Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Закономерности формирования и локализации золоторудных месторождений Мурунтауского рудного поля

ВАК РФ 04.00.11, Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Текст научной работыДиссертация по геологии, доктора геолого-минералогических наук, Образцов, Александр Иванович, Зарафшан

Concern "Kizilkumredmetzoloto"

Mining - metallurgical Complex

The Mining -metallurgical complex of MURUNTAU is constructed on the basis of the largest deposit Gold.

The open mountain work are begun in 1967. in 28 years from the career is taken about 800 million cubic meters of mountain weight Depth career today 300 meters and in future it will increase up to 650 m.

- - ✓ - . .......

J > /- %m, . /*

■4(1

г

#

/ /

/

сУ

КОНЦЕРН/ КЫЗЫ Л КУМРЕДМЕТЗОЛ ОТО НАВОИЙСКИЙ ГОРНО-МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ

А.И.Образцов

Закономерности формирования и локализации золоторудных месторождений Мурунтауского

рудного пола. ^

0; Ь ^

.з1

.0^

04.00.11, Геология поиск и разведка рудных и нерудных месторождений, металлогения

Диссертация на соискание ученой степени доктора геолого-минералогйческих наук

г.Зарафшан 1998 г.

Оглавление

Введение 2

1. Геологическое строение и условия образования месторождения S Мурунтау.

1.1. Общие сведения 5

1.2. Структурно-литологический контроль локализации оруденения. В

1.3. Структура и морфология рудного поля 2,0

1.3.1. Закономерность развития структуры и размещения оруденения. 2.0

1.3.2. Морфология месторождения 14

1.4. Вещественный состав и геохимические особенности руд. G1!

1.5. Факторы рудоотложения и закономерности формирования ору- 79 денения.

1.6. Особенности и масштаб миграции золота в зоне гинергенеза. %

2. Опыт формационной систематики золоторудных месторождений. Ю6

3. Физические условия в недрах и глубина рудо образования. П5

3.1. Основные направления эволюции пород и миграции малых эле- 115 ментов при метаморфизме.

3.2. Закономерности, определяющие глубину образования месторож- НО дений.

4. Новая гипотеза гранитизации, петрологические, тектонические и lit металлогенические аспекты.

5. Изменения физических полей при гранитизации, критерии поисков синорогенных и посторогенных месторождений.

6. Физическое состояние, структура и основные закономерности раз- 18S вития геосфер.

Заключение 2.15

Литература ^

ь

ВВЕДЕНИЕ.

История добычи золота насчитывает свыше пяти тысячелетий. Потребности практики стимулировали зарождение и развитие поисково-разведочного дела. В основе поисков были эмпирически установленные определенные признаки, с некоторой вероятностью сопутствующие проявлениям и месторождениям золота. Из-за неясной природы рудообразования, отсутствия правдоподобных генетических моделей, признаки имели случайный характер. Эффективность поисков мало изменилась и в конце XX века, когда в распоряжении геолога оказались мощные электронно-вычислительные системы, глобальная информация в результате картирования планеты из космоса. Главное препятствие на пути совершенствования поиска осталось тем же отсутствие хорошей теории, описывающей главные черты рудообразования, источники рудоносных флюидов и факторы, контролирующие осаждение рудного компонента в данной структуре.

Созданию такой теории мешают весьма существенные обстоятельства, вытекающие из стратегии и структуры познания. Стремление до конца понять локальную проблему уводит корнями в такие глубины, в прямом и переносном смысле, затрагивает такие общие связи, что делает необходимым создание целостной динамической модели иерархии систем, связанных с данным геологическим процессом. В противоречии с этим лавинообразное накопление информации в геологии привело к распаду ее на отдельные почти не связанные блоки, потере целостной концепции развития, без которой невозможен прорыв на качественно новый уровень знания, необходимый для создания хорошей теории. Специфика методов и обьем информации в разных научных направлениях достигли такого предела, когда овладение ими одним человеком стало практически невозможным, возросла вероятность ошибок в интерпретации "фактов". Тем не менее прогресс в геологии необходим и возможен, но не на пути сбора бесконечно большого числа фактов, а на формировании модельно-познавательных блоков, выявлении определяющих связей между ними. Последнее в решающей степени зависит от использования законов смежных наук, позволяющего находить неизвестные величины (геологические параметры) решением системы соответствующего числа "уравнений". Такие параметры и являются отражением межблоковых связей, основы геологической науки будущего. Поиск геологических закономерностей, решение поставленных в настоящей работе задач относятся к методологии и "технологии" познания в системе человек-природа, представляют собой проблему первого рода.

Особую проблему и трудность (второго рода) представляет задача полноценной аргументации, степень доказательности и обоснованности защищаемых положений перед определенной аудиторией. Решение ее зависит как от методов изучения, так и субъективных факторов, связанных с психологией восприятия новых гипотез и закономерностей. В основу настоящего исследования, как его руководящий принцип, положен метод дедукции. Он сводится к построению модели наиболее общей системы (планеты, геосфер), выведению из нее логически непротиворечивых следствий применительно к частным системам (рудный район, месторождение), проверке соответствия их геологической реальности на изученных объектах, использовании» полученных критериев для решения задач прогнозирования, поисково-разведочного дела. Большая часть содержащихся в работе выводов и защищаемых положений получена в рамках дедуктивной формально-логической схемы. Последняя, однако, плохо воспринимается большинством геологов, воспитанных на индуктивном, эмпирическом в своей основе, подходе от частного факта к общему выводу. Это убедительно показало предварительное обсуждение работы в различных коллективах. Существенный недостаток индуктивного подхода в геологии связан с отсутствием в нем конечной цели исследования и, следовательно, путей, ведущих к ее достижению. Остается неопределенным даже сам выбор фактов для изучения. Тем не менее, с учетом решающего значения фактора восприятия, структура изложения полученных выводов принята "от частного к общему".

С учетом изложенного, главное внимание в работе, основной обьем ее и четыре защищаемых положения посвящены месторождению Мурунтау. В основу диссертации положены личные наблюдения и исследования автора в течение свыше трех десятилетий на золоторудных и золото-сурьмяных месторождениях Южного Тянь-Шаня,

к

Енисейского Кряжа, в особенности на Мурунтауском рудном поле. Большой обьем информации по изучаемой проблеме получен из литературных данных в области геофизики, теоретической и экспериментальной петрологии, гидродинамики, астрофизики, минералогии, геохимии, сейсмологии, космохимии, морской геологии, термодинамики. Результатом синтеза и обобщения накопленных данных явился опыт создания модели рудообразования в системе внутренней геодинамики, определение условий формирования и развития гранитоидов и ассоциирующих с ними месторождений. Успех в решении поставленных задач в значительной степени достигнут благодаря тому, что автор располагал гигантской по обьему и ценности базой данных по Мурунтау и ряду других месторождений региона, мощной вычислительной техникой, опирался на помощь большой группы коллег-геологоразведчиков.

Работа выполнена в Центральном рудоуправлении Навоийского горнометаллургического комбината в содружестве с научно-исследовательскими и производственными организациями Республики Узбекистан, России: Кызылкумской ГРЭ (Г.В.Касавченко, В.М.Хейфец, А.К.Воронков), Даугызтауской ГРЭ (Ю.Н.Зверев, С.Н.Пак), МГРИ (Л.Г.Пальмова, П.А.Иванов, А.М.Прусаков, Г.Н.Пилипенко), ЦНИГРИ(Н.К.Курбанов, П.С.Ревякин, Д.Г.Ажгирей), ИМГРЭ (А.А.Кременецкий, Т.А.Ильина).ИГЕМ РАН (А.В.Канцель, С.Ф.Винокуров), ИГиГ АН РУзб. (И.Х. Хам-рабаев, П.В.Панкратьев, Х.Р.Рахматуллаев, В.П.Лощинин, М.М.Мансуров, С.К. Смирнова), ИМР (И.М.Голованов, Ю.И.Парамонов).Большой вклад в развитие модели внесли дискуссии со специалистами по затронутым вопросам. На всех этапах работы автор пользовался ценными советами и критическими замечаниями академика АН РУзб И.Х.Хамрабаева.

Успешному проведению работы способствовала помощь и содействие коллег из комбината и рудоуправления А.П.Мазуркевича, Н.В.Александрова, С.Б. Иноземцева, В.Н.Сытенкова, А.П.Беленко, Г.Н.Голищенко, Н.К.Напольского, В.Ф. Шадриной, Л.Н.Чупровой, Д.Х.Жогиной, С.В.Юсуповой и других. Всем им выражаю свою глубокую признательность.

s

1. Геологическое строение и условия образования месторождения Мурунтау

1.1. Общие сведения.

Позиция автора, мера взятой на себя ответственности обнаруживаются с первых предложений, с определения пространственного положения месторождения. Привязка последнего к геологическому пространству либо административно-географическая, не вытекающая из естественных природных связей, либо содержательная . В последнем случае характеристика позиции месторождения в свернутом виде заключает в себе цель, пути и результаты исследования.

Месторождение Мурунтау располагается в Кызылкумском тектоническом мегаблоке Южно-Тянь-Шаньского геосинклинального пояса в толще терригенных пород, метаморфизованных в зеленосланцевой фации, синороген-ными дислокациями смятыми в систему складок, конформных поверхности кровли залегающего на глубине гранитоидного батолита; в непосредственной близости к осложняющему его диапиру; в системе разрывов, закономерно развивающихся в перекрывающей толще в наддиапировом пространстве.

Краткий очерк исследований и освоения месторождения.

В 1998 году отмечается 40-летие открытия и 30-летие с начала освоения месторождения. За этот период накоплен большой объем информации о его геологическом строении, изменились представления о мор-фоструктуре оруденения и механизме рудообразования.

В истории разведки и освоения месторождения выделяются несколько этапов. Первый из них связан с открытием и оценкой потенциальных перспектив оруденения. В 1958 году Ю.Н.Мордвинцевым и П.В. Храмышкиным при металлометрической съемке была выявлена обширная геохимическая аномалия с повышенными концентрациями золота и мышьяка, последующая разведка которой привела к открытию уникального месторождения.

В 1959-61 г.г. на месторождении проводилась предварительная разведка (Абрамов Е.И., Шурыгин В.М., Фейгин Н.М., Усманов М.У.), по результатам которой дана прогнозная оценка запасов. Последние были сильно занижены и составили около процента от руды, выявленной и разведанной к настоящему времени. В оценке учтены только кварцево-жильные тела, исходя из чего определены морфологический и промышленный типы месторождения.

В результате разведочных работ на площади рудного поля, проведенных в 1961-63 г.г. (Шулятников К.Б., Горев Г.В., Касавченко Г.В., Лаптев В.В., Талалов В.А. и др.), были пересмотрены представления о морфологии и характере распределения оруденения. Н.К.Киндером и Г.В.Касавченко произведена переоценка запасов "на массу". Месторождение отнесено к штокверко-вому типу, а запасы резко возросли при существенном понижении среднего содержания золота. Коренному пересмотру подверглась методика разведки месторождения и определился наиболее эффективный способ его отработки.

Период с 1965 по 1969 гг. был этапом форсирования детальной разведки, промышленного и жилищного строительства. Правительством Союза

принято беспрецендентное решение о строительстве золотодобывающего комплекса до завершения разведки. Большую помощь в решении возникающих проблем оказали министр Е.П.Славский и Ш.Р.Рашидов. В результате в 1967 г. начата открытая разработка месторождения, построен водовод Аму-Дарья-Зарафшан (1969г.), введен в эксплуатацию гидрометаллургический завод.

Особое место в промышленном освоении месторождения занимает разработка технологии гидр о металлургического извлечения золота. В короткий срок решены принципиальные научные и технические проблемы, технология доведена до промышленного применения. Большой вклад в ее разработку и внедрение внесли Б.П. Ласкорин (НИИ г.Москва), Е.Д. Лебедев и Ю.П.Новиков (НГМК).

Одновременно с широкомасштабным строительством наращивались разведанные запасы золотосодержащей руды силами Кызылкумской ГРЭ (до 1976 г.) и геологической службы предприятия (с 1971 г.)

Всего Центральным рудоуправлением пройдено более 100 км подземных разведочных горных выработок, пробурено 470 тыс.м. колонковых скважин, на 01.01.1998 г. из карьера добыто 873 млн.м3 горной массы, переработано на заводе 400 млн.т. руды. Анализ большого объема фактических данных, полученных при многолетней разведке и эксплуатации, привел к отказу от штокверковой модели месторождения и принятию новой, соответствующей его морфологии и структуре, в которой выделена система субвертикальных рудных столбов и оперяющих их рудных зон. Концентрация на них геологоразведочных работ позволяет резко сократить объемы, время, повысить их эффективность. В результате геологоразведчики предприятия более чем вдвое увеличили разведанные запасы золота при стоимости разведки металла на уровне 10-25% по отношению к среднемировой.

На всех этапах в изучении месторождения, наряду с производственными организациями Министерства геологии и Навоийского ГМК, принимали участие ведущие научно-исследовательские учреждения Республики Узбекистан и Союза ССР : институт геологии и геофизики АН РУзб, Институт минеральных ресурсов, ЦНИГРИ, МГРИ, ИГЕМ РАН и др.

ИГиГ АН РУзб (Хамрабаев И.Х., Рахматулаев Х.Р., Чеботарев Г.М., Мансуров М.М., Лощинин В.П., Зуев Ю.Н., Панкратьев П.В. и др.) установлен золото-арсенотритовый тип оруденения и закономерности распределения рудных проявлений, особенности магматизма, некоторые черты структуры месторождения, взаимоотношение оруденения с углеродистым веществом пород.

ИМР РУзб (Голованов Н.М., Бабаев К.Л., Проценко А.Ф., Швецов А.Д. и др.) изучены геохимические особенности месторождения, вещественный состав и метасоматические преобразования руд.

ЦНИГРИ (Шер С.Д., Арифулов Ч., Ревякин П.С., Ажгирей Д.Г., Курбанов Н.К., Петровская Н.В., Брагин И.К. и др.) изучались глубинное строение региона, минералогия и пробность золота, установлено отсутствие корреляционной связи между золотом и другими элементами на уровне отдельных проб.

МГРИ (Пальмова Л.Г., Иванов П.А., Прусаков A.M., Бицоев К.Б., Пилипенко Г.Н. и др.) определены закономерности распределения золотого и уранового оруденения, состав и температура газово-жидких включений в рудных минералах и вмещающих породах.

ИГЕМ РАН (Лукин А.Н., Жаркова О.Н., Канцель A.B., Богушевский Э.М. и др.) сотрудничал с Навоийским ГМК в изучении структуры месторождения, разработке программного обеспечения для автоматизированной обработки результатов эксплуатационного опробования.

Полученные фактические результаты находят отражение и объяснение в настоящей модели месторождения. Часть из них служит убедительными положительными аргументами для развиваемой нами гипотезы, другие свидетельствуют о внутренней противоречивости альтернативных представлений.

Хронологически первой выдвинута и развивалась (Бендик А.Т., Ка-савченко Г.В., Рахматуллаев Х.Р. и др.) гипотеза о гидротермальном образовании месторождения, "переходном от гипо к мезотермальным" с предполагаемой связью источника металла с гранитоидным интрузивом (А.Т.Бендик), либо мантийным основным очагом (Г.В.Касавченко). Длительность и многоэтап-ность послужила основанием для отнесения формирования месторождения к различным металлогеническим циклам ; каледонскому(редкометальный с золотом) и герцинскому (сульфидно- золотой тип). С.Д.Шер считал такую схему маловероятной.

В другой гипотезе (С.Т.Бадалов., В.Г.Гарьковец и др.) в качестве источника золота рассматриваются вмещающие породы, а рудные тела - образованными в результате перераспределения металла при метаморфизме внутри толщи,- так называемый "стратиформно-метаморфический тип" оруденения. Развитию такого взгляда способствовала приуроченность многих золоторудных месторождений к породам бесапанской свиты (или ее аналогам). В настоящей работе дается принципиально иное объяснение этому феномену.

Вмещающие породы.

Наиболее полные данные о составе и литологических особенностях вмещающих пород приведены в опубликованной работе А.Т.Бендика, Г.В.Касавченко и др.(6) и фондовом отчете с подсчетом запасов на 1969 г. (Г.В.Касавченко и др.). Для всего обнаженного разреза (около 3600 м.) характерна плохая сортировка обломков и слабая окатанность, разнообразие обломочного материала. Разделение толщи на свиты, их объем и границы весьма условны, вследствии чего они много раз менялись.

Нижняя часть разреза (зимбылтауская свита, позднее тасказганская, позднее- часть нижнебесапанской), мощностью до 600 м., сложена переслаиванием углеродисто-слюдистых и углеродисто-слюдисто-кварцевых сланцев. Реликты обломочных минералов встречаются лишь спорадически. Новообразованные минералы представлены кварцем, серицитом, мусковитом, хлоритом, плагиоклизом, биотитом. Общая мощнос�