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J-GLOBAL ID：201702267885091612   整理番号：17A1622141

広範囲酸化還元条件の下での硫化物に富む熱水流体中の金化学種の実験的決定【Powered by NICT】

Experimental determination of gold speciation in sulfide-rich hydrothermal fluids under a wide range of redox conditions

著者 (9件)： Trigub A.L. (Institute of Geology of Ore Deposits (IGEM RAS), 35, Staromonetnyi per., 119017 Moscow, Russia) ,  Trigub A.L. (National Research Centre ‘Kurchatov Institute’, 1 Akademika Kurchatova pl., 123182 Moscow, Russia) ,  Trigub A.L. (Physico-Technical Institute of UB RAS, Kirova st. 132, 426000 Izhevsk, Russia) ,  Tagirov B.R. (Institute of Geology of Ore Deposits (IGEM RAS), 35, Staromonetnyi per., 119017 Moscow, Russia) ,  Kvashnina K.O. (ESRF - The European Synchrotron, CS40220, 38043 Grenoble Cedex 9, France) ,  Kvashnina K.O. (Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR), Institute of Resource Ecology, P.O. Box 510119, 01314 Dresden, Germany) ,  Lafuerza S. (ESRF - The European Synchrotron, CS40220, 38043 Grenoble Cedex 9, France) ,  Filimonova O.N. (Institute of Geology of Ore Deposits (IGEM RAS), 35, Staromonetnyi per., 119017 Moscow, Russia) ,  Nickolsky M.S. (Institute of Geology of Ore Deposits (IGEM RAS), 35, Staromonetnyi per., 119017 Moscow, Russia)
資料名： Chemical Geology  (Chemical Geology)
巻： 471  ページ： 52-64  発行年： 2017年 
JST資料番号： A0081A  ISSN： 0009-2541  資料種別： 逐次刊行物 (A)
記事区分： 原著論文  発行国： オランダ (NLD)  言語： 英語 (EN)

抄録/ポイント： 貴金属の経済的堆積物を形成する,熱水流体の酸化還元状態は,広い範囲で変化する-減少に斑岩鉱化作用の典型的な酸化,火山性塊状硫化物鉱床を形成する。硫黄含有種,塩化物と共に,Auと安定な水溶性錯体を形成し,天然鉱石生成流体中の後者の濃度を決定する最も重要な配位子である。酸素逃散能に依存して,高温流体(t>300°C)中の硫黄の主要な形態は技術の硫化物(H_2S,HS~ ),亜硫酸塩(SO_2,HSO_3~-,SO_3~2 ),硫酸塩(HSO_4~-,SO_4~2 ),及びラジカル種(S.2~-,S_3~ )である。ここでは,対照的な酸化還元状態の高温硫化物を含む流体中のAu錯体生成の研究を報告した。Auの溶解度は450°C,1000barで比較的酸化硫化物液(H_2S/SO_4~2緩衝液は酸化還元状態を制御する)で測定し,文献で報告された「減少」硫化物系(H_2S/HS~-支配)中のAu溶解度と比較した。Au溶解度の測定値は中性に近い弱酸性pHでAu(HS)2~ の生成,および酸性溶液におけるAuHS°のモデルを一致した。溶解度定数は反応Au Cr+2S°(aq+HS =Au HS-2-0.5H2g logK Au HS-2-= 0.9±0.1,Au Cr+H2S°(aq=AuHS°aq+0.5H2g logK AuHS=6.5±0.1に対して決定した。logK_Au(HS)= 1.3±0.5の平均値は「減少」と「酸化」硫化物系で得られた全ての利用可能なAu溶解度定数を用いて450°C(P=500 1500bar)に対して計算した。高温熱水流体中のAuの局所原子環境と電子構造をab initio分子動力学(AIMD)と逆モンテカルロ(RMC)シミュレーションと組合わせた高エネルギー分解能蛍光検出(HERFD)モードのX線吸収分光法(XAS)を用いて研究した。Au L_端拡張X線吸収微細構造(EXAFS)スペクトルの解釈は,酸化還元(硫化物あるいは硫化物/硫酸塩系)とPT条件(350 450°C, 500bar)とは無関係に二個のS原子は2.29±0.02ÅでのAuの第一配位圏に位置していることを示した。AIMDによってシミュレートしたものと実験スペクトルの比較は,EXAFS分光法はAuの離れた配位球におけるSのような軽原子の存在に敏感でないことを明らかにした。しかし,理論計算は,Au L_端X線近吸収端構造スペクトル(HERFD XANES)の形状は離れた配位球の組成に依存し,したがって,Au(HS)2~,Au(HS)-S_3~および,おそらく,遠隔配位圏アニオンと他の複合体の間の識別に使用できることを示した。実験的Au L_端HERFD XANESスペクトルは調べたすべての酸化還元とPTパラメータで同じであった。これらの結果は,Au(HS)2~ 錯体は流体の酸化還元状態とは無関係に弱酸性から弱アルカリ性pH中のAuのスペシエーションを支配的であることを結論した。それに加えて,EXAFSスペクトル分析は,混合Au HS Cl複合体の形成は無視できることを示した。中間酸化状態におけるS種の濃度の増加により,圧力(kbarまで)または温度の低下(<300°C)の増加とともに,AuHS錯体の生成は(ヒドロ)亜硫酸塩,チオスルファート, (ヒドロ)ポリスルフィド,硫黄ラジカル,熱水Au移動度を増大させると他の種の形成を伴うことができる。これらの錯体の安定性は,さらなる実験と理論的検討が必要である。Copyright 2017 Elsevier B.V., Amsterdam. All rights reserved. Translated from English into Japanese by JST.【Powered by NICT】

シソーラス用語： X線吸収分光法 ,  ラジカル ,  シミュレーション ,  硫黄 ,  *化学種 ,  堆積物 ,  *金 ,  溶解度 ,  *硫化物 ,  XANES ,  硫酸塩 ,  塩化物 ,  スペシエーション ,  *酸化還元反応 ,  アニオン

著者キーワード (8件)： 金 ,  Solubility ,  熱水流体 ,  ヒドロスルフィド錯体 ,  安定度定数 ,  X線吸収分光法 ,  HERFD- ,  ab initio分子動力学

分類 (3件)： 金属鉱床  (DE09030H) ,  同位体地質学  (DD01042T) ,  鉱床成因論  (DE09020W)

タイトルに関連する用語 (6件)： 酸化還元条件 ,  硫化物 ,  熱水流体 ,  金 ,  化学種 ,  実験