Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа Екатерининского рудно-россыпного узла

ВАК РФ 25.00.11, Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Автореферат диссертации по теме "Благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа Екатерининского рудно-россыпного узла"

На правах рукописи

0050094ОО

Александров Владислав Владимирович

БЛАГОРОДНОМЕТАЛЛЬНОЕ ОРУДЕНЕНИЕ НЕТРАДИЦИОННОГО ТИПА ЕКАТЕРИНИНСКОГО РУДНО-РОССЫПНОГО УЗЛА (СЕВЕРНЫЙ УРАЛ)

Специальность25.00.11.-«Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

^ о ам о "7 г/, ?

Екатеринбург - 2012

005009488

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет»

Научный руководитель — доктор геолого-минералогических наук, профессор Баранников Александр Григорьевич

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор Грязнов Олег Николаевич кандидат геолого-минералогических наук Волыеинштейн Матвей Яковлевич

Ведущая организация - ФГБОУ ВПО «Пермский государственный национальный исследовательский университет»

Защита диссертации состоится «15» февраля 2012 г. в 10.00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.280.01 при ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет» по адресу: 620144, г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30, корпус Ш, ауд. 3326.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Уральский государственный горный университет».

Автореферат разослан «12» января 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ^/Ц* 11А. Б. Макаров

^^к.

Общая характеристика работы

Актуальвость работы. Фонд традиционных для Урала месторождений золото-кварцевой, золото-сульфидно-кварцевой формаций жильного типа на сегодняшний день близок к исчерпанию. За длительный период промышленного освоения (более 265 лет) большая часть этих объектов уже отработана или законсервирована из-за нерентабельности отработки глубоких горизонтов. Создавшаяся ситуация остро обозначила проблему переоценки перспектив золотоносности уже известных рудно-россыпных районов и узлов с ориентацией поисковых и оценочных работ на новые и нетрадиционные типы золотого оруденения. За основу при этом должны быть взяты современные метаплогенические концепции, предложены новые по своему содержанию прогнозно-поисковые модели объектов прогноза, раскрывающие направленность развития процессов рудогенеза не только на коллизионном, но и на постколлизионном этапах развития Уральского складчатого пояса.

К числу перспективных объектов на нетрадиционное благороднометалльное оруденение следует отнести и Екатерининский рудно-россыпной узел, являющийся одним из центров россыпной золотодобычи на Северном Урале. Золото-кварцевые жильные объекты здесь установлены лишь в ограниченных пунктах. Большая часть коренных источников отмеченного типа к настоящему времени уже эродирована, а высвободившееся при этом золото оказалось перемещенным в систему россыпевмещаюгцих палеодолин.

Поисковыми работами последних лет (Зубарев К.А. и др., 2006) в пределах Екатерининской площади установлена золотоносность химических кор выветривания. Этот тип рудоносных образований изучен на Северном Урале крайне слабо. Исследованиями автора обосновывается нетрадиционный характер развитой в зоне мезозойского элювия благороднометалльной минерализации. При этом установленная рудоносность отмечена в основном не в связи с процессами остаточного накопления металла в глинистом элювии, а благодаря близким по времени проявления низкотемпературным процессам аргиллизации. Сочетание этих процессов привело к формированию сложных по составу и строению гетерогенных минералого-геохимических полей. Их расшифровка на основе традиционных методик оценки рудоносных кор выветривания далеко не всегда дает удовлетворительные результаты и не позволяет обосновывать аргументированный прогноз.

Пространственная и временная сопряженность в пределах рудоносных зон гипогенных и гипергенных рудообразующих процессов с образованием своеобразных по своему строению объектов свойственна и ряду других рудно-россыпных районов и узлов Урала. Накопленные автором материалы свидетельствуют не о каких-то локальных пунктах проявления характеризуемой полигенной минерализации, но об ей достаточно широком распространении в регионе. Предлагаемые в работе модели развития рудогенных процессов следует учитывать не только при опоисковании

новых площадей, но и при переоценке перспектив золотоносности уже известных рудно-россыпных районов и узлов.

Цель работы н задачи исследования. Цель исследования - определение геологической позиции выявленных рудоносных зон; изучение вещественного состава минерализованных пород и типоморфных особенностей благороднометалльной минерализации (золота, платиноидов); обоснование рудно-метасоматической зональности в блоках минерализованных пород; разработка геолого-генетической схемы формирования оруденения и рекомендуемого прогнозно-поискового комплекса.

Для достижения сформулированной цели пришлось решать следующие задачи: изучить форму и условия залегания выделенных по результатам опробования рудоносных тел (залежей); описать проявленную в их пределах рудно-метасоматическую зональность; охарактеризовать вещественный состав минерализованных пород на макро- и микроуровнях изучения; исследовать типоморфные особенности самородного золота и минералов элементов платиновой группы; выявить пространственно-генетические взаимоотношения минералов продуктивных рудных ассоциаций аргиллизитовой формации и совокупности минералов, свойственных химическим корам выветривания и коррелятным им по возрасту мезозойским образованиям.

Научные результаты и новизна

1. На основе обобщения материалов поисковых работ и выполненных автором геологических наблюдений (маршруты, документация и опробование керна скважин, забоев и плотика действующих золотодобывающих разрезов, а также отвалов старых выработок) впервые на Екатерининской площади в объеме пород формации мезозойской коры выветривания установлена благороднометалльная минерализация нетрадиционного типа.

2. Впервые обнаружены и охарактеризованы ранее неизвестные новые формы нахождения благороднометалльной минерализации, изучены сопутствующие им парагенезисы минералов.

3. Установлена пространственно-генетическая связь наложенной на мезозойские образования рудной минерализации в парагенезисе с низкотемпературными метасоматитами аргиллизитовой формации. По времени проявления выявленные продукты метасоматоза близки к эпохе формирования химических кор выветривания (12- Кг, возможно и более ранней). Совместно проявленные галогенные и гипергенные рудообразующие процессы привели к формированию сложных по строению гетерогенных минералого-геохимических полей, что необходимо учитывать при проведении поисковых работ и интерпретации результатов разведки выявленных благороднометалльных объектов.

4. Предложена геолого-генетическая схема формирования оруденения, характеризующая направленность рудообразующих процессов в активизированных

структурах изученного рудно-россыпного узла на постколлизионном этапе его развития. На ее основе разработан прогнозно-поисковый комплекс для благороднометалльного оруденения нетрадиционного типа.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях. В их числе: Уральская горнопромышленная декада (Екатеринбург, 2005, 2007, 2008, 2009); ХП научная студенческая школа «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2006); «Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского» (Пермь, 2009, 2010, 2011). По теме диссертации опубликовано 14 работ (в том числе одна в рецензируемом журнале).

Фактический материал, методы исследования. Диссертация подготовлена в рамках обучения в заочной аспирантуре на кафедре геологии, поисков и разведки МПИ Уральского государственного горного университета. В основу ее положен материал, собранный автором в период работы с 2001 г. по настоящее время в составе Уральской геолого-поисковой партии Уральской геолого-еьемочной экспедиции (ОАО УГСЭ). Широко использованы фондовые и архивные источники, результаты оперативного и эксплуатационного опробования действующих золотодобывающих разрезов.

Для решения сформулированных задач использован комплекс методов исследований, включающий: просмотр (документация) керна скважин с отбором образцов и проб; исследование, описание и опробование карьеров и канав; изготовление протолочек из минерализованных пород (10 протолочек); промывку шлиховых проб и протолочек (около 100 проб); выделение из шлихов самородного золота и его описание (50 проб); изготовление искусственных аншлифов из тяжелой фракции шлиховых проб и протолочек (более 50 шт); изготовление монтированных аншлифов с зернами золота, платиноидов и других минералов (9 аншлифов); описание аншлифов (более 100); описание шлифов (более 30); описание искусственных аншлифов (более 50).

Выполнены следующие лабораторные методы:

1. Аналитические определения содержания золота и платиноидов в породах (49 анализов), выполненные в лаборатории Института геологии и геохимии УрО РАН (химико-спектральный анализ с определением Р1, Рс1, ИЬ, Яи, 1г, Аи), лаборатории производственной группы «Цветметгехнология» (атомно-абсорбционный анализ на Й, Ра и Аи).

2. Изучение состава самородного золота, платиноидов и других минералов в лаборатории Института геологии и геохимии УрО РАН на волновом микрозондовом анализаторе БХ-ЮО (аналитики Е.С. Шагалов, В. В. Хиллер, В.Г. Гмыра), в лаборатории Пермского государственного университета на растровом электронном микроскопе 6390 ЬУ с энергодисперсионным спектрометром (аналитик К. П. Казымов).

3. Поиск микрочастиц благородных металлов в аншлифах с определением их состава в лаборатории завода ОЦМ на растровом электронном микроскопе PHILIPS-XL30 (аналитик В.П. Черемных).

4. Диагностика основных породообразующих минералов в корах выветривания с использованием методов рентгеноструктурного и термического анализов (лаборатория Института геологии и геохимии УрО РАН, лаборатория УГТУ).

Также использованы результаты лабораторных исследований, выполненных в ОАО УГСЭ (материалы Екатерининской и Уральской геолого-поисковых партий): аналитические данные по содержанию в породах золота (пробирный, атомно-абсорбционный анализ), платиноидов (метод ICP-MS); данные спектрального анализа; описания шлифов (выполненные Д.А. Костроминым и O.A. Азовсковой); морфометрическое описание самородного золота (выполненное М.А. Лежепековым).

В конечном счете в диссертации использованы результаты более 1000 пробирных и атомно-абсорбционных анализов на золото, 60 анализов на элементы платиновой группы, около 200 микрозондовых рентгеноспектральных анализов, 30 рентгеноструктурных и термических анализов, более 100 описаний шлифов и около 150 описаний аншлифов.

Практическое значение работы. Исследования по изучению золотого оруденения нетрадиционного типа в зоне развития пород мезозойского элювия позволяют по-новому оценивать перспективы рудоносности не только по Екатерининской площади, но и распространять установленные закономерности на другие рудно-россыпные районы и узлы Уральского региона. Новый взгляд на формирование характеризуемых золотоносных образований (так называемая «гипогенно-гипергенная модель») позволяет по-новому обосновывать прогноз, поиски и оценку подобных объектов. Золотоносность кор выветривания может быть обусловлена не только накоплением самородного металла по схеме его остаточного накопления в пределах развития пород с уже известным золотоносным субстратом, но и на основе иной геолого-генетической модели, а именно: в зонах активизированных в мезозое сдвиго-надвиговых дислокаций; на участках пересечения разломов разной ориентировки и времени заложения; в зонах автономного проявления «молодого» (PZ3 - MZ) магматизма и т.д. Интерес к изучению и геолого-промышленной оценке характеризуемого золотого оруденения возрастает также в связи с тем, что продукты низкотемпературного метасоматоза могут являться платиноидносодержащими.

Личный вклад соискателя: постановка цели и задач исследования; разработка методики исследования; проведение геологической документации; отбор образцов и проб минерализованных пород, их обработка; проведение лабораторных исследований; интерпретация полученных результатов; формулировка основных выводов работы.

Защищаемые положения:

1. Выявленные в пределах Екатерининского рудно-россыпного узла проявления золотого оруденения представлены наклонно и крутозалегающими минерализованными зонами в остаточных корах выветривания, развитыми по вулканогенно-осадочным породам, и пластообразными метасоматическими залежами в отложениях мезозойского карста. Породы рудоносных зон являются платиноидносодержащими.

2. Типоморфными признаками выявленной благороднометалльной минерализации являются:

самородное золото - выделения весьма мелкого, тонкого и пылевидного классов размерности; наличие идиоморфных и гемиидиоморфных разновидностей; средняя и высокая пробность; элементы примеси - Ag, Hg, Си, Pb, Sn, Sb, Fe, ЭПГ;

платиноиды - пылевидный и тонкодисперсный класс размерности; изометричная и уплощенно-вытянутая форма выделений; неустойчивый фазовый состав (существенно платиновый, медно-платиновый, палладиевый); элементы примеси - Fe, Pd, Си, As, Pb.

3. Рудоносность выявленных минерализованных зон связана с наложением низкотемпературного гидротермально-метасоматического процесса аргиллизации, проявившего себя в мезозое и сопряженного с химическим выветриванием. Установленные закономерности характеризуют новый для региона нетрадиционный гипогенно-гипергенный тип благороднометалпьного оруденения.

Объем в структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем работы 155 страниц текста, 50 рисунков, 14 таблиц. Список литературы включает 85 наименований. В первой главе сделан краткий обзор известных в мире объектов с нетрадиционным платиноидным и золото-платаноидным орудененнем. Рассмотрен фактический материал, характеризующий своеобразие мезозойского тектоно-магматического этапа развития Урала и связанного с ним нетрадиционного благороднометалльного оруденения. Во второй главе приведены сведения, характеризующие изученность эндогенной и гипергенной золотоносности, а также основные черты геологического строения Екатерининского рудно-россыпного узла. В третьей главе дана характеристика благороднометалльной минерализации: геолого-структурная позиция, условия залегания и морфологические особенности выявленных минерализованных зон; типоморфные особенности самородного золота и минералов ЭПГ; характеристика сопутствующих оруденению гидротермально-метасоматических процессов; предложена геолого-генетическая схема формирования оруденения. В четвертой главе приведены сведения о проявлениях рудоносных метасоматитов аргиллизитовой формации в других районах Урала. В пятой главе на основе полученных результатов разработан прогнозно-поисковый комплекс, рекомендуемый при проведении работ на благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа.

Благодарности. Работа выполнена в рамках заочной аспирантуры без отрыва от производства под научным руководством д.п-м.н., профессора А.Г. Баранникова, которому автор глубоко признателен за постоянную поддержку, помощь при обсуждении материалов, критические замечания и советы. Также автор признателен за содействие и научные консультации чл.-корр. РАН К.К. Золоеву. В основе диссертации лежат результаты обширного производственного фактического материала, полученного в ходе проведения поисковых работ по площадям Среднего и Северного Урала. Автор благодарит сотрудников Екатерининской ГПП ОАО УГСЭ К.А. Зубарева, Д.А. Костромина, М.А. Лежепекова за предоставленный материал, содействие в работе, обсуждение полученных данных, ценные замечания и рекомендации. Кроме этого, автор выражает свою благодарность коллегам по Уральской ГПП П.А. Матаейчуку, О.Б. Азовсковой и В.Н. Кузнецову. Совместная плодотворная работа и дискуссии помогли сформироваться многим идеям, изложенным в данной работе. Большую помощь оказала геолог ООО «Урал-Норд» В.Г. Зенкова, благодаря которой был получен богатый фактический материал, вскрытый в обнажениях гидравлических разрезов Екатерининской россыпи. Неоценимую помощь в изучении микроскопических фаз минералов благородных металлов соискателю оказал В.П. Черемных (ОЦМ).

Обоснование защищаемых положений

Положение 1. Выявленные в пределах Екатерининского рудно-россыпного узла проявления золотого оруденения представлены наклонно и »футозалегающилш минерализованными зонами в остаточных корах выветривания, развитыми по вулканогенно-осадочным породам, и пластообразными метасоматическими залежами в отложениях мезозойского карста. Породы рудоносных зон являются платиноидносодержащими.

Екатерининский рудно-россыпной узел (РРУ) расположен на восточном склоне Северного Урала в пределах Тагильской мегазоны в западном обрамлении шовной зоны Серовско-Маукского глубинного разлома.

В пределах данной площади в ходе проведенных поисковых работ (Зубарев К.А. и др., 2006) выявлено оруденение с промышленно значимыми концентрациями золота (0,5-7,0 г/т). Обнаруженные минерализованные зоны пространственно тяготеют к крупному Лозьвинскому разлому. В области его влияния установлены субмервдионально ориентированные разломы более высоких порядков, а также нарушения сдвиго-надвигового типа, приуроченные к контактам карбонатных и вулканогенных пород ф^). В их пределах выявлены участки интенсивной трещиноватости и брекчирования, сопровождаемые процессами метасоматоза, а также развитием линейных химических кор выветривания и глубокого карста в карбонатных породах. Выявленные золоторудные пересечения установлены почти исключительно в верхних горизонтах разреза - в зоне мезозойского элювия.

Условные обозначения

Техногенные образования

I

Глины делювиальные

Лангурская свита. Верхняя подсвита. Светлоокрашенные каолинитовые глины, глинистые пески с примесью гравия и

Лангурская свита. Нижняя подсвита. Темноокрашенные монтмориллонитовые песчаные глины с гравием и галькой

Химические коры выветривания остаточного типа,

I

Вулканогенно-осадочные породы Карбонатные породы Диориты

Тектонические нарушения Зоны тектонического катаклаза и брекчирования Ореолы содержаний золота 0,1-1,0 г/т Ореолы содержаний золота >1,0 г/т

134.9

Рис. 1. Геологический разрез по профилю 14. Лангурско-Александровская рудная зона. Распределение повышенных содержаний золота в разрезе палеозойских и мезозойских пород. Составлен по материалам поисковых работ (Зубарев и др., 2006).

Рис. 2.

Рис. 3.

Рис. 5.

Рис. 6.

Pt

ч

ce V Spol Мндп Dot WD Fxp f—-

b 0 kV 4 I ЛЮОх И a I 10 8 I 30 I 20b

0,001 MM

Рис. 8

Рис. 9.

Аи

У

) I ф I-

8 I ?(, I ?0Ь

Рис. 4.

Рис. 7.

Рис. 10.

Рис. 2. Зерно пылевидного высокопробного самородного золота с кристалломорфными очертаниями. "Перемещенные коры выветривания". Искусственный ан-шлиф

Рис. 3. Пылевидное золото с кристалломорфными очертаниями и со скелетным, пористым строением зерна. Характерно неоднородное, пятнистое распределение высокопробных и более низкопробных зон. Лан-гурская свита (12.3). Искусственный аншлиф

Рис. 4. Тонкодисперсное среднепробное самородное золото, вкрапленное в аргиллизированном монцодиори-те (щебнистый материал коры выветривания). Растровый электронный микроскоп ХЬ 30. Аншлиф

Рис. 5. Агрегатное зерно оловянистого золота (8п 10,21%). Лангурская свита (12_3). Искусственный аншлиф

Рис. 6. Зерно хунчунита (Аи2РЬ) (1) кристалломор-фных очертаний с включением низкопробного золота (2). По периферии кайма высокопробного сурьмянистого золота (3). Лангурская свита (12_3) . Искусственный аншлиф

Рис. 7. Зерно пылевидного высокопробного золота (1) с каймой (2), сложенной среднепробным золотом (примеси Ag, Си, Бп, Бе). Лангурская свита (Х,.3). Искусственный аншлиф

Рис.8. Тонкодисперсное зерно самородной платины в эндоконтакте карбонатного прожилка. Аргилли-зированный монцодиорит (щебнистый материал коры выветривания). Растровый электронный микроскоп. Аншлиф

Рис. 9. То же, что и на рис. 8, но при большем увеличении

Рис. 10. Зерно самородного палладия в аргиллизированном монцодиорите (щебнистый материал коры выветривания). Растровый электронный микроскоп . Аншлиф

Керновому опробованию (пробирный анализ) подверглись все породы мезозойского структурного этажа, в том числе и породы в пределах глубокого мезозойского карста. Они включают в себя так называемые «перемещенные коры выветривания» и континентальные отложения лангурской свиты (1г-з1п). В них также обнаружены интервалы с содержанием золота промышленного уровня.

В корах выветривания остаточного типа золотое оруденение представлено выклинивающимися на глубину наклонными и субвертикальными минерализованными зонами, границы которых определяются лишь по данным опробования (рис. 1). Истинные мощности отмеченных зон изменяются от первых до двадцати метров. Содержания золота колеблются от 0,1 до 4,2 г/т, в отдельных случаях отмечаются ураганные значения (до 49,5 г/т). Среднее содержание в одной из поисковых скважин на интервал 6,9 м составило 1,8 г/т. Золотоносные коры выветривания представлены структурными дресвяно-глинистыми, глинисто-дресвяными, реже щебнисто-глинисто-дресвяными разностями, образовавшимися в основном по вулканогенно-осадочным породам ранне-среднедевонского возраста. Оруденение тяготеет к тектоническим контактам вулканогенно-осадочных и карбонатных пород, выраженным зонами катакпаза, брекчирования и являющимся наиболее благоприятными для проявления рудно-метасоматических процессов. Пересечение поисковыми скважинами выявленных минерализованных зон на более глубоких горизонтах (ниже зоны мезозойского элювия) положительных результатов не дало. Мощности интервалов с повышенными содержаниями здесь резко сокращаются, не превышая 1-2 м. Содержание золота падает до уровня десятых долей г/т, редко достигая 1,0-1,5 г/т.

На карбонатных породах в зоне мезозойского карста широко развиты так называемые «перемещенные коры выветривания». Их мощность достигает 60-70 м. Разрез подобных образований в верхней части представлен светлоокрашенными дресвяно-глинисто-песчаными и песчано-глинистыми породами преимущественно каолинит-гидрослюдисто-кварцевого состава. Ниже, ближе к контакту с карбонатными породами, светлоокрашенные образования сменяются более темноокрашенными «короподобного» облика глинисто-песчаными образованиями каолинит-моншориллонит-кварцевого состава. Выявленные золоторудные минерализованные зоны чаще всего приурочены к нижним горизонтам темноокрашенных глинистых образований. Морфологически они представлены субгоризонтальными или наклонно залегающими пластообразными и линзовидными залежами. Мощности подобных зон обычно не превышают первые метры. Содержание золота колеблется от 0,2 до 7,4 г/т. В одной из скважин среднее содержание на 7 м составило 1,3 г/т.

Континентальные отложения лангурской свиты (12-з 1п) имеют достаточно широкое распространение в пределах Екатерининского РРУ, большей частью тяготея к полям развития закарстованных карбонатных пород. Породы свиты представлены

делювиалъно-пролювиальными и аллювиальными фациями. Общая мощность пород изменяется от 10 до 50 м. Разрез лангурской свиты делится на верхнюю и нижнюю подсветы. Верхняя подсвита сложена озерно-аллювиальными светлоокрашенными песчано-глинистыми, песчано-гравийно-глинистыми отложениями преимущественно гидрослюдисто-кварц-каолинитового состава. Нижняя подсвита сложена аллювиальными темнею крашенными, в основном зеленых оттенков, глинистыми песками, глинисто-песчано-галечными отложениями. Состав глинистой фракции преимущественно монтмориллонитовый. Окатанный полимиктовый валунно-гравийно-галечный материал (представленный не только кварцем, но и вулканитами, интрузивными породами), за исключением кварцевой компоненты, полностью «глинизирован». Породы верхней части нижней подсвиты обогащены унифицированными растительными остатками. В разрезе пород лангурской свиты, по данным кернового опробования (пробирный анализ), выявлены зоны с содержанием золота промышленного уровня. Установленные по аналитическим данным золотоносные пересечения приурочены к пластообразным зонам сидеритизированных зеленоцветных, рыжевато-охристых или пестрой неоднородной окраски глин, гравийно-песчано-глинистым, валунно-галечно-глинистым отложениям, залегающим на карбонатных породах в нижней части разреза либо выше по разрезу вблизи контакта со светлоокрашенным белоцветным горизонтом. Установленные мощности пластообразных минерализованных зон колеблются от одного до девяти метров. Содержание золота колеблется в пределах 0,5 - 6,6 г/т. Средневзвешенное содержание по одной из скважин на мощность 9,6 м составило 1,6 г/т. Выявленные золотосодержащие зоны не связаны с древними мезозойскими россыпями, так как в отмеченных интервалах окатанный весовой металл, являющийся предметом россыпной добычи в пределах характеризуемой площади, не обнаружен. Здесь присутствует золото всецело рудного облика.

Таким образом, обобщение данных опробования позволяет утверждать, что наиболее значимая золотоносность в пределах характеризуемой площади установлена в породах мезозойского структурного этажа и существенно менее значительная - в коренных породах палеозойского субстрата.

Совместно с золотым оруденением в рудоносных зонах обнаружены проявления платиноидной минерализации. Они установлены как в остаточных и «перемещенных корах выветривания», в континентальных отложениях лангурской свиты, так и в подстилающих коренных породах палеозоя. В пробах пород различного состава, отобранных из золотоносных (Аи - 0,1-0,8 г/т) минерализованных зон, содержание платиноидов, определенных методом ШМСР-Мв (ИГиГ УрО РАН), достигает: в остаточных корах выветривания по монцодиоритам - Р1 - до 0,42 г/т, Р<3 - до 16,4 г/т, ЯЬ - 0,4 г/т, 1г - 0,043 г/т, Ии - 0,095 г/т; в «перемещенных корах выветривания)) -14 - до 1,4 г/т, Рс1 - до 15,7 г/т, Ш1 - до 1,2 г/т, 1г - до 0,15 г/т, Ли - до 0,088 г/т; в отложениях «минерализованной»

лангурской свиты - К - 0,42 г/т, Р<1 - 4,65 г/т, Ш1 - 0,5 г/т, Ь - 0,014, Ки - 0,099 г/г, в джаспероидизированных карбонатных породах -Р1 - до 1,4 г/т, Рс1 - до 10,97 г/т, Ш) -до 1,3 г/т, 1г - до 0,49 г/т, Яи - до 0,13 г/т; в метасоматически измененных туфобрекчиях - Р{ - до 0,4 г/т, Рс1 - до 11,4 г/т, ИЬ - до 0,47 г/т, 1г - до 0,027 г/т, Ли -до 0,29 г/т. По данным атомно-абсорбционного анализа (лаборатория производственной группы «Цветметгехнологня»), в золотоносных (Аи -1,7 г/т) корах выветривания по вулканогенно-осадочным породам содержание Р<1 достигает 9,83 г/т, в золотоносных (Аи - 0,9 г/т) перемещенных корах выветривания содержание Рс! -0,49 г/г, Рг -0,12 г/т.

Из приведенных данных следует, что в рудоносных зонах Екатерининского РРУ также присутствует и платиноидная минерализация, пространственно сопряженная с золоторудной.

Положение 2. Типоморфными признаками выявленной благороднометаллъной минерализации являются:

самородное золото - выделения весьма мелкого, тонкого и пылевидного классов размерности; наличие идиоморфных и гемиидиоморфных разновидностей; средняя и высокая пробность; элементы примеси - Щ, Си, РЬ, Бп, БЬ, Ее, ЭПГ;

платиноиды - пылевидный и тонкодисперсный класс размерности; изометричная и уплощенно-выгпянутая форма выделений; неустойчивый фазовый состав (существенно платиновый, медно-платиновый, палладиевый); элементы примеси - Ре, Р<Ь Си, Ах, РЬ.

Минерализованные зоны, выявленные в остаточных корах выветривания и в породах мезозойского карста, характеризуются развитием преимущественно весьма мелкого (0,1-0,25 мм), тонкого (0,05-0,1 мм), пылевидного (0,01-0,05 мм) и отчасти тонкодисперсного (<0,01-0,0005 мм) самородного золота. Этот вывод сделан при сопоставительном анализе выборки из 20 проб. Сравнивались содержания золота по данным аналитических методов (с содержанием от 0,3 до 7,4 г/т) с результатами шлихового изучения материала этих проб. В результате весовое золото весьма мелкого, мелкого и более крупных классов с содержаниями, близкими к полученным аналитическими методами, подтверждены только в 4-х случаях (19 %). В остальных случаях содержание шлихового золота на один-два порядка ниже того, что было определено аналитически. Наличие в минерализованных породах золота тонких классов размерности подтверждается опытным путем. В ходе исследования выяснилось, что даже в химически разложенных породах основная часть весьма мелкого, тонкого и пылевидного золота находится в связанном состоянии и промывкой не улавливается. Для их извлечения необходимо истирание материала породы до размера 0,05 мм. В таком случае даже в небольшом количестве истертого материала золотосодержащих пород можно выявить десятки и даже сотни зерен весьма мелкого, тонкого и пылевидного золота (рис. 2, 3). Тонкодисперсное золото

обнаружено и изучено под растровым электронным микроскопом в аншлифах и в образцах (рис. 4). Представленный материал свидетельствует о том, что основная продуктивность минерализованных зон определяется золотом пылевидного, тонкого и весьма мелкого классов крупности.

В минерализованных зонах, развитых в корах выветривания остаточного типа, весьма мелкое, тонкое, пылевидное и тонкодисперсное золото представлено зернами уплощенной и уплощенно-комковидной форм. В «перемещенных корах выветривания» и отложениях лангурской свиты весьма мелкое и тонкое золото представлено преимущественно уплощенными формами. Пылевидное золото характеризуется в большей степени изометричными кристалломорфными формами, в меньшей степени - уплощенными, а также более сложной формы обособлениями. Кристалломорфные изометричные зерна наиболее характерны для минерализованных зон в объеме пород лангурской свиты, где они преобладают. Для них характерно пористое внутреннее строение зерен (см. рис. 2,3).

Тонкое, пылевидное и тонкодисперсное самородное золото из остаточных кор выветривания преимущественно средне- и высокопробное - от 840 до >990 %о. Основная примесь - серебро (до 16,95 %), в незначительном количестве отмечаются медь (до 0,02 %) и железо (до 0,04 %). Среди тонкодисперсных частиц иногда отмечается низкопробное золото (560 %о), содержащее Ag - 7,76 %, Си - 25,12 %, 14 -4,82 %, Р<1 - 4,43 %, Ю1 - 1,13 %. Пылевидное золото «перемещенных кор выветривания» и пород лангурской свиты характеризуется более широким разбросом по пробности - от 740 до >990 %о. Подобному золоту свойственно низкое количество примесей. Основной примесью является серебро (до 26,05 %), малые примеси меди (до 0,12 %), железа (до 0,21 %) и сурьмы (0,19 %). В ряде случаев в ассоциации с подобным по составу металлом в значимом количестве присутствует самородное золото и минералы золота с непостоянным и необычным составом:

Ртутистое золото (Нв - 4,91-13,14 %, Аи - 86,7-93,47 %, А^ - 0-1,63 %) -представлено пористыми, губчатыми агрегатами неправильной формы, сростками кристалломорфных зерен размерами 0,04-0,06 мм. Отмечается в срастании с сурьмянистым золотом.

Купроаурид СиАи (Аи - 73,65 %, Си - 26,21 %, Бе - 0,13 %) - дендритовидные зерна размерами 0,03-0,07 мм. Отмечаются срастания с высокопробным золотом.

Медистое ртутьсодерэкащее золото (Аи - 94,07 %, Си - 4,0 %, Щ - 1,58 %, Ре - 0,35 %) - установлено в зернах купроаурида, в котором образует включения размерами от первых микрон до 0,02 мм.

Олоеянистое золото (Аи - 78,02-96,24 %, Бп - 1,16-10,21 %,, - 0,56-6,3 %, Си - 0,0-4,11 %, БЬ - 0,41-1,73 %, РЬ - 0,52-0,83 %, Бе - 0,31-0,86 %) - представлено агрегатными сростками сложной неправильной формы, размерами 0,02-0,09 мм (рис. 5). Отмечаются срастания с сурьмянистым золотом и с хунчунитом.

Сурьмянистое золото (Аи - 95,59-99Д8 %, ЭЬ - 0,4-2,02 %, Аё - 0,18-0,45 %, Си - 0,15-0,16 %, Рс) - 0-0,41 %, Ре - 0,09-2,75 %) - обнаружено в среднепробном золоте в виде микроскопических включений, а также образует каймы у зерен среднепробного и высокопробного золота, оловянистого золота и хунчунита (рис. 6).

Хунчунит Аи2РЬ (Аи - 66,49-68,49 %, РЬ - 30,07-31,84 %, - 0,5-1,02 %, Бп -0,32-0,71 %, Ре - 0,1-0,46 %) - представляет собой кристаллы и сростки кристаллов размерами 0,02-0,05 мм. Характерны срастания с сурьмянистым, высокопробным, низкопробным и оловянистым золотом (см. рис.6).

Среди пылевидного золота наблюдаются неоднородные по пробности и составу зональные зерна. В пределах одного зерна пробность может колебаться от 740 до 990 %о. Зональность в значительном количестве случаев не связана лишь с гипергенными процессами, так как наблюдается более сложное распределение высокопробных и низкопробных зон. Отмечены зерна, где по периферии высокопробного золота развита более низкопробная кайма, содержащая примеси Си, Эп, Ре (рис. 7).

Наличие платинопдпоп минерализации в породах Екатерининского РРУ подтверждается обнаружением минералов платиновой группы при исследовании проб на растровом электронном микроскопе. Выявленные минералы по крупности относятся к тонкодисперсному классу, из-за чего их состав в большинстве случаев удалось изучить лишь на качественном уровне без количественных определений примесных концентраций. В работе они характеризуются как тонкодисперсные фазы с преимущественным содержанием того или иного элемента.

Тонкодисперсная фаза преимущественно платинового состава. Размеры минерала составляют первые микроны. Форма выделений различная - изометричная, уплощенная, вытянутая. Среди примесей обнаружено железо. Отмеченные зерна встречены в щебнистом материале золотоносных кор выветривания (рис. 8, 9), развитых по монцодиоритам и туфопесчаникам, а также в окисленных и полуокисленных сидеритовых агрегатах метасоматического происхождения, широко распространенных в объеме «перемещенных кор выветривания» и отложений лангурской свиты.

Тонкодисперсная фаза медно-пдатинового состава. Представлена кристалломорфными изометричными зернами размером в первые микроны. Обнаружены в щебнистом материале золотоносных кор выветривания, развитых по монцодиоритам.

Тонкодисперсная фаза существенно платинового состава, содержащая значительные примеси РЬ, Аз, Рс1. Размер зерен составляет первые микроны, форма выделений - изометричная, неправильных очертаний. Зерна обнаружены в окисленных и полуокисленных сидеритовых агрегатах метасоматического происхождения из «перемещенных кор выветривания».

Самородный палладий. Размеры зерен достигают 5-8 мкм. Форма выделений неправильная, вытянутая. Обнаружен в щебнистом материале золотоносных кор

выветривания, развитых по монцодиоритам; в его составе примеси не отмечены (рис. 10). В виде микроскопического включения самородный палладий также встречен в зерне самородной цинкистой меди.

Приведенные данные позволяют отметить следующие типоморфные признаки благороднометалльной минерализации:

1. В выявленных минерализованных зонах преобладает самородное золото преимущественно тонкого, пылевидного и тонкодисперсного классов размерности.

2. Среди пылевидного золота отмечено присутствие зерен кристаяломорфных очертаний со скелетным и пористым внутренним строением. Характерно непостоянство состава (пробности, микропримесей). Приведенные данные свидетельствуют в пользу того, что формирование оруденения происходило в неравновесных условиях в обстановке малых глубин.

3. Изученная платиноидная минерализация представлена самородными тонкодисперсными фазами преимущественно платинового и палладиевого состава. Она пространственно сопряжена с золоторудной.

Положение 3. Рудоносностъ выявленных минерализованных зон связана с наложением низкотемпературного гидротермально-метастатического процесса аргиплющии, проявившего себя в мезозое и сопряженного с химическим выветриванием. Установленные закономерности характеризуют новый для региона нетрадиционный гипогенно-гипергенный тип благороднометалльного оруденения.

Исследование вещественного состава золотоносных остаточных кор выветривания, а также золотоносных пород мезозойского карста («перемещенных кор выветривания» и отложений лангурской свиты) показало, что упомянутые образования претерпели воздействие низкотемпературных гидротермально-метасоматических процессов аргиллизитовой формации.

Особенностью изученного геологического разреза золотоносных остаточных кор выветривания является то, что в их объеме традиционный (классический) профиль коры отсутствует. Глинистые и дресвяно-глинистые коры выветривания, развитые в основном по вулканогенно-осадочным породам, могут в разрезе резко сменяться и неоднократно чередоваться с щебнистыми разностями и даже с участками коренных пород. Подобное сложное строение мезозойского элювия может быть объяснено с позиций формирования линейных кор выветривания или (что обосновывается в нашем случае) развитием зон низкотемпературных метасоматитов аргиллизитовой формации.

Петрографические исследования шлифов, отобранных из выветрелого щебнистого материала остаточных золотоносных кор выветривания, показали, что вулканогенно-осадочные породы катаклазированы и претерпели метасоматические изменения, отвечающие аргиллизитовой формации. По трещинам катаклаза развита сеть тонких (<2-3 мм) разнонаправленных прожилков кварц-карбонатного и кварц-

карбонат-цеолитового состава. Карбонаты представлены анкеритом, сидеритом и кальцитом. Основная ткань породы гематитизирована. В породе и в прожилках развит смектат ряда хлорит-монтмориллонит. Присутствует сульфидная минерализация «свежего облика» (в количестве <1 %), представленная пиритом, халькопиритом, галенитом, а также редкими микроскопическими зернами киновари. Сульфиды тяготеют к прожилкам с аргиллизитовой ассоциацией минералов. В интервалах из химически хорошо проработанных глинистых и глинисто-дресвяных кор выветривания также отмечаются нетипичные для данного профиля выветривания ассоциации минералов. Прежде всего, это касается сидерита (его количество достигает 20-30 %). Также присутствует хлорит; в небольшом количестве (< 1 %), но постоянно, отмечаются неокисленные сульфиды (пирит, никель-кобальтсодержащий мышьяковистый пирит, марказит, халькопирит, галенит, сфалерит, герсдорфит). Сосуществование «несовместимых» минералов - карбонатов к сульфидов с каолинитом, глинистыми смешанослойкыми минералами, гидрохлоритом, гидрослюдой - свидетельствует о проявлении в корах выветривания низкотемпературных гвдротермально-метасоматических процессов.

Метасоматиты аргиллизитовой формации отмечены и на более глубоких горизонтах выявленных минерализованных зон, но уже в объеме коренных пород. Для аргиллизитовых метасоматитов по интрузивным и вулканогенно-осадочным породам (по данным петрографического изучения) характерны минеральные парагенезисы, отражающие стадийность рудно-метасоматического процесса: ранняя стадия (кислотного выщелачивания) - иллит, смектат (ряда хлорит-монтмориллонит), халцедоновидный кварц; поздняя стадия (сопряженного осаждения) - железистые карбонаты (сидерит, анкерит), «рисовидный» кварц, хлорит (пеннин), цеолиты, пирит (тонкозернистый, сложных форм) и иные сульфиды, а также самородные металлы, теллурвды Н& №. Ассоциации обеих стадий часто пространственно совмещены, но минералы стадии сопряженного осаждения порой имеют более широкий ореол развития и зафиксированы отдельно от минералов ранней стадии.

Связь благороднометалльной минерализации с низкотемпературной гидротермально-метасоматической минеральной ассоциацией находит подтверждение при изучении пространственно-генетических соотношений благородных металлов и минералов аргиллизитовой формации. При исследовании под электронным растровым микроскопом щебнистого материала кор выветривания обнаружена вкрапленность пылевидных и тонкодисперсных зерен высокопробного и среднепробного золота (см. рис. 4), самородной платины и палладия (см. рис. 8-10), приуроченных к тонким прожилкам. Последние содержат низкотемпературную ассоциацию минералов - карбонатов (анкерит, сидерит), хлорита (пеннин), смекгата ряда хлорит-монтмориллонит. Из рудных минералов в ассоциацию с благородными металлами входят пирит, марказит, халькопирит, киноварь, антимонит, самородная цинкистая медь, самородный свинец, самородное серебро.

Признаки наложения низкотемпературных гидротермально-метасоматических процессов отмечены и в породах мезозойского карста, в перемещенных корах выветривания и породах лангурской свиты (1„1п). Так, в 2010 г. в одном из карьеров по добыче россыпного золота был вскрыт разрез отложений лангурской свиты, залегающих на закарстованных известняках (0,.2). В контактовой зоне отмененный пород проявлены рудно-метасоматические изменения, имеющие зональное строение:

1. Зона слабоизмененных известняков. Отмечаются участки трещиноватое™ с метасоматической проработкой, содержащие евдерит (до 5 %), хлорит (до 5 %), смектит (до 5 %), пирит и марказит (до 5 %).

2. Зона брекчированных и трещиноватых известняков, сопровождаемых интенсивным окварцеванием (10-50 %), сидеритизацией (до 70 %). Отмечена тонкая вкрапленность сульфидов (пирит, халькопирит, марказит - в количестве 0,1-0,5 %). Мощность зоны 0,4-0,6 м.

3. Зона кварцитовидных метасоматитов (джаспероидов). Известняки полностью замещены халцедоновидным и тонкозернистым кварцем (в том числе «рисоввдным»), В шлихе из измельченной пробы отмеченной породы обнаружены зерна золота рудного облика. Содержание золота 0,5 г/т. Мощность зоны 0,4-0,5 м.

4. Породы лангурской свиты, испытавшие наложение золото-аргиллизитового процесса. Представлены галечно-глинистыми и песчано-глинистыми отложениями зеленого цвета. Количество глинистого материала (преимущественно монтмориллонита) достигает 70 %. Проявлена метасоматическая карбонатизация (сидерит) - до 50-60 %, сульфвдизация (пирит, марказит, халькопирит, галенит - в сумме до 2-3 %). В срастании с сидеритом отмечаются зерна рисовидного кварца. Гидротермально-метасоматическая природа сидерита также подтверждается наличием прожилковых текстур его выделений. Прожилки секут как цемент, так и «глинизированный» валунно-галечный материал. Содержания золота в бороздовых пробах по результатам атомно-абсорбционного и пробирного анализа колеблются от 0,8 до 6,31 г/т. Самородное золото исключительно рудного облика, относится к весьма мелкому, тонкому и пылевидному классу, часто находится в срастании с глинистыми минералами и сидеритом. Большей частью золото находится в связанном состоянии, так как шлиховой промывкой удается выделить только незначительную часть свободного металла, остальное его количество высвобождается при измельчении породы до < 0,1 мм. Мощность данной зоны по обнажению колеблется от 2-3 до 7-8 м.

5. Зона непродуктивных (на рудное золото) или слабопродуктивных пород лангурской свиты. Проявлена сульфвдизация (пирит, марказит - до 5 %).

Метасоматические зоны 2-4 полностью контролируются контактом закарстованных известняков и рыхлых мезозойских отложений. Из сказанного следует, что данная контактовая зона выступает в качестве важного рудоконтролирующего структурного элемента. Так как возраст лангурской свиты

определяется как средне-позднеюрский (12-з), то относительный возраст проявления рудоносных процессов аргиллизитовой формации можно предположить в интервале поздней юры-позднего мела (1з-К2).

Собранный фактический материал свидетельствует в пользу того, что мы имеем дело с проявлением благороднометалльной минерализации «нетрадиционного типа».

Сосредоточение наиболее высоких концентраций металла в верхних горизонтах изученного разреза можно объяснить тем, что породы мезозойского структурного этажа могли служить наиболее благоприятной средой для процессов рудоотложения. При восходящем движении низкотемпературных гидротерм наиболее благоприятным барьером для рудоотложения мог стать горизонт мезозойской коры выветривания и коррелятных им по возрасту осадочных образований. В подтверждение этому мы наблюдаем интенсивные метасоматические изменения пород, развитых в зоне стратиграфического несогласия девонских известняков с «перемещенными корами выветривания» и континентальными отложениями лангурской свиты, а также минералы той же ассоциации в золотоносных корах выветривания по вулканогенно-осадочным породам. Возможно, что решающим фактором процесса рудоотложения было смешение эндогенных флюидов с поверхностными водами, а также резко восстановительная способность унифицированного органического вещества, находящегося в горизонте пород лангурской свиты. При воздействии этих факторов происходило резкое изменение физико-химического состояния транспортирующих растворов, способствующее рудоотложению. Эта позиция объясняет отсутствие значимого оруденения в породах палеозойского фундамента на более глубоких горизонтах и сосредоточение основных выявленных рудных пересечений в верхней (мезозойской) части разреза. Рудообразование на фоне резкого сброса давления и температуры объясняет наличие в данных минерализованных зонах необычного по форме (палочковидные зерна, пористые скелетные кристаллы, дендритоиды) и составу золота.

С учетом опубликованных материалов и результатов выполненных исследований возможна следующая геолого-генетическая последовательность развития рудообразующих процессов в пределах Екатерининского РРУ:

I этап (Р^-Т)). Тектонические движения в пределах шовной зоны Серовско-Маукского разлома, сопровождаемые проявлениями магматизма, флюидной активности и гвдротермально-метасоматяческими изменениями пород (пропшгатизация, березитизацня-листвешпизация и отчасти аргиллизация ).

П этап (Тг^О- Импульсы тектонической активности, проявившиеся в неоднократной смене напряжений сжатия-растяжения и оказавшие влияние на последующую активизацию эндогенных рудообразующих процессов. Заложение мезозойской эрозионно-структурной депрессии. В периоды тектонической стабилизации - начало формирования химических кор выветривания.

Ш этап Тектоническая стабилизация; масштабное формирование

химических кор выветривания и зон глубокого карста; выравнивание рельефа. Кратковременные импульсы тектонической активности с образованием локровно-надвиговых структур. Гипергенное преобразование кварцево-жильных золотосодержащих тел, перемещение обломочного материала в базисные зоны с образованием россыпей. Поэднемезозойская активизация рудовмещающих структур, низкотемпературный метасоматоз аргиллизитовой формации с благороднометалльной минерализацией.

По результатам поисковых работ, проведенных в последнее десятилетие, отмеченные рудообразующие процессы установлены и в других районах Урала (Красноуральская, Северо-Красноуральская, Мраморская, Кедровская поисковые площади и др.), что свидетельствует о их достаточно широком распространении. На основе полученных результатов разработан прогнозно-поисковый комплекс, рекомендуемый при проведении работ на благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа.

К числу ведущих геологических факторов, контролирующих размещение оруденения гипогенно-гипергенного типа, следует отнести:

Эндогенные факторы: шовные зоны, отражающие участки сочленения блоков с разным типом строения земной коры; сдвиго-надвиго в ые дислокации разных порядков; зоны автономного проявления магматизма, параплелизуемого с мезозойской ТМА; участки пересечения разломов разной ориентировки, зоны повышенной трещиноватости; проявление полихронного метасоматизма (пропилитов, кварц-серицитовых пород, берез итов, джаспероидов, аргиллизитов и др.); комплексные геохимические ореолы (Аи, ЭПГ, А& Аз, БЬ, Н& Си, РЬ, 2п, Ва и др.).

Экзогенные факторы и поисковые признаки: мезозойские эрозионно-структурные депрессии; зоны древнего заполненного карста; присутствие в россыпях мелкого и тонкого металла, характеризуемого своеобразием состава (резкие колебания пробноста золота, присутствие в виде примесей повышенных концентраций Си, Нд, Р<3 и др.); появление в шлихах самородных металлов и интерметаллидов (самородной цинкистой и оловянистой меди, самородных 2п, РЬ, Бп и др.); наличие «свежего» пирита в корах выветривания.

Выявленное оруденение в пределах Екатерининского РРУ, а также ряда иных золотоносных площадей с нетрадиционным малоглубинным типом благороднометалльного оруденения, позволяет использовать широкий комплекс геолого-поисковых методов при прогнозировании, поисках и оценке перспективных объектов. В качестве ведущих методов предлагаются: геологические, геохимические, шлихоминералогические, геофизические, горно-буровые, опробовательские и аналитические работа, обеспечивающие выполнение задач по картированию продуктивных образований, локализации геологического прогноза, выявлению

поисковых признаков, вскрытию и пересечению минерализованных зон и рудных тел на глубине.

Заключение

1. На Северном Урале выявлено новое проявление благороднометалльной минерализации. Установлено, что золотое оруденение с содержаниями промышленного уровня присутствует в химических корах выветривания как остаточной природы, так и перемещенных, залегающих на карбонатном цоколе. В нижележащих породах палеозойского субстрата, несмотря на присутствие зон с низкотемпературной прожилково-метасоматической минерализацией, частота встречаемости рудоносных интервалов уже существенно реже, а содержание металла в них на порядок ниже.

2. Установлено, что самородное золото в выявленных минерализованных зонах представлено преимущественно пылевидными и тонкодисперсными классами. В меньшей степени присутствует самородное золото более крупных классов.

.3. На основании минералогических исследований золотоносных образований доказано, что продуктивная золоторудная минерализация пространственно и генетически связана с низкотемпературными процессами аргиллизитовой формации, проявленными как в породах палеозойского, так и мезозойского структурных этажей. Наиболее благоприятной средой для рудоотложения явился горизонт развития пород мезозойского возраста.

4. В разрезе отложений лангурской свиты (12.з 1п), ранее традиционно рассматривающейся в рамках только россыпной золотоносности, по данным пробирного анализа, обнаружены зоны с повышенными содержаниями мелкого гравитационно не извлекаемого золота рудного облика. Сказанное позволяет под другим углом рассматривать древние мезозойские россыпные объекты, разрабатываемые ныне традиционными гравитационными методами обогащения. При этом потери золота могут достигать 60 %. Ввиду того, что значимая часть металла на этих объектах может иметь гидротермально-метасоматическую природу и присутствовать в связанных тонких, пылевидных и тонкодисперсных формах, требуется внедрение более рациональных схем извлечения золота. Рассматривая эти объекты в ином ракурсе (как объекты полигенного генезиса), можно значительно увеличить эффективность их поиска, оценки и промышленного освоения.

5. Интерес к новым нетрадиционным типам золотого оруденения увеличивается и за счет того, что низкотемпературные гидротермальные образования могут являться платиноидносодержащими. В работе обосновано присутствие платиноидной минерализации в связи с проявлением низкотемпературных гидротермально-метасоматических процессов. Установлены минеральные фазы ЭПГ. Вопрос о промышленной значимости выявленной платиноидной минерализации пока остается открытым. Это должно быть доказано на основе практики поисковых и разведочных работ.

Список публикаций по теме диссертации

Статьи, опубликованные в ведущих рецензируемых научных журналах, входящих в Перечень ВАК:

1. Александров В.В. О проявлении золото-платиноидной минерализации нетрадиционного типа на Екатерининской площади (Северный Урал) Н Известия Сибирского отделения секции наук о Земле Российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. - Иркутск: Изд-во ИрГТУ, 2009.-№2(35).-С. 28-36.

Статьи, опубликованные в других изданиях:

2. Новый тип гипогенно-гипергенного золотого оруденения на Среднем Урале / О.Б. Азовскова, A.A. Малюгин, В.Н. Кузнецов, В.В. Александров. Особенности минералогии // Геология, генезис и вопросы освоения комплексных месторождений благородных металлов (Материалы Всеросс. симпозиума). -М., 2002. - С. 100-102.

3. Александров В.В., Лежепеков М.А. Стадийность процессов рудообразования в углеродсодержащих метавулканогенно-метатерригенных толщах Сурьинско-Промысловской минерагенической зоны // Известия УГГТА. Специальный выпуск. Материалы Уральской горнопромышленной декады. - Екатеринбург, 2005. - С. 72-73.

4. Углеродистый метасоматоз и золотое оруденение зоны мезо-кайнозойской активизации на Среднем Урале / О. Б. Азовскова, A.A. Малюгин, В.В. Александров,

B.Н. Кузнецов // Актуальные проблемы рудообразования и металлогении (Тезисы докладов Международного совещания). - Новосибирск, 2006. - С. 12-14.

5. Александров В.В. Золото-платиноидное оруденение в углеродсодержащих породах северной части Сурьинско-Промысловской минерагенической зоны (Северный Урал) // Металлогения древних и современных океанов (Материалы двенадцатой научной студенческой школы). - Миасс, 2006. — С. 192-195.

6. Тектоническое районирование и минерагения Урала / К.К. Золоев, Д. А. Додин, А.Ф. Коротеев, А.Ф. Морозов, Н.М. Чернышев, A.B. Сурганов, В.В. Александров [и др.].-М., 2006.-180 с.

7. Александров В.В., Костромин ДА. Платиноиды и сопутствующие им минеральные парагенезисы в верхних горизонтах рудоносных зон Екатерининской площади (Северный Урал) // Материалы Уральской горнопромышленной декады, УГГУ. - Екатеринбург, 2007. - С. 46-47.

8. Александров В.В. Проявления платиноидной минерализации на Кедровском участке Сурьинско-Промысловской минерагенической зоны (Средний Урал) // Материалы Уральской горнопромышленной декады, УГГУ. - Екатеринбург, 2008. -

C. 27-28.

9. Первые находки карбидов хрома в зоне Серовско-Маукского глубинного разлома (Северо-Красноуральская площадь), связь с золото-платиноидной минерализацией / О.Б. Азовскова, В.В. Александров, A.A. Некрасова, С.Г. Суставов //

Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского: сб. науч. ст. - Пермь: Перм. ун-т, 2009. - Вып. 12. - С. 30-38.

10. Александров В.В., Баранников А.Г. Геологические факторы и поисковые признаки локализации благороднометалльного оруденения гипогенно-гипергенного типа в активизированных структурах Северного и Среднего Урала // Материалы Уральской горнопромышленной декады, УГГУ. - Екатеринбург, 2009. - С. 23-25.

11. Александров В.В. Золотоносные платиноидносодержащие аргиллизиты Екатерининского рудно-россыпного узла (Северный Урал) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского: сб. науч. ст. -Пермь: Перм. ун-т, 2009. -Вып. 13. -С. 210-217.

12. Александров В.В., Баранников А.Г. Золото-платиновдное оруденение в корах выветривания Екатерининского рудно-россыпного узла (Северный Урал) // Материалы Всероссийской конференции «Самородное золото», к 100-летию Н.В. Петровской, т. П. -М., 2010. - C.17-I9.

13. Александров В.В. Золотое оруденение в зоне мезозойского карста Екатерининского рудно-россыпного узла (Северный Урал) // Проблемы минералогии, петрографии и металлогении. Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского: сб. науч. ст. - Пермь: Перм. ун-т, 2011. - Вып. 14. - С. 158-165.

14. Некоторые особенности низкотемпературных рудно-метасоматических процессов в зоне Серовско-Маукского разлома (Айвинско-Емехский блок) / О.Б. Азовскова, В.В. Александров, О.Л. Галахова, Т.Я. Гуляева, О.В. Корякова, A.A. Некрасова, В.Г. Петрищева И Вестник Уральского отделения РМО. - №7. -Екатеринбург, 2010. - С. 5-10.

Подписано в печать 2G.iz.20H г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная.

Печать на ризографе. Печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ № 54 Отпечатано с оригинал-макета в лаборатории множительной техники издательства УГГУ 620144 г. Екатеринбург, ул. Куйбышева, 30. Уральский государственный горный университет

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Александров, Владислав Владимирович, Екатеринбург

61 12-4/64

ФГБОУ ВПО УРАЛЬСКИИ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правс^ рукописи- ''х7 / с/

Александров Владислав Владимирович

Благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа Екатерининского рудно-россыпного узла (Северный Урал)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук по специальности 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения»

Научный руководитель -доктор г.-м.н., профессор А.Г. Баранников

Екатеринбург 2011

Оглавление

Стр.

Введение..................................................................................... 3

Глава 1. Нетрадиционное золоторудное и золото-платиноидное оруденение, связанное с рудоносными метасоматитами аргиллизитовой формации и химическими корами выветривания Урала..................................................... 11

Глава 2. Общие сведения об объекте исследований....................................................18

2.1 Изученность металлоносности Екатерининского рудно-россыпного узла......................................................................................................................18

2.2 Основные черты геологического строения площади............................22

Глава 3. Благороднометалльная минерализация Екатерининского рудно-

россыпного узла............................................................ 34

3.1 Позиция оруденения в разрезе рудовмещающих пород............ 34

3.2 Платиноидная минерализация в пределах золоторудных зон..... 46

3.3 Характеристика самородного золота и минералов элементов платиновой группы......................................................... 50

3.4 Гидротермально-метасоматические процессы, сопутствующие оруденению.................................................................. 80

3.5 Геолого-генетическая схема формирования оруденения связанного с метасоматитами аргиллизитовой формации........ 114

Глава 4. Проявления нетрадиционного благороднометального оруденения в ряде других районов Среднего и Северного Урала......................122

Глава 5. Рекомендуемый прогнозно-поисковый комплекс..............................134

Заключение................................................................................................................................................................143

Список литературы............................................................................................................................................145

Введение

Актуальность работы. Фонд традиционных для Урала месторождений золото-кварцевой, золото-сульфидно-кварцевой формаций жильного типа на сегодняшний день близок к исчерпанию. За длительный период промышленного освоения (более 265 лет) большая часть этих объектов уже отработана или законсервирована из-за нерентабельности отработки глубоких горизонтов. Создавшаяся ситуация остро обозначила проблему переоценки перспектив золотоносности уже известных рудно-россыпных районов и узлов с ориентацией поисковых и оценочных работ на новые и нетрадиционные типы золотого оруденения. За основу при этом должны быть взяты современные металлогенические концепции, предложены новые по своему содержанию прогнозно-поисковые модели объектов прогноза, раскрывающие направленность развития процессов рудогенеза не только на коллизионном, но и на постколлизионном этапах развития Уральского складчатого пояса.

К числу перспективных объектов на нетрадиционное благороднометалльное оруденение следует отнести и Екатерининский рудно-россыпной узел, являющийся одним из центров россыпной золотодобычи на Северном Урале. Золото-кварцевые жильные объекты здесь установлены лишь в ограниченных пунктах. Большая часть коренных источников отмеченного типа к настоящему времени уже эродирована, а высвободившееся при этом золото оказалось перемещенным в систему россыпевмещающих палеодолин.

Поисковыми работами последних лет (Зубарев К.А. и др., 2006) в пределах Екатерининской площади установлена золотоносность химических кор выветривания. Этот тип рудоносных образований изучен на Северном Урале крайне слабо. Исследованиями автора обосновывается нетрадиционный характер развитой в зоне мезозойского элювия благороднометалльной минерализации. При этом установленная рудоносность отмечена в основном не в связи с процессами остаточного накопления металла в глинистом элювии, а благодаря близким по времени проявления низкотемпературным процессам аргиллизации. Сочетание этих процессов привело к формированию сложных по

составу и строению гетерогенных минералого-геохимических полей. Их расшифровка на основе традиционных методик оценки рудоносных кор выветривания далеко не всегда дает удовлетворительные результаты и не позволяет обосновывать аргументированный прогноз.

Пространственная и временная сопряженность в пределах рудоносных зон гипогенных и гипергенных рудообразующих процессов с образованием своеобразных по своему строению объектов свойственна и ряду других рудно-россыпных районов и узлов Урала. Накопленные автором материалы свидетельствуют не о каких-то локальных пунктах проявления характеризуемой полигенной минерализации, но об её достаточно широком распространении в регионе. Предлагаемые в работе модели развития рудогенных процессов следует учитывать не только при опоисковании новых площадей, но и при переоценке перспектив золотоносности уже известных рудно-россыпных районов и узлов.

Цель работы и задачи исследования. Цель исследования - определение геологической позиции выявленных рудоносных зон; изучение вещественного состава минерализованных пород и типоморфных особенностей благороднометалльной минерализации (золота, платиноидов); обоснование рудно-метасоматической зональности в блоках минерализованных пород; разработка геолого-генетической схемы формирования оруденения и рекомендуемого прогнозно-поискового комплекса.

Для достижения сформулированной цели пришлось решать следующие задачи: изучить форму и условия залегания выделенных по результатам опробования рудоносных тел (залежей); описать проявленную в их пределах рудно-метасоматическую зональность; охарактеризовать вещественный состав минерализованных пород на макро- и микроуровнях изучения; исследовать типоморфные особенности самородного золота и минералов элементов платиновой группы; выявить пространственно-генетические взаимоотношения минералов продуктивных рудных ассоциаций аргиллизитовой формации и

совокупности минералов, свойственных химическим корам выветривания и коррелятным им по возрасту мезозойским образованиям.

Научные результаты и новизна

1. На основе обобщения материалов поисковых работ и выполненных автором геологических наблюдений (маршруты, документация и опробование керна скважин, забоев и плотика действующих золотодобывающих разрезов, а также отвалов старых выработок) впервые на Екатерининской площади в объеме пород формации мезозойской коры выветривания установлена благороднометалльная минерализация нетрадиционного типа.

2. Впервые обнаружены и охарактеризованы ранее неизвестные новые формы нахождения благороднометалльной минерализации, изучены сопутствующие им парагенезисы минералов.

3. Установлена пространственно-генетическая связь наложенной на мезозойские образования рудной минерализации в парагенезисе с низкотемпературными метасоматитами аргиллизитовой формации. По времени проявления выявленные продукты метасоматоза близки к эпохе формирования химических кор выветривания (32- К2, возможно и более ранней). Совместно проявленные гипогенные и гипергенные рудообразующие процессы привели к формированию сложных по строению гетерогенных минералого-геохимических полей, что необходимо учитывать при проведении поисковых работ и интерпретации результатов разведки выявленных благороднометалльных объектов.

4. Предложена геолого-генетическая схема формирования оруденения, характеризующая направленность рудообразующих процессов в активизированных структурах изученного рудно-россыпного узла на постколлизионном этапе его развития. На ее основе разработан прогнозно-поисковый комплекс для благороднометалльного оруденения нетрадиционного типа.

Апробация работы. Результаты исследований доложены и обсуждены на научных конференциях. В их числе: Уральская горнопромышленная декада

(Екатеринбург, 2005, 2007, 2008, 2009); XII научная студенческая школа «Металлогения древних и современных океанов» (Миасс, 2006); «Научные чтения памяти П.Н. Чирвинского» (Пермь, 2009, 2010, 2011). По теме диссертации опубликовано 14 работ (в том числе одна в рецензируемом журнале).

Фактический материал, методы исследования. Диссертация подготовлена в рамках обучения в заочной аспирантуре на кафедре геологии, поисков и разведки МПИ Уральского государственного горного университета. В основу ее положен материал, собранный автором в период работы с 2001 г. по настоящее время в составе Уральской геолого-поисковой партии Уральской геолого-съемочной экспедиции (ОАО УГСЭ). Широко использованы фондовые и архивные источники, результаты оперативного и эксплуатационного опробования действующих золотодобывающих разрезов.

Для решения сформулированных задач использован комплекс методов исследований, включающий: просмотр (документация) керна скважин с отбором образцов и проб; исследование, описание и опробование карьеров и канав; изготовление протолочек из минерализованных пород (10 протолочек); промывку шлиховых проб и протолочек (около 100 проб); выделение из шлихов самородного золота и его описание (50 проб); изготовление искусственных аншлифов из тяжелой фракции шлиховых проб и протолочек (более 50 шт); изготовление монтированных аншлифов с зернами золота, платиноидов и других минералов (9 аншлифов); описание аншлифов (более 100); описание шлифов (более 30); описание искусственных аншлифов (более 50).

Выполнены следующие лабораторные методы:

1. Аналитические определения содержания золота и платиноидов в породах (49 анализов), выполненные в лаборатории Института геологии и геохимии УрО РАН (химико-спектральный анализ с определением Р1;, Рё, КЬ, Ид, Ьг, Аи), лаборатории производственной группы «Цветметтехнология» (атомно-абсорбционный анализ на Р1;, Рс1 и Аи).

2. Изучение состава самородного золота, платиноидов и других минералов в лаборатории Института геологии и геохимии УрО РАН на волновом микрозондовом анализаторе SX-100 (аналитики Е.С, Шагалов, В. В. Хиллер, В.Г. Гмыра), в лаборатории Пермского государственного университета на растровом электронном микроскопе JSM 6390 LV с энергодисперсионным спектрометром (аналитик К. П. Казымов).

3. Поиск микрочастиц благородных металлов в аншлифах с определением их состава в лаборатории завода ОЦМ на растровом электронном микроскопе PHILIPS-XL30 (аналитик В.П. Черемных).

4. Диагностика основных породообразующих минералов в корах выветривания с использованием методов рентгеноструктурного и термического анализов (лаборатория Института геологии и геохимии УрО РАН, лаборатория УГГУ).

Также использованы результаты лабораторных исследований, выполненных в ОАО УГСЭ (материалы Екатерининской и Уральской геологопоисковых партий): аналитические данные по содержанию в породах золота (пробирный, атомно-абсорбционный анализ), платиноидов (метод ICP-MS); данные спектрального анализа; описания шлифов (выполненные Д.А. Костроминым и O.A. Азовсковой); морфометрическое описание самородного золота (выполненное М.А. Лежепековым).

В конечном счете в диссертации использованы результаты более 1000 пробирных и атомно-абсорбпионных анализов на золото, 60 анализов на элементы платиновой группы, около 200 микрозондовых рентгеноспектральных анализов, 30 рентгеноструктурных и термических анализов, более 100 описаний шлифов и около 150 описаний аншлифов.

Практическое значение работы. Исследования по изучению золотого оруденения нетрадиционного типа в зоне развития пород мезозойского элювия позволяют по-новому оценивать перспективы рудоносности не только по Екатерининской площади, но и распространять установленные закономерности на другие рудно-россыпные районы и узлы Уральского региона. Новый взгляд

на формирование характеризуемых золотоносных образований (так называемая «гипогенно-гипергенная модель») позволяет по-новому обосновывать прогноз, поиски и оценку подобных объектов. Золотоносность кор выветривания может быть обусловлена не только накоплением самородного металла по схеме его остаточного накопления в пределах развития пород с уже известным золотоносным субстратом, но и на основе иной геолого-генетической модели, а именно: в зонах активизированных в мезозое сдвиго-надвиговых дислокаций; на участках пересечения разломов разной ориентировки и времени заложения; в зонах автономного проявления «молодого» (Р23 - УЩ магматизма и т.д. Интерес к изучению и геолого-промышленной оценке характеризуемого золотого оруденения возрастает также в связи с тем, что продукты низкотемпературного метасоматоза могут являться платиноидносодержащими.

Личный вклад соискателя: постановка цели и задач исследования; разработка методики исследования; проведение геологической документации; отбор образцов и проб минерализованных пород, их обработка; проведение лабораторных исследований; интерпретация полученных результатов; формулировка основных выводов работы.

Защищаемые положения:

1. Выявленные в пределах Екатерининского рудно-россыпного узла проявления золотого оруденения представлены наклонно и крутозалегающими минерализованными зонами в остаточных корах выветривания, развитыми по вулканогенно-осадочным породам, и пластообразными метасоматическими залежами в отложениях мезозойского карста. Породы рудоносных зон являются платиноидносодержащими.

2. Типоморфными признаками выявленной благороднометалльной минерализации являются:

самородное золото - выделения весьма мелкого, тонкого и пылевидного классов размерности; наличие идиоморфных и

гелш иди аморфных разновидностей; средняя и высокая пробность; элементы примеси -Ag, Hg, Си, Pb, Sn, Sb, Fe, ЭПГ;

платиноиды - пылевидный и тонкодисперсный класс размерности; изометричная и уплощенно-вытянутая форма выделений; неустойчивый фазовый состав (существенно платиновый, медно-платиновьш, палладиевый); элементы примеси - Fe, Pd, Си, As, Pb.

3. Рудоносность выявленных минерализованных зон связана с наложением низкотемпературного гидротермально-метасоматического процесса аргиллизации, проявившего себя в мезозое и сопряженного с химическим выветриванием. Установленные закономерности характеризуют новый для региона нетрадиционный гипогенно-гипергенный тип благороднометалльного оруденения.

Объем и структура работы. Работа состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы. Объем работы 155 страниц текста, 50 рисунков, 14 таблиц. Список литературы включает 85 наименований. В первой главе сделан краткий обзор известных в мире объектов с нетрадиционным платиноидным и золото-платиноидным оруденением. Рассмотрен фактический материал, характеризующий своеобразие мезозойского тектоно-магматического этапа развития Урала и связанного с ним нетрадиционного благороднометалльного оруденения. Во второй главе приведены сведения, характеризующие изученность эндогенной и гипергенной золотоносности, а также основные черты геологического строения Екатерининского рудно-россыпного узла. В третьей главе дана характеристика благороднометалльной минерализации: геолого-структурная позиция, условия залегания и морфологические особенности выявленных минерализованных зон; типоморфные особенности самородного золота и минералов ЭПГ; характеристика сопутствующих оруденению гидротермально-метасоматических процессов; предложена геолого-генетическая схема формирования оруденения. В четвертой главе приведены сведения о проявлениях рудоносных метасоматитов аргиллизитовой формации в других

районах Урала. В пятой главе на основе полученных результатов разработан прогнозно-поисковый комплекс, рекомендуемый при проведении работ на благороднометалльное оруденение нетрадиционного типа.

Благодарности. Работа выполнена в рамках заочной аспирантуры без отрыва от производства под научным руководством д.г.-м.н., профессора А.Г. Баранникова, которому автор глубоко признателен за постоянную поддержку, помощь при обсуждении материалов, критические замечания и советы. Также автор признателен за содействие и научные консультации чл.-корр. РАНК.К. Золоеву. В основе диссертации лежат результаты обширного производственного фактического материала, полученного в ходе проведения поисковых работ по площадям Среднего и Северного Урала. Автор благодарит сотрудников Екатерининской ГШ ОАО УГСЭ К.А. Зубарева, Д.А. Костромина, М.А. Лежепекова за предоставленный материал, содействие в работе, обсуждение полученных данных, ценные замечания и рекомендации. Кроме этого, автор выражает свою благодарность коллегам по Уральской ГПП П.А. Матвейчуку, О.Б. Азовсковой и В.Н. Куз