Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Пиритовая минерализация золотоносных рифов бассейна Витватерсранд (ЮАР)
ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Кассим Нассор Мохамед

Введение.

Глава 1.Постановка задачи и изученность проблемы.

Глава 2.0сновные черты геологии Золоторудниых полей Витватерсранд.

2.1 Кратки оочерк геологии-бассеина.

2.2 Условия залегания и минеральны состав в золотоносных рифов.

Глава З.Пиритвая минерализация западных золотоносных рифов.

3.1 Геологические и минералогические особености рифов Вентерсдорп-контак и карбон лидер.

3.2 Округлые пирит в месторождения Витватерсранд.

Глава 4.Механизм образования округлых пирит и их генетическая интерпритация

4.1 минералого-геохимические особенности древних руданосных конгломератов.

4.2 Округлые пириты месторождения Кочбулак.

4.3Механизм образования округлых пиров.

Заключения.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Пиритовая минерализация золотоносных рифов бассейна Витватерсранд (ЮАР)"

Актуальность работы: В течение более 100 лет основная добыча золота производилась из золотоносных рифов бассейна Витватерсранд в (ЮАР). В кварцевых «конгломератах» основным спутником золота из рудных минералов является пирит, который представлен кристаллическими формами (преимущественно их фрагментами) и своеобразными округлыми образованиями. Последние описывались как окатанные зерна россыпного происхождения, несмотря на то, что в типичных россыпях окатанный пирит не встречен. Это вполне объяснимо его физическими свойствами. В конце 20-го столетия помимо основной россыпной модели образования Витватерсранда появились обоснования представлений о гидротермальном происхождении золотоносных (частично уран-золотоносных) рифов, а также их эксгаляционно-осадочном происхождении. При этом пирит остается в центре внимания исследований во всех генетических версиях. Решение проблемы его генезиса важно как в теоретическом, так и практическом отношении, так как через эти исследования можно приблизиться к пониманию сущности грандиозных процессов концентрации золота, проявившихся в позднем архее - раннем протерозое. Значение установления природы золото-пиритовой ассоциации, являющейся главной в золотоносных рифах Витватерсранда, где добыто около 50 тыс. тонн золота и столько же оценивается в запасах и ресурсах, крайне важно для выявления наиболее продуктивных на золото эндогенных процессов. В россыпной модели образования золотоносных «конгломератов» наиболее слабой позицией остается источник коренного золота. В Каапвальском кратоне известны коренные золоторудные месторождения (известных типов), но мелкие и средние по масштабам. Золотоносные районы на архейских щитах Канады, Австралии, отличающиеся повышенным потенциалом рудного золота, характеризуются на порядок меньшими его концентрациями. При признании в качестве определяющих эндогенных процессов образования золота Витватерсранда или сочетания различных процессов, появляются перспективы выявления подобных рудных образований в других геодинамических обстановках.

Цель и задачи работы: Основной целью работы являлось изучение пиритовой минерализации рудного поля Карлетонвайал (Западные рифы) бассейна Витватерсранд и разработка генетической модели образования золото-пиритовой ассоциации в этом регионе.

Для достижения ставились следующие задачи: изучение пиритовой минерализации в рифах Контактовый (Вентерсдорп), рудники Вест Лайн Вите и Клооф, Карбон-Лидер (Вест Лайн Вите) на глубинных горизонтах 2,3-2,8 км;

- выявление степени и причинности сходства округлых пиритов Витватерсранда и эпитермального золоторудного месторождения Кочбулак (Узбекистан);

- выявление индикаторных типоморфных генетических характеристик округлого пирита, анализ механизмов его образования.

Основные методы исследования: Для решения поставленных задач проводились оригинальные исследования и анализ обширной опубликованной информации. Главным методом исследований был минераграфический анализ (штуфы, аншлифы). Использовались также спектральный, рентгеноспектральный анализы, включая установку Линк с электронным микроскопом. При изучении пиритов месторождения Кочбулак применялся тунельный микроскоп для определения кристаллохимических особенностей овоидного пирита. Эти исследования проведены доктором геолого-минералогических наук Ю.П. Диковым (ИГЕМ РАН).

Научная новизна: Впервые проведены исследования пиритов глубоких горизонтов золоторудных рифов Контактовый (Вентерсдорп) и Карбон-Лидер. Проведено детальное сравнение округлых пиритов Витватерсранда и месторождения Кочбулак не только по морфологическим признакам, как это было сделано ранее. Предложена генетическая модель образования золото-пиритовой ассоциации, включающей округлые пириты.

Практическое значение: Практическое значение работы заключается в выделении золото-пиритовых ассоциаций с округлым пиритом, как признаков рудных столбов в эксгаляционных месторождениях. Результаты работы важны с позиций расширения сферы поисков золото-пиритового оруденения.

Фактические материалы; Фактические данные получены автором при изучении каменных коллекций ИГЕМ РАН по золоторудным объектам Витватерсранда и месторождению Кочбулак. Значительная информация получена при обработке материалов из опубликованных источников.

Апробация работы: Результаты исследований изложены в публикациях, подготовленных к печати:

1. В Докладах Российской Академии наук (совместно с Ю.Г.

Сафоновым, Ю.П. Диковым).

2. В трудах сессии IAGOD (июль, 2002 г., Намибия, совместно с Ю.Г.

Сафоновым).

3. В «Известиях вузов».

Результаты работы докладывались на заседаниях кафедры МПИ РУДН и филиале кафедры полезных ископаемых МГГРУ в ИГЕМ РАН.

Благодарности: Автор считает своим приятным долгом выразить искреннюю благодарность Дирекции ИГЕМ РАН за неизменное внимание и поддержку исследований.

Особую признательность автор испытывает к своему руководителю, Ю.Г. Сафонову, инициировавшему его интерес к проблеме образования галечки пирита и реально способствовавшему выполнению работы.

Большую методическую помощь в работе автор получил от научных руководителей В.В. Дьяконова и Ю.Г. Сафонова, от заведующего кафедрой МПИ РУДН Н.Н. Трофимова и от сотрудников лабораторий ИГЕМ РАН.

Автор имел возможность обсуждать отдельные вопросы и положения исследований с М.Г. Добровольской, А.Д. Генкиным и др.

Всем перечисленным ученым автор признателен за конструктивные советы и доброжелательную критику, которые способствовали совершенствованию его представлений.

Основные защищаемые положения:

Первое защищаемое положение - В золотоносных рифах бассейна Витватерсранд представлена в основном золото-пирит-кварцевая, золото-уранинит-кероген-битумная и комплексная рудная минерализация полигенной природы. 4

Второе защищаемое положение - Округлые («окатанные») пириты в рудах золотоносных рифов Витватерсранда относятся к двум минеральным генерациям, тесно ассоциированным с золотом и имеющим характерные минерал ого- геохимические особенности.

Третье защищаемое положение - Морфологическое сходство «окатанного» пирита золотоносных рифов Витватерсранда, бонанцевых руд трубообразных рудных тел эпитермального месторождения Кочбулак, а также незолотоносных пиритовых тел молодых вулканических построек определяется их общий эксгаляционной природой.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Кассим Нассор Мохамед

Заключение

В соответствии с приведенными данными образование округлых пиритов в золотоносных рифах Витватерсранда может рассматриваться как связанное с эксгаляционно-осадочными процессами, обусловленными поступлением рудоносных газово-флюидных потоков в водную среду. К имеющимся генетическим представлениям о эксгаляционном происхождении золото-пиритовой минерализации следует дополнение: непосредственное формирование пиритовой минерализации происходило в потоках термальных растворов эндогенно-экзогенной природы, проходивших стадии коллоидного и истинного состояния. Количество аллогенного материала в этих растворах по отношению к эндогенному, привнесенному оценить трудно.

По нашему мнению, учитывая неординарность рудообразующих процессов» проявившихся в бассейне Витватерсранд. прежде всего по их маештабности, геодинамическим условиям проявления, гипотеза эксгаляционно-осадочного образования руд в бассейне заслуживает целевой разработки при более широком ее понимании, с учетом объемов массопереноса, длительности и докембрийской специфики проявления эндогенных и экзогенных процессов.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Кассим Нассор Мохамед, Москва

1. Бетехтин А.Г., Генкин А.В., Филиппова А.А., Шадлун Т.Н. Текстуры и структуры руд. М., Госгеолтехиздат, 1958.

2. Генкин А.В., Коваленкер В.А., Сафонов Ю.Г. Текстурные особенности руд и механизм формирования трубообразных рудных тел кочбулакского месторождения. В кн: Методы исследования рудообразующих сульфидовых парагенезисов. М., Наука, 1989, с. 127-139.

3. Кренделев Ф.М. Металлоносные конгломераты мира. Издательство "Наука". Новосибирск, 1974. С. 237.

4. Либенберг У. Условия залегания и теория происхождения урановых минералов и золота в рудах Витватерсранда. Труды народ, конферен. по минер, использованию атомной энергии. Г. 8. М., 1959, с. 377-392.

5. Портнов A.M. О возможном происхождении конгломератов Витватерсранда. Геология и разведка недр. 1988, № 10, с. 49-50.

6. Щеглов А.В. Идеи академика В.И. Смирнова о полигенной природе рудообразования и месторождения золота Витватерсранд. Смирновский сборник 94. М., 1994, с. 77-94.

7. Щеглов А.В., Шумская Н.И. О природе "галек" пирита из золоторудных месторождений Витватерсранд (ЮАР). Вокл. Дос. Ан. -1995. Г. 340. № 5, с. 667-671.

8. Шипо Н.А., Сахарова М.С. Природа пиритовых образований из отложений Витватерсранда. Геология рудн. м-ний. 1988, № 25, с. 85-89.

9. Davidson, C.F., and Bowie, S.H.U. On thucholite and related hydrocarbon-uraninite complexes. BulLGeol. Surv. G.B. 3. 1951, p. 1-18.

10. Davidson, C.F. The gold-uranium ore of the Witwatersrand. Mining magazine, v. 88. 1953, p. 73-85.

11. Davidson, C.F. The mineralization of the Witwatersrand. Mining magazine, v. 92. 1955, p. 152-156.

12. De Kock, W.P. Geology and economic significance of the West Wits Line. I. Geol. Soc. S. Aft. 1964, p. 323-386.

13. Featfcr, С.Е. and Koen, G. N. The mineralogy of the Witwatersrand Reefs. Mineral science engineering. 7. 1975, p. 189-224.

14. Hallbauer, D.K. and Utter. Geochemical and morphological characteristics of gold particles from Recent River Deposits and the Fossil Placer of the Witwatersrand. Mineralium deposita. v. 12. 1977, p. 293-306.

15. Hallbauer, D.K. Morphology and microtexture of minerals from fossil gold and uranium placers. Res. Rev., Chamber of mines of S. Afr. 1977, p. 36-50.

16. Hallbauer, D.K. Witwatersrand gold deposits: their genesis in the light of morphological studies. Gold Bull. 11. 1978, p. 18-23.

17. Hallbauer, D.K. The Witwatersrand pyrites and metamorphism. Mineral Mag. v. 47. № 34., v. 5. 1983, p. 473-479.

18. Hallbauer, D.K. Archaean granitic sources for the detrital mineral assemblage in Witwatersrand conglomerates (abs). Geocongress' 84. Potchefstroom. Abstract. 1984, p. 53-56

19. Hallbauer, D.K. The mineralogy and geochemistry of Witwatersrand pyrite, gold, uranium and carbonaceous matter. Mineral deposits of Southern Africa. Geol. Soc. S. Afr. 1986, p. 731-720.

20. Hutchinson, R.W., and Viljoen, R.P. Re-evaluation of gold source in Witwatersrand ores. South African Four. Geology, v. 91. 2. 1988, p. 157-173.

21. Liebenberg, W.R. The occurrence and origin of gold radioactive minerals in the Witwatersrand system, the Dominion Reef, the Ventersdorp Contact Reef and the Black Reef. Geol. Soc. South Africa Trans, v. 58. 1955, p. 101-254.

22. Liebenberg, W.R. A mineralogical approach to the development of the uranium extraction process practiced on the Witwatersrand. Four. South Africa, v. 57. №4. 1956, p. 153-208.

23. McCarthy, T.S., Myers, R.E., and Stanistreet, I.G. Sedimentary response to Witwatersrand age basement movements (abs.). Geol. Soc. South Africa., Tectonics Div., Abs. Program. 1987, p. 6.

24. McCarthy, T.S., Myers, R.E. A tecton sedimentary reconstruction of the development and evolution of Witwatersrand Basin, with particuleremphasis on the Central Rand Group. S. Afr. J. Geol. v. 93. 1990, p. 180-201.

25. Meyer, F.M. and Robb, L.J. Cobalt, nickel and gold in pyrite from Primary Gold Deposit and Witwatersrand Reefs. South Africa geology. V. 93. № 1. 1990, p. 70-82.

26. Nel, L.T. The geology of Klerksdorp-Ventersdorp are. Expln. Geol. Map. № 37. Spec. Publ. Surv. S. Afr. 9. 1935, pp. 130.

27. Phillips, G.N. Metamorphism of shales in the Witwatersrand gold fields. Inform. Circ. Econ. Geol. Res. Unit., Univ. Witwatersrand. Johannesburg. 192.1987, pp. 25.

28. Phillips, G.N. Metamorphism of the Witwatersrand gold tit field. I. Metamor-phic Geol. v. 5. № 3. 1987, p. 307-322.

29. Phillips, G.N. Widespread fluid infiltration during metamorphism of the Witwatersrand gold fields. Generation of chroritoid and pyrophyllite. I. Metamor-phic Geol. 6. 1988, p. 311-332.

30. Phillips, G.N., Myers, R.N., and Palmer, J.A. Problems with placer model for Witwatersrand gold (with replies). Geology, v. 15. 1987, p. 1027-1030., v. 16.1988. p. 1154., v. 17. 1989, p. 92-93.

31. Phillips, G.N., and Dong, G. Chert-plus-pyrite rebbles in Witwatersrand gold fields. International Geology Reviews, v. 36. 1994, p. 65-71.

32. Ramdor, P. New observations on the Ores of the Witwatersrand in South Africa and their genetic significance. Trans. Geol. Soc. South Africa (Annexure) 61. 1958, p. 1-50

33. Saager, R. and Mimalik, P. Two varieties of pyrite from the Basal Reef of the Witwatersrand system. Econ. Geol. 62. 1967, p. 719-731.

34. Saager, R. Structures in pyrite from the Basal Reef in the Orange Free State Gold Field. Traus. Geol. Soc. S. Afr. 73. 1970, p. 29-46

35. Saager, Rudolf. Geochemical studies on the origin of the Detrital pyrites in the conglomerates of the Witwatersrand gold fields. Prof. Pap. US Geol. Survey. 1981,p. 1161.

36. Viljoen, R.P. Petrographic and mineragraphic aspects of the Main Reef and Main Reef Leader of the Main Bird Series, Witwatersrand system. M. Sc. thesis (unpubl.). Univ. Witwatersrand. Johannesburg. 1964, pp. 193.