Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Формирование гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния золота в условиях Среднего и Нижнего Поволжья

ВАК РФ 04.00.06, Гидрогеология

Автореферат диссертации по теме "Формирование гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния золота в условиях Среднего и Нижнего Поволжья"

Чь СД

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РОССИЙСКОЙ ®ДЕРАЦИЙ I 2 Д1:Н по ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ .

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГОРНЫЙ ИНСТИТУТ ИМЕНИ Т.В.ПЛЕХАНОВА (ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ)

На правах такопаси

АБРАМОВ Владимир Юрьевич

ФОРМИРОВАНИЕ ГИДРОГЕОХИ«ЕСКИХ ОРЕОЛОВ И ПОТОКОВ РАССЕЯНИЯ ЗОЛОТА В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО И НИЖНЕГО ПРИАМУРЬЯ

Специальность: 04.00.06 - Гидрогеология

А в т с с е | е с а т

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

С.-Петербург 1994

Работа выполнена на кафедре гидрогеологии С.-Петербургского горного института.

Научный руководитель: чл.-корр. РАЕН, профессор

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор

кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Кирюхин Б.А.

Басков Евгений Алексеевич

Крицук Ирина Нестеровна

Ведущая организация: Дальневосточным геологический комитет, НТЦ "Дальгеоцзнтр"

Защита состоится "¿1 " ^^Ьшъ^ т. в час. на заседании сяевдали.зированного'совета Д.063.15.07 в С.-Петербургском Государственном институте имени Г.В. Плеханова по адресу 194026, С.-Петербург, В.0.21 линия, д. 2, ауд. 1160.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СПбГГИ.

Автореферат разослан

Ученый секретарь, доцент, к.г.-м.н.

А.В.Кузьмин

ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТЖ А РАБОТЫ

Актуальность п/ооблемн. Развитш минерально-сырьевой базу олотодобывающэн промышленности сташт nep-зд гаологоразведоч-ой службой России задачи поисков и освоения новых мосторо-цений золота. Актуальность темы исследований определяется эобходимостью на стирания сырьевой базы на золото, выявлана-м перспективных для его добычи площадей, проведением в свя-и с этим поисково-разведочных работ, оценки и переоценки стд-ых полей, решением различных теоретических и методических за-ач поисков, оценки и прогноза золотоносности территорий. Эти адачи успешно решаются геохимическими методами поисков, сре-а которых гидрогеохимический имеет свои специфические возмое-ости и особенности.

Гидрогеохимические поиски золоторудных месторождений име-т давнюю историю, привлекали внимание нескольких поколений ¡¡следователей и дали-плодотворные результаты. Сшди работ, эторыв определили создание теоретической и методической ба-а гиднога о химича ски х поисков золота, позволили успешно внед-ать в практик? его поисковых работ, следует отметить иссла-эвания Г.И.Кропачева (1935), П.А.Удодова (1962), А.В.Разина И.С.Рожкова (1963), В.П.Боровицкого и В.Н.Шемякина (1965), .И.Перельмана (1966), Г.А.Голевой (1968), В.А.Воротникова, .М.Николаева, А.ВЛироякова (1973), Ф.П.Кренделава, Ю.Ф.По-ребвяка, В.В.Толочко (1980), И.С.Ломоносова и др. (1985, 386), Э.П. Го левой (1985), В.ИДестакова (1983), А.МЛлюсни-3 (1987), В.А.кирюхинэ (1987, 1989), W.E.Baber (1987), .W.Hamilton (1983), M.Benedetti (1990) а др.

Успешное развитию и внедрению гидрогеохимических поис-эв на золото способствовали значительные достижения в обла-ги поисковой гидрогеохимии вообп$. В связи с этим важное зачение имели работы М.Е.Альтовского, А.М.0вчинни1сова, A.A. оодского, Е.Е.Беляковой, С.Р.Крайнова, С.Л.Шварцева, В.М. зеца и др.

Положительные результаты в постановка и проведении гид-

рогеохимических поисков золота вполне очевидны. Обоснованы и показаны возможности этого метода поисков; его применение позволило выявить новые рудопроявления или подтвердить известные, разработать методику поисков золоторудных месторовдений разного типа, расположенных в различных ландшафтно-климатическах, геолого-структурных и гидрогеологических условиях.

Господствующая посла работ Ю.А.Билибина и его последователей точка зрения о главной роли механического переноса золота при образовании золотоносных даосыпай и практическом отсутствии гидрогенной составляющей при их формировании требует дальнейшего развития. Это позволяет сделать новый фактический материал, полученный в последнее время, в том числе и нами.

Важную помощь в оценке роли гидрогенной составляющей образования россыпей золота монет оказать изучение форм его миграции, условий его растворения и осаждения, а такке применение высокочувствительных методов анализа золота в воде.

Автор имел .уникальную возможность обобщить весьма представительные материалы нейтвонао-активационного анализа природных вод золоторудных месторождений Среднего и Нижнего Приамурья, позволяющего: I) на фоновом уровне (0,001-0,005 шс/л! рассмотреть особенности водной миграции золота, 2) изучить корреляционную связь поведения золота в воде с платиноидами, редкоземельными элементами и другими.

Основными задачами исследований являлись:

- определение гидрогеохимического фона золота для различных типов месторождений, находящихся в различных ландшафтных условиях Среднего и Никнаго Приамурья;

- развитие теории водной миграции золота в зоне гипергеназа в системе коренная порода (руда) —>подземные воды —=?-поверхностные вода —>- золотоносная россыпь;

- разработка новых методик концентрирования золота из природных вод и выполнение поисковых работ.

Научная новизна работы.

I. Впервые обобщен большой фактический материал по дан-

iM нейтронно-активационного анализа, который позволил изу-1ть распределения золота в природных водах с учетом уста-тления фоновых его концентраций.

2. Показана возможность проведения гидрогеохимических ¡исков с использованием прямого показателя (присутствие в >дах золота) на убогосульфидных месторождениях золота.

3. Установлены формы миграции золота в приводных водах ¡еднего и Нижнего Приамурья.

4. Показана важная роль водного выноса золота из корэн-IX пород для образования его вторичных литохимических поясов и россыпей.

5. Проведено ландтафтно-гидрогеохимическое районирование рритории Среднего и Нижнего Приамурья.

6. Расширен круг косвенных поисковых показателей на зо-iToe о рудо не низ. В него включены платина, лантан,. самарий, рий, гафний, тантал, европий и др.

Достоверность научных положений и выводов, сформулирован-х в работа, обуславливаются большим объемом фактического :Т9риала, который включает: 1700 нейтронно-активационных ализов, 1800 анализов макрокомпонентного состава природных

д, 150 специализированных анализов природных вод, 1500 спе-'ральных анализов, полевые и лабораторные эксперименты, вы-лненные на 12 золоторудно-россыпных полях Среднего и Ник-го Приамурья (местовождения и рудопроявлания: Многовершн-

е, Покровское, Унгличикан, Маломыр, Среднее Ингагли, Ков-35ка, Пионер, Гарь-2, Озмку-Джегдагский рудно-россыпной уэзл, лоторудная россыпь Зимовье, Кондерский ультраосновной мас-в).

Для решения поставленных задач использовались следующие тоды исследований:

1. Проведение гидрогеохимической съемки в пределах перееденных выше 12 золоторудно-россыпных полей.

2. Выполнение режимных наблюдений за формированием гидро-охимических ореолов и потоков рассеяния золота.

3. Выполнение химических анализов.

4. Проведение экспериментальных работ.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Модель химического перераспределения золота в цепи: копанная поаода (руда) — подземные воды — поверхностные воды — золотоносная россыпь.

2. Важность учета гидроганной составляющая золота в аллювиальных россыпях, которая зависит от физико-химических Ус лошй миграции золота в бассейна водосбора.

3. Методика оценки перспективности речных долин на обнаружение золотоносных аллювиальных россыпей.

Практичаакая значимост ь работы заключается в оценке по гидрогеохимическим данным перспективности флангов всех выше перечисленных месторождений на обнаружение новых рудных тел, разбраковке речных долин, по данным гидрогаохимического опрс бования, на предмет их перспективности на обнаружение золоте носных россыпей.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докле дывались на научно-практической конференции "Пути повышения эффективности и качества гидрогеологических и инженерно-геологических исследований на территории Хабаровского края и Амурской области" в г. Хабаровске в 1987 году, на Всесоюзно* конференции по подземным водам Сибири и Дальнего Востока в 1991 г. в г. Томске, на Всероссийской конференции по лодзш-ным водам Сибири и Дальнего Востока в 1993 г. в г. Томске, на 204-й ежегодной конференции американского химического общества в 1992 г. в г. Вашингтоне, на расширенном заседании Научного совета по криологии Земли АН СССР в 1988 г., на научных семинарах кафедры гидрогеологии СПбГГИ в 1987-93 гг.

Основные положения диссертации отражены в опубликованные 22 работах.

Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю доктору геолого-минералогических наук, профессору В.А.Кивюхину за постоянную помощь на всем протяжении подготовки диссертационной работы. Автор искренне благодарив за ценные советы и содействие в подготовке работы В.Н.Шемякина, Н.В.Никитину, С.М.Сударикова, Н.В.Старовойтову, а так-

же А,А .Потапова, ИЛ.Хархордина, Н.В.Безрукову, принимавших участие в проведении полевых работ, обсуждении полученных материалов, Мартынову Е.В., ПивнюП.И., Гофану Г.И. за высококлассное проведение нейтронно-активационного анализа гидрогеохимических проб.

Работа проводилась в тесном контакте и деловом сотрудничестве с геологами ПРО "Дальгеология" и "Тае»геология". В связи с этим автор особенно признателен за помощь, содействие и добрые советы В.Б.Трояну, Л.О.Сахьянову, В.В.Кулакову, В.В.Кочеткову, Н.Г.Власову, |А.В.Ло;кникову,| Б.Г.Воронову, Б.И.Перминову, В.Н.Гагаеву.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе дается анализ основных факторов формирования подземных вод Среднего и Нижнего Приамурья. Среди факторов, оказывающих влияние на подземные воды, рассмотрены физико-геогра<|ичвские (рельеф, климат, главные реки и озера, распространение многолетнемерзлых пород), геологические (основные черты геологического строения описываемой территории и закономерности размещения золоторудных месторождений, тектоника и история геологического развития), гидрогеологические.

Описываемая территория представляет собой преимущественно горную систему. Равнинные пространства, в ее пределах занимают около 30 % площади и приурочены главным образом к долинам таких крупных рек, как Амур, Зея, Бурея, Уссури, Тумнин, Сз-лемдяа. Климат на территории Приамурья муссонный, континентальный и умеренно континентальный.

В Приамурье многолвтнамерздда породы имеют широкое распространение, занимая болев 50$ описываемой территории,встречаясь в различных го геоморфологическому и геолого-структурному строению районах.

Территория Приамурья входит в состав внешней зоны Тихоокеанского подвижного пояса и имеет крайне неоднородное геологическое строение. На севере описываемый район ограничен протерозойскими складчатыми соорувениямд зоны Становика-Джуг-

джура, представляющей собой юго-восточное обрамленде Сибирской платформы. Южной границей лротесозоад хребтов Станового и Даугдкура является серия крупных разрывов, образующих региональную зону, южнее которой располагаются Удский мезозойский прогиб и Верхне-Зейская мезо-кайнозойская впадина, относящиеся уае к Монголо-Охотской складчатой области.

В восточной части описываемой территории граница между Монголо-Охотской складчатой областью и протерозоидами Стано-бого хребта проходит по Тукурингрскому разлому. Важное место в составе Монголо-Охотской складчатой области занимает полоса неравномерно метаморфазованных песчано-сланцевых и зеле-нокамеиных.пород, к которой приурочены многие из известных месторождений золота.

Восточную часть территории Приамурья занимает Сихотэ-Алиньская складчатая область. В составе Сихотэ-Алиньской складчатой области выделяется ряд антиклинориев, в ядрах которых обяанены палеозойские терригенные и вулканогенно-крем-нистые отложения, и синклщориев, выполненных флишоидными осадками мезозойского возраста.

В металлогеническом отношении Дальний Восток это страна олова и золота. Золото имеет особенно широкое распространение. В пределах описываемой территории Г.П.Воларович выделил следующие золотоносные области: область древних поднятии Станового хребта, подвижная зона Тукурингра, Верхне-Амурский синклинальный прогиб, Удский синклинальный прогиб, восточные краевые соорух(ения Бураинской глыбы, складчатые структуры Сихотэ-Алиня, Нижне-Амурский синклинальный прогиб, Прибрежный Приморский вулканический пояс, Буреинская глыба.

Широкое распространение проявлений золота и многофаз-ность их образования при сложном геологическом строении и различной геоморфологии обусловили большое разнообразие типов месторождений золота на Дальнем Востоке. Здесь встречаются все три основных группы месторождений золота: эндогенные (рудные), экзогенные (россыпные), метаморфогенные. Особое значение в формировании эндогенных месторождений золота имеют мезозойские золотоносные эпохи, когда золотое орудене-

низ проявилось на весьма обширной территории.

Во второй главе рассмотрены лабораторные экспериментальные исследования, основная цель которых: I) определение закономерностей миграции золото в водах ораолов и потоков рассеяния или определение соотношения основных форм водной миграции золота (коллоидной, ионно-молекулярной, взвешенной) в ореоль-ных водах; 2) разработка методики концентрирования золота из природных вод, учитывающей все многообразие его основных форм миграции на активированных углях, обработанных органическими лигандами.

Всего было выполнено 6 экспериментальных работ. Основные выводы: I. В подземных водах золото в основном мигрирует в ионно-молекулярной форме. При разгрузке ореольных вод в поверхностные водотоки происходит преобразование форм миграции золота по схеме: ионно-молекулярная форма —*• коллоидная форма —> взвешенная форма. На расстоянии 300-500 метров от источника подземных вод, ениз по потоку, золото мигрирует в основном во взвешенной форме. 90 % от выносимого подземными водами золота осаждается в пределах потока рассеяния.

2. Традиционная методика (Миллер А.Д., 1961) концентрирования золота из растворов обеспечивает на полную сорбцию

из раствора некоторых ионных форм золота; она не позволила количественно выделить золото из пробы ореольных трещинно-грун-товых вод. Максимальная концентрация золота определена на 7-е сутки (седьмое концентрирование) и в 20 раз превышает полученную при первом концентрировании. Такой результат может быть объяснен тем, что в трещинно-грунтовых ореольных водах преобладающей формой миграции золота является ионная.

3. Полученные результаты подтвердили целесообразность применения органических лигандов, в частности, пава-диметил-ами-нобензилиденроданина, для модификации методики концентрирования золота на активированном угле.

Методика 4, рекомендуемая автором для проведения гидрогеохимической съемки, позволяет по сравнению с традиционной методикой более полно концентрировать золото, находящееся в водах в виде комплексных ионов на активированном угле, за счет образования нерастворимого в воде комплексного соединения золота с пара-диметил-аминобензилиденроданином. Методика эксперимента: I) в пробу воды объемом I литр вводят 2 мл насыщенного раствора пара-диметил-аминобензилиденроданина в этиловом спирте при интенсивном перемешивании; 2) мерником вводят 500 мг активированного угля "карболен".растертого до состояния пудры; 3) пробу триеды с интервалом 30 мин,, перемешивают а оставляют на сутки; 4) на следующий день прозрачный раствор отделяют фильтрацией через фильтр "синяя лента".Уголь на фильтре высушивают на воздухе, переносят в агатовую ступку, растирают и помещают в пакетик из кальки для дальнейшего анализа.

Таблица I

Соотношение основных форм миграции золота в поверхностных водах месторождения Многовершинный*

ЯМ пп Название водотока Валовое содержание , мкг/л Взвешенная форма, мкг/л Коллоидная форма, мкг/л Истинно-растворенная форма, мкг/л

I Руч.Медве- 0,162 0,016(9.9) 0,041(25.3) 0,105(64.8)

2 жий (вниз 0,036 0,024(66.63 0,007(19.4) 0,005(14)

3 по потоку 0,044 0,032(7273; 0,006(13.6) 0,006(13.6)

4 от аномаль- 0,010 0,003(30) 0,005(40.0) 0,002(20.0)

5 ного учас- 0,014 0,011(78.6! 0,003(21.4) -

тка)

6 Руч.Южный 0,177 0,067(37.9; 0,008(4.5) 0,102(57.6)

7 (вниз по 0,103 0,068(66.0) 0,017(16.5) 0,018(17.6)

8 потоку от 0,025 0,021(84.0) 0,003(12.0) 0,001(4.0)

аномально-

го источ-

ника)

ж) В скобках - %% содержания данной формы от валового сод-ния.

В третьей главе рассмотрено ландшафтно-гидрогеохимическое районирование Среднего и Нижнего Приамурья. По условиям формирования гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния рудных месторождений на юге Дальнего Востока выделяются области, характеризующиеся развитием многолетнемерзлых пород, либо их отсутствием. Каждая из этих областей по характеру рельефа расчленяется на районы со средне горным и равнинным ральефом. Выделенные районы отличаются условиями ведения гидрогеохимических поисков рудных месторождений, что должно находить отражение и в методике их поисков. Характеристика каждого из выделенных районов представлена в-таблице 2, где сделана попытка учесть тесную взаимосвязь большинства факторов формирования химического состава подземных вод. Применительно к Приамурью такими факторами являются мерзлотные условия и рельеф. Наличие многолетней мерзлоты долинного типа и равнинный рельеф, характерные для ландшафтов Гонягинского и Мамынсдого гидрогеологических массивов, обуславливают широкое развитие на этих территориях болотных отложений и, как следствие, специфические условия миграции многих микрокомпонентов и гидрогеохимический ражим, обусловленным в значительной степени процессами промерзания - оттаивания деятельного слоя.

Среднеговные мерзлотные ландшафта широко распространены в пределах северной части Монголо-Охотской складчатой области и зоны Становика-Джугджура. В таких условиях расположена значительная часть месторождений золота юга Дальнего Востока. Третий ландшафтный тип, в пределах которого проводилось изучение формирования ореолов и потоков рассеяния золотого оруде-нения, - средяегорные с отсутствием многолетней мерзлоты ландшафты - характерен для Сихотэ-Алиня и Нижнего Приамурья.

В работе каждый из выделенных типов ландшафта рассмотрен с двух позиций: I) гидродинамические особенности формирования подземного стока; 2) гидрохимические особенности формирования ореольных вод золоторудных месторождений. В этой главе также рассмотрены методические рекомендации по особенностям ведения гидрогеохимической съемки, в частности, показана целесообраз-

Я !

в ■

lb

C^i if

-'чШ

r.-;- rjs '

ill

Miii'H 0ЕШИ

• ■ tti

. -. с m ■

Ш\

■■J :

Ц >

' Г ^ .-i ? ■ 1

4.

L'-'y;, I-.:?'.

!'i >! I ■ -! s

fir I

ость комплексасования гидрогеохимической съемки с биогеохи-яческям опробованием почв (торфа) для равнинных районов с азвитием многолетней мерзлоты долинного типа, Методика защи-ена авторскими свидетельствами (Л 1515920, # 1433224).

В четвертой гл.аш рассматриваются особенности формирова-ия гидрогеохимических ореолов к потоков рассеяния золоторуд-ых месторождений. Фоновые концентрации золота в подземных юдах золоторудных месторождений были оценены на основе ста-'истической обработки результатов представительного гидрогео-:имическогс опробования районов распространения золоторудно-юссыпных полей Среднего и Нижнего Приамурья. Эти данные при-¡едены в таблице 3 и изменяются от 0,002-0,005 мкг/л. Миии-шльные концентрации золота в гидрогеохимических пробах,завизированные при этом, составляют 0,001 мкг/л, при чувствитель-юсти анализа 0,001 мкг/л. Следует оговорить, что "настоящие" зоновые ьоды на изучаемой территории отсутствуют, потому что з пределах обследованных рудных полей трудно найти не зара-?енные золотом формации. Поэтому фоновые концентрации золота з водах, которые рассчитываются как средневзвешенное для кан-юго рудного поля, представляют по существу нижнее аномальное содержание золота. При этом следует иметь в виду, что: [) значения "фона" для подземных и поверхностных вод определялись отдельно;

2) наблюдался некоторый рост значений "фона" по пути движения вод в пределах водосбора;

3) "фон" золота в природных водах могкет испытывать кратковременные (дождь) или сезонные колебания в 2-5 раз;

4) вещественный состав пород рудных полек незначительно влияет на"фоновые" концентрации золота в природных водах, характеризующихся рН=6,5-8,2; -300-400 иу , когда ландшафт нивелирует эти различия; за исключением массивов ультраосновных пород, подземные воды которых имеют повышенный "фон" по золоту, чему способствуют физико-химические условия (рН до 10, £11=500 игу), благоприятные для мобилизации золота из пород.

В таблице 3 даны значения "фоновых" концентраций золота для подземных и поверхностных вод районов исследованных месторождений.

Район (тип месторождения)

Тип ландшафта

Фоновые концентрации золота, мкг/л

поверхностные воды

подземные воды

Многовершинное, Оемку-Дяегдагскии, Зимовье (гидротермальные,убого-сульфидные, золото-кварцевые)

Маломыр, Ср.йнгаглн, Б.Неэрген, Унгличикан, Коврижка (гидротермальные убого-сульфидные, золото-кварцевые)

Покроьское, Пионер (гидротермальные, убого-сульфидные золото-кварцевые)

Гарь-2 (Усть-Депский ультраосновной массив)

Среднегорные ландшафты баз многолетне мерзлых пород

0,002

Р.Кондер (Кондесский ультраосновной массив)

;реднегосные

ландшафты с многолетней мерзлотой

Равнинные " ландшафты с мерзлотой долинного типа

0,005

Среднегорные ландшафты с многолетней мерзлотой

Следует отметить, что при неправильном выборе методики концентрирования золота из ореольных вод, эти воды могут попасть в разряд фоновых.

Ореольные воды золоторудных месторокдений характеризуются концентрациями золота от 0,01 до 1,4 мкг/л. В большинстве случаев гидрогеохимические ореолы (ГХОР) и потоки (ГХПР) рассея-

1я золота пространственно контролируют золоторудные тела. 01Р золота очень локальные (300-500 м), контрастные (Ж до )0), они в большинства случаев находятся в головках извест-¿х промроссыпей золота и являются связующим звеном между зо-зторудными телами и золотоносными россыпями, т.е. гидрогоо-шические аномалии золота являются поисковыми показателями зк на рудное золото, так и на россыпное. В ореолышх подземах водах основной формой миграции золота является ионно-мо-¡кулярная. В ГХПР ионно-молекулярная форма (более 50$ от ва->вого значения) мигрирует 100 м, взвешенная форма до 500 м. зллоидная форма мигриации золота на является преобладающей ГХПР. Размеры, контрастность ГХПР золота изменяются в зави-шости от выпадения атмосферных осадков. После дождя интен-1фицируется вынос золота подземными водами. Состав ГХОР

10 у где цифра - коэффициент парной корреляции с золотом. ?и элемента использовали в качества дополнительных поисковых жазателей золотого оруденения.

В геохимических процессах в зоне гшергенеза в поведении 1атины много общего с золотом, поэтому, на первых этапах изу-1ния гидрогеохимии платины возможно применение метода анало-1И. Ультраосновные породы могут служить коренными источншса-1 золото-ллатиносодевваащх аллювиальных россыпей гидрогенно-I генезиса.

Пятая глава посвящена анализу результатов режимных наблкь ний и расчленению подземного стока по гидрохимическим дан-(М в различных ландшафтао-гидрогеохимичаских районах Средне-| и Нижнего Приамурья. При обосновании гидрохимических лоис-1В в горно-складчатых областях без многолетнемерзлых пород ¡лесообразно выделить три основные составляющие подземного ■ока: местный приповерхностный, региональный треиданно-грун-®ый и глубинный трещинно-напорный. Так как с неравномерно-ъю атмосферного питания связываются различия з металлоносно-'и вод, изучение их особенностей важно для понимания условий рмирования гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния

нудных элементов. Режимные гидрогеохимические наблюдения в-пределах изучаемых бассейнов водосбора позволяют расчленить подземный сток с целью корректуры гидрохимического фона в период выпадения атмосферных осадков.

На основе рассмотрения графиков режимных наблодений сделана схема формирования подземного стока в горноокладчатых областях применительно к двум типам разреза. В пределах горноскладчатых областей (без мерзлоты) наиболее благоприятны для проведения поискового гидрохимического опробования вторы сутки после выпадения осадков, когда в ручьях преобладают во ды трещиноватых коренных пород, непосредственно связанные с рудными телами. При этом гидрогеохимические потоки рассеяния рудных элементов являются наиболее протякенными. Многоразовое гидрохимическое опробование поверхностных водотоков поел дождя позволяет оценить химический состав вод почвы (плоскос ного смыва), трещинного и порового коллекторов.

Изучен режим выноса золота ореольными водами, определены евесуточные и ежечасные колебания его концентрации.

Режимные гидрогеохимические исследования в пределах мерз лотных ландшафтов были выполнены с целью расчленения надмерз-лотного и подмерзлотного стоков в гидросеть исследуемых райо нов. Режимные данные говорят о том, что в течение весьма непродолжительного времени (несколько суток, а иногда и одни сутки - в зависимости от интенсивности и продолжительности дождя) - в водах деятельного слоя происходят резкие (до 2-х порядков) изменения концентрации различных компонентов. Изменения эти взаимозависимы, и изолированное моделирование поведения какого-либо одного элемента принципиально невозмоино. Наилучшее время для проведения гидрогеохимических работ - межень. Схема сезонной временной изменчивости состава вод деятельного слоя рассмотрена на примере режимных наблюдений на участке Покровка.

В результате режимных наблюдений отмечено устойчивое увеличение (начиная со второй декады августа) минерализации вод источника в 1.5-2 раза, что связывается с периодом полной деградации сезонной мерзлоты. После оттайки сезонной мерзлоты

з площади сочленения многолетнемевзлых (пвивусловые участка) 1 непвомовоженных (приводораздельные участки) повод возника-)т гидравлическая связь меяду над- и подмерзлотнымк водами.

При интерпретации результатов разновременных гадвохимиче-жах съемок необходимо учитывать внутвисезонную изменчивость шоголетней мерзлоты.

В шестой главе описана модель растворения, перекоса и пе-;аотлозения золоте в зоне гипергенвза, формирование гидвоген-юл составляющей аллювиальных госсыпей золота. Вопрос о воз-юнности формирования гидроганных (гипергенных) возсыпей зо-юта возник сравнительно давно. Среди работ, посвященных этой ■ематике, следует отметить В.А.Обручева, Ф.Фрейзе, М.Г.Кокев-икова, Ю.А.Билибина, И.А.Шило и до. Находки гипевгенного зо-ота в россыпях позволили создать теорию, объясняющую обвазо-ание россыпей химическим переносом золота гщнтовдаи водами его отложзнием из растворов в рыхлом покрове. Однако Ю.А. илибиным широкие масштабы гипевгенного воссыпеобразовзния олота были поставлены под сомнение.

Е связи с развитием аналитических методов определения ко-ота в природных водах стала реальностью оценка масштабов ги-вогенного россыпеобразованкя золота.

Специальных исследований, рассматривающих проблему форми-ования гидрогенных аллювиальных россыпей золота почти не про-одилось. Отдельные исследования касаются лишь определенных гадий преобразования золота в цепи коренная порода (руда) -> подземные воды —поверхностные воды —золотоносная эссыпь.

На основе большого объема фактического материала, полу-знного по 12 золоторудно-россылным полям, находящимся в Разиных геологических и ландшафтно-гидвогеохимических условиях, зтовом рассмотрен механизм песераспределения золота в зоне шергенеза в целом.

В пределах изученных месторождений рудное золото в основ-)М представлено самоводными выделениями металла в кварце или швеями в сульфидах, редко встречаются теллуриды золота.

В зоне гилергенеза ультраосновных пород и убогосульфидных кварцевых руд золото окисляется. В качестве окислителей золота коренных пород (руд) может выступать кислород, растворенный в воде, трехвалентное аелезо, особенно в кислой среде. Значительную роль в бескислородной среде играют электрохимические процессы. На растворимость металлического золота в зна читальной степени влияют три фактора: концентрация в растворе окислителя и лиганда, образущего с золотом прочные комплексные соединения, а содержания этих компонентов в различных лан дшафтныхзонах различны. В настоящее время в литературе нет че ткого ответа на вопрос, в какой именно форме и с какими именн лигандами мигрирует золото в подземных водах.

Проведенные автором цолевые экспериментальные работы по определению форм миграции золота в водах одного из опробованных месторождений показали, что основной формой нахождения зс лота ь ореольных (подземные условия) водах являются его комплексные ионы.

В пределах исследованных месторождений золота разгрузка ореольных вод в поверхностные водотоки часто носит сосредоточенный характер, в результат« чего в ручьях фиксируются контрастные (коэффициент концентрации - до 100) гидрогеохимически аномалии золота. В момент разгрузки происходит резкое изменение физико-химической обстановки, что приводит к разрушению большой части комплексов золота, вызывающему переход золота в элементное состояние и выпадение из раствора. Интенсифицируются также собственно окислительно-восстановительные процессы, приводящие к разрушению комплексных ионов золота, за счет реакций диспропорционирования.

Кроме того, в качестве восстановителя золота мотет выступать двухвалентное железо при его окислении до трехвалентногс Существенное влияние на изменение степени окисления золота в природных водах оказывают органические соединения. Часть ион-но-молекулярного золота при переносе восстанавливается металлами в элементном состоянии. Например, реакция с самородной медью выглядит следующим образом:

Си0 + /лиху —>- Си2 + ди° + 21",

где ь - лиганд.

Подтверждением такого рода процессов слукнт находка Батуриным С.Г. в отработанных россыпях бассейна реки Гарь кусочков медной проволоки, частично или полностью покрытых губчатым и игольчатым золотом. Перечисленные процессы восстановления золота до элементного состояния вызывают одновременно и выпадение его из природных,вод с образованием коллоидных и взвешенных частиц.

Исходя из общей теории нуклеации, компонент будет стремиться к осаждению на твердой фазе тем сильнее, чем больше высвобождаемая при этом свободная энергия и чем меньше энергия поверхности раздала. Следовательно, компонент из раствора всегда стремится отлогкиться на более крупном агрегате.Это явление вызывает укрупнение в водной среде самородных агрегатов золота. Осавдаться золоту из раствора с образованием тонкодисперсных частиц энергетически не выгодно. Причем термодинамически более обеспечена нуклеация на контакте не только с золотом, но и другой твердой фазой.

Осаждению золота из поверхностных вод на уже имеющихся золотинах способствуют металлы-примеси: медь, цинк, свинец и др., находящиеся в элементном состоянии. Окисляясь из самородного золота (электрохимическое растворение) они обеспечивают восстановление (осаждение) ионов золота. Данный процесс называется рафинированием самородков и, в итоге, также является одним из способов укрупнения частиц золота.

Представленные механизмы приводят к образованию гидрогенных агрегатов золота.

Методика оценки масштабов гидрогвнного россыпеобразова-ния золота в руслах водотоков. Для определения количества золота,выносимого и пере отлагаемого поверхностными водами, построена "Карта интенсивности переноса растворенного золота поверхностными водами". Методика построения данной карты следующая. Сначала по результатам гидрогеохимической съемки был определен местный гидрогеохимический фон концентра-

цаи золота в поверхностных водах. Пол этом принималось, что такое содержание соответствует ■равновесному состоянию, не вызывает выпадения золота из раствора и, следовательно, не вносит своего вклада в образование гидрогенных россыпей. Те зоны, где концентрация превышала фоновыэ значения, являются перспективными на образование самородного золота, потенциально способного к выпадению в дошив осадки, рассчитывалось как разница между концентрациями в данной точке и фоновой.

В каждой "перспективной" точке (концентрация золота превышает фоновую) потенциально благоприятное для выпадения содержание золота умножалось на расход.воды в данном сечении и в итоге получалось количество избыточного золота, переносимого водами ручья в единицу времени. Выявленные таким образом участки полагались основными поставщиками гидрогенного золота в данные осадки, и далее подсчет общего количества осажденного металла велся только по этим зонам. В расчеты сознательно внесен коэффициент запаса для того, чтобы оценить именно минимально возможную массу золота, осаждающегооя из вод ручьев.

В итоге представленные оценки показали, что ежегодно на опробованной площади из вод поверхностных водотоков осаждается 0,11 кг золота. При экстраполяции на 10000 лат (возраст современных четвертичных отложений) оказывается,что за этот период в донные осадки бассейнов ручьев отложилось 1100 кг гидрогенного золота.

Полученные значения соизмеримы с объемами добычи и доказывают существенный вклад гидрогенного преобразования золота в формирование его аллювиальных россыпей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных многолетних исследований собран, обработан и интерпретирован обширный фактический материал по гидрогеохимии золоторудных месторождений Среднего и Нижнего Приамурья. Главными итогами выполненной работы являются:

I) установлен гадрогеохимический фон по золоту, условия формирования ореольных вод;

2) проведана типизация гндрогеохимических ореолов и потоков рассеяния в зависимости от ландшафтно-гидрогеохимической обстановки;

3) обосновано расчленение подземного стока по генетическим составляющим на основании гидрогеохимических данных;

4) установлены особенности гидродинамического и гидрогеохимического режима ореолов и потоков рассеяния золоторудных месторокдений;

5) доказана модель химического перераспределения золота

в цепи: коренная порода (руда) --подземные йоды —^поверхностные воды ~>■ золотоносная россыпь;

6) показана существенная роль гддрогенной составляющей золота и платины в аллювиальных россыпях, которая колеблется от первых до десятков процентов и зависит от физико-химических условий миграции золота и платины в бассейне водосбора долины, т.е. от интенсивности мобилизации золота из горных пород (руд) подземными водами;

7) предлояена методика оценки перспективности речных долин на обнарутание золотоносных аллювиальных россыпей на основе оценки масштабов гидрогенного россыпеобразования;

8) оценена перспективность ряда речных водосборов на обнаружение коренной и россыпной золотой минерализации;

9) разработан новый вариант комплексирования гидрогеохимического и биогеохимического методов для прогноза сульфид-содеркащих рудных тел;

10) оценена перспективность по гидрогеохимическим данным исследованных рудно-россыпных полей на обнаружение новых рудо-проявлений, подтверждена платиноносность района Покровского золоторудного масторовдения;

11) предложен ряд новых положений в методику гидрогеохимической съемки золоторудных месторождений.

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

I. Абрамов В .30., Потапов A.A. Формирование гидрогеохимических ореолов и потоков рассеяния золота в условиях Приамурья. Зап. ЛГИ, т. 129, 1991 г.

2. Абрамов В.Ю., Потапов A.A. Расчленение подземного стока в прибрежно-морских районах при гидрогеохимических поисках. Геология и разведка, Ш 9, 1991.

3. Абрамов В.Ю., а др. О гадрогенной составляющей аллювиальных россыпей золота.. Геохимия, £ 3, 1993.

4. Потапов A.A., Абрамов В.Ю., Кирюхин В.А. Особенности, формирования химического состава надмерзлотных вод Среднего Приамурья. Геокриология, Jf 3, 1992. . ..

5. Судариков С.М., Абрамов В.Ю. Элементы группы платины в водах золоторудного месторождения. Геохимия, J§ 4, 1989. j

6. Шемякин В.Н., Абрамов В.Ю. Геохимический способ поисков погребенных гидротермальных сульфидных месторождений. , A.C. X 1497603 от 1.04.89.

7. Шемякин В.Н., Абрамов В.Ю. Устройство для химического анализа природных вод. A.C. Jf 1607084 от II.07.90.

8. Шемякин В.Н., Потапов A.A., Абрамов В.Ю., Кирюхин ЪЛ Виогеохимическай способ поисков гидротермальных сульфидсоде(т нсащих месторождений. A.C. Л I5I5920 от 15.06.89.

9. Шемякин В.Н., Козщца Ю.О., Абрамов В.Ю. Способ подгс товки литохимических проб к рентгенорадиометрическому анализу. A.C. л 1608466 от 22.07.90.

10. Шемякин В.Н., Абрамов В.Ю., Кирюхин В.А. Геохимический способ поисков сульфидных месторождений полиметаллов и золота. A.C. М 1433224 от 22.06.88.

11. Козында Ю.0._, Шемякин В.Н., Абрамов В.Ю., Сергеев С.А. Рентгеяорадиометряческай анализ при поисках золоторудных месторождений. Геология и.разведка, 1У, 1989.

12. Sudarikov S.M., Abramov V.Yu. Platinum-group elements in water at a gold deposit. J. Geochemistry International (Geochem. Int.). 1989. 26. 101-10?.

13. Козлов С.А., Кулаков B.B., Кирюхин B.A., Абрамов В.] Гидрогэохимия Кондерского ультраосновного массива. Отечественная геология, £ Ю, 1994. ■

14. Абрамов В.Ю.,и др. О возможности формирования гидро генных месторождений платины. Тез. докл. Всесоюзного совеща ния по подземным водам Востока СССР. Томск, 199I.

15. Абрамов В.Ю., Потапов A.A., Козлов С.А. О механизме перераспределения платины в зоне гипергенеза. Тезисы докл. совещания "Элементы и минералы платиновой группы в ультрамафических массивах". С.-Пб., 199I.

16. Абрамов В.Ю., Потапов A.A., Кирюхин В.А., Шемякин В.Н. О формировании гидрогенных аллювиальных россыпей золота. Тез. докл. Всесоюзного совещания по подземным водам Востока СССР, Томск, 1991.

17. Абрамов В.Ю.,. Потапов A.A., Козлов С.А. О формировании гидрогенной составляющей аллювиальных россыпей платины. Тез. докл. Совещания "Геология и генезис месторождений платиновых металлов. М., 1992.

.18. Абрамов В.Ю. Поиски и оценка аллювиальных золотоносных россыпей по гидрогеохимическим данным. Тез. докл. Всероссийского гидрохимического совещания. Томск, 1993.

19. Abramov Y.Yu. (three-co-author). The methods of ¡streams Discharge Division With "Use of Hydrochemical Data. Abstract. Western Pacific Geophysics meeting. Hong-Kong, 1994.

20. Abramov V.Yu. (two-co-author). Migration form of oxidation products of gold-sulfide ore deposits in surface water. Abstract. 204th National Meeting of the American Chemical Society. Washington, B.C. 1992.

21. Никитина Н.Б., Абрамов В.Ю., Шемякин В.Н., Троян В.Б. Новые методы ландшафтно-гидрогеохимических исследований на юге Дальнего Востока. Таз. докл. Конференции "Пути повышения эффективности и качества гидрогеологических и инженерно-геологических исследований на территории Хабаровского края и Амурской области. Хабаровск, 1987.

22. Абрамов В.Ю. Изучение поведения серы при ландшафтно-гаохимическом картировании. Тез. докл. Всесоюзной школы-семинара по рудопоисковой гидрогеохшии. Чита, 1983.

РТП Сатась. 21.11.94. з.Ш т.100 зкз. Бесплатно

199004, С-Лб, B.Ö., 7 линия, о?. 26