Золото-концентрирующие системы южного складчатого обрамления Западно-Сибирской плиты (на примере Западной Калбы)
Актуальность исследований. Золоторудные объекты в черносланцевых
толщах стали известны с середины прошлого века. В настоящее время основной
прирост добычи золота в странах СНГ дают именно эти объекты – Кумтор,
Мурунтау, Нежданинское, Наталкинское, Олимпиадинское и другие.
Представляется вполне вероятным, что и в ближайшем будущем их
промышленный потенциал будет определяющим. Исследованием особенностей
геологии, геохимии, минералогии, метасоматизма золоторудных месторождений в
черносланцевых толщах в разные годы занимались А.А. Абдуллин, П.С.
Бренштейн, И.К. Брагин, Н.И. Бородаевский, Н.С. Бортников, В.А. Буряк, А.В.
Волков, В.Г. Ворошилов, Г.Н. Гамянин, А.М. Гаврилов, А.Д. Генкин, Н.А.
Горячев, С.А. Григоров, В.В. Дистлер, Б.А. Дъячков, П.Ф. Иванкин, А.И.
Калинин, Ю.А. Калинин, К.Р. Ковалев, М.М. Константинов, А.Ф. Коробейников,
Н.К. Курбанов, И.В. Кучеренко, Л.В. Ли, Л.Г. Марченко, Г.Л. Митрофанов, Е.А.
Наумов, В.К. Немеров, Ю.И. Новожилов, А.И. Образцов, Н.В. Петровская, В.Ю.
Прокофьев, О.В. Русинова, А.М. Сазонов, Ю.Г. Сафонов, А.А. Сидоров, С.Ф.
Стружков, С.Д. Шер, Ю.Г. Щербаков, В.А. Нарсеев, В.В. Масленников, М.С.
Рафаилович, А.Я. Пшеничкин, А.И. Ханчук и многие другие. Не смотря на
длительную историю их геологического изучения, многие вопросы, касающиеся
рудно-метасоматической зональности, генезиса, источников энергии и рудного
вещества остаются дискуссионными.
В последние десятилетия в связи с развитием цифровых технологий
регистрации и обработки геологической информации актуализирован большой
фактический материал по использованию данных мультиспектральных и
радарных космических съемок на всех этапах и стадиях геологоразведочных
работ. Очевидно, что использование современных возможностей дистанционных
методов исследований, должно опираться на геологические, геохимические и
рудно-метасоматические модели золоторудных объектов, разработка которых
является актуальной задачей.
В зарубежной литературе широко обсуждаются вопросы прогнозирования
месторождений полезных ископаемых с использованием материалов
дистанционных съемок (Goetz et al., 1983; Abrams et al., 1983; Sultan et al., 1987;
Sabins, 1999; Abdelsalam et al., 2000; Ramadan et al., 2001; Kusky and Ramadan,
2002; Rowan et al., 2003; Mars and Rowan, 2006; Di Tommaso and Rubinstein, 2007;
Zhang et al., 2007; Moghtaderi et al., 2007; Pour and Hashim, 2011, 2012, 2013, 2014 и
др.). При этом основной упор делается на выделение перспективных площадей на
основе спектрального анализа многозональных космических снимков. В
отечественной литературе такой подход практически не встречается, а
превалируют «структурно-тектонические» исследования (Томсон И.Н., Кочнева
Н.Т., Кравцов В.С., 1982; Томсон И.Н., Кравцов В.С, Кочнева Н.Т., Середин В.В.,
Селиверстов В.А., 1984; Янбухтин Т.К., Полуаршинов Г.П., Савельева К.Т., 1985;
Ваганов В.И., Иванкин П.Ф., Кропоткин П.Н. и др., 1985; Гальперов Г.В.,
Богатырев В.Э., Перцов А.В., 1986; Анищенко А.М. Масленников В.В., 1990;
Зейлик Б.С., 1991; Аэрокосмические …, 2000; Серокуров Ю.Н., Калмыков В.Д.,
Зуев В.М., 2001; Печниковская Л.И., 2004; Серокуров Ю.Н., Калмыков В.Д., 2004;
Журавлев Е.А., 2004; Гальперов Г.В., Журавлев Е.А., Константинов М.М.,
Аристов В.В. , 2006; Журавлев Е.А., 2009; Тронин А.А., Горный В.И., Крицук
С.Г., Латыпов И.Ш., 2011; Кирсанов А.А., Петров О.В., Морозов А.Ф., 2014;
Серокуров Ю.Н., 2014; Горный В.И., Крицук С.Г., Латыпов И.Ш., Тронин А.А.,
2014 и др.). Представляется, что целесообразно объединить оба этих
методических подхода для повышения эффективности использования материалов
космических съемок при выполнении геологоразведочных работ.
Цель диссертационной работы.
Выявление закономерностей формирования и строения золото-
концентрирующих систем южного складчатого обрамления Западно-Сибирской
плиты и выработка комплексных прогнозно-поисковых критериев на основе
материалов космических съемок и наземных геолого-геохимических
исследований.
Задачи исследований.
1. Изучить особенности геологического строения, рудно-
метасоматическую, минералого-геохимическую, структурно-морфологическую
зональности золоторудных рудных полей и месторождений в складчатом
обрамлении Западно-Сибирской плиты.
2. Разработать геологическую модель строения магмо-рудно-
метасоматической золото-концентрирующей палеосистемы в черносланцевых
толщах Западной Калбы.
3. Определить возможные уровни заложения золото-концентрирующих
систем.
4. Адаптировать зарубежный опыт дистанционных исследований для
изучения золото-концентрирующих систем.
5. Разработать «дистанционную» модель золото-концентрирующих
систем в черносланцевых толщах.
6. Сформировать на основе выявленных закономерностей региональные
и локальные прогнозно-поисковые критерии золото-концентрирующих систем.
7. Разработать методику использования материалов современных
дистанционных съемок для прогнозирования и поисков золоторудных полей и
месторождений.
Фактический материал и методы исследования.
В основу диссертации положены материалы, полученные соискателем в ходе
полевых и камеральных работ при выполнении договорных и госбюджетных тем
кафедры геологии и разведки полезных ископаемых Томского политехнического
университета. Основная часть фактического материала получена при выполнении
хоздоговорных работ с Алтайской геологоразведочной экспедицией треста
«АлтайЗолото» (1983-1993 гг.), ОАО «Казцинк» (2004 – 2007 гг.), ФГУГП
«Урангео» (2005 – 2009 гг.), ЗАО «РУСБУРМАШ» (2009 – 2014 гг.), ФГУП
ЦНИГРИ (2010 – 2012), ООО Богуславец (с 2016 г.), госбюджетных тем РФФИ
05-05-64356 «Закономерности формирования крупных комплексных
месторождений редких и благородных металлов Центральной Азии» (2005-2007
гг.) и 10-05-00115 «Исследования закономерностей формирования
благороднометалльного оруденения в гидротермальных урановых и
редкометалльных месторождениях Центральной Азии» (2010–2012 гг.) и др.
Диссертант с 1985 г лично участвовал в договорных и госбюджетных работах
по изучению золоторудных месторождений Алтае-Саянской складчатой области и
Проведенные исследования показывают, что золото-концентрирующие
системы Алтае-Саянской складчатой системы формировались в байкальскую,
салаирско-каледонскую, герцинскую, мезозойскую металлогенические эпохи
развития Центрально-Азиатского складчатого пояса в различных
геодинамических обстановках – перикратонных прогибов, рифтогенных трогов,
вулканических островных дуг активных окраин, акреционно-колизионных зонах,
внутриплитной тектоно-магматической активизации, рифтогенных вулканических
поясов.
Рассмотрены закономерности проявления золото-концентрирующих систем в
зеленокаменных поясах и наложенных орогенных прогибах древних платформ,
протерозой-фанерозойских складчатых поясах обрамлений платформ и плит,
краевых вулкано-плутонических поясах и зонах тектоно-магматической
активизации по данным разномасштабных космических съемок. Показано, что
следы развития и последующего распада (эволюции) золото-концентрирующих
систем находят свое отражение в материалах современных дистанционных
съемок в виде структурно-вещественных признаков (критериев). Структурные
признаки определяют положение золото-концентрирующих систем, а
вещественные – отражают закономерности их внутреннего строения. На примере
Западно-Калбинской металлогенической зоны разработана рациональная
многоуровневая дистанционная модель золоторудных таксонов – районов (узлов),
полей и месторождений, показаны особенности их локализации и внутреннего
строения.
Проведено детальное минералого-геохимическое картирование ряда
золоторудных полей Западно-Калбинской металлогенической зоны. Установлено,
что вмещающие черносланцевые толщи метаморфизованы в условиях
гидрослюдисто-серицит-хлоритовой и альбит-эпидотовой фаций метагенеза и
зеленосланцевой фации регионального метаморфизма. Фоновая золотоносность
не затронутых гидротермальными процессами вмещающих черносланцевых
пород лежит в пределах от 2,2 до 4,3 мг/т. Метаморфические процессы привели к
частичному перераспределению золота и его незначительному накоплению в
более метаморфизованных разностях вмещающих пород.
Исследованиями В.В. Масленникова, А.Ф. Коробейникова, А.Е. Ермоленко и
др. показано, что золотое оруденение региона парагенетически связано с
развитием и становлением кунушского габбро-плагиогранитного комплекса.
В золоторудных полях выявлены и описаны четыре формационных типа
гидротермальных изменений – альбит-амфиболовые метадиориты, кварц-
полевошпатовые, пропилитовые и березит-лиственитовые метасоматиты. Эти
метасоматиты сопровождают кварцево-жильное, штокверковое, прожилково-
вкрапленное и вкрапленное золотое оруденение. Метасоматические процессы
протекали с общим изменением баланса золота. Формирование альбит-
амфиболовых (КнAu=0,77), кварц-полевошпатовых (КнAu=0,6…0,85) и
пропилитовых метасоматитов (КнAu=0,5…0,86) протеками с общим выносом
золота. Напротив, во всех изученных рудных полях, становление лиственитов-
березитов сопровождалось положительным балансом металла. При этом без
сульфидные разности характеризуются практически неизменным балансом
металла (КнAu=0,9…1,6), а сульфидизированные характеризуются положительным
балансом золота (КнAu=2,35…729).
Изучено распределение РЗЭ во всех формационных типах метасоматитов.
Установлено, что формирование всех типов метасоматитов на золоторудных
месторождениях Западной Калбы протекало с изменением концентраций
редкоземельных элементов. Выделенные типы метасоматитов характеризуются
преобладанием легких лантаноидов над промежуточными и тяжелыми.
Околожильная латеральная зональность определяется максимальной долей легких
лантаноидов во фронтальной, а тяжелых – в тыловой зоне метасоматической
колонки. На месторождениях устанавливается вертикальная (осевая) зональность
в распределении РЗЭ – доля легких лантаноидов максимальна в верхних частях
рудных тел, а тяжелых – в нижних. Установлено три типа распределения
лантаноидов в березитах золоторудных месторождений Западной Калбы: вынос
всех лантаноидов на уровне формирования вкрапленных руд в габброидах;
перераспределение на уровне прожилково-вкрапленных руд в черносланцевых
толщах; фиксация на уровне формирования жильных тел в черносланцевых
толщах.
Во всех изученных рудных полях выявлена рудно-метасоматическая
зональность, которая обусловлена степенью удаленности от продуктивного
магматического тела, типами вмещающих пород, степенью их контактовых и
метаморфических преобразований, типами наложенных метасоматических
процессов. Описаны минералогические особенности жильного, штокверкового,
прожилково-вкрапленного и вкрапленного структурно-морфологических типов
золотых руд.
Для кварцево-жильного типа оруденения характерно присутствие свободного
видимого золота (проба от 680 до 950‰). В штокверковом типе оруденения
золото видимое и преимущественно свободное (проба от 750 до 970‰). В
прожилково-вкрапленном и вкрапленном типе минерализации золото только
микроскопическое связанное золото с сульфидами и фуллереноподобными
наноформными структурами и углеродистыми нанотрубками (проба от 780 до
990‰).
Основными рудными минералами всех структурно-морфологических
разновидностей руд являются пирит и арсенопирит. Описаны типоморфные
свойства этих минералов – кристалломорфология, элементы примеси, термо-ЭДС.
Показаны закономерности изменения типоморфных свойств этих сульфидов для
рудных полей и месторождений Западной Калбы в рудном процессе.
В рудных полях проявлена разноранговая геохимическая зональность. В
геохимической зональности ранга рудных участков выделено три зоны:
фронтальная зона концентрирования (Co-Ni), зона транзита (Li-Sr-Sn) и ядерная
зона концентрирования (As-(Ag)-Au-(W)). В ранге рудного тела ядерная зона
концентрирования фиксируется ассоциацией As-Ag-Au-(W), зона транзита – Li-
Sr-Zr-Ba-Be, а фронтальная зона концентрирования ассоциацией – Cu-Co-Ni-Mo-
V.
Показано, что магматические тела кунушского комплекса, околорудные
метасоматиты и руды различных структурно-морфологических и минеральных
типов образуют протяженные зоны-колонны. В корневых частях таких зон-
колонн, в телах интрузивов габбро-плагиогранитной формации, развиты альбит-
амфиболовые, кварц-полевошпатовые, пропилитовые, лиственит-березитовые
метасоматиты сопряженные преимущественно с вкрапленными золото-
сульфидными рудами. В нижних частях, среди ороговикованных черносланцевых
толщ карбона, прорванных кислыми дайками габбро-плагиогранитной формации,
проявлены кварц-полевошпатовые метасоматиты, пропилиты и лиственито-
березиты с сопряженными сложно ветвящимися золото-сульфидными кварц-
карбонатными жилами и линейными штокверками. В средних частях зон-колонн,
в неороговикованных и слабоороговикованных черносланцевых толщах,
прорванных пестрыми дайками габбро-плагиогранитной формации,
преимущественно развиты лиственито-березиты с прожилково-вкрапленным и
вкрапленным золото-углеродисто-сульфидным оруденением. В верхних частях, в
углеродистых толщах карбона, проявлены маломощные зоны лиственито-
березитов со стволовыми непротяженными убого-сульфидными золото-
кварцевыми жилами и линейными штокверками.
Комплекс полученных данных (характер размещения золоторудных полей в
телескопированных системах кольцевых структур вдоль линеаментов
подкорового заложения; мантийный источник вещества продуктивного
магматического комплекса; характер ранних метасоматических изменений;
комплексный характер оруденения; наличие в составе руд самородных элементов
золота, серебра, платиноидов, углерода; особенности распределения золота в
метасоматитах, рудах и вмещающих слабометаморфизованных породах)
позволяют констатировать, что золото-концентрирующие системы Западной
Калбы имеют мантийный уровень заложения. При этом не исключается участие
корового материала в процессе рудообразования.
Вновь разработанные дистанционные и уточненные метасоматические,
минералого-геохимические критерии и признаки положены в основу
рациональной методики прогнозирования и поисков золоторудных объектов.
Предусмотрено проведение четырех последовательных этапов. На первом этапе
по структурным критериям дистанционными исследованиями прогнозируются
потенциальные рудные районы и узлы. Задачей второго и третьего этапов
является локализация рудных полей, месторождений и рудных зон по структурно-
вещественным критериям, выделяемым по данным дистанционных съемок.
Задача четвертого этапа состоит в заверке прогнозных площадей сетью наземных
поисковых маршрутов с отбором образцов и литохимических проб по вторичным
и первичным ореолам рассеяния с последующим анализом на продуктивные и
сопутствующие микроэлементы и минералого-петрографические исследования.
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
5 (188 отзывов)
5 (22 отзыва)
4.7 (82 отзыва)
5 (18 отзывов)
4 (15 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
5 (158 отзывов)
4.2 (25 отзывов)
4.5 (330 отзывов)
