Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Геолого-геохимические основы прогноза коренных месторождений медно-никелевых руд в Норильском районе

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

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Мирошникова, Людмила Константиновна

Глава 1. Обзор геохимических работ в Норильском районе

Глава 2. Геологическое строение площади Талнахского рудного узла

2.1. Стратиграфия

2. 2, Интрузивный магматизм

2. 2. 1. Недифференцированные интрузии

2. 2. 2. Слабодифференцированные интрузии

2. 2. 3. Дифференцированные интрузии норильского комплекса

2.2.3.1. Норильский тип (сои-иб) Т] пг "

2.2.3.2. Круглогорский тип (тса-ир) Т] ""^ пг

2.2.3.3. Нижнеталнахский тип (юи-иР) Т} пг

2.3. Метаморфические образования

2.4. Структурно тектоническая характеристика площади Талнахского рудного узла

2.5. Полезные ископаемые

2.6. Генезис месторождений сульфидных медноникелевых руд Талнахского рудного узла

Глава Методология построения геохимической модели Талнахского рудного узла

3.1. Литохимическое опробование керна скважин и аналитические работы

3.2. Компьютерная обработка результатов анализов

3.3. Задачи геолого-геохимического моделирования

3.4. Иерархическое строение геолого-геохимической модели площади Талнахского рудного узла

Глава Геолого-геохимическая модель Талнахского рудного узла

4.1. Геохимическая характеристика осадочных отложений

4.2. Строение комплексного геохимического поля отложений разведочнинской свиты

4.3. Строение комплексного геохимического поля оса- дочных отложений нижней части мантуровский свиты

4.4. Строение комплексного геохимического поля оса- дочных отложений верхнего девона

4.5. Строение ГХП геохимического типа стронциевой и барий-стронциевой специализаций

4.6. Геохимическая характеристика терригенных отло- ПО жений каменноугольной пермской системы (нерасчлененные)

4.7 Строение комплексного геохимического поля отложе- НИИ тунгусской серии

4.8 Геохимическая характеристика эффузивных образо- ваний

4.9 Геохимическая характеристика интрузивных образо- ваний площади Талнахского рудного узла

4.9.1 Ергалахский (т^ Рг ег) интрузивный комплекс

4.9.2, Пясинский интрузивный комплекс (тр Рг ps)

4.9.3. Норильский комплекс (QÜ) Ti иг

4.9.3.1. Геохимическая характеристика интрузивных образований норильского типа (COV-VCT) Ti"'^ nr (Верхнеталнахский интрузив)

4.9.3.2. Геохимическая характеристика интрузивных образований круглогорского типа ((7iv-vP)Tinr''^ )

4.9.3.3. Строение комплексного геохимического поля рудоносной интрузии норильского типа (Верхнеталнахский интрузив) с относительно выдержанным горизонтом сплошных и богатовкрапленных руд

4.9.3.4, Строение комплексного геохимического поля Тангаралахского потенциально-рудоносного поля

4.9.3.5. Строение комплексного геохимического поля интрузий норильского и круглогорского типов ВерхнеХараелахской площади

4.9.3.6. Геохимическая характеристика интрузивных образований нижнеталнахского типа ( Ю У У Р ) Т1ПГ"*

4.9.3.7. Строение комплексного геохимического поля Нижнеталнахского интрузива

4.9.4, Геохимическая характеристика метаморфических образований ¡

4.9.5, Строение комплексного геохимического поля Талнахского рудного узла

Глава Геохимические признаки и критерии оценки площади на перспективность медно никелевого оруденения

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Геолого-геохимические основы прогноза коренных месторождений медно-никелевых руд в Норильском районе"

АО «Норильский комбинат» в настоящее время является основным российским производителем меди, никеля, кобальта и металлов платиновой группы. В Норильских недрах сосредоточено более 70% никеля, 60% меди и практически вся платина России. Запасами богатых руд, при современных темпах отработки, комбинат обеспечен только до 2020 года. Если учесть, что технология горно-металлургического передела, ориентированная на богатые руды, совершенствуется, а подготовка месторождений к их освоению занимает многие годы, то уже в ближайшее время может остро встать вопрос укрепления рудной базы комбината. Для расширения минерально-сырьевой базы комбината требуется открытие месторождений богатых медно-никелевых руд, которые могли бы с наименьшими затратами на их освоение обеспечить не только стабильную работу предприятий комбината, но и решить проблему создания новых рабочих мест, что не менее актуально в настоящее время.Кроме того, конъюнктура рынка цветных металлов, от которой напрямую зависит экономическая стабильность комбината, требует наименьших затрат на добычу и переработку руды. Поэтому, поиски богатых медно-никелевых руд на площадях, расположенных на флангах известных месторождений, т.е. в непосредственной близости к промышленно освоенной территории, являются наиболее геологически и экономически обоснованными.Цель работы. В связи с внедрением в геологии новых компьютерных технологий, позволяющих моделировать полиэлементную структуру геохимического поля в поисковых целях, была получена возможность создания принципиально новой геолого-геохимической модели Талнахского рудного узла и, как следствие, определение новых поисковых геохимических критериев оценки площади на перспективность медно-никелевого оруденения. Построение геолого-геохимической модели произведено на основе изучения закономерностей распределения микроэлементов в горных породах, рассмотрены геохимические особенности площади с анализом петрохимических, литологических, структурно-фациальных и палеогеографических условий.Научная новизна: - принята концепция иерархического строения комплексного геохимического поля (ГХП): ГХП —>• геохимический тип (ГХТ) -> области фона, зона рассеянной минерализации, аномалий -» геохимическая ассоциация (ГХА); - разработана схема геохимического картирования литологических, структурно-фациальных, палеогеографических и тектономагматических условий площади Талнахского рудного узла; - впервые показано, что комплексное геохимическое поле с характерными для него признаками зональности отражает сложное геологическое строение Талнахского рудного узла; - предложено рассматривать ГХТ, как отображение различных типов геохимических формаций; - выявлены новые геохимические критерии рудоносности, основанные на элементах зональности ГХП; - впервые предлагаемые геохимические критерии возможно использовать на различных стадиях поисковых и поисково-оценочных работ; - выявленные закономерности геохимического строения площади позволяют моделировать процессы формирования геологического пространства Талнахского рудного узла (ТРУ).Практическая значимость работы. Основные научные результаты получены путем формализованных выводов из теоретически обоснованных и проверенных опытом положений петрологии, петрохимии, прикладной геохимии, теории вероятности и математической статистики. Разработанная методика геохимического картирования широко использовалась при решении прогнозных исследований в Норильском рудном районе при непосредственном участии автора. В результате проведенного анализа зонального строения ГХП интрузивных образований была получена возможность проследить развитие интрузивных тел, установить границы их распространения и определить перспективность на никеленосность, как в целом интрузива, так и отдельных его частей. Предложен ряд геохимических критериев, позволяющих производить разбраковку интрузивных образований на уровне комплексов, типов и петрографических разностей. Определены направления развития медно-никелевой специализации в пределах исследуемой площади, что послужило одним из оснований для постановки поисковых работ на ВосточноХараелахской площади. Геохимические критерии, изложенные в предлагаемой работе, успешно использованы при составлении отчетов на УстьТурукской (Государственный регистрационный номер № 56-94-11/1), Верхне-Хараелахской (Государственный регистрационный номер № 16-91-24/2) и Кыстыктахской (Государственный регистрационный № 16-91-24/7) площадях. Было отмечено, что предлагаемая интерпретация геохимических данных позволяет производить геологическую привязку при бескерновом бурении путем опробования шлама и пыли.Фактический материал. В основу диссертации положен фактический материал, собранный автором за период с 1975 по 1999 годы, в процессе геологоразведочных работ, проводимых ПО «Норильскгеология» на плош;ади Талнахского рудного узла. Для написания диссертации были использованы результаты анализов 31000 геохимических проб, отобранных из керна 150 скважин.Апробация результатов исследований. Результаты работы докладывались на региональной геологической конференции «Минерально-сырьевая база Таймырского автономного округа: открытия и перспективы» (г. Норильск, 2000г.), на научно-производственных совещаниях ПО «Норильскгеология».Публикации. По теме научной работы написаны и сданы в печать четыре статьи. Автор участвовала в написании 6 научно - производственных отчетов.Объем и структура диссертации. Диссертация выполнена в ПО «Норильскгеология» и на кафедре геологической съемки, поисков и разведки месторождений полезных ископаемых Иркутского государственного технического университета под руководством кандидата геолого-минералогических наук профессора A.A. Шиманского. Диссертация объемом 220 страниц состоит из 5 глав, введения, заключения, включает 26 таблиц, 36 рисунков.Список используемой литературы насчитывает 65 названий.Первое защищаемое положение. Геолого-геохимическая модель ТРУ создана на основе изучения комплексного геохимического поля с характерными признаками неоднородности. Предложена систематика строения геохимических полей со следующей соподчиненностью: геохимическое поле (ГХП) -> геохимический тип (ГХТ) -> области ГХТ ->• геохимическая ассоциация (ГХА). В ГХТ выделены области фона (0.5< Кк <1.2) -> рассеянной минерализации (1.2< Кк < 3) -> аномалия (Кк>3). В строении ГХА выделены «зоны привноса» (Кк >1.2) и «выноса» (Кк <0.5), которые характеризуют альтернативные процессы привноса и выноса химических элементов; «индифферентная зона» (0.5 < Кк<1.2).Второе защищаемое положение. Проведено сравнительное изучение выделяемых в структуре комплексного геохимического поля объектов различно специализированных геохимических типов и геохимических формаций. Принято рассматривать ГХТ как геохимическую формацию.Третье защищаемое положение. Зональность комплексного ГХП является отображением структурно-тектонических условий формирования геологических объектов Талнахского рудного узла.Четвертое защищаемое положение. Геохимическими критериями оценки площади на перспективность сульфидного медно-никелевого оруденения является зональность комплексного геохимического поля, которая отражает весь комплекс структурно-тектонических, магматических, метаморфических и генетических факторов оруденения.Благодарности. Работа выполнена в ПО «Норильскгеология» и автор благодарен руководству геологического отдела ПО «Норильскгеология» в лице гл. геолога Ю.К. Краковецкого и ведущего геолога В.Д. Вахругаева за предоставление материалов, рекомендации и поддержку в написании диссертации. Особую признательность автор выражает своему научному руководителю A.A. Шиманскому, а также ведущему геологу ПО «Норильскгеология» Г. Снисар и руководителю Комитета природных ресурсов по ТАО О.Н. Симонову, которые оказали неоценимую помощь в направлении выбора темы диссертации, написании и опубликовании научных статей. Автор благодарит докторов геолого-минералогических наук Малич Н.С., В.В. Рябова и кандидата геолого-минералогических наук М.З. Комарову за интерес к моим исследованиям и всестороннюю помощь. Автор признателен своему учителю геологии В.Ф.Кравцову - первооткрывателю Талнахского месторождения медно-никелевых руд, а также всем своим коллегам - геологам за моральную поддержку и помощь в работе над диссертацией: Ю.Н. Амосову, В.М. Салову, C.K Михалеву., C A . Вилинскому, В.В. Куртину, Л.Н. Музыковой, Е.Е. Белоконь, И.П. Клюкиной, В.А.Радько, A.B. Приймак, Т.Т. Храмцовой, а также моим близким К.В. Мирошникову, В.Б Мирошникову, и друзьям М.В. Смоленской и В.М. Прасолову.Основное содержание работы. В первой главе диссертации приводятся материалы по обзору и анализу результатов геолого-геохимической изученности в Норильском районе. Во второй главе рассматривается геологическое строение площади Талнахского рудного узла, с привлечением материалов последних исследований В.А. Люлько, В.Ф. Кравцова, В.А. Федоренко, Д.М. Туровцева, М.З Комаровой. В третьей главе автор высказывает свой взгляд на актуальность моделирования, как способа изучения объектов, и как следствие - получение поисковых критериев при анализе модели. Здесь же приводится анализ ранее разработанных и применяемых методов геохимических исследований. В данной главе также приведен обзор фактического материала, методики литохимического опробования керна скважин, аналитических работ и математической обработки результатов анализов с использованием компьютерной технологии, приведена схема иерархического строения геолого-геохимической модели площади Талнахского рудного узла. В четвертой главе рассматривается геохимическая характеристика геологических образований, структура и зональность геохимических полей (ГХП). В пятой главе рассматриваются геохимические критерии сульфидного медно-никелевого оруденения и практическое значение результатов геохимического изучения площади Талнахского рудного узла.

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Мирошникова, Людмила Константиновна

Заключение

В связи с внедрением в геологии новых компьютерных технологий, позволяющих моделировать полиэлементную структуру геохимического поля в поисковых целях, была получена возможность создания принципиально новой геолого-геохимической модели Талнахского рудного узла и, как следствие, определены новые поисковые геохимические критерии оценки площади на перспективность медно-никелевого оруденения. Разработка технологий количественной оценки предусматривает геохимическое моделирование ГХП объектов разного иерархического уровня и, в обязательном порядке, - моделирование эталонных месторождений. Результатом геохимического изучения Талнахского рудного узла явилось создание подобной модели, при составлении которой был соблюден принцип преемственности, так как данная модель включает результаты моделирования рудных полей и месторождений.

Детальное изучение количественного и качественного состава первичных ореолов позволяет использовать полученные результаты для интерпретации геохимических данных при бескерновом бурении путем опробования пыли и шлама, что значительно снизит затраты на геохимическое опробование.

В результате проведенных исследований была показана возможность выделения и классификации геологических условий объекта на основе интерпретации результатов эмиссионного спектрального анализа (табл. 24).

Установлено, что применение методов многомерных полей и главных компонент при изучении первичных ореолов обеспечивает геохимическое картирование литологических, структурно-фациальных,

213 палеогеографичес-ких и тектоно-магматических условий площади рудного узла.

Предложено рассматривать геохимические типы, как отображение различных типов геохимических формаций. Комплексное геохимическое поле с характерными для него признаками зональности отражает сложное геологическое строение объекта. Выявлены новые геохимические критерии рудоносности, основанные на элементах зональности ГХП.

Предлагаемые геохимические критерии возможно использовать на различных стадиях поисковых и поисково-оценочных работ. Выявленные закономерности геохимического строения площади позволяют моделировать процессы формирования геохимического пространства Талнахского рудного узла (ТРУ).

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Мирошникова, Людмила Константиновна, Иркутск

1. Баранов Э.Н. Геохимические поля рудообразующих систем: генетические и прикладные аспекты (ГЕОХИ РАН). Разведка и охрана недр. М.: Недра, 1998, №3, с. 16-19.

2. Бородаевская A.M., Кривцов А.И., Лихачев А.П и др. Принципы и методы прогноза скрытых месторождений меди, никеля, кобальта. М.: Недра, 1987, с. 3-185.

3. Буганец А.Н., Дуденко Л.Н. Математические методы прогнозирования месторождений полезных ископаемых Л.: Недра, 1976, с. 270

4. Вернадский В.И. Избранные сочинения, т. 1, 2. М.: АН СССР, 1975 Виленский Л.М. Геология и петрология интрузивных траппов

5. Сибирской платформы М.: Наука, 1966, с. 258-259

6. Власов К.А. Геохимия, минералогия и генетические типыместорождений редких элементов, т.1 М: Наука, 1964.

7. Генкин А.Д., Дистлер В.В., Гладышев Г.Д. и др. Сульфидные медноникелевые руды норильских месторождений. М.: Наука, 1981.

8. Геохимия и минералогия рудных формаций Норильского региона. Л.:1. Недра, 1988, с. 127-135.

9. Годлевский М.Н. Траппы и рудоносные интрузии Норильского района. М.: Госгеолиздат, 1959, с.67-72.

10. Дегенхардт Т. О геохимическом распределении циркония в литосфере /Геохимия редких элементов/. М: изд. иностран. лит-ры, 1959, с. 157209.

11. Додин Д.А. Петрология и геохимия никеленосных магматических комплексов. В. кн.: Петрологические особенности и прогнозное районирование никеленосных трапповых полей Севера Красноярского края. Л.: Недра, 1983, с. 5-35.

12. Додин Д.А., Сухов Л.Г., Кравцов В.Ф. и др. Геохимия и минералогия рудных формаций Норильского района. Л.: Наука, 1988, с.134-140

13. Золотухин В.В. О генезисе так называемых ликвационных медно-никелевых сульфидных руд в свете новых данных (об инфильтрационноавтометасоматической). Н., Геология и геофизика, 1971, №9, с.

14. Инструкция по геохимическим поискам рудных месторождений. М.: Недра, 1983.

15. Китаев Н.А., Евдокимова В.Н., Чумакин В.Н. Построение эмпирических моделей зональности рудных тел и их ореолов. В кн.: Математическая обработка данных в поисковой геохимии. Н.: Наука, 1976, с. 115-181.

16. Китаев Н.А., Богатырев П.В. Математическая обработка геохимических данных /Материалы Второго междун. Симпозиума «Методы прикладной геохимии»/ Н.: Наука, Сиб. Отделение, 1986, е. 75-76.

17. Кравцов В.Ф., Седых Ю.Н., Гор Ю.Г. Геолого-структурные особенности Талнахского рудного узла. В кн.: Петрология и рудоносность Талнахских и Норильских дифференцированных интрузий. Л.: Недра, 1971, с. 8 30.

18. Кравцов В.Ф. Некоторые вопросы структуры Талнахского рудного узла и Норильского района. В кн.: Северо Сибирский никеленосный район и его промышленные перспективы. Л.: Недра,1973, с. 36-40.

19. Кузьмин Е.Е. Гидрогеохимический метод поисков рудных месторождений в условиях многолетней мерзлоты (на примере Норильского района). В. кн.: Геология и полезные ископаемые Норильского района. Норильск, 1969, с. 45 54.

20. П. Курода и Э. Санделл, Геохимия молибдена /Геохимия редких элементов/. М: изд. Иностран. Лит-ры, 1959, с. 209-265. Летников Ф.А. Синэнергетика геологических систем. Н.: Наука, 1992, с. 171-200.

21. Мирошникова Л.К. Геохимия палеозойских отложений Верхне-Хараелахской площади // Недра Таймыра. Сборник научных трудов, выпуск 4, Норильск, 2000, с. 69-83.

22. Мирошникова Л.К. Геохимическая характеристика интрузивных образований северо-восточных флангов Талнахского рудного узла // Геологические и минеральные ресурсы Центральной Сибири. Красноярск, 2000, с. 50-67.

23. Мирошникова Л. К. Геохимическая характеристика осадочных отложений адылканской свиты // Геология, поиски и разведка месторождений рудных полезных ископаемых. Межвузовский сборник, выпуск 25, Иркутск, 2002, с. 15-25.

24. Мирошникова Л.К. Строение ГХП околоинтрузивных ореолов в отложениях тунгусской серии // Сборник докладов конференции, посвященной 300-летию горно-геологической службы России, Норильск, 2000, в печати.

25. Налдретт А.Дж. Сульфидные медно-никелевые месторождения: класси-фикация, состав и генезис /Генезис рудных месторождений. т.2/. М.: Мир, 1984, с. 253-343.

26. Певзнер B.C. Геохимическое районирование Норильской площади в масштабе 1:200 000 /тематическая работа/ Л., 1992, 75 е.

27. Разгонов О.П. Закономерности распределения химических элементов винтрузивных траппах околоинтрузивных геохимических ореолов и ихиспользование при поисках сульфидных медно-никелевых руд (напримере Норильского района). М.: АН СССР, 1977, с. 28

28. Рябов В.В., Шевко А .Я., Симонов О.Н., Аношин Г.Н. Составплатиноносных высокохромистых скарнов Талнаха (Норильскийрайон). Геология и геофизика, 1987, т. 37, № 7, с 60-75.

29. Рябов В.В. Общие геохимические поиски медно-никелевыхместорождений на основе детализации и оценке геохимическиханомалий на севере Красноярского края /тем. работа/. М., МГРИ,1987, с. 105-107.

30. Naldrett A.J., Cabri L.J. Ultramafic and related mafic rocks: theer classification and genesis with special reference to the concentration of nickel sulfides and platinum group elements. - Econ. Geol., 1976, v.71, №7.