Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Геолого-геохимические и петрофизические факторы формирования месторождения Дукат

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

Автореферат диссертации по теме "Геолого-геохимические и петрофизические факторы формирования месторождения Дукат"

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.В.ЛОМОНОСОВА Геологический факультет РГб од Кафедра полезных ископаемых

На правах рукописи

КОНСТАНТИНОВ Петр Сергеевич

УДК 550.4:552:553(571.65)

ГЕСЯОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ И ПЕТРОФИЗИЧЕСКИЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ МЕСТОРОВДЕНШ ДУКАТ

Специальность 04.00.11

Геология, поиски и разведка рудных и нерудных месторождения, металлогения

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Москва, 1994

Работа выполнена в Северо-Восточном комплексном научно-исследовательском институте ДВО РАН.

Научный руководитель: доктор геолого-минералогических наук, профессор В.И.Старостин (МГУ)

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук,

профессор М.С.Сахарова (МГУ);

кандидат геолого-минераюгических наук А.П.Трофимов (ИМГРЭ)

Ведущее предприятие: Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт (ЦНИГРИ), Москва

Защита состоится " года

в ГЬ час. мин, в аудитории ¿"¿-'У на заседании

специализированного Ученого Совета К.053.05.05 по геологии, поискам и разведке рудных я нерудных месторождений и металлогении геологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

Адрес: 119899 г.Москва, Воробьевы горы, Геологический факультет.

Автореферат разослан " $" • ^^^ ■г'^1994 года.

Ученый секретарь специализированного совета, кандидат геолого-минералогических наук

А.Л.Дергачев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность и цель работы. Серебряное месторовдение Дукат является уникальным объектом и по своим масштабам занимает одно из первых мест в мире. В условиях достаточно высокой его изученности наиболее рациональные и эффективные критерии могут быть получены при использовании новых методических приемов, е частности, структурно-петрофизического анализа. Подтверждением перспективности рудного поля месторождения Дукат является открытие на его западном фланге участка Смелый. Цель данной работы -уточнить с помощью геолого-структурных, минералого-геохямических и петрофизических методов закономерности размещения и условия локализации жильных тел и на этой основе разработать рекомендации по обнаружению новых рудных тел. В процессе работы решались следующие задачи:

1. Уточнение геологических условий локализация серебряного оруденения;

2. Исследование физико-механических свойств руцовмещавдих пород;

3. Изучение геохимического состаза рудовмещающих вулканических образований, гранитов и распределение элементов в надинтрузи-вной зоне;

4. Выявление взаимосвязи петрофизических и геохимических характеристик и оруденения;

5. Разработка прогнозных критериев и выявление перспективных участков на обнаружение серебряного оруденения.

Фактическая основа и методика исследований. В основу работы положены материалы, полученные автором при полевых и лабораторных исследованиях, начиная с 1983 г. Полевые методы исследования со-

четали крупномасштабное картирование и детальное опробование. Целенаправленно были опробованы три глубокие структурные скважины (10,101,103) в пределах рудного поля со средним шагом опробования 6.3 м.

В ходе лабораторных работ основное внимание бшю уделено изучению геохимии, петрохдмии и физико-механических свойств пород рудовмещавдих пород, гранитов и метасоматитов. Впервые для данного типа месторождений применен структурно-петрофазический анализ. В процессе работ бшю изучено около 500 прозрачных шлифов, получено 300 новых химических анализов и 800 определений рубидия, стронция и бария, выполненных на квантометре АРЬ-72000 аналитиками В.И.Мануйловой и Т.А.Дайнеко. Около 2000 использованных 'спектральных анализа сделаны по методике ЭКСА под руководством Л.А.Поповой. Все эти. анализы выполнены в СБКНИИ. 230 определений золота выполнены в ЦД СВПГ0 "Севвостгеология" атомно-абсор-бционным методом. В 100 образцах определены физико-механические свойства пород. Плотность и фильтрационно-пористостные свойства определялись методом свободного водонасыщения в СВКНИИ, а упруго-прочностные свойства - в рудно-петрофизической лаборатории геологического факультета МГУ по опубликованным методикам (Старостин В.И.,1984).

Научная новизна и практическая значимость работы. Применение структурно-петрофизического метода на Дукатском месторождении позволило более объективно оценить условия локализации рудных тел. Среди рудовмещавдих вулканических пород выделены две группы пород, контрастные по физико-механическим свойствам, что определило'пространственное положение д структурно-морфологические особенности рудных тел. Составлена схематическая петрофазическая карта место-

- з -

роадения, показывающая участка, благоприятные для рудолокали-зации и являвшиеся петрофизическими экранами. Установлено, что одной из причин масштабного оруденения явилось совмещение благоприятной для рудоотлозсения зон, возникших в результате увеличения контрастности физико-механических свойств выделенных групп пород на этапе поствулканического метасоматоза и контактового метаморфизма над Гранитной интрузией. Выявлено, что максимальные концентрации рудогенных элементов в надантрузивной зоне приурочены к зонам низкотемпературной пропилитизации, характеризующиеся упруго-хрутими свойствами, что позволяет рассматривать их в качестве наиболее перспективных образований для обнаружения новых рудных тел на других участках рудного поля. На основании изотопного состава стронция делается вывод о глубинном источнике продуктов раннемеловой вулканической деятельности и о "коровой" -позднемеловых гранитных магм.

Вывод о связи части рудных тел с гракитоидами имеет важное, значение для металлогении всего Балыгычано-Сугойского прогиба.

Часть фактического материала и некоторые результаты его обработки были изложены в совместном (В.И.Копытин) отчете "Олово-серебряное оруденение Омсукчанского района". Рекомендации по этому отчету приняты к внедрению в ПГО "Севвостгеология".

Подученный материал позволил сформулировать следующие основные защищаемые положения.

I. Дукатское месторождение расположено в пределах Балыгычано-Сугойского прогиба - поперечной структуре к Охотско-Чукотско-му поясу. Его формирование охватывает возрастной диапазон от раннего до позднего мела и связано с деятельностью двух разноуровневых магматических очагов. Оруденение первого этапа связано о

раинемеловыма (120 млн.лет) вулканическими образованиями глубинного (судя по данным изотопного состава стронция ^S^/^St--0.70398) очага, а второго - с позднемеловыш (90 млн.лет), ко- -ровыш 0.71097) гранитами.

2. Раннемеловые высококалиевые вулканиты, с которыми пространственно ассоциирует серебряное оруденение, в целом относятся к упруго-хрупкому петрофизяческому типу. Среди них выделены две группы псрод, контрастные по физико-механическим свойствам. В верхней части разреза, где находятся наиболее важные рудные зоны, породы хрупкие, трещиноватые и пористые, а в нижней части разреза расположены плотные и малопористые образования. Наличие двух групп пород, различающихся по физико-механическим свойствам, по многом определяют пространственное положение и структурно-морфологические особенности рудных тел.

3. Распределение элементов, в надинтрузивной зоне отражает многоэтапность формирования геохимических ореолов месторождения, связанную со становлением разновозрастного и разноглубинного магматических комплексов. Причем,, образование ореола серебра связано как с ранне-, так и с позднемеловым этапом магматизма, а свинца, цинка и олова - преимущественно с позднемеловым. Установлена прямая зависимость мощности ореолов вертикальному размаху оруде-нения.

4. Проведенные исследования позволили наметить комплекс прогнозно-поисковых критериев и дать рекомендация дая обнаружения перспективных участков. В качестве прогнозно-поисковых критериев выступают: а) наличие доянтрузивного заложения вулкано-тектони-ческой структуры; б) формирование в ее пределах вулканических образований с контрастными петрофизическими свойствами; в) наличие

кварц-хлорит-гядрослвдистнх метасоматятов с повышенной эффективной пористостью; г) приуроченность к упруго-хрупким образованиям максимальных эндогенных ореолов серебра.

Апробация работы. Основные результаты исследований неоднократно рассматривались на расширенных заседаниях лаборатории геологии рудных месторождений СВКНИИ, а также докладывалась на открытых конференциях молодых ученых СВКНШ и Геологического факультета МГУ. По теме исследований сделаны доклады на всесоюзных совещаниях "Структуры рудных полей и месторождений вулканических поясов" (Владивосток, 1985) и "Рудные формации структур зоны перехода континент-океан" (Магадан,1988). Некоторые положения работы обсуждалась с геологами Дукатской ГРЭ, а также вошли в 3 отчета.

По теме диссертации опубликовано 7 статей.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав и за-, ключения общим объемом страниц текста, иллюстрированного

таблицами и рисунками. Список литературы ,

наименований.

Работа выполнена под научным руководством доктора геолого-шнералогическях наук, процессора В.И.Старостина. В совместных исследованиях принимали участие В.И.Копытин, С.В.Щепетов, В.А. Приставко, в обсуждении материалов - Р.А.Еремин, С.В.Ворошин, И.Н.Котляр, В.В.Ворцепнев, Л.И.Измайлов, А.А.Сидоров, В.Ф.Белый, М.Л.Гельман, В.И.Гончаров, Н.А.Горячев, Н.Е.Савва, В.И.Шпикер-ман и др. Постоянное внимание а помощь в работе были проявлены со стороны коллектива кафедры полезных ископаемых Геологического факультета МГУ. Всем им автор выражает свою глубокуюблагодарность.

Глава I КРАТКАЯ ГЕОДОГО-МЕТАМОШМЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАЛЫГЫЧАНО-СУГОЙСКОГО ПРОГИБА

Месторождение Дукат расположено в пределах Балыгычано-Су-гойского прогиба, являющегося поперечной структурой к Охотско-Чукотскому вулканогенному поясу. Впервые ввделенный под этим названием В.Т.Матвеенко (1957), прогиб представляет собой узкую субмеридиональную структуру, прослеживающуюся вдоль Балыгычано-Сугойского водораздела от верховьев р.Вилиги на иге до р.Колымы на севере.

Детальное изучение территории началось после открытия в 1939 г. промышленных месторождений олова. В разные годы изучением геологического строения прогиба занимались Д.С.Харкевич, Г.Г.Кодтовской, Ф.Ф.Павлов, В.Т.Матвеенко, Е.Т.Шаталов, В.К.Поли-тов, И.О.Сперанская, С.Й.Фялатов и многие другие, результаты исследований которых использованы при написании настоящей главы.

Основанием Балыгычано-Сугойского прогиба являются сложно-дислоцированные терригенные породы верхоянского комплекса. Сам прогиб выполнен мощной (до 3500 м) толщей континентальной вулка-ногенно-осадочной угленосной молассой омсукчанской свиты (алт-альб), несогласно перекрытой верхнемеловыми (сеноман-турон) вулканическими покровами. Ограниченны!!! распространением пользуются ультракалиевые риодиты (апт) и ультраосновные породы (перидотиты, пикриты). Меловые магматические образования района объединены в три последовательно сменившие друг друга вулкано-плутониче-ские ассоциации: раннемеловая риолит-кварцево-сиенитовая, ранне-позднемеловая андезит-габбро-диоритовая и позднемеловая рислит-граштная (Руб, Роднов, 1982).

Породи всех вулкано-плутоническях ассоциаций образуют серию вулканических, вуляано-тектонических И интрузивно-купольных структур, в которых размещается разнообразная эндогенная минерализация. Наиболее значимые месторовдения района относятся к касситерит-силикатной, золото-серебряной и серебро-поли-меташшческой формациям. Интерес представляет и олово-серебряная формация. Многие-исследователа, изучавшие эндогенную минерализацию Балыгычано-Сугойского прогиба, приходят к выводу, что месторовдения различных формаций составляют единый генетический ряд.

Глава 2 ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

ЛУНАТ

Месторождение Дукат открыто в 1968 г. Т.И.Иевлевой, а в 1990г. Б.Г.Бростовской проведены поисково-оценочные работы. С 1980 г. месторождение отрабатывается.

Изучением геологии, минералогии, метасоматитов, генезиса занимались А.И.Калинин, И.С.Раевская, М.С.Сахарова, Ю.Н.Рсд-нов, М.Л.Гельман, М.М.Константинов, Х.Х.Лайпанов, Н.П.Варгуни-на, В.М.Шашкин, В.Е.Наталенко и многие другие, на материалах которых базируется написание настоящей главы.

В структурном плане месторождение Дукат приурочено к одноименному интрузивно-купольному поднятию. Рудоконтролирувдими разломами северо-восточного направления со сбросовыми смещениями крыльев рудное поле разделено на ряд блоков, отличающиеся геологическим строением и степенью рудоносности. Максимум оруденения приходится на Центральный, четко приподнятый блок. Смежные с ним блоки характеризуются понижением рудоносности: постепенным к западу я резким к востоку.

В геологическом строение месторождения принимают участие осадочные породы триаса, нижнемеловые вулканические породы ас-кольдинской (алт) я осадочные породы омсунчанской (апт-альб) свит, а также меловые- вулканиты среднего состава тава;тумской (сеноман) и кислые вулканиты наяханской (сеноман-турон) свит, сопровождаемые субвулканическими и интрузивными образованиями. В ядре месторождения структурными скважинами вскрыто гранатное тело.

Большая часть рудного поля сложена вулканогенными и вудкано-генно-осадочными породами аскольдинской свиты, залегающими моноклинально с падением на северо-восток под углами 10-25° (Калинин, 1985) и являющимися основной рудовмещанцей толщей. В южной части они с резким угловым несогласием залегают на породах верхнего триаса, на севере и востоке перекрываются континентальными отложениями оисукчанской свиты, а на западе - вулканитами таватумсксй свиты. Широко распространены субвулканические образования аскольдянского комплекса, а также тазатумского и наяхан-ского времени; дайки базальтов условно палеогенового возраста.

В составе аскольдинской свиты выделены девять пачек (Калинин, 1985), которые объединены в три нодсвяты. Нижняя сложена преимущественно лаваш кислого состава с линзами вулканогенно-осадочных пород, средняя - кристаллокластяческами игнимбритами риолитов порфировой структуры, верхняя представляет собой переслаивание лав, туфов и игнямбрдтов с прослоями вулканогенно-осадочных и осадочных пород.

Абсолютный возраст риолитов, - определенный рубидий-стронциевым изохронным методом в СВКНИИ, составляет 120 млн.лет (апт), а соотношение изотопов стронция - 0.70398 свидетельствует об их

глубинном пршсховдении.

В ядре месторождения на глубинах 1000-1300 м структурными скважинами установлено гранитное тело, прорывающее и метаморфизую-щее аскольдинские вулканиты. Возраст гранитов по данным рубидий-стронциевого изохронного метода - 89 шш.лет, а по соотношению изотопов стронция - 0,71097 они являются коровыми.

Все промышленные рудные тела месторождения залегают исключительно в вулканитах аскольдинской свиты, главным образом, в Центральном блоке, ограниченном Восточным, Амплитудным и СевероЗападным разломами. Среди них выделены два структурно-морфологических типа - рудные зоны и жилы (Бабкин и др.,1974). Ведущее значение принадлежит рудным зонам, имевдим древовидное строение. С глубиной мощность зон убывает и они переходят в стволовые жилы. Распределение орудененля в рудных телах обоих типов крайне неравномерное. Мощность рудных тел и интенсивность минерализации зависят от литологического состава вмещающих пород - увеличивается в пачках фельзитов и резко уменьшается в слоях осадочных пород.

Дукатское месторождение принадлежит золото-серебряной формации с хяорят-адуляровым и родонит-родохрозитовым минеральными типами. Установленные в рудах (Шило, Сахарова и др., 1992) свыше 150 ^ипогенных и гипергенных минералов слагают ряд минеральных ассоциаций, две из которых определяют специфику серебряного оруденения: кварц-хлорит-адуляровая и кварц- родонит-родохрозитовая.

В формировании местороадения выделяется до 4 этапов минерализации (Варгунина, 1983). Наиболее полно этапность и стадийность минералообразованая разработана И.С.Раевской (Раевская

и др.,1977). Результаты наших исследований позволяют придерживаться точки зрения о двухэтапности формирования серебряного оруденения (Константинов,1984), связанного с аскольданским вулканизмом а гранитной интрузией.

В пользу раннемелового возраста части рудных тел свидетельствуют как геологические наблюдения - наличие рудокластов в основании таватумской свиты, так и геохимические и термобарогео-химические исследования. Внедрение позднемеловых гранитов привело к метаморфизму я разубоживанию руд раннего этапа и переотложению вещества. С этим этапом связано формирование кварц-ро-донит-родохрозитовых рудных тел, обогащенных серебром.

Глава 3 ПЕТРОШИЧЕЗКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ВМЕЩАЮЩИХ ПОРОД

•Для характеристики петрофизических особенностей вмещающих пород определялись 13 параметров физико-механических свойств: эффективная пористость ШЭ|ф ,%), плотность ( Р , г/см3), условно-мгновенное насыщение (А.,%), постоянная насыщения (В,час~^), коэффициенты Пуассона (/Ми всестороннего сжатия (Кся, Ю4 Мпа), модули Юнга (Е) я сдвига ( ) в Ю4 Мпа, акустическая жесткость ( 2 , г/см^-с), температура Дебая (0, °К), скорости продольных ( Ч/р) и поперечных (Ч/9 ) волн в км/с. Для обобщения обширной информации о различных физико-механических свойствах каждого образца горной породы вычислялся комплексный петрофизи-ческай коэффициент (Кпк). Наибольшую информацию среди этих свойств несут параметры насыщения, плотность, коэффициент Пуассона, скорость распространения продельных волн.

3.1. Детрофазическая характеристика рудовмещагащих вулканических образований

Анализ'информации с построением отдельных бинарных и тройных диаграмм, геологических разрезов позволил расчленить рудовмещага-щие вулканиты аскольдинского комплекса на две петрофазические группы (табл.1). В первую группу (I) объединены риолиты я крис-таллокластические игнимбриты нижней и средней подсвит асяольдин-ской свиты, характеризующиеся повышенными значениями упруго-прочностных свойств и пониженными - параметров водонасыщения. Ко второй группе (Л) отнесены риолиты, фельзиты, невадиты, туфы верхней части разреза аскольдинской свиты, обладающие повышенными значениями Пэфф» А л пониженными значениями упруго-прочностных параметров, плотности. Породы данной группы в большинстве случаев имеют положительные значения Кпк.

При анализе геологических планов, разрезов с одной стороны и рудно-петрофизических, геохимических схем и графиков распределения пород по параметрам дифференцированной пористости с другой, обнаруживается, что рудные тела располагаются на границе различающихся по петрофизяческим свойствам сред. Причем, основная масса рудных тел и наиболее шс мощные и богатые части располагаются в более пористых и хрупких образованиях верхней части разреза.

3.2. Йетрофизические барьеры рудоотложения

В результате составления рудно-пеТрофизической карты месторождения с использованием Кпк выделены участки,. благоприятные для локализации руд и являвшиеся петрофизическими экранами для рудоносных растворов. Наиболее благоприятны для локализации ору-денения фельзиты, характеризующиеся большими положительными значениями Кпк и среди которых располагаются наиболее важные рудные

Таблица I

Петрофизическая характеристика вмещазацих пород

Петрофи-зические группы пород Породы Пэфф А Р уи, Е * Ур V* Кпк

Риолиты 1,16 0,34 2,61 0,15 5,98 2,60 4,97 3,18 0,34

I Игнимбриты 0,49 0,07 2,72 0,15 8,15 3,55 5,68 3,65 -0,46

Игнимбриты 0,80 0,15 2,68 0,26 6,01 2,38 5,23 3,01 -0,41

Игнимбриты 0,95 0,13 2,62 0,20 7,07 2,95 5,53 3,39 -0,08

Риолиты 4,53 1,77 2,56 " 0,25 5,66 2,26 5,22 3,00 0,92

и 4,87 2,47 2,54 0,21 5,44 2,25 4,95 • 3,00 1,17

Фельзиты 2,31 0,85 2,56 0,25 6,24 2,49 5,48 3,15 0,47

П 1,87 1,50 2,59 0,29 4,62 1,79 4,89 2,65 0,47

Аргиллиты 1,01 0,04 2,61 0,18 6,47 2,74 5,24 3,27 -0,22

Невадиты 4,66 0,58 2,52 0,05 5,73 2,72 4,59 3,46 1,40

Граниты 1,17 0,44 2,60 0,13 4,55 2,00 4,31 2,80 0,47

Конгломера-то-брекчии 3,44 0,92 2,62 0,16 6,21 2,68 5,07 3,23 0,88

Базальты 12,09 2,29 2,43 0,20 3,13 1,30 3,92 2,32 1,70

- . етЕЗ,саст!].сэ, а,о ' Й.& езз. ш. вз, а. ев та т. си, из.

Рис. Геологический разрез Дукатсного месторождения,

1- угленосные осадочные отложения омсукчаяскоЛ овиты; 2-7 - аскольцинская овита:

2- риолиты, 3- ту£и риолитов, игнямбриты, 4 - афировыб риолиты ( фельзиты), 5 -игнимбриты, 6 - риолиты, 7 - маркирующие горизонты осадочных порол; 8 - верхнетриа-ооЕЫВ пасчавнки; 9 - суйвулканвческие риолиты Ю - субвулкакаческие тела (а) и ксенолиты (б) граноцгорит-порфиров И - интрузивы биотитовых (а) и леЯко-кратовых (б) гранатов (К2), 12 - даики базальтов (Р ?), 13 - зоны контактового метаморфизма; 14 - ¡шьекционно-эксшгозивные брекчии (а), туффизиты !б); 15 - зоны щюбленяя(а), прочие разломы (в), 16 - зоны окварцевая (а) и кварцевые жилы (б); 17-рудные тела; 18 - геологические (а) и социальные (б) границы.

+ + +

Ь + + + + + + + + •(- +

Рис. . Схема вертикальной зональности измененных пород Дукатского месторождения. I - гсварц-серицит-гидрослюдистые метасоматиты, 2 - эшдотсодержащие пропилят, 3 -ороговикоганные порода, 4 - роговига, 5 - граниты, 6 - ру.пяне тела.

л~-— ел.

------А

1+<

+ -ь

™ „ ^ ._. _

Рис. 1. . Эффективная пористость рудовмещающих пород ¿уяатского месторождения.

1-осацочше порода омсукчанской свиты; 2-верхняя (упруго-хрупкий тип) и З-нияняя 'упруп-

вязкии) часть разреза рудовмещающего комплекса; 4 -верхнвтриасовые песчаник», 5-субрул-

канические ртоетты (к „ 6-граетти; 7 - рушше тела.

тела. Высокоперспективнкми по физико-механическим свойствам являются и участки, выделенные на карте измененных пород месторождения (Гельман и др.,1977) как зоны развития кварц-серицят-гидро-слгодистых изменений. Структурно-петрофизическими экранами рудоот-ложения являются слои осадочных пород, имеющие отрицательные значения Кпк. Петрофизическиш барьерами при образовании отдельных рудных тел явились зоны в различной степени измененных пород и зоны интенсивной тектонической проработки.

3.3. Изменение физико-механических свойств в процессе гидротермально-метасоматических преобразований пород и их роль в локализации оруденения

Цредрудные кварц-хлорит-серицит-гядрослюдистые изменения существенно изменили физические и механические свойства пород и явились одним из факторов, контролировавших рудоотложение. Изучение в различной степени измененных пород показывает, что в результате этих изменений в 1,5-2 раза увеличивается Пд^ и уменьшаются упруго-прочностные параметры, что делает участки интенсивного- замещения пород новообразованными минералами более пористыми' и проницаемыми за счет раскрытая крупных пор и систем микротрещин.

Процессы контактового метаморфизма, вызванные гранитной интрузией, привели к увеличению упруто-прочностных свойств, плотности и понижению - параметров водонасыщения в нижней части разреза, что привело к увеличению контрастности физико-механических свойяв выделенных петрофизических групп. В частности, средние значения Пдфф в них отличаются более чем в .три раза. .

Совмещение областей, благоприятных для разгрузки гидротерм, обусловленных поствулканических метасоматозом и контактовым ме-

таморфизмом явилось одной из причин формирования масштабного орудененяя.

3.4. Некоторые особенности физико-механических свойств перекрывающих рудовмещаюцие вулканиты пород, гранитов,пострудных даек базальтов

Роль этих пород в локализации оруденения не удалось оценить в достаточной мере. Изучение физико-механических свойств конгло-мерато-брекчий таватумской свиты (4 образца) ставит под сомнение экранирующие свойства этого горизонта (Калинин>1986). Субвулканические невадиты (3 образца) по своим петрофизическим свойствам являются благоприятными образованиями для развития в них трещинных структур и циркуляции растворов и в них более вероятно обнаружение богатого оруденения, чем сейчас имеется. Поздне-меловые граниты по своим пегроф1зяческям свойствам близки гранитам гипабиссальной фации. Пострудные дайки базальтов обладают повышенной пористостью (до 10-15$) и являются чрезвычайно хрупкими образованиями, что явилось благоприятной средой для пострудной минерализации серебро-полиметаллической специализации.

Глава 4 ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАННЕЖЯОВЫХ РУДОВМНЦАЩИХ ВУЛКАНИТОВ, ПОЗДНЕМЗДОВЫХ ГРАНИТОВ И ПОВЕДЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ В НАД-ИНТРУЗИВНОЙ ЗОНЕ

Для геохимической характеристики пород, метасоматитов, руд месторождения использованы данные около 2000 спектральных анализа, выполненных в СВКНИИ по методике ЭКСА. В каждой пробе определялись 20 элементов, в 800 пробах - рубйдий, стронций, барий, в 230 - золото. Основным материалом послужил керн структурных скважин 10,101,103, расположенных в пределах рудного поля, а также

структурных скважин 3,4» расположенных за пределами рудного поля.

Данные спектрального анализа обрабатывались в лаборатории математической геологии СВКНИИ в основном с использованием автоматизированной системы обработки геологической информации, разработанной в ИВЦ ПГО "Севзапгеология" и известной под названием "Лидер". Для более полной характеристики связи рудного процесса с геохимическими ореолами использован комплексный геохимический показатель (Кгп), отражающий интенсивность многокомпонентного эндогенного ореола (Приставко,1979,1989). Построенные графики поведения элементов по разрезам скважин позволили выявить эмпирические закономерности между геохимическими- ореолами, петрофи-зическими характеристиками и рудно-метасоматической зональностью.

4.1. Геохимическая характеристика раннемеловых вулканитов аскольдинской свиты

На отличительные геохимические черты ультракалиевых риолитов аскольдинской свиты указывали многие исследователи (Руб, Роднов, 1982; Константинов и др.,1976; Шашкин,1984; Калинин,1985; Рози-нов;Колесников,1981; и др.). Геохимическими особенностями асколь-динских вулканитов являются высокие содержания в них серебра (до 8 кларков), олова 6-8 (кларков), бора (2-4 кларка), а также обогащенность летучими - хлором, до 0,04% и фтором, до 0,1$ (Руб, Роднов,1982). Матрица парных коэффициентов корреляции элементов свидетельствует о существовании значительной связи между серебром, медью, свинцом, цинком и оловом.

Для оценки геохимического фона месторождения использовано среднегармоническое по выборке аскольданских вулканитов и гранитов. Вычисленные оценки геохимического фона месторождения пока-

зывают, что содержания большинства элементов заметно отличаются от кларков концентрации (табл. &). Наиболее высокие положительные значения имеют серебро, олово, бор, свинец.

С целью определения комплекса ореолообразующях элементов, выявления наиболее характерных элементов-индикаторов проведена оценка индикаторной роли (информативности) элементов по отношению к оруденению, которая находилась как количество информации, определенной по отношению вероятности встречи соответствующих концентраций в рудных телах к вероятности встречи их в общей выборке, характеризующей месторождение. Вольфрам, ниобий, бор, титан являются антагонистами серебряного оруденения. Остальные элементы по отношению к оруденению информативны с положительной тенденцией, среди которых выделяются высокоинформативные (серебро, цинк, свинец, сурьма, медь), среднеинформативные (марганец, железо, кобальт, никель) и низкоинформативные (мышьяк, висмут, хром, олово, молибден, бериллий).

4.2. Геохимическая характеристика гранитов

Изучение геохимических особенностей гранитов Дукатского массива проводилось по кернам структурных скважин, вскрывающих интрузию на значительном расстоянии. Характерной геохимической особенность и гранитов являются высокие содержания (до 4-6 кларков) серебра, олова, молибдена, бора (табл. 2, ). По этим особенностям они существенно отличаются от оловоносных лейкогранятов омсукчан-сдого комплекса, с которыми ассоциируют месторождения олова касситерит-силикатной формации. В гранитах Дукатского массива несколько повышены также содержания свинца я цинка (1,5-2 кларка), понижены - стронция, никеля и меди. Относительно геохимического фона месторождения в гранитах повышены содержания бариллия, ко-

Таблица 2

Геохимическая характеристика вулканитов асксдьдинской свиты и гранитов

Элементы °Ф С1 С1 ' с2 . С2 С3 сз С4 С4

°Ф °Ф СФ °Ф

Бериллий 1.7 1,8 1,06 ■ 2,5 1,48 1,3 0,75 2,1 1,24

Бор 39 64 1,64 63 1,62 48 '1,23 29 0,74

Хром 18 23 1,28 28 1,56 21 1,17 14 0,78

Кобальт 4,4 6,6 1,50 5,6' 1,27 4,8" 1,09 ■ 6,-9 1,57

Никель 2,5 2,8 1,12 3,3 1,32 2,6 1,04 1,9 0,76

Медь 13 18 1,38 22 1,69 24 .1,85 14 1,08

Цянк 94 197 2,10 91 0,97 246 2,62 66 0,70

Мышьяк 33 44 1,33 57 1,73 46 1,39 32 0,97

Ниобий 5 . 5,1 1,02 5,2 1,04 5,9 1,18 4,9 0,98

Молибден 0,64 1,1 1,72 0,87 1,36 1,4 2,19 1,8 0,28

Серебро 0,42 0,68 1,62 0,38 0,90 1,05 2,5 0,29 0,69

Олово . 9,2 16 1,74 14 1,52 12 1,30 10 1,09

Вольфрам 1,4 1,5 1,07 1,5 1,07 1,6 1,14 1,4 1,00

Свинец 53 НО 2,08 42 0,79 124 2,34 39 0,74

Висмут 2,4 3,0 1,24 3,3 1,38 1,8 0,75 1,9 0,79

Кол-во 697 259 52 33 95

проб

Примечание. Приведены среднегеометрические содержания: Сф - геохимический фон месторождения; _ среднее содержание элементов в игнимбригах нижней, - ъ фельзитах и Сд - сферолкто-вых риолитах асксльдинской свиты; С^ - среднее содержание элементов в гранитах; С-^/Сф - коэффициент аномальности.

балъта, железа, а содержание основных рудных элементов - серебра, свинца, цинка находятся ниже фонового.

В отличие от серебра, между большинством рудных элементов корреляционные связи не наблюдаются. Они устанавливается между параш серебро-медь, серебро-висмут, серебро-мышьяк.

Сравнительное изучение геохимических особенностей гранитного массива в разных блоках рудного поля показывает его геохимическую неоднородность. Граниты рудоносного блока (скв.101) резко обеднены барием, в них также понижены содержание молибдена, олова, но повышены - кобальта, бора, рубидия. В слаборудоносном блоке (скв. 10), наоборот, граниты обогащены оловом, молибденом. Эти отличительные геохимические черты гранитного массива свидетельствуют, видимо, о его геохимической неоднородности и могут быть использованы для целенаправленных поисков золото-серебряного и олово-ред-кометального оруденения на флангах и глубоких горизонтах месторождения.

4.3. Поведение элементов в вулканических породах в надинтрузивной зоне'

Рудовмещанцие вулканические образования аскольдинской свиты подвергнуты средне- и низкотемпературной пропилимзацяя. Средне-температурная пропилатизация распространена по периферии и на глубоких горизонтах месторождения и представлена эпидот-хлорите-вой ассоциацией. Низкотемпературная прошлятизация охватывает центральную часть рудного поля и сложена серицит-хлорит-гидрослюдистой и серициг-гядрослюдйстой минеральными ассоциациями (Гельман и др.,1977).

В целом, схема вертикальной зональности на месторождении Дукат, с учетом предыдущих исследований, выглядит следунцим обра-

- го -

зсм. На верхних горизонтах проявлено площадное, преимущественно кварц-хлорит-гидрослюдистое изменение пород. С глубиной отмечается постепенное увеличение количества хлорита и уменьшение гидрослюд. Характерным типом изменений является адуляризация. С горизонта примерно 700 м, что соответствует вертикальному размаху оруденения в Центральном блоке в 500 м яварц-хлорят-гвдрослю-дистые изменения сменяются эпидот-хлоритовыми. На эти изменения наложены процессы контактового метаморфизма (роговики, скарноиды), связанные со становлением на глубинах 1000-1300 м гранитной интрузии. В непосредственной экзоконтактовой зоне (до 200 м) породы превращены в гранат-кордиерит-андалузитовые роговики (рис. 4 ).

Изучение распределения петрогенных и рудных элементов проведено по материалам керна екв.10,101,103. Основной целью было выявление не только пространственных закономерностей распределения элементов, но и установление взаимосвязей геохимических характеристик с петрофизическима параметрами рудовмещающих пород. Были составлены графики поведения основных элементов по разрезам скважин и получены статистические характеристики для каждой из зон измененных пород. Анализ полученных данных показал, что ряд элементов обнаруживает приуроченность как к различным зонам измененных пород, так и изменение по мере удаления от кровли гранитной интрузии. Так, серебро обнаруживает максимальную концентрацию и дисперсию содержаний в верхней части разреза - в зоне низкотемпературной и верхней части среднетемпературной пропилатизации, а по мере удаления от кровли гранитной интрузии имеет тенденцию к увеличению. Аналогичным поведением характеризуется и зсяото-сере-бряное отношение. По мере удаления от кровли гранатной интрузии увеличиваются содержания цинка, свинца. Максимальные их концент-

радия приурочены к верхней части зоны эпкдот-хлоритовых изменений. В поведении олова отмечается тесная связь с гранитной интрузией. Наиболее закономерные связи с рудным процессом обнаруживает многокомпонентный ореол, интенсивность которого отображается в его комплексном геохимическом показателе - Кгп. Графики поведения Кгп по разрезам скважин показывают, что интервал распространения наибольших значений Кгп в рудоносных блоках имеет мощность около 500 м, что соответствует вертикальному размаху ору-денения в Центральном блоке. Соответствие мощности максимальных концентраций рудных элементов в ореолах и Кгп вертикальному размаху оруденения является, видимо, отражением рудного горизонта.

Различная интенсивность и мощность геохимических ореолов в надинтрузивной зоне в разной степени рудоносных блоках коррелиру-ется с интенсивностью проявления гадротермально-метасоматических процессов в блоках я с разной их геохимической специализацией.

Приуроченность максимальных концентраций рудных элементов и Кгп к упруго-хрупким образованиям подтверждает их высокую перспективность на обнаружение новых рудных тел на флангах рудного поля.

Глава 5 ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОСВЯЗИ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ МЕТАСОМАТИГОВ, ГЕОХИМИЧЕСКИХ ОРЕОЛОВ, ФИЗИКО-МЕХАБИЧЕСКИХ СВОЙСТВ И ОРУДЕНЕНИЯ . ■

Анализ закономерностей пространственного расположения петро-фазических групп пород, геохимических ореолов, зон гидротермально измененных пород и оруденения позволил выявить тесную связь между ниш (рис. <2, ).

В Центральном блоке месторождения золото-серебряное орудене-ние расположено на верхних горизонтах в зоне кварц-хлорит-гидро-

Рис.И Поведение некоторых параметров физико-механических сюйстз, геохимических элементе» и их обобщенных характеристик в метасомагической зональности.

1-туфы, фельзиты, риолиты верхней и 2-игнимбриты, риолйты нижней части аскольдинской свиту; 3-граниты; 4-зоны измененных пород: 1-кварц-хлорит-гидрослюдистых изменений, 2-эпидот-хлзри-товых пород, 3-эроговикования, 4-роговиков.

слюдистых изменений, характеризующихся упруго-хрупкими свойствами. Здесь же формируются интенсивные ореолы серебра, свинца, цинка, которые погружаются в северо-западном направлении согласно склонению оруденения. В Северо-Западном блоке интенсивные ореолы развиты и эпидотсодержащах пропилитах. Однако здесь дисперсия содержаний ореолообразующих элементов значительно ниже, чем в кварц-хлорит-гидрослюидистых метасоматитах, что, видимо, связано с физико-механическими свойствами пропялитов. Это плотные, малопористые образования, среди которых преобладают породы, имеющие большое процентное содержание пор ультра- и микроразмера. Широко распространенные в высокопористых кварц-хлорит-гидрослюдистых метасоматитах минерализованные зоны в эпидотсодержащих пропилитах переходят в стволовые жилы.

В юго-восточном, слаборудоносном блоке рудовмещающие породы имеют значения комплексного петрофизического коэффициента, близкое к нулю, что свидетельствует о том, что они обладают средне-статическими свойствами пород рудного поля. Геохимические ореолы здесь менее интенсивные и маломощные. Анализ графиков Кпк и Кгп показывает, что интервалы распространения наибольших значений Кгп совпадают с положительными значениями Кпк и приурочены к области развития низкотемпературной пропилитизации.

Таким образом, совместное местонахождение образований, характера зующихся вполне определенными петрофизическима и геохимическими характеристиками, а также ореолами гидротермально-метасома-тяческих преобразований является подтверждением тому, что хрупкие и пористые образования служили петрофизическими ловушками, внутри и в меньшей мере около которых происходило рудоотложение.

Глава 6 НЕКОТОРЫЕ ПРОГНОЗНЫЕ КРИТЕРИИ И ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ

Рассмотренные выше материалы показали, что применение различных методов - геолого-структурных, минералого-геохимических, структурно-петрофизическйх - цри изучении эндогенных рудных месторождений позволяю более обоснованно .оценить условия их формирования и прогнозировать наиболее перспективные участки. К прогнозным критериям, нацеленным на выявление рудоносных структур и перспективных участков могут относится: I. доянтрузивного заложения вулкано-тектонические структуры; 2. наличие в их пределах вулканических образований с контрастными петрофизическдми свойствами; 3. кварц-хлорит-гидрослюдастые ме-тасоматиты с повышенной эффективной пористостью; 4. приуроченность к упруго-хрупким образованиям максимальных эндогенных ореолов серебра.

Выделенные'в составе рудовмещанщей толщи две группы пород, различающихся по физико-механическим свойствам, позволяют рекомендовать продолжить разведку к северу от месторождения вплоть до выклинивания верхней части разреза, являющиеся наиболее благоприятными в отношении рудолокализации. Открытие на западном фланге участка Смелый, погребенный под более молодые вулканиты, Подтверждает высокую перспективность этой площади и возможность успеха этой рекомендации. Наиболее перспективными будут участки, если области максимальных концентраций рудных элементов во вмещающих породах совпадают с зонами развития упруго-хрупких образований.

На карте измененных пород необходимо выделять и исследовать участки, в пределах которых степень замещения пород новообразованными минералами максимальна, так как это приводит к увеличению эффективной пористости и способности пород к трещинообразо-

ванию, что является благоприятным для циркуляции и отложения рудоносных растворов. Рекомендуется продолжить поисково-разведочные работы в пределах субвулканического тела невадитов в Центральной части рудного поля, являющиеся по петрофязическим свойствам благоприятными для рудозамещения.

Первостепенными объектами должны стать также выходы пород, аналогичные аскольдинским вулканитам Дукатского рудного поля.

Указанные петрофазическяе критерии в комплексе с геолого-ге-

охимическиш исследованиями можно использовать не только для ас-

Других „

кольдинских вулканитов, но и Минобразования. Использование этих критериев при поисках рудных тел на флангах рудного поля в вулканитах таватумской и наяханской свит, разделенных по петрографическому составу на подсвиты, способствовало бы более целенаправленным поисково-разведочным работам.

Заключение

Одним из ведущих факторов контроля оруденения на месторождении Дукат является структурно-петрофизический. На месторождении установлены две группы рудовмещакщих пород, различающихся по физико-механическим свойствам, что и определило положение и структурно-морфологические особенности рудных тел. В качестве петрофязических экранов выступают также осадочные и вулканоген-но-осадочные слои внутри аскольдинской свиты.

Формирование месторождения Дукат носит многоэтапный характер и связано с деятельностью двух, судя по данным изотопного состава стронция, разноглубинных магматически очагов: вулканогенного, более глубинного на раннем этапе я гранитоядного, корового - на заключительном этапе.

Каждый из тектоно-магмагических этапов развития месторовдения нашел отражение в особенностях проявления регионального метасоматоза и контактового метаморфизма, в составе и взаимоотношениях геохимических ореолов рудогенных элементов. Установлено совпадение областей развития максимальных концентраций элементов и петрофизи-ческих групп пород, наиболее благоприятных для циркуляции и отложения рудного вещества.

При ведении поисково-разведочных работ в пределах Дукатского рудного поля и в аналогичных структурах, наряду с детальным геологическим картированием, геохимическими исследованиями рекомендуется применять структурно-петрофизический метод, который позволяет повысить достоверность выделения перспективных участков.

Работы, опубликованные по теме диссертации

1. Некоторые закономерности размещения рудной минерализации в Калалагинской вулканоструктуре (ОЧВП). Тез.докл.Всес.совещ. "Структуры рудных полей вулканических поясов". Владивосток, 1985, с.88-89. Соавтор В.И.Копытин

2. Особенности геологического строения и оруденения Калалагинской вулканоструктуры (ОЧВП). В кн.: Региональная геология и полезные ископаемые СВ СССР. Магадан. 1989, с.89-98

3. Геология и геохимия Новодаагьнского оловорудного месторождения. В кн.: Геология, геохимия и полезные ископаемые Дальнего Востока. Магадан, 1989, с.17-27

4. Структурно-магматические факторы контроля оруденения в вулканогенном районе. В сб.: Тектоника и структурный контроль оруденения магматических, метасоматическах и осадочных комплексов Дальнего Востока. Деп. в ВИНИТИ, № 3664-В-90. 1990

5. Мянералого-геохямическая зональность Новоджагынского месторождения. В кн.: Минералогия я геохимия рудных полей СВ России. Магадан, 1992, с.52-62

6. Некоторые особенности физико-механических свойств рудовме-щающих пород месторождения Дукат. Мат.19 научн.конф.мол.ученых и аспирантов геол.факультета МГУ. Деп. в ВИНИТИ, № 2170-В92. 1992

7. Петрофизические условия локализации оруденения на золото-серебряном месторождений Дукат. Руды и металлы (в печати). Соавтор В.И.Старостин