Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геохимические критерии масштабности месторождений золота

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Иванова, Варвара Викторовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Характеристика объектов исследования

1.1.1 Золото-серебряные месторождения вулканогенно-гидротермального генезиса

1.1.2. Золото-серебряные месторождения Тихоокеанского кольца

1.2. Типизация геологических обстановок нахождения крупных рудных объектов

1.2.1 Объекты изучения и объекты прогноза

1.2.2 Геолого-минералогические особенности месторождений различной крупности

1.3 Прогнозные критерии и поисковые признаки рудных объектов

1.3.1 Региональные закономерности размещения месторождений золото-серебряной формации

1.3.2 Локальные критерии прогнозирования

2. ЭТАЛОННЫЕ ОБЪЕКТЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТО-СЕРЕБРЯНОЙ ФОРМАЦИИ

2.1. Материал и методы исследования

2.2. Ичигинский рудный узел (Северная Камчатка)

2.2.1. Структурно-тектоническая позиция

2.2.2. Геологическая позиция объекта исследования

2.2.3. Геохимические особенности золото-серебряных месторождений типа Аметистовое

2.2.4. Геохимические особенности метасоматитов месторождения Аметистовое

2.3. Рудный узел Двойной (Западная Чукотка)

2.4. Рудный узел Якорь (Западная Чукотка)

3. СОСТАВ И СВОЙСТВА ЖИЛЬНОГО КВАРЦА РУДОГЕННЫХ СИСТЕМ

3.1. Морфогенетические разновидности жильного кварца 8"

3.2. Типоморфизм свойств жильного кварца 8£

3.2.1. Структурные примеси в жильном кварце 8 £

3.2.2. Материал и методы исследования 9;

3.2.3. Тип и концентрация структурных дефектов в кварце 9;

3.3 .Морфогенетическая характеристика жильного кварца из рудных тел 103.4. Морфогенетическая характеристика прожилкового безрудного кварца 10:

3.5. Флюидные характеристики рудогенных систем разного ранга

3.6. Особенности структуры и состава жильного кварца в зависимости от масштаба рудоносности

3.7. Геохимия элементов-примесей в жильном кварце рудогенных систем различного ранга

4. МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО КЛАССА КРУПНОСТИ

4.1. Модели рудогенных систем

4.1.1. Закономерности размещения рудогенных систем

4.1.2. Региональные генетические модели минерализации

4.2. Геолого-геохимические модели золоторудных месторождений

4.2.1. Модели гидротермального оруденения

4.2.2. Модель гидротермально-метасоматического оруденения

4.2.3. Многоуровневая конвективная модель рудообразования

5. КРИТЕРИИ МАСШТАБНОСТИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

5.1. Полигенность и полихронность крупных месторождений

5.2. Совмещение разновозрастных структурных планов

5.3. Региональные и локальные особенности метасоматических систем

5.4. Типоморфизм жильного кварца

Введение Диссертация по геологии, на тему "Геохимические критерии масштабности месторождений золота"

Актуальность исследований. Получение предварительной оценки потенциальных ресурсов объекта предопределяет эффективность последующих геологоразведочных работ, размер и темп инвестиций. Однако критерии прогнозирования крупности запасов рудных месторождений методами традиционных металлогенических исследований не разработаны. Количественная характеристика оруденения по геохимическим данным опирается на геолого-геохимические модели рудных месторождений, проводится с помощью ряда эмпирических математических зависимостей и служит для обоснования дальнейшего изучения перспективных участков. Как показывает опыт геохимических исследований рудных месторождений, назрела необходимость в обобщении теории и практики использования моделей в поисковой геохимии и в приведении имеющегося набора моделей геохимических полей в соответствие с фундаментальными представлениями теории рудогенеза ( многостадийность, многоуровенность и т.д. ).

Особо актуальное значение имеет прогнозирование масштаба месторождений минерального сырья на ранних этапах поисково-оценочных работ, поскольку лишь крупные месторождения составляют основу мировых ресурсов полезных ископаемых. Предпринимаемые время от времени попытки подойти к решению этой проблемы на основе обобщения структурно-вещественных особенностей самих месторождений оказывались малоэффективными, поскольку эти особенности представлены, в первую очередь, следами заключительных стадий рудогенеза и свидетельствуют о размещении и свойствах рудоло-кализующих барьеров, будучи малоинформативными в отношении собственно процессов рудоконцентрации. Эти процессы являются предметом специализированных рудно-формационных исследований стадийности рудообразования и сопровождающих его многоэтапных минералого-геохимических преобразований. Чрезвычайно заманчивым представляется получение подобной информации более простым путем и использование ее при прогнозных построениях. Ключевая роль в прогнозно-поисковых исследованиях принадлежит получению прогнозной оценки собственно масштабов оруденения, на основе которой можно принять решение о необходимости оконтуривания продуктивных рудных тел и детального их опробования, о сборе дополнительных данных для последующего количественного прогноза. Хотя именно эта оценка является необходимым условием успешного осуществления геолого-поисковых работ, до сих пор отсутствуют научные основы решения этой задачи.

Цель. Главная цель работы - обоснование геохимических критериев прогнозирования масштаба месторождений золота, т.е. создание элементов принципиально новой методики минерально-сырьевого прогноза, опирающейся на установление закономерностей миграции широкого круга химических элементов, и в первую очередь- золота и его партнёров- на золоторудных месторождениях.

Задачи. Достижение этой цели потребовало решения следующих задач:

• установление и сопоставление геохимической истории образования формационно однотипных, но различающихся по крупности запасов месторождений на основе следующих признаков: а) данных по распределению широкого спектра химических элементов в метасомати-тах (породный уровень организации рудогенной системы), б) получение всесторонней характеристики кварца как наиболее информативного жильного минерала, сопровождающего золото-серебряную минерализацию (минеральный уровень организации рудогенной системы),

• выявление комплекса геохимических данных, свидетельствующих о полихронности рудогенетического процесса;

• составление физико-геохимической модели формирования рудного поля для объектов-эталонов и исследование связей между характеристиками геохимических полей и масштабами концентрированного оруденения.

Фактический материал, методы исследования и личный вклад автора. В основу диссертации положены материалы, собранные и проинтерпретированные лично автором или при его непосредственном участии в процессе выполнения госбюджетных тем в 19861996 гг. во ВСЕГЕИ. В процессе исследований выполнены и использованы в данной работе следующие виды анализов: более 2500 полуколичественных спектральных, 300 пробирных анализов на золото проб коренных и гидротермально измененных пород; 68 эмиссионных спектральных анализов методом ICP-MS на 34 элемента проб жильного кварца из рудных тел и из прожилков; 300 определений относительных содержаний электронно-дырочных центров (ЭДЦ) в кварце методом электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) ( в т.ч. 150 искусственно облученных проб); 150 термолюминесцентных (TJ1) анализов кварца ( в т.ч. 75- наведенная TJI); изучено более 600 прозрачных шлифов (в т. ч. - 40 кварцевых пластин). Кроме того, изучено 120 образцов кварцево-жильного материала декрептометрическим методом с хроматографическим окончанием для определения состава газовой фазы флюидных включений. Полуколичественный спектральный и пробирный анализ выполнен в ХАЛ ВСЕГЕИ; эмиссионный спектральный анализ методом ICP-MS выполнен в аккредитованной лаборатории Контроля Качества воды (ГПП "Водоканал"). Все остальные виды измерений выполнены лично автором в лабораториях кафедры геохимии СПБГУ и отдела геохимии ВСЕГЕИ в процессе прохождения очной аспирантуры СПбГУ в 1996-1999 гг.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны три форма-ционно близких золото-серебряных месторождения, размещающиеся в Охотско

Чукотском и Корякско-Западно-Камчатском вулканогенных поясах и резко различающиеся по крупности запасов. Изучены вмещающие породы, метасоматиты по ним, жильный кварц из рудных тел и кварц из прожилков, сформированных на различном удалении от интенсивных литохимических аномалий рудной природы и лишенных видимых признаков рудной минерализации.

Научная новизна.

• Впервые получены данные о типоморфизме кварца прожилковых образований за пределами рудных тел, что позволило охарактеризовать интенсивность геохимических преобразований в полном объеме рудогенных систем различного ранга.

• Впервые изучено распространение в жильном кварце элементов-примесй, не входящих в рудный комплекс, и исследованы зависимости между их распределением и масштабностью рудных объектов.

• Экспериментально выявлены закономерности распределения сидерофильных элементов, редких щелочей и элементов рудного комплекса в геохимических полях рудогенных систем различного ранга и выполнена верификация модели многоуровневого конвективного рудообразования.

Практическая значимость работы. Результаты выполненных исследований позволили обосновать ряд минералого-геохимических критериев для прогнозирования масштабности золото-серебряного оруденения. Установленные типоморфные характеристики жильного кварца создают возможности поиска и локализации рудных зон экспрессными методами (ТЛ и ЭПР), а применение иерархического подхода к изучению рудогенных систем позволит значительно сократить масштабы геолого-съемочных работ, что особенно актуально в современных условиях.

Апробация и реализация работы. Результаты исследований вошли в два тематических отчета отдела методики поисков месторождений полезных ископаемых ВСЕГЕИ, докладывались на Международном Симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ

1997); на Международной конференции "Полезные ископаемые: формирование, прогноз, ресурсы" (СПБГУ,1999); обсуждались на кафедре геохимии СПБГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена на кафедре геохимии СпбГУ под руководством профессора В.В.Гордиенко, которому автор выражает искреннюю благодарность за всестороннюю помощь и постоянное внимание. Автор искренне признателен всем сотрудникам кафедры, дискуссии и обмен опытом с которыми помогали в исследованиях. Неоценимую помощь оказали в постановке и проведении экспериментальных работ С.М.Сухаржевский и Е.В.Толмачева, без профессиональных знаний и самоотверженности которых, были бы невозможными все новые результаты, которых удалось достичь автору в разработке проблемы. Автор выражает глубокую благодарность старшему научному сотруднику кафедры геохимии МГУ Ю.Н.Николаеву и сотрудникам отдела методики ВСЕГЕИ за помощь в получении каменного материала и предоставление результатов лабораторных определений. Часть исследований выполнена при финансовой поддержке Мэрии Санкт-Петербурга.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, включающего 135 наименований. Общий объем работы 175 страниц, из них -144 страницы машинописного текста, 30 иллюстраций, 22 таблицы.

Заключение Диссертация по теме "Геохимия", Иванова, Варвара Викторовна

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Среди геолого-геохимических факторов, определяющих продуктивность выявляемых при геологических съемках и поисках перспективных участков как особокрупных объектов, главное значение имеют следующие признаки:

• Приуроченность к крупной тектонической зоне (тектоническому "коридору").

• Крупные масштабы и полнота проявления в ней магматических образований (множественность очаговых структур).

• Полнота проявленности региональных и локальных метасоматических систем, полнота структуры геохимического поля, множественность барьерных зон в виде экранов, химически активных пород, перепадов в проницаемости, эшелонирован-ность оруденения, совмещение в единых границах ореолов элементов-индикаторов РУ (V, Мп, Бп,), РП (К, Си, Ъъ, Ва) и РМ (РЬ, Аб, Аи, 8Ь).