Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах воскресенского зонального метаморфического комплекса

ВАК РФ 25.00.09, Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат диссертации по теме "Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах воскресенского зонального метаморфического комплекса"

005009780

БАГАЕВА Александра Александровна

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПОИСКОВ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ПРЕДЕЛАХ ВОСКРЕСЕНСКОГО ЗОНАЛЬНОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (МИНИНСКАЯ ПЛОЩАДЬ, ЗАПАДНЫЙ ТАЙМЫР)

Специальность 25.00.09 - Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата геолого-мннералогических наук

1 С 0ЕЗ 2:2

Санкт-Петербург

2012

005009780

Работа выполнена в Федеральном государственном унитарном предприятии «Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского» (ФГУП «ВСЕГЕИ»), г. Санкт-Петербург.

Научный руководитель: Соколов Сергей Валерьевич, доктор геол.-

минер. наук

Официальные оппоненты: А. Г. Марченко, доктор геол.-минер, наук, про-

фессор,

А. А. Савичев, канд. геол.-минер, наук, доцент

Ведущая организация: ФГУП «Центральный научно-исследователь-

ский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов»

Защита состоится 28 февраля 2012 г. в 15 часов на заседании Диссертационного совета Д 216.001.01 при ФГУП «ВСЕГЕИ» по адресу: 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., 74.

С диссертацией можно ознакомиться во Всероссийской геологической библиотеке.

Автореферат разослан « 26 » января 2012 г.

Отзывы и замечания на автореферат, заверенные печатью (в двух экземплярах), просим направлять по адресу: 199106, г. Санкт-Петербург, Средний пр.,- 74, Всероссийский научно-исследовательский геологический институт им. А. П. Карпинского на имя ученого секретаря Диссертационного совета Д 216.001.01 P. JI. Бродской и на e-mail: Rimma_Brodskaya@vsegei.ru

Ученый секретарь Диссертационного совета Д 216.001.01 доктор геол.-минер. наук р- Бродская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Таймыро-Североземельская золотоносная провинция, открытая в конце 70-х годов XX века, изучена крайне неравномерно. Целенаправленные детальные поисковые работы на золото проводились только на территории южной части о-ва Большевик (арх. Северная Земля) и п-ова Челюскин (северная часть п-ова Таймыр). Геолого-тектоническая позиция провинции, наличие в ее пределах золоторудных проявлений и россыпных месторождений золота, свидетельствуют о высоких перспективах выявления коренных месторождений. Установлено, что все известные потенциально золоторудные проявления связаны с гидротермально-метасоматически измененными (ГМИ) породами различного типа, приуроченными к отложениям рифейско-вендского возраста, метаморфизованными в зеленосланцевой фации [Шануренко, 1981; Забияка, 2000; Берниковский, 1996; и др.]. Наибольший интерес представляют проявления полихронного рудогенеза, при ведущей роли золото-кварцевой формации с убогим и малым количеством сульфидов. По данным современных исследований, регион обладает ресурсами, исчисляющимися сотнями тонн золота [Сердюк, 2002; Проскурнин, 2008; и др.]. Слабая геологическая изученность Таймыро-Североземельской провинции и ее значительный золотоносносный потенциал обусловили проведение опытно-методических работ, направленных на установление поисковых критериев скрытого золотого оруденения с использованием результатов изучения объектов-эталонов.

Опыт предыдущих прогнозно-поисковых работ на золото в регионе показал, что для разработки рационального комплекса поисковых геохимических методов необходимы знания о структурно-геологической позиции, петрогра-фо-минералогических особенностях региональных метасоматитов, о составе и строении известных золоторудных объектов, а также о составе вторичных ореолов, формирующихся над золоторудными проявлениями. В последние годы совершенствовались методики геохимических поисков благородноме-талльных месторождений применительно к условиям Таймырского региона, что дало возможность получить новые геохимические данные по ряду потенциально золотоносных участков.

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки геохимических критериев поиска золоторудных объектов как составной, важнейшей части рационального комплекса прогнозно-поисковых работ.

Цель работы состоит в выявлении индикаторных геохимических особенностей первичных и вторичных ореолов, сопровождающих золотое оруденение, в пределах Мининской площади, и в разработке рекомендаций по применению выявленных геохимических поисковых критериев на потенциально

золотоносных площадях со сходными геологическими обстановками. Для реализации этой цели были решены следующие задачи: 1) определены главные элементные ассоциации - элементы-спутники и элементы-антагонисты золота в золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных породах; 2) типизированы по минералого-геохимическим признакам выявленные золоторудные проявления; 3) выявлены индикаторные элементы золоторудной минерализации во вторичных литохимических ореолах; 4) определены геохимические критерии поисков золоторудных объектов.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертационной работы положен материал, полученный автором с 2008 г. по настоящее время при проведении поисковых работ на Западном Таймыре. Дополнительно были использованы геологические материалы и первичные геохимические данные по результатам ОГХС-200 по листам S-45-IX, X и S-45-XV, XVI, проведенной ГГП «ЦАГРЭ». Фактическим материалом для работы послужили: 583 пробы коренных пород, 714 проб из рыхлых отложений. Результаты анализов обработаны автором.

Пробы анализировались в ЦЛ ФГУП «ВСЕГЕИ» приближенно-количественным эмиссионным спектральным (ПКСА), атомно-абсорбционным (ААА), атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (ICP AES), масс-спектрометрическим с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) методами. Минералогическое изучение руд проводилось на микроскопе «Полам-Р312», электронном микроскопе-микроанализаторе модели MV 2300 «CamScan» (ВСЕГЕИ), а также на сканирующем электронном микроскопе JSM-6510LV (JEOL Ltd) с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 350+ «Oxford Instuments Analytica» (Институт геологии и минералогии СО РАН,

г. Новосибирск).

Для статистической обработки данных (определения параметров распределения содержаний элементов, выполнения корреляционного и факторного анализов) использованы программы Excel и Statistica. Для построения моно- и полиэлементных карт в изолиниях использована программная среда ArcGis.

Автором изучено более 200 прозрачных шлифов метаморфических, мета-соматических, магматических пород и кварцевых жил и 63 аншлифа пород, содержащих рудные минералы и золото. Прозрачные и полированные шлифы изготовлены в шлифовальной мастерской ВСЕГЕИ. Фотографирование выполнялось при помощи цифровой камеры, смонтированной на микроскопе. Коррекция изображения проводилась в пакете Photoshop CS.

Научная новизна работы. Впервые определен типоморфный комплекс элементов для золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных пород. Установлены элементы-индикаторы золотой минерализации

во вторичных ореолах рассеяния. Разработаны геохимические прогнознопоисковые критерии выявления коренных проявлений золоторудной минерализации.

Практическая значимость работы. С использованием разработанных геохимических критериев в пределах Мининской площади выделены потенциально золоторудные объекты, даны конкретные рекомендации по постановке детальных поисковых работ. Полученные критерии могут быть использованы при поисках аналогичных объектов в организациях и на предприятиях, занимающихся прогнозированием и поисками золоторудных месторождений в Таймыро-Североземельском регионе. Участки развития высококонтрастных вторичных ореолов элементов, фиксирующих золотое оруденение, предлагаются автором как первоочередные объекты для детальных поисковых работ в пределах Мининской площади.

Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций

определяется представительностью фактического материала, детальными минералогическими наблюдениями и применением современных методов исследования вещества с использованием новейших компьютерных технологий обработки аналитических данных, а также подробным анализом литературных источников по исследуемой тематике. Метрологические характеристики данных геохимического опробования и данных аналитических определений содержаний элементов соответствуют инструктивным требованиям.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные результаты исследований обсуждались на заседаниях Сектора региональных прогнозно-минерагенических исследований и Совета молодых ученых ФГУП «ВСЕГЕИ», на научных конференциях: «Международная практическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная памяти академика А. П. Карпинского» (Санкт-Петербург, 2009 и 2011 гг.); «Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная 130-летию со дня рождения В. В. Аршинова» (Москва, 2009 г.); «5-я конференция молодых ученых по наукам о Земле» (Новосибирск, 2010 г.). Результаты исследований были включены в отчет «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области», Росгеолфонд, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, 2 из них - статьи в рецензируемых журналах. Соавтор в двух изданных Госгеолкартах РФ масштаба 1:1 000 000.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 168 страниц, включая 65 рисунков, 18 таблиц и список литературы из 85 наименований. Введение аналогично вводной части автореферата. В первой главе проведен анализ предшествующих исследований Западной части Таймыро-Североземельского региона. Во второй главе приведены сведения о методике исследований. В третьей главе рассмотрены основные черты геологического строения Мининской площади. Четвертая глава посвящена изучению рудной минерализации, подробно рассмотрены минеральный и геохимический состав золотосодержащих ГМИ пород и ру-допроявлеиий. В пятой главе рассматриваются результаты интерпретации геохимических работ по вторичным ореолам на перспективных участках Мининской площади.

Материалы третьей и четвертой глав обосновывают 1-е и 2-е защищаемые положения, а пятой главы - 3-е положение. В заключении приведены результаты работы и охарактеризовано ее практическое значение.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена под руководством д. г.-м. н. С. В. Соколова, которому автор выражает признательность. Автор благодарит д. г.-м. н. Б. А. Блюмана, к. г.-м. н. В. Ф. Проскурнина,

A. В. Гавриша, В. Д. Ляхницкую, Ю. Ю. Юрченко, Б. С. Петрушкова (ФГУП «ВСЕГЕИ») за помощь при выполнении исследований и текущее обсуждение основных положений диссертации, А. А Устинова (НПЦ «Мониторинг») за предоставление первичных геохимических данных и ряда геологических материалов по Мининской площади. Автор признателен к. г.-м. н. Г. М. Беляеву, Б. С. Васильеву, П. Г. Падерину, Н. Н. Нагайцевой, В. В. Мохову, к. г.-м. н.

B. К. Старостину, к. г.-м. и. Ю. В. Макаровой за полезные консультации. Большую помощь при проведении минералогических исследований оказала

д. г.-м. н. Г. А. Пальянова (СО РАН, Новосибирск). Всем им автор выражает искреннюю благодарность. Исследования проводились в рамках объекта: «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области» при финансовой поддержке Роснедра по Государственному контракту № 44 от 30.03.2006.

КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МИНИНСКОЙ ПЛОЩАДИ

Территория работ располагается в западной части Мининско-Большевистской рифейско-вендской зоны Карского позднепапеозойско-раннемезо-зойскош сводово-плутонического поднятия [Погребицкий, 1971; Шануренко, 1981] (рис. 1, А) или Карского континента [Берниковский, 1996]. Наиболее древний раннепротерозойский [Легенда ГГК-1000/3, 2008] амфиболит-ме-ланогнейсово-кристаллосланцевый тревожнинский метаморфический комплекс (PR]Jr) выделяется в ядре Колосовского гранито-гнейсового купола (рис. 1, Б) [Забияка, 1974]. В пределах площади широко развиты флишоид-ные углеродистые олигомиктовые терригенные отложения ленивенской серии рифейского возраста (Ri_2/h), зонально метаморфизованные и выделенные как петротип воскресенского метаморфического комплекса андалузит-сил-лиманитового типа [Забияка, 2000]. Ленивенская серия объединяет толщи: воскресенскую филлитовую углеродистую, стерлиговскую сланцево-песчаниковую и конечнинскую песчаниково-сланцевую слабоуглеродистую [Захаров и др., 1979]. Мощность отложений серии достигает 4,5 км. Выше залегают позднерифейско-ранневендские флишевые вулканомиктовые терригенные отложения мининской толщи (R^-V^mn), метаморфизованные в зеленосланцевой фации (1,5 км). В тектонических клиньях выделяются нерасчлененные нижнепалеозойские образования (С-О), представленные кембрийско-среднеордовикскими платформенными известняково-алевролитово-аргиллитовыми углеродистыми отложениями южнинской, грустнинской и малодженнирской толщ мощностью 720-800 м [Соболевская и др., 1998]. Отложения смяты в узкие изоклинальные и опрокинутые на юго-восток складки восток-северо-восточного простирания.

Среди магматических образований выделяются [Легенда ГГК-1000/3, 2008]: позднерифейские катаклазированные гастингсит-рибекитовые субще-лочные граниты чугунковского комплекса (EyPRcg), позднерифейско-ранне-вендские(?) автохтонные мусковитизированные биотитовые граниты ленивен-ско-толевского комплекса (yRаллохтонные штоки мусковитизированных гранитов и лейкогранитов еремеевско-бирулинского комплекса (yRъ1еЬ) с

ПНЭВ ВоіЗОНЦОКІ

Колосовы:

Таймыр

g. тОшк/.-кг

тОщкг-кг

о. Норпичіїіі

б\ х. Конечная

ВИДПММ

НЕРПИЧЬЕ

КОНЕЧНОЕ

3 р 1 ^тС^кг-кг 2 \РТ,и 3 ^ Ні ДуР 2о Нг гіг ТІ: 4 X X X у5С,.2тп XXX 5 Є-0 6 К3-У,тп 7 -Г -Г -!- уЫ3 е'о -Г -Г

КАРСКОЕ

МОРЕ

Рис. 1.А- Расположение Мининской площади на схеме структурно-тектонического районирования Таймыро-Североземельской складчатой области; Б - Схема геологического строения Мининской площади (масштаб 1:250 ООО. Составили В. Ф. Проскуриин и др., 2008 г.).

А - 1-3 тектонические структуры: 1 - Быррангская раннекиммерийская складчатая система, 2 - Карское герцинское сводово-плутоническое поднятие, 3 - Мининско-Большевистская рифейско-ранневендская флишоидная зона; 4 - разрывные нарушения: Главный Таймырский (ГТ), Диабазовый (ДЗ), Североземельский (СЗ), Пясино-Фаддеевский (ПФ), Конечнинский (К); 5 - контур Мининской площади. Б - четвертичная система: 1 - морские голоценовые образования; 2 - ледниковые и морские казанцевско-каргииские образования; 3 - раннетриасовые дайки толеитовых долеритов угрюминского комплекса; 4 - среднепермские субщелочные гранодиориты оленьинского комплекса; 5 - раннесреднекаменноугольные аллохтонные гранитоиды мининского диорит-гранодиоритового комплекса; 6 - нижнепалеозойские углеродистые сланцы; 7 - позднерифейско-ранневендские флишевые вулканомиктовые терригенные отложения мининской толщи; 8 - позднерифейские(?) мусковитизированные граниты еремеевско-бирулинского комплекса; 9 - рифейские флишоидные углеродистые терригенные отложения ленивенской серии нерасчлененные; 10 - конечнинская толща ленивенской серии; 11 - стерлиговская толща ленивенской серии; 12 -воскресенская толща ленивенской серии; 13 - протерозойские щелочные и умереннощелочные граниты чугунковского комплекса; 14 -позднеархейский амфиболит-меланогнейсово-кристаллосланцевый тревожнинский метаморфический комплекс; 15 - роговики кордиеритовые; 16 - границы зон метаморфизма: - силлиманита, - ставролита, gr - граната, Ы - биотита; 17 - геологические границы; 18 - разрывные

нарушения: а) - достоверные, б) - предполагаемые; 19 - рудопроявления: а) - золото-сульфидно-кварцевой формации, б) - золото-кварцевой формации; 20 - пункты минерализации: а, б)- золота, в) - меди, г) - свинца, д) - молибдена, е) - бериллия; 21 - контур площади геохимических поисков масштаба 1 : 50 ООО.

Рис. 2. Геохимические спектры золоторудной минерализации проявлений Видимое, Нерпичье, Глухое, Конечное.

1 - Видимое (10 проб), 2 - Нерпичье (8 проб), 3 - Глухое (3 пробы), 4 - Конечное (13 проб); кк - коэффициенты концентрации элементов по отношению к фоновым содержаниям элементов в сла-боизмененных породах.

Рис. 3. Прогнозно-геохимическая карта участка бухта Конечная. Масштаб 1 : 50 ООО.

1— геохимическое опробование МАСФ: а - профили опробования масштаба 1:10 000, б- точки опробования масштаба 1 :50 000; 2- точки коренного опробования с содержаниями золота (г/т): 2- менее 0,002; 5-0,002-0,01; 4-0,01-0,1; 5- 0,1-1; б - более 1; 7 - прогнозируемые рудные зоны: I - Видимое, II - Конечное; 8 - разрывные нарушения.

турмалиновыми пегматитами; позднепалеозойские штоки роговообманково-биотитовых гранодиоритов мининского комплекса (у5С\_2тт) и субщелочных гранитов оленьинского комплекса (^уР2о); раннемезозойские дайки оливино-вых долеритов угрюмипского комплекса (РТ]г/).

В составе метаморфического комплекса, развитого по субстрату рифейских флишоидных отложений, выделены следующие фации и соответствующие им зоны метаморфизма: зеленосланцевая фация (зоны биотита и хлорита-серицита), эпидот-амфиболитовая фация (зоны граната и ставролита) и амфиболитовая фация (зона силлиманита). Степень метаморфизма увеличивается с юго-востока на северо-запад по мере приближения к осевой части Колосовского купола.

Метаморфическая зональность сопровождается развитием синхронной гидротермально-метасоматической зональности регионально-площадного характера [Буряк, 1982]. По мере удаления от зоны ультраметаморфизма с мигматитами и уменьшения степени метаморфизма устанавливаются следующего типа метасоматиты, изофациальные зонам метаморфизма: мусковит-кварц-микроклиновые, мусковит-кварц-альбит-микроклиновые, гранат-роговообман-ково-эпидот-кварцевые (по известковистым песчаникам), альбит-кварцевые, кварцевые бессульфидные - в условиях амфиболитовой и эпидот-амфиболито-вой фаций; серицит-карбонат-кварцевые, сульфидно-кварцевые (с проявлениями золота) беризит-лиственитовой формации - в условиях зеленосланцевой фации.

ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. На Мининской площади в пределах зеленосланцевой фации воскресенского метаморфического комплекса в терригенных толщах рифейско-вендского возраста установлены проявления золота двух типов: синмета-морфический золото-кварцевый и постметаморфический золото-сульфидно-кварцевый. Первый тип приурочен к регионально-площадным зонам развития окварцевания, серицитизации, пиритизации и карбонатизации, для которых характерны повышенные содержания Аи, В1, Ав, Ag, РЬ, Си, Со, N1. Второй - занимает секущее положение относительно синметамор-фическон гидротермалыю-метасоматической зональности и содержит повышенные количества Аи, Ав, Ag, С(1, РЬ, БЬ, Ъп, Бп.

Синметаморфические ГМИ представлены регионально-площадными зонами развития окварцевания, серицитизации, пиритизации, карбонатизации и разделяются на два морфо-генетических типа: вкрапленно-прожилково-жиль-ный и жильно-прожилково-вкрапленный. Первый приурочен преимущественно к отложениям стерлиговской толщи, второй - к конечнинской.

Вкрапленно-прожилково-жильный тип характеризуется окварцеванием, представленным, главным образом, системой соскладчатых согласных со сланцеватостью или слоистостью пород прожилков серицит-хлорит-карбо-нат-кварцевого состава, приуроченных преимущественно к отложениям стер-лиговской толщи ленивенской серии. Они образуют птигматитовые жилы и прожилки в матаалевропелитах, будины кварцевых жил, либо свиты жил в метапесчаниках и трещинах кливажа. Последние встречаются, как правило, в ядрах антиклинальных складок. В жильных телах нередки ксенолиты вмещающих пород. Кварцевые и карбонат-кварцевые прожилки мощностью от

0,3 до 50 см часто выклиниваются на коротком расстоянии. Карбонат в них представлен анкеритом (до 30%), которому сопутствует хлорит (до 10%) и серицит (до 3%). На побережье пролива Ленинградцев, в северной части п-ова Минина и в восточной части бух. Глухая карбонат-кварцевые жилы и прожилки группируются в зоны северо-восточного простирания протяженностью в сотни метров при ширине в несколько десятков метров. В этих зонах нередки линзовидные изометричные по форме образования, сложенные молочно-белым кварцем и анкеритом (содержание последнего достигает 50%). Они достигают 1,5 м в поперечнике, сопровождаются многочисленными апофизами и в совокупности образуют сложные штокверковые тела. Для субсогласных кварцево-жильных тел характерно присутствие сульфидов, представленных пиритом в виде хорошо ограненных кристаллов размером до 1,5-2 см в поперечнике при подчиненном количестве халькопирита и галенита. Содержания золота в карбонат-кварцевых телах достигают десятых г/т, во вмещающих породах обычно не превышают сотых долей г/т. Содержание золота в монофракции пирита, отобранной из зальбанда карбонат-хлорит-се-рицит-кварцевой жилы в восточной части побережья пролива Ленинградцев, составляет 1,35 г/т.

Жильно-прожилково-вкрапленный тип минерализации приурочен к зонам трещиноватости северо-восточного простирания мощностью от первых метров (побережье пролива Ленинградцев, бух. Конечная) до нескольких десятков метров (о. Нерпичий). Изменения визуально выражаются появлением охристых пятен в серых и зеленовато-серых породах и в их осветлении.

Среди новообразованных минералов преобладают (до 60%) железо-маг-незиальные карбонаты ряда сидерит-магнезит (сидероплезит) в форме пор-фиробласт размером до 5 мм. Часто Fe-Mg карбонаты замещены окислами железа либо нацело выщелочены. В порфиробластах отмечены включения апатита, рутила, монацита, анкерита. Сульфидная минерализация представлена пиритом, в незначительном количестве отмечаются галенит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, самородный висмут. Метакристаллы пирита и карбоната приурочены к послойно-кливажным трещинам и окружены агрегатом кварца, имеющим характерное волокнисто-шестоватое строение,

свойственное метаморфогенно-секреционным образованиям. Зерна кварца ориентированы длинными осями перпендикулярно граням зерен пирита и карбоната. Кристаллизация их происходила в соответствии с принципом Рикке [Буряк, 1969], согласно которому на участках повышенного давления (в данном случае - на границах метакристаллов пирита) происходит растворение кварца, а в местах пониженного давления (в затененных участках зерен) - его отложение. В результате этого выделения кварца вокруг метакристаллов вытянуты параллельно сланцеватости. Ареал распространения железо-магне-зиальных карбонатов ограничивается зоной хлорита-серицита. При приближении к изограде биотита Ре-М§ карбонаты постепенно исчезают, и вместо них присутствует анкерит (о. Нерпичий). В карбонатизированных породах повсеместно встречаются покливажные серицит-карбонат-кварцевые прожилки мощностью 1-20 см. Карбонат в прожилках железистый, содержание Ре203общ достигает 15%. Сульфиды в послойных прожилках представлены в основном пиритом; в прожилках, секущих сланцеватость, преобладают пирит и халькопирит. В ГМИ породах, обогащенных пиритом, содержания золота колеблются от сотых до десятых, достигая в единичных случаях значений первых г/т. Содержания золота в карбонат-кварцевых прожилках составляют сотые-десятые, реже первые г/т.

В областях совмещения зон рассланцевания и регионально-площадного окварцевания, порфиробластической карбонатизации и пиритизации выявлены аномально золотоносные кварцево-жильно-прожилковые зоны - рудопро-явления золото-кварцевой формации Видимое, Глухое и Нерпичье.

Для выявления набора элементов, являющихся главными индикаторами золотой минерализации в синметаморфических ГМИ породах, построены усредненные геохимические спектры по коэффициентам концентрации элементов. В качестве фонового значения принято среднегеометрическое содержание элементов в слабоизмененных (до 10%) породах. Вмещающие породы характеризуются повышенными содержаниями Аи, Аз, Вк В кварцевых жилах по сравнению с субстратом накапливаются В1, Аи, Ag, РЬ, Аэ, Б г, Си, Мп, Со, Мо и понижаются содержания Ва, Ъл, Бп, Сг, V, И

Постметаморфические ГМИ представлены кварцево-жильно-прожилко-вой зоной, секущей синметаморфически преобразованные породы, и содержит золото-полисульфидно-кварцевое оруденение (рудопроявление Конечное). В береговом обрыве обнажены песчанистые метаалевролиты, филлитовидные сланцы стерлиговской толщи ленивенской серии, слагающие крыло антиклинальной складки, погружающееся на юго-восток под углом 60-80°. Метасоматические изменения пород проявились в новообразовании серицита, магнезиально-железистого карбоната, пирита. Гидротермальные образования представлены субсогласными со слоистостью кварцевыми прожилками мощностью до 1,5-2 см и секущими слоистость карбонат-кварцевыми жилами и

прожилками с обильной вкрапленностью сульфидов (до 25%) мощностью от

0,01 до 0,2 м. В прожилках первого типа признаков оруденения не отмечено. Жилы и прожилки второго типа контролируются разломом северо-восточного простирания, тяготея к оперяющим разлом трещинам, и занимают секущее положение по отношению к напластованию большинства осадочных и ме-таморфогенных образований района. Протяженность жильно-прожилковой зоны по простиранию более 20 м. На западе она погружается под воды пролива Ленинградцев, на востоке перекрыта чехлом четвертичных отложений. Вмещающие оруденение породы интенсивно серицитизированы и карбонати-зированы на мощность от 0,1 до 0,5 м. Содержание золота в них по данным атомно-абсорбционного анализа составляет 0,28-1,05 г/т.

В измененных околожильных образованиях накапливаются Аи (до 1,05 г/т) и Аз, в меньшей степени БЬ, Бп, Сё, РЬ и 2п. В карбонат-полисульфидно-квар-цевых жилах по сравнению с субстратом в значительной степени повышены содержания Аи, Аэ, Ag, Сс1, РЬ, 8Ь, Zn. Такие элементы как Си, Мо, 8г, №, Со выносятся как из околожильных метасоматитов, так и из карбонат-полисуль-фидно-кварцевых жил.

По данным корреляционного анализа для синметаморфических ГМИ пород установлены значимые коэффициенты корреляции (гкрит =0,17) золота с Ав (+0,50), Со (+0,28), В1 (+0,22), Ag (+0,20), № (+0,18). Для постметамор-фических карбонат-полисульфидно-кварцевых жил отмечена статистически значимая корреляция золота (гкрит = 0,53) с БЬ (+0,97), Аэ (+0,85), Ag (+0,84), РЬ (+0,67), Бп (+0,64) и С<1 (+0,55).

2. Для проявлений золото-кварцевой формации выделяются два минеральных типа, характеризующихся соответствующими геохимическими ассоциациями: золото-пиритовый тип - Видимое (Au-Te-Ag) и Нерпичье (Аи-Те-В1); золото-халькозиновый тип - Глухое (Au-Te-Bi-Ag-Cu). Пробность золота в них составляет 850-950 %о. Проявление золото-сульфидно-кварцевой формации Конечное характеризуется повышенными содержаниями Аи, Ая, Ай, РЬ, Ъа и пробностью золота 520-800 %о.

Геохимические особенности рудной минерализации выявленных золоторудных проявлений рассмотрены по результатам изучения проб с аномально высокими содержаниями золота (Видимое - 10 проб, Нерпичье - 8, Глухое - 3, Конечное - 13), проанализированных следующими методами: атомно-абсорбционный (на золото), атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой (Со, N1, Си, Ъх\, РЬ, Ag, 8п, Мо), масс-спектрометрический с индуктивно-связанной плазмой (Ав, Бг, БЬ, С<3, Те, В1).

Золоторудные проявления (Видимое, Нерпичье, Глухое) золото-кварцевой формации приурочены к синметаморфическим ГМИ.

Проявление Видимое золото-пиритового минерального типа с макроскопически видимым золотом выявлено на северном побережье безымянной бухты между мысами Сапожок и Обходной. В береговом обрыве обнажена карбонат-кварцевая жила мощностью 4-5 см и протяженностью 4 м, содержащая видимое золото с размером выделений до 6 мм. Жила косо сечет слоистость мелкозернистых карбонатизированных метапесчаников стерлигов-ской толщи. Рудные минералы в количестве до 2%, развитые в центральной части прожилка, представлены пиритом, золотом, арсенопиритом, галенитом, сфалеритом и халькопиритом. Золото отмечается в пирите, по трещинам в кварце и между зерен сульфидов, а также заполняет пустоты выщелачивания карбонатов и сульфидов. Пробность золота 920-980 %о, в качестве примеси отмечено серебро - 6-7 вес. %. Содержание золота составляет по метровым бороздовым пробам, отобранным по простиранию жилы: 0,95; 39,3; 96,5; 30,4 г/т. В геохимическом спектре золоторудной минерализации проявления Видимое выделяются Аи, Те и Ag, в меньшей степени Бп, Аб, концентрации которых сопровождаются незначительным накоплением стронция, висмута и других элементов, а также понижением содержаний N1, 2п, Со и Си (рис. 2).

Проявление Нерпичье золото-пиритового минерального типа расположено на южном берегу о. Нерпичий. Золото установлено в карбонат-кварцевом прожилке мощностью 10—15 см, залегающем согласно с направлением трещин кливажа терригенных отложений ленивенской серии. Прожилок имеет зональное строение: центральная часть сложена кварцем, а зальбанды - анкеритом. Сульфиды, представленные в основном метакристаллами пирита, также сосредоточены в зальбандах прожилка. При микроскопических исследованиях в центральной части прожилка были выявлены пирит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, а также микрозерна Ре-Си-№-теннантита, гп-кубанита, минералы висмута и свинца - в пирите и арсенопирите. В ан-шлифе найдено 5 зёрен самородного золота. Ксеноморфное зерно золота (размер 5x30 микрон), расположенное на границе зёрен арсенопирита и пирита, характеризуется высокой пробностью (840-850 %о). Его химический состав -Аи0 72А§0 2оРео,08- В пирите обнаружены также три микрозерна золота округлой формы размером 2-10 микрон более высокой пробности (880-920 %о) состава - Аио18з_о188А§одоРео1о8-о,п-

Вмещающие породы представлены серицит-карбонат-кварц-хлоритовыми сланцами с обломками и идиоморфнымп зернами карбонатов ряда анкерит-доломит, а также метапесчаниками. Количество карбонатного обломочного материала достигает 30%. Отмечаются также кристаллы пирита до 1-2 см в поперечнике и мелкие зерна халькопирита. Микрозондовыми исследованиями в субстрате выявлены выделения самородного висмута на границах с зернами пирита. Содержания золота во вмещающих терригенных толщах достигают десятых долей грамма на тонну, в кварцевом прожилке - до 5 г/т.

По средним значениям коэффициентов концентрации получен общий геохимический спектр рудопроявления, который демонстрирует накопление Аи, Те, В|, в меньшей степени других элементов, и понижение содержания стронция (рис. 2).

Проявление Глухое золото-халькозинового минерального типа выявлено на северно-восточном берегу бух. Глухая и представлено развалами кварцевых жил с размерами обломков до 50 см в поперечнике. Прослеженная протяженность полосы развалов более 10 м. Вмещающие породы представлены рассланцованными метапесчаниками конечнинской толщи с хлорит-карбонат-серицитовым цементом. Новообразованные минералы представлены Ре-М§ карбонатом в количестве 10-15%. Из рудных минералов в обломках кварца диагностированы пирит, халькопирит, тенорит (СиО), халькозин, виттихенит (Си3В183). Размер золотины, извлеченной из пробы-протолочки, составляет 1,5 мм. Пробность - 871,6%о, в качестве примеси присутствует серебро -12 вес. %. Содержание золота в пробе - 4,77 г/т, висмута - 96 г/т, теллура - 5,5 г/т, меди - 0,45%. Для геохимического спектра проявления Глухое характерны повышенные коэффициенты концентрации Аи, Те, ЕМ, Ag, Си; пониженные содержания Со, №, 8г (рис. 2).

Золото-сульфидно-кварцевый тип представлен одним проявлением Конечное.

Проявление Конечное выявлено Н. К. Шануренко, Г. А. Русаковым,

В. И. Фокиным [1978ф], дополнительно изучалось А. А. Устиновым и др. [2000ф] и нами в 2008-2011 гг.

В Конечнинской жильно-прожилковой зоне, в береговом обрыве вскрыты на протяжении около 200 м рудоносные жилы, сложенные кварцем (до 75%), карбонатом (до 9%), арсенопиритом (до 10%), пиритом (до 5%), сфалеритом (до 3%) с примесью (менее 1%) - галенита, блеклых руд, сульфосолей свинца, золота, серебра, ютенбогаардита (AgзAuS2) [Проскурнин, 2011].

Атомно-абсорбционным анализом в карбонат-полисульфидно-кварцевых жилах определены содержания золота от 0,77 до 38 г/т, полуколичественным спектральным анализом - содержания серебра - до 0,06 %, мышьяка - до 4 %, свинца и цинка - более 1 %, кадмия - до 0,04%, меди - до 0,06%. В субсогласных непротяженных прожилках мощностью 0,01-0,02 м содержание золота составляет 0,1-0,35 г/т (пробирный анализ).

При микроскопическом изучении образцов с золото-полисульфидной минерализацией выявлены две золотосодержащие минеральные ассоциации: золото-сфалерит-галенит-арсенопиритовая и электрум-ютенбогаардтит-пи-рит-сфалеритовая. Самородное золото ранней генерации встречается в ассоциации с пиритом, арсенопиритом и галенитом. Его размеры 5-20 мкм, пробность изменяется от 520 до 815 %о. Электрум ассоциирует с ютенбога-ардтитом (А§3Аи82), пиритом и сфалеритом второй генерации. Пробность

золота составляет 520-560 %о, в его состав входит серебро - 42 мае. % и цинк - до 3,5 мае. %. Аи^ сульфид также содержит примесь цинка до 5 мае. %. В составе сфалерита второй генерации обнаружены примеси Ag, СсЗ, Ре и Си. Отношения Ag/Au в ютенбогаардтите находятся в интервале 1,7—1,5, что выше, чем в самородном золоте (0,8-0,7). Еще более высокие Ag/Au-oтнoшeния в рудах проявления Конечное (> 100) свидетельствуют о значительном распространении других минералов серебра. Подтверждением этому служат часто встречаемые Ag-coдepжaщиe блеклые руды и акантит, образующий каймы по галениту.

Результаты выполненной автором обработки данных по геохимии оруде-нелых пород проявления Конечное позволили выделить ассоциацию концентрирующихся элементов: Аи, Ав, Ag, С<1, РЬ, БЬ, Ъп, вп. Отмечено понижение содержаний N1, Мо, Со, Си, вг (рис. 2).

3. При геохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:50 000 и 1:10 000 критериями прогноза зон золоторудной минерализации являются положительные комплексные аномалии Аи, Ав, Си, В1, Zn и Ag, а также аномалии коэффициента интенсивности (Ки) вида (АиА8гпВ0/(ВаУ)2.

Изучаемая территория характеризуется сложными условиями ведения поисковых геохимических работ по первичным ореолам (выходы коренных пород наблюдались только в береговых обрывах рек и заливов). Опробование по вторичным ореолам осложнено повсеместным развитием вечной мерзлоты на рыхлых образованиях приводораздельных и склоновых участков, активно вовлеченных в солифлюкционные процессы, а также в пролювиально-аллю-виальных отложениях долин водотоков.

В пределах Мининской площади было проведено опробование коренных пород, в районе бух. Конечная - литогеохимическое опробование по вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:50 000 (393 пробы) с использованием метода анализа сверхтонкой фракции — МАСФ [Соколов, Марченко, Шевченко и др., 2005], а на перспективных участках (рудопроявления Видимое и Конечное) - масштаба 1:10 000 (321 проба).

По результатам геохимических работ масштаба 1:50 000 на участке бух. Конечная выделены контрастные вторичные сорбционно-солевые ореолы золота (до 0,1-0,14 г/т), меди (до 108 г/т), мышьяка (до 300 г/т), средне- и слабоконтрастные - цинка (до 120 г/т), серебра и висмута (до 0,5 г/т), образующие комплексную геохимическую аномалию.

Анализ результатов минералого-геохимических исследований коренных образований показал, что для синметаморфических ГМИ пород характерно присутствие сульфидов и сульфоарсенидов железа, сульфидов меди в ассоциации с самородным висмутом и золотом. Таким образом, основными

элементами-индикаторами золотой минерализации можно считать Аи, Ая, Си, В'ц А%. Для постметаморфических ГМИ установлены сульфиды железа, свинца, цинка, а также сульфоарсениды железа в ассоциации с золотом, серебром, блеклой рудой и ютенбогаардтитом. Основными элементами-индикаторами благороднометалльной минерализации являются Аи, Ая, РЬ, Ъп, А", 8Ь, С(1. По итогам изучения геохимических спектров ГМИ и статистического анализа данных определены основные элементы-антагонисты золота: Ва, V.

На основании вышесказанного для оценки пространственного положения потенциальных золоторудных полей предлагается Ки вида (АиАягпВ1)/(ВаУ)2.

Наиболее высокими значениями этого показателя характеризуется аномальное геохимическое поле (АГХП) Конечное (рис. 3), пространственно приуроченное к площади развития золотосодержащих карбонат-полисуль-фидно-кварцевых жил. АГХП контролируется системой разрывных нарушений восток-северо-восточного простирания протяженностью около 10 км и выделяется слабоинтенсивными положительными магнитными аномалиями, совмещенными с калий-урановыми радиоактивными аномалиями [Устинов, 2002ф]. Менее интенсивная по значениям Ки положительная аномалия соответствует АГХП Видимое, где установлены слабоминерализованные ГМИ породы стерлеговской толщи. Следует отметить, что все положительные геохимические аномалии окаймляются полями пониженных значений Ки, которые, вероятно, фиксируют зоны выноса элементов золоторудного комплекса из периферических зон в ходе процессов рудообразования с последующим накоплением этих элементов в центральных частях рудоносных гидротермально-метасоматических систем. Таким образом, в структурах АГХП бух. Конечная проявлена зональность в распределении содержаний золота и его спутников. Это, согласно современным представлениям о строении рудоносных геохимических систем и структурах их АГХП [Питулько, 1990; Соколов, 1998], является одним из важных поисковых признаков концентрированной (в том числе рудной) минерализации.

На предполагаемом продолжении минерализованной зоны, на южном берегу бух. Конечная в 8 км к северо-востоку от проявления Конечное, установлены элювиальные развалы жильного кварца с обильной вкрапленностью галенита, сфалерита, арсенопирита, халькопирита с содержаниями золота от 7 до 13 г/т, свинца и цинка - более 1 %, мышьяка - до 0,1 % [Устинов, 2002ф].

На участке Конечный по результатам геохимических поисков масштаба 1:10 ООО выделены контрастные вторичные сорбционно-солевые ореолы золота (до 0,14 г/т) и мышьяка, а также ореолы средней и слабой контрастности меди, серебра, свинца и других элементов. Ореолы Аи, Си, Ав, РЬ, Ъл образуют комплексную линейную аномальную геохимическую зону северо-восточного простирания протяженностью около 1,5 км и шириной 100— 350 м. Понижение контрастности аномалий по простиранию зоны с запада на

восток связано, по-видимому, с повышением в этом направлении мощности перекрывающих рыхлых отложений или выклиниванием ареала распространения золотосодержащих пород. Выделяемая аномальная геохимическая зона по спектру рудных элементов может быть отнесена к золото-мышьяк-полиме-таллическому геохимическому типу, что согласуется с результатами, полученными при изучении коренных образований проявления Конечное.

На участке Видимое по результатам геохимических поисков масштаба 1:10 ООО выделены комплексные средне-, слабоконтрастные вторичные ореолы Аи, Си, Аз, в меньшей мере В! и других элементов. Низкая контрастность ореолов, вероятно, связана с рассеянным характером золотой минерализации в коренных образованиях.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований на Мининской площади в пределах развития зеленосланцевой фации Воскресенского зонального метаморфического комплекса установлено следующее.

1. Критерием выявления гидротермалыю-метасоматически измененных пород, вмещающих золотосодержащие кварцевые жилы, является ассоциация индикаторных элементов Аи, В1, Аб, Ag, РЬ, Со, № - для синметаморфиче-ских ГМИ пород и Аи, Аб, Ag, Сё, РЬ, БЬ, Хп, Бп - для постметаморфнческих ГМИ пород.

2. Критерием поиска золоторудной минерализации золото-кварцевого формационного типа является наличие в кварцевых жилах золота высокой пробы в ассоциации с пиритом и халькозином; при этом выделяются два минеральных типа, характеризующихся соответствующими геохимическими ассоциациями: золото-пиритовый тип - (Аи-Те-А£) и (Аи-Те-В1); золото-халь-козиновый тип - (Ли-Те-ВьЛ§-Си).

3. Критерием поиска золоторудной минерализации золото-сульфидно-кварцевого формационного типа является наличие в кварцевых жилах высокосеребристого золота в ассоциации с арсенопиритом, галенитом, сфалеритом и ютенбогаардтитом; проявление Конечное данной формации характеризуется повышенными содержаниями Аи, Аб, Ag, РЬ, Zn, Бп.

4. Критериями прогноза зон золоторудной минерализации по вторичным ореолам рассеяния являются комплексные аномалии Аи, Аб, Си, В1, 7л\ и Ag, а также аномалии коэффициента интенсивности (Кн) вида (ЛиАз7пВ1)/(ВаУ)2.

Установленные критерии могут быть использованы при поисках золоторудных объектов на других площадях региона со сходным геологическим строением.

ОСНОВНЫЕ ОПУБЛИКОВАННЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах

1. Проскурнин В. Ф., Палъянова Г. А., Карманов Н. С., Багаева А. А., Гав-риш А. В., Петрушков Б. С. Первая находка ютенбогаардтита на Таймыре (рудопроявление Конечное) // ДАН, 2011, т. 441, № 4, с. 527-531.

2. Багаева А. А., Петрушков Б. С. Геохимические критерии поисков золота в пределах Воскресенского зонального метаморфического комплекса (Мининская площадь, Западный Таймыр) // Региональная геология и металлогения, 2012, № 49 (в печати).

Материалы и статьи в сборниках отраслевых и научных конференций

3. Багаева А. А., Петрушков Б. С. О возможности выделения поисковых геохимических критериев в различных проявлениях золоторудной минерализации в пределах зонального метаморфического комплекса (Западный Таймыр) // Тезисы докладов Второй научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (130 лет со дня рождения В. В. Аршинова). М.: ФГУП ВИМС, 2009. С. 18-19.

4. Проскурнин В. Ф„ Гавриш А. В., Устинов А. А., Багаева А. А., Мозоле-ва И. Н., Петрушков Б. С. Золото Западного Таймыра (Конечнинский потенциальный золоторудный узел) // Тезисы докладов IV Международного горногеологического форума МИНГЕО Сибирь-2010 и Международного семинара «Платина в геологических формациях мира». Красноярск: КНИИГиМС, 2010.

С. 31—45.

5. Багаева А. А., Петрушков Б. С. Геохимические критерии золотоносности Западного Таймыра (Конечнинский прогнозируемый золоторудный узел) // Тезисы докладов 5-й Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. URL: http://sibconf.igm.nsc.ru/sbomik_2010/04_me-tallogeny/588.pdf

6. Багаева А. А., Петрушков Б. С. Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах Мининской площади (Западный Таймыр) // Материалы II Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (памяти академика А.П. Карпинского). СПб.: ВСЕГЕИ, 2011, на CD в разделе Геохимия и геохимические методы поисков полезных ископаемых с. 5-9.

Статьи и материалы по другим площадям п-ова Таймыр

7. Багаева А. А. Геохимические особенности Коралловой рудоносной зоны с золотосодержащей медноколчеданной минерализацией (Центральный

Таймыр) // Материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (памяти академика А. П. Карпинского). СПб.: ВСЕГЕИ, 2009, с. 315-318.

8. Проскурнин В. Ф„ Петров О. В., Гавриш А. В., Падерин П. Г., Мозоле-ва И. П., Петрушков Б. С., Багаева А. А. Раннемезозойский пояс карбонати-тов полуострова Таймыр // Литосфера, 2010, № 3, с. 95-102.

9. Петров О. В., Проскурнин В. Ф., Падерин П. Г., Гавриш А. В., Нагай-цева Н. Н., Васильев Б. С. Багаева А. А., Петрушков Б. С. Тектоника и металлогения севера Центральной Сибири // Геология и минерально-сырьевые ресурсы Центральной Сибири. Материалы юбилейной научно-практической конференции, г. Красноярск, 25-26 апреля 2010 г. Изд-во ОАО «Красноярскгеолсъемка», 2010. с. 83-93.

10. Петров О. В., Проскурнин В. Ф., Гавриш А. В., Мозолёва И. Н., Лохов К. К, Толмачёва Е.В., Петрушков Б. С., Багаева А. А. Раннемезозойские карбонатиты Восточного Таймыра // Региональная геология и металлогения, 2011, №44. с. 5-22.

Соавтор Государственных геологических карт Российской Федерации

11. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист 8-48 - оз. Таймыр (восточная часть). Объяснительная записка. - СПб.: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2009.

12. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Лист Б-49 - Хатангский залив (в печати).

Подписано в печать 17.01.2012. Формат 60x84/16. Печать офсетная. Печ. л. 1,25 + 1 вкл. Тираж 100 экз. Заказ № 80000307.

Отпечатано на Картографической фабрике ВСЕГЕИ 199178, Санкт-Петербург, Средний пр., 72 Тел. 321-8121, факс 321-8153

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Багаева, Александра Александровна, Санкт-Петербург

61 12-4/81

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ УНИТАРНОЕ ПРЕДПРИЯТИЕ «ВСЕРОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

им. А.П. КАРПИНСКОГО (ФГУП «ВСЕГЕИ»)»

На правах рукописи

БАГАЕВА Александра Александровна

ГЕОХИМИЧЕСКИЕ КРИТЕРИИ ПОИСКОВ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ В ПРЕДЕЛАХ ВОСКРЕСЕНСКОГО ЗОНАЛЬНОГО МЕТАМОРФИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА (МИНИНСКАЯ ПЛОЩАДЬ,

ЗАПАДНЫЙ ТАЙМЫР)

Специальность 25.00.09 - Геохимия, геохимические методы поисков

полезных ископаемых

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук

Соколов С.В.

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ...................................................................................................................................3

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ.......................................9

ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ........................................................................15

2.1. ПОЛЕВЫЕ РАБОТЫ.......................................................................................................15

2.1.1. Геолого-поисковые и геологические маршруты....................................................15

2.1.2. Опробование коренных пород..................................................................................16

2.1.3. Литогеохимическое опробование по вторичным ореолам рассеяния..................16

2.1.4. Минералого-петрографические исследования.......................................................21

2.2. АНАЛИТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ.......................................................................22

2.3. КАМЕРАЛЬНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ...................................................................26

2.3.1. Банк исходных геохимических данных...................................................................26

2.3.2. Статистическая обработка геохимических данных...............................................27

ГЛАВА 3. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МИНИНСКОЙ ПЛОЩАДИ...................32

3.1. ФИЗИКО-ГЕОГРАФИЧЕСКИЙ ОЧЕРК.......................................................................32

3.2. ГЕОЛОГО-ТЕКТОНИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ................................................................34

3.3. СТРАТИГРАФИЯ............................................................................................................39

3.4. МАГМАТИЗМ..................................................................................................................51

3.5. МЕТАМОРФИЗМ.............................................................................................................68

3.6. ГЕОМОРФОЛОГИЯ........................................................................................................74

ГЛАВА 4. ГИДРОТЕРМАЛЬНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ОБРАЗОВАНИЯ...........76

4.1. СИНМЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГИДРОТЕРМАЛБНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИ

ИЗМЕНЕННЫЕ ПОРОДЫ....................................................................................................79

4.2. ПОСТМЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГИДРОТЕРМАЛБНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИ ИЗМЕНЕННЫЕ ПОРОДЫ.....................................................................................................89

4.3. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ГИДРОТЕРМАЛБНО-МЕТАСОМАТИЧЕСКИХ ОБРАЗОВАНИЙ........................................................................92

4.3.1. Синметаморфические гидротермально-метасоматически изменененные породы ...............................................................................................................................................92

4.3.2.Постметаморфические гидротермально-метасоматически измененные породы 98

4.4. МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ЗОЛОТОРУДНЫХ

ПРОЯВЛЕНИЙ......................................................................................................................102

4.4.1. Рудопроявления золото-кварцевой формации......................................................103

4.4.2. Рудопроявление золото-сульфидно-кварцевой формации..................................119

ГЛАВА 5. ОСОБЕННОСТИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ-ИНДИКАТОРОВ ЗОЛОТОРУДНОЙ МИНЕРАЛИЗАЦИИ ВО ВТОРИЧНЫХ ЛИТОХИМИЧЕСКИХ ОРЕОЛАХ.................................................................................................................................127

5.1. УЧАСТОК БУХ. КОНЕЧНАЯ (МАСШТАБ 1:50 ООО)...............................................138

5.2. УЧАСТОК МИНИНСКИЙ (МАСШТАБ 1:50 ООО)....................................................147

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.......................................................................................................................156

ЛИТЕРАТУРА.........................................................................................................................161

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы. Таймыро-Североземельская золотоносная провинция, открытая в конце 70-х годов XX века, изучена крайне неравномерно. Целенаправленные детальные поисковые работы на золото проводились только на территории южной части о-ва Большевик (арх. Северная Земля) и п-ова Челюскин (северная часть п-ова Таймыр). Геолого-тектоническая позиция провинции, наличие в ее пределах золоторудных проявлений и россыпных месторождений золота, свидетельствуют о высоких перспективах выявления коренных месторождений. Установлено, что все известные потенциально золоторудные проявления связаны с гидротермально-метасоматическими измененными (ГМИ) породами различного типа, приуроченными к отложениям рифейско-вендского возраста, метаморфизованных в зеленосланцевой фации [Шануренко, 1978ф; Забияка, 2000; Берниковский, 1996 и др.]. Наибольший интерес представляют проявления полихронного рудогенеза, при ведущей роли золото-кварцевой формации с убогим и малым количеством сульфидов. По данным современных исследований, регион обладает ресурсами, исчисляющимися сотнями тонн золота [Сердюк, 2002; Проскурнин и др., 2008ф]. Слабая геологическая изученность Таймыро-Североземельской провинции (на большей части территории не проводилась геологическая съемка масштаба 1:200 000) и ее значительный золотоносносный потенциал обусловил проведение опытно-методических работ, направленных на установление поисковых критериев скрытого золотого оруденения на основании результатов изучения объектов-эталонов.

Опыт предыдущих прогнозно-поисковых работ на золото в регионе показал, что для разработки рационального комплекса поисковых геохимических методов необходимы знания о структурно-геологической позиции, петрографо-минералогических особенностях региональных метасоматитов, о составе и строении известных золоторудных объектов, а

также о составе вторичных ореолов, формирующихся над золоторудными проявлениями. В последние годы совершенствовались методики геохимических поисков благороднометалльных месторождений применительно к условиям Таймырского региона, что дало возможность получить новые геохимические данные по ряду потенциально золотоносных участков.

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки геохимических критериев поиска золоторудных объектов как составной части рационального комплекса прогнозно-поисковых работ.

Цель работы состоит в выявлении индикаторных геохимических особенностей первичных и вторичных ореолов, сопровождающих золотое оруденение, в пределах Мининской площади, и разработке рекомендаций по применению выявленных геохимических поисковых критериев на потенциально золотоносных площадях со сходными геологическими обстановками. Для реализации этой цели были решены следующие задачи: 1) определены главные элементные ассоциации - элементы-спутники и элементы-антагонисты золота в золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных породах; 2) типизированы по минералого-геохимическим признакам выявленные золоторудные проявления; 3) выявлены индикаторные элементы золоторудной минерализации во вторичных литохимических ореолах; 4) определены геохимические критерии поисков золоторудных объектов.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертационной работы положен материал, полученный автором с 2008 года по настоящее время при проведении поисковых работ на Западном Таймыре. Дополнительно были использованы геологические материалы и первичные геохимические данные по результатам ОГХС-200 по листам 8-45-IX, X и 8-45-ХУ, XVI, проведенной ГГП «ЦАГРЭ». Фактическим

материалом для работы послужили: 583 пробы коренных пород, 714 проб из рыхлых отложений. Результаты анализов обработаны автором.

Пробы анализировались в ЦЛ ФГУП «ВСЕГЕИ» приближенно-количественным эмиссионным спектральным (ПКСА), атомно-абсорбционным (AAA), атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (ICP AES), масс-спектрометрическим с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) методами. Минералогическое изучение руд проводилось на микроскопе «Полам-Р312», электронном микроскопе-микроанализаторе модели MV2300 «CamScan» (ВСЕГЕИ), а также на сканирующем электронном микроскопе JSM-6510LV (JEOL Ltd) с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 350+ «Oxford Instruments Analytica» (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск).

Для статистической обработки данных (определения параметров распределения содержаний элементов, выполнения корреляционного и факторного анализов) использованы программы Excel и Statistica. Для построения моно- и полиэлементных карт в изолиниях использована программная среда ArcGis.

Автором изучено более 200 прозрачных шлифов метаморфических, метасоматических, магматических пород и кварцевых жил и 63 аншлифа пород, содержащих рудные минералы и золото. Прозрачные и полированные шлифы изготовлены в шлифовальной мастерской ВСЕГЕИ. Фотографирование выполнялось при помощи цифровой камеры, смонтированной на микроскопе. Коррекция изображения проводилась в пакете Photoshop CS.

Научная новизна работы. Впервые определен типоморфный комплекс элементов для золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных пород. Установлены элементы-индикаторы золотой минерализации во вторичных ореолах рассеяния. Разработаны

геохимические критерии поиска коренных проявлений золоторудной минерализации.

Практическая значимость работы. С использованием разработанных геохимических критериев в пределах Мининской площади выделены потенциально золоторудные объекты, даны конкретные рекомендации по постановке детальных поисковых работ. Полученные критерии могут быть использованы при поисках аналогичных объектов в организациях и на предприятиях, занимающихся прогнозированием и поисками золоторудных месторождений в Таймыро-Североземельском регионе. Участки развития высококонтрастных вторичных ореолов элементов, фиксирующих золотое оруденение, предлагаются автором как первоочередные объекты для детальных поисковых работ в пределах Мининской площади.

Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций определяется представительностью фактического материала, детальными минералогическими наблюдениями и применением современных методов исследования вещества с использованием новейших компьютерных технологий обработки аналитических данных, а также подробным анализом литературных источников по исследуемой тематике. Метрологические характеристики данных геохимического опробования и данных аналитических определений содержаний элементов соответствуют инструктивным требованиям.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные результаты исследований обсуждались на заседаниях Сектора региональных прогнозно-минерагенических исследований и Совета молодых ученых ФГУП «ВСЕГЕИ», на научных конференциях: «Международная практическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная памяти академика А.П. Карпинского», (Санкт-Петербург, 2009 и 2011г.), «Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов посвященная 130-летию со дня рождения В.В. Аршинова», Москва, 2009 г.,

«5-ая конференция молодых ученых по наукам о Земле», Новосибирск, 2010 г. Результаты исследований были включены в отчет «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области», Росгеолфонд, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ, в том числе 2 статьи, входящем в перечень ВАК, 4 работы по другим перспективным площадям п-ова Таймыр. Соавтор в двух изданных Госгеолкартах РФ масштаба 1:1 ООО ООО.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геол.-мин. наук C.B. Соколова, которому автор выражает глубокую признательность. Автор благодарит д.г.-м.н. Б.А. Блюмана, к.г.-м.н. В.Ф. Проскурнина, A.B. Гавриша, В.Д. Ляхницкую, Ю.Ю. Юрченко, B.C. Петрушкова (ФГУП «ВСЕГЕИ») за помощь при выполнении исследований и текущее обсуждение основных положений диссертации, A.A. Устинова (ЫПЦ «Мониторинг») за предоставление первичных геохимических данных и ряда геологических материалов по Мининской площади. Автор признателен к.г.-м.н. Г.М. Беляеву, Б.С. Васильеву, П.Г. Падерину, H.H. Нагайцевой, В.В. Мохову, к.г.-м.н. В.К. Старостину, к.г.-м.н. Ю.В. Макаровой за полезные консультации. Большую помощь при проведении минералогических исследований оказала д.г.-м.н. Г.А. Пальянова (СО РАН, Новосибирск). Всем им автор выражает искреннюю благодарность. Исследования проводились в рамках объекта: «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области» при финансовой поддержке Роснедра по Государственному контракту № 44 от 30.03.2006.

Основные защищаемые положения

1. На Мининской площади в пределах зеленосланцевой фации Воскресенского метаморфического комплекса в терригенных толщах рифейско-вендского возраста установлены проявления золота двух типов: синметаморфический золото-кварцевый и постметаморфический золото-сульфидно-кварцевый. Первый тип приурочен к регионально-площадным зонам развития окварцевания, серицитизации, пиритизации и карбонатизации, для которых характерны повышенные содержания Аи, В1, Ав, Ag, РЬ, Си, Со, N1. Второй - занимает секущее положение относительно синметаморфической гидротермально-метасоматической зональности и содержит повышенные количества Аи, Ав, Ag, Сс1, РЬ, 8Ь, Ъп, 8п.

2. Для проявлений золото-кварцевой формации выделяются два минеральных типа, характеризующиеся соответствующими геохимическими ассоциациями: золото-пиритовый тип - Видимое (Аи-Te-Ag) и Нерпичье (Аи-Те-В1); золото-халькозиновый тип - Глухое (Аи-Te-Bi-Ag-Cu). Пробность золота в них составляет 850-950%о. Проявление золото-сульфидно-кварцевой формации Конечное характеризуется повышенными содержаниями Аи, Ав, Ag, РЬ, Ъл и пробностью золота 520-800%.

3. При геохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:50 000 и 1:10 000 критериями прогноза зон золоторудной минерализации являются положительные комплексные аномалии Аи, Аб, Си, В1, Zn и Ag, а также аномалии коэффициента интенсивности (Ки) вида (AuAsZnBi)/(BaV)2.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ПРЕДШЕСТВУЮЩИХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Первые сведения о геологическом строении Берега Харитона Лаптева были получены геологом полярной станции Стерлегова В.Н. Кузнецовым в 1935-1936 гг., экспедицией Главсевморпути под руководством П.В. Виттенбурга в 1936-1937 гг. [Геология и полезные ископаемые, 1941] и начальником-геологом Государственного треста "Арктикразведка" В.И. Тычинским в 1946 г. [Тычинский, 1948].

В 1946-1949 гг. в районе шхер Минина исследования проведены геологом Норильского комбината H.H. Урванцевым. Его полевые материалы позднее были использованы Ю.Е. Погребицким при составлении Госгеолкарты масштаба 1:1 000 000 [Погребицкий, 1961] и частично обработаны геологами Красноярского отделения СНИИГиМС [Махлаев, 1987].

В 1951-1952 гг. геологами Е.А.Величко и В.И. Тычинским выполнена геологическая съемка масштаба 1:1 000 000 [Величко, 1954]. Согласно стратиграфической схеме Е.А. Величко стратифицированные образования рассматриваемой территории расчленяются на 5 толщ от нижнего протерозоя до кембрия. Гранитоиды Колосовского и Мининского массивов отнесены к позднему палеозою.

В 1961 г. Ю.Е. Погребицким и В.В. Захаровым составлена Государственная геологическая карта масштаба 1:1 000 000 на лист S-44,45 [Госгеолкарта 1 000 000]. Ю.Е. Погребицким впервые выделена мининская свита.

В 1961-1962 гг. вся изученная территория была покрыта аэромагнитной съемкой масштаба 1:200 000. Работы выполнены Аэромагнитной экспедицией Новосибирского геологического треста аэромагнитной станцией АГСМ-25 [Залипухин, 1961ф]. Проведенные работы позволили выявить основные структурно-тектонические особенности строения территории, были

составлены карты графиков и изолиний АТа масштаба 1:500 ООО, 1:200 ООО, 1:100 000.

С 1965 по 1968 г. сотрудниками Таймырской группы Красноярского отделения СНИИГГиМС в западной части берега Харитона Лаптева велись тематические работы. В результате этих работ А.И. Забиякой на основании литолого-формационного изучения, детального описания и сопоставления конкретных разрезов выделены тревожнинская серия, Воскресенская, стерлеговская, конечнинская свиты, приметнинская толща, уточнено строение ранее выделенной мининской свиты, охарактеризована метаморфическая зональность, возникшая в процессе «последовательного изменения осадочных пород при повышении степени метаморфизма» [Забияка, 1974]. Позднее метаморфические и метаморфизованные образования были рассмотрены А.И. Забиякой в составе Воскресенского метаморфического поля и дана их детальная характеристика [Забияка, 2000].

В 1970 году вся исследованная площадь была покрыта гравиметрической съемкой масштаба 1:1 000 000 [Четвергов, 1971]. По результатам проведенных работ составлены кондиционные гравиметрические карты в редукции Буге с сечением 5 мГал, карты региональных и локальных аномалий, составлена структурно-тектоническая схема Таймырского полуострова.

В 1973-1975 гг. сотрудниками НПО "Севморгео" НИИГА выполнены тематические работы по стратиграфии и петрог