем. Вначале в примесном составе руд устанавливаются ассоциации.

Под ассоциацией обычно понимается устойчивая и повторяющаяся совокупность элементов с близкими геохимическими свойствами, согласованно ведущими себя в тех или иных вещественных образованиях и характеризующиеся относительно высокими уровнями их накопления [Geochemical association, http://www.vsegei.ru/ru/info/geodictionary/article.php?ELEMENT_ID=45399)].

Затем ассоциации объединяются в простые кластеры, соответствующие определённым группам или подгруппам элементов периодического закона. Если ассоциации (простые кластеры) включают в себя элементы других групп, подгрупп, периодов, полупериодов периодического закона, они объединяются в сложный кластер, в котором ассоциации объединяются по принципу соответствия их концентраций порядку распространённости элементов в составе земной коры.

Важнейшими условиями вхождения элементов в состав минералов и руд являются термодинамические. Например величина стандартной энтропии ΔS0f,298 (или ΔS0обр.,298) – Дж/(моль·К), равно как изменение её величины в процессе самопроизвольного образования (минерального или рудного) вещества, находящегося в стандартном состоянии из простых веществ, также находящихся в стандартном состоянии 19.

Самопроизвольное протекание процесса в системах, находящихся при Р, Т = const, как тоже известно, могут происходить только в условиях, сопровождающихся уменьшением энергии Гиббса:  G=Н–ТS, (ΔG < 0) при достижении равновесия в системе ΔG = 0. И в этом смысле каждый элемент в составе ассоциации должен характеризоваться своим значением величины стандартной энтропии ΔS0298 Дж/моль·К 19.

Рассмотрим примеры выделения ассоциаций и кластеров рудогенных элементов при формировании рудных месторождений золота разных минеральных типов.

Одноэтапные и одностадийные золоторудные месторождения и проявления Восточной Якутии. Рассмотрим на примере формирования примесей в рудах золото-пиритового, золото-пирит-арсенопиритового минеральных типов проявлений и месторождений. Подобные минеральные типы обычно входят в состав полигенных, полихронных и полистадийных рудных месторождений, например, таких, как Бадран 17, Нежданинское 16.

Главными рудогенными элементами, влияющими на технологичность руд, чаще всего являются Au, Ag, As, Cu. Оновные минералы-носители золота (содержат высокие концентрации золота, находятся с ними в срастании, влияют на технологичность руд) это пирит и арсенопирит. В подчинённом количестве в составе руд наблюдается халькопирит, блеклые руды свинца, цинка, меди, мышьяка, серебра. Из состава блеклых руд наибольшей распространённостью пользуются минералы мышьяка и меди.

Здесь важно подчеркнуть следующее. В состав элементов-примесей необходимо выделять только рудогенные элементы, которые составляют значимые количества, обеспечивающие комплексное технологическое освоение руд (в представлении о месторождении) и не учитывать малые количества элементов, которые, в зависимости от чувствительности анализа могут находиться в ничтожно малых содержаниях в рудах, минералах. Например, на уровне геофона региона или кларка земной коры.

В обобщённом виде вертикальная рудно-геохимическая зональность (чаще это рудопроявления или малообъёмные месторождения) в одностадийных рудах в пределах региона представляется обычно следующим рядом:

Au – Ag – As– Cu.

И, как правило, может определяться вектором в направлении от золота к меди или наоборот, в зависимости от того, по какому правилу (прогрессивному или регрессивному) развивался процесс рудообразования 20. В наших примерах, как правило, зональность формируется по регрессивному правилу.

Важнейшим параметром вхождения в ряд зональности химического элемента является величина стандартной энтропии (ΔS0298 ). Пронормируем данный спектр основных примесей рудогенных элементов по величине ΔS0298 и получим следующий по убыванию её величины ряд :

Au(47,45) – Ag(42,69) – As(35,1)– Cu(33,3)

Золото в составе руд, как правило, выделяется последним и наблюдается в срастании со всеми рудными минералами. Элементы ряда Au(47,45) – Ag(42,69) – Cu(33,3) образуют простой кластер, представленный побочной подгруппой первой группы таблицы Д.И. Менделеева. В него встраивается мышьяк из пятой группы побочной подгруппы. Т.е. формируется уже сложный кластер.

Проранжируем этот же ряд рудно-геохимической зональности по величине содержаний элементов (Кларку) в земной коре (г/т). Кластер выглядит согласованным установленной рудно-геохимической зональности с изменением величины стандартной энтропии и обратным по сравнению с распространённостью элементов в составе земной коры:

Au(0,0043) – Ag(0,07) – As(17)– Cu(47).

Ранговые корреляции элементов в сложном кластере для различных месторождений и рудопроявлений региона значимы с вероятностью 95 – 99% и варьируются в направлении: Au-Ag (0,78 – 0,82; Аu-As (0,68 – 0,80); Ag-As(0,58 – 0,75); Ag-Cu(0,72 – 0,92); As – Cu( 0,51 – 0,74).

Подчеркнём, что в одностадийных месторождениях в кластерах наблюдается согласованость зонального распределения основных рудогенных элементов последовательности изменения величины ΔS0298 и обратной зависимости элементов в ряду зональности относительно распространённости их в земной коре.

В примесном составе пирита одно- двухстадийных проявлений и мелких месторождений золото-пирит-арсенопиритового минерального типа также устанавливается подобный кластер : Au – Ag – As – Cu. При участии в рудах в подчинённых количествах галенита, блеклых руд содержащих медь, свинец, цинк, мышьяк, формируется сложный кластер, Au – Ag – Pb – As – Cu – Zn – Hg, включайщий элементы Zn – Hg второй группы побочной подгруппы периодического закона и Pb – элемента четвёртой подгруппы.

Двух- и трехстадийные золоторудные месторождения и проявления. В них, но в рамках одного этапа рудообразования, такая зависимость также сохраняется встраиванием в один кластер другого элемента из другой группы периодического закона. Например, при формировании золото-сурьмяной минерализации в Восточной Якутии (Сентачан, Сырылах, Хохсолох и др.) золото-сурьмяное оруденение формируется преимущественно в две или три стадии 21 8. На примере месторождения Хохсолох ранняя стадия представлена кварц-золото-пирит-арсенопиритовой, средняя – кварц-карбонат-золото-антимонитовой, поздняя – кварц-карбонат-золото-сульфоантимонитовой. Золото, сурьма, мышьяк, серебро являются сквозными элементами, участвующими в образовании всех трёх минеральных стадий.

Основной примесный состав рудных элементов включает (в порядке убывания их концентраций): Sb, As, Cu, Bi, Ag, Au. Примеси висмута отмечаются в антимоните, реже в арсенопирите. Основными концентраторами золота являются антимонит, арсенопирит, а серебра и меди – сульфосоли и блеклые руды этих металлов, которые находятся в составе руд в подчинённом количестве.

Положительные ранговые корреляции c вероятностью 85 – 95% варьируются в следующих пределах: Au-Sb(0,57 – 0,92); Au-As (0,55-0,70); Au-Ag (0,34-0,69); Au-Cu(0,43-0,52); не значимая, но положительная корреляция Au-Bi(0,27-0,39); зато корреляция As-Sb(0,58-0,74); Sb-Bi(0,44-0,90) значимая положительная с вероятностью 90 – 99%. Т.е. корреляция золота с элементами, расположенными вне кластера Au – Ag – Cu, в среднем характеризуются меньшими положительными связями с меньшим уровнем значимости по отношению к элементам, входящим ассоциацию: Bi – Au– Ag – Sb– As– Cu.

Вертикальная рудно-геохимическая зональность рудообразования в жильных телах и минерализованных зонах дробления может выстраиваться в прямой или обратный ряд (в зависимости от прогрессивного или регрессивного процесса рудообразования):

Bi – Au– Ag – Sb– As– Cu.

Снова, пронормировав состав основных рудогенных элементов по величине ΔS0298 , получим сложный кластер:

Bi(56,9) – Au(47,45)– Ag(42,69) – Sb(42,44) – As(35,1) – Cu(33,3)

Структура предыдущего кластера: Au(47,45) – Ag(42,69) – Cu(33,3) сохраняется в прежней последовательности изменеия ΔS0298, но в него встраивается сурьма и висмут в согласованном изменении ΔS0298 из пятого ряда таблицы Д.И. Менделеева.

По распространенности элементов (г/т) в составе земной коры кластер выглядит подобным (или самоподобным) кластеру, нормированному по величине ΔS0298 :

Au(0,0043) – Bi(0,009) – Ag(0,07)– Sb(0,50) – As(17) – Cu(47).

Но он состоит из двух вложенных в друг друга кластеров: Au(0,0043) – Ag(0,07) – Cu(47) и Bi(0,009) – Sb(0,50) – As(17), один из которых располагается в первой, а другой в пятой группе периодического закона.

В примесном составе арсенопирита кластеры оказываются самоподобны Au – Bi – Ag – Sb – [As] – Cu составу руд. При этом положение мышьяка в этом случае является условным, поскольку он входит в состав основного структурообразующего минерал (арсенопирит) элемента.

Таким образом, при формировании двух или трехстадийных месторождений основной комплекс рудогенных элементов образует кластеры, соответствующие стадиям минералообразования (в золото-пирит-арсенопиритовую входит кластер золото-серебро-мышьяково-медный, а в золото-сульфоантимонитовую – золото-висмут-сурьмяно-мышьяковый), в которых главные рудогенные элементы представляют собой разные кластеры групп периодического закона Д.И. Менделеева, т.е. формируют сложные кластеры.

Полистадийные месторождения и проявления с золото-вольфрам-сульфотеллуридной минерализацией. Рассматриваются на примере Одержимого, Тенистого (Лево-Дыбинский рудный узел), Курумского, Агылкинского, Сосукчанского, Борикчакского, Наганджинского и др.), сформированные в разной пространственной связи с кислым магматизмом ранне-позднемелового возраста среди терригенных образований ранней-поздней перми и триаса [Кокин, 2015].

Оруденение представлено золото-сульфотеллуридной, золото-шеелит-вольфрамитовой, золото-пирит-арсенопирит-лёллингитовой, золото-пирротин-халькопирит-шеелитовой (золото-медно-вольфрамовое меторождение Агылки) рудной минерализацией. Элементы по значению ΔS0298 выстраиваются в рудно-геохимическую (вертикальную и в направлении от штоков, массивов к их периферии) обобщённую регрессивную зональность от никеля, молибдена к теллуру и висмуту:

Bi – Te – Au – Ag – Sb – As – Cu – W – Сo – Mo – Ni.

Никель и кобальт входит в состав примесей арсенопирита и лёллингита.

Нормированный ряд зональности по величине ΔS0298 оказывается энтропийно самоподобным зональному ряду:

Bi(56,9) – Te(49,7) – Au(47,45) – Ag(42,69) – Sb(42,44)– As(35,1) – Cu(33,3) – W(32,76) – Сo(30,4) – Mo(28,58) – Ni(29,86).

Нормирование ряда в порядке распространённости элементов в земной коре приводит к формированию несогласованного распределения элементов по отношению к ΔS0298 .

Ni(58) – Cu(47) — Сo(18) – As(17) – W(1,3) – Mo(1,1) – Sb(0,50) – Ag(0,07)– Bi(0,009)– Te(0,006) – Au(0,0043).

На самом деле ряд по убыванию стандартной энтропии элементов можно разбить на несколько ассоциаций (кластеров) в нём согласованного поведения элементов как по величине ΔS0298, так и распространённости элементов в составе земной коры (таблица).

Обратим внимание на следующее. Положение W относительно Mo согласуется с положением их в периодическом законе с последовательностью изменения величины ΔS0298, но не соответствует закону распространённости вольфрама и молибдена в земной коре. Т.е. можно предположить неточность оценки Кларка W по отношению к Mo по А.П. Виноградову. Обратившись к данным [Войткевич и др., 1990], можно заключить, что, скорее всего, необходимо принять оценку Кларка Mo, данную С.Р. Тейлором со значением содержания его в земной коре 1,5 г/т. Тогда в этом случае будет наблюдаться полное соответствие закону периодичности распространённости элементов в составе земной коры (чем тяжелее элемент, тем он менее распространён в земной коре) и тенденции обратного изменения величины ΔS0298. Кстати, региональные Кларки Mo, рассчитанные автором для земной коры Восточной Якутии [Кокин, 2005], также выше регионального Кларка W.

В примесном составе арсенопирита подобных месторождений формируется сложный и близко к самоподобному (опять-таки за счёт условного положения мышьяка) для руд кластер: Ni – Сu – Сo – [As] – W – Mo – Sb – Ag – Bi– Te – Au, на основе которого можно выделить аналогичные примесному составу руд кластеры подгруп, указанных в таблице.

Сравнительный анализ показывает, что как в одностадийных, так и полистадийных минеральных образованиях при формировании эндогенной зональности золоторудных месторождений Восточной Якутии соблюдается закон соответствия периодической распространённости элементов-примесей в рудах, минералах периодическому закону распространённости элементов в земной коре в зависимости от их масс и периодическому изменению величины стандартной энтропии.

Установлено, что сонахождение главных рудогенных элементов-примесей в них определяется кластерами, представляющими объединение нескольких химических элементов или ассоциаций в простой или сложный кластер. Кластеры представляют самостоятельную единицу (часть периода или группы, подгруппы периодического закона), обладающую близкими свойствами с элементами, входящими в них. Структура и природа кластеров связана обратной периодической зависимостью между величиной стандартной энтропии и распространённостью элементов в составе земной коры в зависимости от их масс. Конкретные свойства отдельных химических элементов в кластерах находятся в подчинённой зависимости от коллективных свойств ассоциаций и кластеров.

Миграция рудогенных элементов от источников к рудному телу месторождения в одностадийных золоторудных месторждениях осуществляется зонально в рамках каркаса простого кластера, структура которого отвечает свойству отдельной группы или подгруппы периодического закона. В полигенных, полихронных, полистадийных месторождениях миграция рудогенных элементов от источников к рудному телу месторождения происходит зонально-дискретно в рамках каркаса сложного кластера, структура которого отвечает свойствам групп или подгрупп периодического закона.

Вне зависимости от концентраций элементов-примесей в составе руд, минералов порядок вхождения их в кластер определяется последовательностью распространённости элементов в составе земной коры, как следствие проявления известного закона периодической зависимости логарифмов содержаний элементов от их масс и порядкового номера таблицы Д.И. Менделеева.

Самоподобное встраивание кластеров химических элементов в зональную структуру рудопроявлений и месторождений может означать некую стандартность физико-химических и электрохимических условий не только миграции, но и сонахождения их в минералах и рудах 3.

Трансляция самоподобия кластеров на уровне элементов-примесей в минералах и рудах при формировании гидротермальных золоторудных месторождений предполагает стандартный механизм вхождения элементов в соответствующие кластеры уже на стадии газово-гидротермальной смеси 4, поступающей из рудораспределяющего очага в рудовмещающую среду. Кристаллизация рудных минералов осуществляется, скорее, не в рамках эволюционного 5 пространственного их распределения, а дискретно-пульсационного зонального в рудных телах, соответствующего сонахождению главных рудогенных элементов в составе рудной массы. То есть известное пространственное распределение рудных минералов в составе рудных тел (рудно-минералогическая зональность) представляется скорее как классический пульсационный механизм 6, а не полигенный и полихронный 7.

Таблица. Ассоциации и кластеры элементов согласованного поведения элементов в периодическом законе Д.И. Менделеева как по величине ΔS0298 (слева от элемента) и распространённости элементов в составе земной коры по А.П. Виноградову, 1962 (справа от элемента)

Кластер первой группы побочной подгруппы Сложный кластер пятой и шестой групп побочных подгрупп Кластер шестой группы главной подгруппы Кластер части четвёртого
периода верхнего полупериода
(33,3)Cu(47)
|
(42,69)Ag(0,07)
|
(47,45)Au(0,0043)
 (35,1)As(17) (30,4)Co(18) —29(86)Ni(58)
| (28,58)Mo(1,1)
(42,44)Sb(0,5) — (49,7)Te(0,006) |
| (32,76)W(1,3)
(56,9)Bi (0,09)

В этой связи рудные минералы в составе рудной массы (в том числе минералы-носители золота), подчиняясь пространственной зональности в рудных телах (месторождениях), распределены не беспорядочно, а периодично в структуре кластеров, сонахождение элементов в которых определяется совокупностью ассоциаций главных рудогенных элементов в составе минералов, например: самородного золота, пирита (а в его структуре примесей золота, серебра, меди, мышьяка, кобальта, никеля и т.д), арсенопирита (а вего структуре тех же примесей), блеклых руд (а в их структуре примесей меди, мышьяка, свинца, цинка, серебра), галенита (а в его структуре примесей серебра, висмута, мышьяка, ртути и др.) и т.д.

Возможные направления практического использования результатов исследования. Выявленная закономерность сонахождения и миграции элементов в составе кластеров может оказаться полезной для поиска гетероструктур с новыми свойствами для их применения в электронных нанотехнологиях. Так например, в существующей комбинации гетероструктура GaInAsSb-GaSb 22 представляет собой сложный кластер закономерной последовательности изменения стандартной энтропии и распространённости элементов в составе земной коры. Подобная гетероструктура используется в современных электронных нанотехнологиях. В рамках существующего самоподобия и трансляции кластеров в точном согласии с периодическими свойствами элементов в подобную гетероструктуру, часть её или пары элементов в её составе могут быть встроены другие элементы, которые могут придать новые свойства полученным гетероструктурам, раскрывающим новые их возможности в комбинациях: Si, Ge, Sn; P, As, Sв; S, Se, Te. Но эти комбинации не должны противоречить выявленным зависимостям периодического характера изменения стандартной энтропии и распространённости элементов в земной коре в подобранных гетероструктурах для практического применения их в электронике.

Результатов настоящего исследования можно использовать: для прочтения истории рудообразования в составе примесей руд и минералов; выделения рудно-геохимических стадий и последовательности их формирования; для выявление природы (прогрессивной или регрессивной) рудно-геохимической зональности по падению или восстанию рудных тел; для уточнения или возможной переоценке Кларковых количеств в истории исследования Солнечной системы, Земли, земной коры, разновидностей горных пород, минералов; в рамках соответствия рудно-геохимической зональности периодическим свойствам изменения энтропии элементов и их распространенности в составе земной коры возможно решение обратной задачи установления рудно-геохимической зональности методом одного сечения 23.

Выводы и предложения.

  1. Сонахождение главных рудогенных элементов в составе руд золоторудных месторождений определяется кластерами, природа которых связана обратной периодической зависимостью между величиной стандартной энтропии и распространённостью элементов в составе земной коры.

  2. Кластеры соответствуют периодическому изменению свойств элементов в составе групп и периодов периодического закона вне зависимости от их относительных величин концентраций в исследуемых природных объектах.

  3. Образование сложных кластеров в многостадийных золоторудных месторождениях связано с вхождением основных рудогенных элементов в кластеры из других групп и периодов таблицы Д.И. Менделеева в строгом соответствии закону периодического изменения величины стандартной энтропии и обратной по отношению к ней зависимости распространённости химических элементов в составе земной коры.

  4. Поскольку формирование рудно-геохимической зональности подчиняется кластерной природе образования ассоциаций (кластеров) основных рудогенных элементов, то их миграция в направлении от источника рудообразования к месту формирования руд также определяется кластерной природой. При этом свойства отдельных химических элементов в кластерах находятся в подчинённой зависимости от коллективных свойств ассоциаций и кластеров.

  5. При образовании полигенных и полихронных месторождений возникает возможность выделения стадий (и прочтения истории рудообразования) посредством ранжирования элементов выявленной рудно-геохимической зональности по величине стандартной энтропии и их распространённости в составе земной коры. Но эти стадии скорее всего отвечают дискретному (пульсирующему а пространстве месторождений) механизму рудоотложения в рамках стандартных условий, отвечающих термодинамическим свойствам элементов (стадартной энтропии), периодическим свойствам распространенности элементов в составе земной коры в зависимости от их порядкового номера (атомных масс) в рамках периодического закона Д.И. Менделеева.

  6. Процесс миграции химических элементов при формировании руд, первичных и вторичных ореолов (т.е. в разных средах) в любом случае представляется кластером или сложным кластером, включающим рудогенные элементы, которые вне зависимости от их содержаний формируют групы и периоды периодического закона.

Список литературы

  1. Гамянин Г.Н. Взаимоотношение минералов как критерий полиформационных  месторождений // Минералы, горные породы и месторождения полезных ископаемых в  геологической истории. Л.: Наука, 1985, с. 149-158. ↩ ↩2

  2. Перельман А.И. Геохимия. М., Высшая школа, 1979, 430 с. ↩

  3. Кокин А.В. Рудно-геохимическая зональность эндогенных рудных месторождений как следствие распространённости, периодичности и термодинамических свойств элементов// Вестник Пермского университета. Геология, 2015, вып.3 (28), с. 43-55. ↩ ↩2 ↩3 ↩4

  4. Коржинский Д.С. Теория меитасоматической зональности. М., Наука, 1982, 104с. ↩ ↩2

  5. Коржинский Д.С. Кислотно-основное взаимодействие в минералообразующих системах// Теория процессов минералообразования: избранные труды. М.:Наука, 1994, с. 6-19. ↩ ↩2

  6. Смирнов С.С. О современном состоянии теории образования магматогенных рудных месторождений// Записки всесоюзного минералогического общества. Вторая серия, 1947, ч. 76, вып.1, с. 23-36. ↩ ↩2

  7. Кучеренко И.В. Теории, гипотезы гидротермального породо-рудообразования и реальность: факты и аргументы // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов, 2015, т. 326, №10, с. 99-119. ↩ ↩2

  8. Кокин А.В. Оценка перспективности рудных объектов. Ростов-на-Дону, ООО «Ростиздат», 2005, 384с. ↩ ↩2 ↩3 ↩4 ↩5

  9. Щербаков Ю.Г. Периодическая система и космогеохимическое распределение элементов // Геология и геофизика, 1982, №1, с. 77-84. ↩

  10. Алпатов В.В., Гамянин Г.Н., Коробейников А.Ф. Нежданинское уникальное (платиноидно) золоторудное месторождение // Геол. рудн. Местор, 2007, т. 14, №5, с. 730-740. ↩

  11. Росляков H.A. Геохимия золота в зоне гипергенеза // Новосибирск, Изд-во Наука, 1981, 238 с. ↩

  12. Волков А.В., Сидоров А.А,. Гончаров В.И., Сидоров В.А. Золото-сульфидные месторождения вкрапленных руд Северо-Востока России. // Геология рудных месторождении, 2002, т 44, №3, с.179-197. ↩ ↩2

  13. Константинов М.М. Золоторудные месторождения России. М.: Акварель, 2010, 349с. ↩

  14. Константинов М.М., Слезко В.А. Косовец Т.Н. Стратиформное золотокварцевое оруденение // ДАН СССР, 1984, т.275, №2, с. 432-434. ↩ ↩2

  15. Андриянов Н.Г. О взаимоотношениях процессов метаморфизма и золоторудной минерализации в Южно-Верхоянском синклинории// ДАН СССР, 1973, т. 211, №2, с. 434-436. ↩

  16. Гамянин Г.Н., Бортников Н.С., Алпатов В.В. Нежданинское золоторудное месторождение - уникальное месторождение Северо-Востока России. - М.: ГЕОС, 2000, 227 с. ↩ ↩2

  17. Кокин А.В. Структурно-морфологические, минералого-геохимические и литолого-фациальные особенности локализации золотого оруденения в Верхнеиндигирском золотоносном районе// Вестник Госкомгеологии, №1 (6), Якутск, 2002, с. 54-66. ↩ ↩2

  18. Войткевич Г.В., Кокин А.В., Мирошников А.Е., Прохоров В.Г. Справочник по геохимии. - М.: Недра,1990, 480 с. ↩

  19. Краткий справочник физико-химических величин/ Под ред. К.П. Мишенко и А.А. Равделя. Л., Химия, 1974, 200с. ↩ ↩2

  20. Рундквист Д.В., Неженский И.А. Зональность эндогенных месторождений. - М.:Недра, 1975, 182с. ↩

  21. Федорчук В. П. Геология сурьмы. М.: Недра, 1985, 267с. ↩

  22. Алфёров Ж. И. История и будущее полупроводниковых гетероструктур// Физика и техника полупроводников, 1998, т. 32, № 1, с.3-18. ↩

  23. Кокин А.В., Сухоруков В.И., Шишигин П.Р. Региональная геохимия (Южное Верхоянье). Ростов-на-Дону: Ростиздат, 1999, 432с. ↩