Бесплатный автореферат и диссертация по геологии на тему

Методика рационального минералого-геохимического опробования рудопроявлений золота

ВАК РФ 04.00.02, Геохимия

Текст научной работыДиссертация по геологии, кандидата геолого-минералогических наук, Зиаий Мансур, Москва

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК

Институт геологии рудных месторождений , петрографии, минералогии и

геохимии

(ИГЕМ )

Мансур Зиаий из И.Р. Иран

Методика рационального минералого - геохимического опробования

рудопроявлений золота

Специальности: 04.00.02-" Геохимия "

04.00.13-" Геохимические методы поисков месторождений полезных

ископаемых "

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель, академик HAH Армении С. В. Григорян

МОСКВА 1999

Оглавление

Введение............................................................................................3

ГЛАВА 1. Методы исследований.......................................................8

Отбор и обработка проб...................................................8

Анализ проб..................................................................18

Интерпретация результатов анализа проб..............................19

ГЛАВА 2 . Особенности геохимических ореолов выявленных различными.

методами опробования.........................................................29

Метод валового опробования.............................................29

Метод анализа различных фракций проб ..............................43

ГЛАВА 3 . Элементы -примеси в минералах как критерий идентификации

минерало-геохимического типа минерализации......................58

Метод геохимических спектров.............................................60

Байесовский метод.............................................................76

ГЛАВА 4 . Элементы - примеси в минералах как критерий оценки уровния эрозионного среза рудопроявленийзолота...........................109

ГЛАВА 5.Практические рекомедации.............................................124

Заключение...................................................................................135

Литература...................................................................................137

ВВЕДЕНИЕ.

Постоянный рост потребности золота в экономике большинства стран происходит на фоне повышения затрат на поиски и разведку новых месторождений этого металла, что в первую очередь обусловлено истощением фонда легкооткрываемых месторождений (фиксируемых на поверхности промышленными рудами). Создавшееся положение ориентирует геологоразведочные организации на поиски более сложных для выявления и оценки слабопроявленных на поверхности месторождений со скрытыми на глубине промышленными запасами золота.

Оценка слабо проявленных на поверхности золоторудных месторождений,'на поверхности] обычно фиксируемых как рудопроявления золота с неопределенными перспективами на глубину, существенным образом осложняется по причине развития в любом рудном районе многочисленных так называемых > зон рассеянной рудной (в том числе золоторудной) минерализации, не содержащих на глубине руд промышленного значения. Это обстоятельство ставит на повестку дня проблему разработки новых и коренного совершенствования существующих методов и критериев оценки рудопроявлений золота с целью выделения из множества рудопроявлений наиболее перспективных, переходящих на глубину в руды промышленного значения.

Цель и задачи работы.

Учитывая отмеченную выше актуальность разработки методов оценки рудопроявлений золота основной целью данной работы являлась разработка оптимальной для эндогенных месторождений золота методики рационального минералого-геохимического опробования рудопроявлений.

Согласно поставленной цели в работе решались следующие основные задачи:

■ сравнительное изучение результатов различных методов опробования коренных пород с целью выявления наиболее эффективного для фиксации слабоконтрастных рудопроявлений золота;

■ изучение распределения элементов-индикаторов золоторудных месторождений по различным фракциям минералогических проб с целью выделения фракций, наиболее информативных для выявления и оконтуривания геохимически слабоконтрастных рудопроявлений золота;

■ изучение вертикальной зональности в распределении элементов-примесей пирита и других рудных минералов с целью выяснения возможности ее использования в качестве критерия оценки уровня эрозионного среза рудопроявлений золота;

■ составление таблиц частостей распределения содержаний элементов-примесей (априорных вероятностей) пирита, арсенопирита, галенита и сфалерита для различных минерало-геохимических типов (МГТ) золоторудных месторождений и разработка на этой основе методики идентификации МГТ по элементам-примесям в перечисленных рудных минералах;

■ сравнение геохимических спектров перечисленных выше рудных минералов различных МГТ золоторудных месторождений с целью выяснения возможности дифференциации МГТ по величине мультипликативной оценки различий геохимических спектров минералов.

Основные защищаемые положения. В результате выполненных исследований автором сформулированы и в диссертационной работе защищаются следующие основные положения.

1. Анализ тяжелых фракций проб позволяет выявить контрастные и значительные по размерам околорудные ореолы золоторудных тел , существенно превосходящие по этим параметрам первичные

геохимические ореолы, оконтуренные по результатам анализа валовых геохимических проб.

2. В распределении элементов-примесей рудных минералов (пирит, арсенопирит, галенит, сфалерит, халькопирит) выявлена вертикальная геохимическая зональность (наиболее контрастная и выдержанная в изменении величин мультипликативных коэффициентов зональности), которая рекомендуется в качестве критерия оценки уровня эрозионного среза рудопроявлений золота.

3. Байесовский метод является эффективным способом идентификации, с определенной вероятностью минерало-геохимического типа (МГТ) золоторудных месторождений по элементам-примесям пирита и других распространенных рудных минералов. Для реализации этого способа по результатам анализа более 12000 мономинеральных проб составлены таблицы априорных вероятностей по пириту, арсенопириту, сфалериту и галениту.

4. Метод геохимических спектров минералов-индикаторов является более упрощенным (по сравнению с байесовским) способом определения формационной принадлежности рудопроявлений золота. Для реализации этого способа по 17 МГТ золоторудных месторождений составлены эталонные графики изменения величин мультипликативных коэффициентов дифференциации МГТ по пириту, арсенопириту, сфалериту и галениту, которые могут быть использованы для предваряющего идентификацию конкретного МГТ определения группы близких по величине мультипликативного коэффициента МГТ.

Научная новизна работ. На примере 17 минерало-геохимических типов (МГТ) золоторудных месторождений установлено, что эти МГТ отчетливо дифференцируются по составу и особенностям распределения элементов-

примесей в пирите и других характерных для золоторудных месторождений рудных минералах (арсенопирит, сфалерит, галенит).

В распределении элементов-примесей пирита и других рудных минералов с помощью мультипликативных коэффициентов установлена вертикальная геохимическая зональность, тем контрастнее, чем выше порядок мультипликативного коэффициента.

Показано, что некоторые особенности околорудных геохимических ореолов золоторудных месторождений в определенной степени зависят от способа отбора проб коренных пород: метод пунктирной борозды позволяет выявить наиболее значительные по размерам и контрастности околорудные геохимические ореолы.

Практическое значение работы. Разработана методика рационального

минералого-геохимического опробования рудопроявлений...... золота,

позволяющая выявить более контрастные и значительные по размерам околорудные геохимические ореолы.

Разработана методика оценки рудопроявлений золота по геохимическим спектрам характерных для золоторудных месторождений рудных минералов: пирита, арсенопирита, сфалерита и галенита.

Апробация и публикации. Результаты исследований доложены на Международном симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ (Москва, октябрь, 1997 г.) и опубликованы в трех статьях.

Фактический материал. Диссертационная работа включает в себя результаты исследований автора, выполненных в 1995-1999 г.г. В ней использованы данные полиэлементного анализа более 8000 геохимических проб, заимствованные из опубликованных и фондовых работ результаты, многокомпонентного анализа более 12000 мономинеральных проб пирита, арсенопирита, галенита и сфалерита. Кроме того, для решения некоторых вопросов были обработаны результаты анализа более 900 мономинеральных

проб перечисленных выше рудных минералов, любезно предоставленных автору C.B. Григоряном, Л.Н. Бельчанской и Г.В. Моралевым. Работа выполнена в ИГЕМ РАН под руководством академика HAH Армении C.B. Григоряна, которому автор выражает глубокую благодарность за постоянную помощь в работе над диссертационной работой. Особую благодарность автор выражает члену-корреспонденту РАН Ю.Г.Сафонову за весьма ценные научные консультации и постоянную поддержку в выполнении исследований. Автор признателен Л.Н.Бельчанской, Т.Т.Ляхович, А.З.Адамян и сотрудникам ИГЕМ (В.В.Дистлер, В.А. Коваленкер, Г.В.Моралев, Н.В.Гореликова, А.Л.Галямов, А.В.Волков, Т.М.Злобина, Г.Г.Кравченко, Е.П.Малиновский, С.Ф.Винокуров, А.Д.Бабанский,

B.Л.Русинов, А.Д.Генкин, Чернышев И.В.) за консультации, а также помощь в оформлении диссертационной работы. Автор благодарит В.И.Кузьмина и

C.М.Кравченко за ценные советы и критические замечания на завершающем

этапе работы, а также Г.О.Пилояна, [В.Г.Хитрова|, А.И.Галудзину, С.И.Гаврилову, Т.Н.Вознесенскую, С.А.Горбачеву за аналитические исследования и Г.Е.Каленчук за помощь в овладении основами разговорного русского языка. Автор также выражает свою благодарность Министерству Высшего Образования Ирана, благодаря материальной поддержке которого было возможным прохождение аспирантуры в ИГЕМ РАН.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ.

1. Отбор и обработка проб.

Валовое опробование. Сущность геохимических методов поисков минеральных месторождений по их первичным ореолам, как известно, заключается в систематическом геохимическом опробовании рудовмещающих коренных пород с целью обнаружения развитых в них геохимических аномалий с выделением среди них перспективных на промышленное оруденение геохимических ореолов - эффективных признаков слепых и слабо эродированных рудных тел и месторождений. Подобная процедура сопряжена с отбором и последующим анализом значительного числа геохимических проб: количество отбираемых при этом геохимических проб определяется необходимостью не столько решения задачи обнаружения аномалий, сколько их оконтуривания в пространстве. При этом очевидно, чем детальнее опробование, тем больше число отбираемых проб.

Естественно, что значительные количества проб, отбираемых при геохимических поисках, определили необходимость выбора для геохимических поисков экспрессных разновидностей методов пробоотбора.

В настоящее время при геохимических поисках применяются два экспрессных метода отбора проб коренных пород: это штуфной метод и так называемый метод пунктирнои борозды.

На примере уранового месторождения Чаркасар (Узбекистан), залегающего в аляскитовых гранитах (Григорян, 1974), было установлено, что метод опробования коренных пород существенным образом влияет на параметры геохимических аномалий. Аномалии, выявленные и оконтуренные методом пунктирной борозды, отличаются более значительными размерами и благодаря этому являются более надежными индикаторами рудных тел и месторождений. Выполненная обработка сопряженного опробования рудных тел и околорудных ореолов на золоторудном месторождении Карамкен

подтвердила вывод о большей эффективности метода пунктирной борозды в оконтуривании первичных геохимических opeo лов. (. 3..)

На месторождении Карамкен рудовмещающие дадиты и туфобрекчии в подземных горных выработках были опробованы (при участии и под руководством Л.Н.Бельчанской) методами борозды (применяется для подсчета запасов), пунктирной борозды (отбор 5-6 сколков общим весом в 100-150 г.) и штуфного опробования (один штуф весом 100-150 г. на каждый интервал опробования). При этом в качестве контрольного принимался бороздовый метод - наиболее представительный (но и трудоемкий) метод опробования минеральных месторождений.

Сопряженное опробование перечисленными методами проводилось на фоновом и аномальном участках.

Обработка результатов геохимического опробования позволила установить, что все методы, в целом, дают достаточно близкие результаты. Более внимательный анализ позволяет, тем не менее, подметить некоторые закономерные различия: отчетливо установлено заметное превышение концентраций свинца по пунктирно-бороздовому и штуфному методам опробования ( по сравнению с бороздовым). Эти данные согласуются с приведенными выше результатами исследований, выполненных на других месторождениях, где также было установлено завышение этими методами концентраций элементов-индикаторов, что свидетельствует о том, что и в данном случае пунктирно-бороздовый метод является более "чувствительным" для обнаружения околорудных ореолов.

В табл. 1.1 подчеркнуты максимальные значения средних содержаний элементов-индикаторов золоторудного оруденения золото-серебряного месторождения Карамкен (более подробно геологическое строение и особенности вещественного состава месторождения Карамкен описываются в последующих главах). Как следует из приведенных в табл. 1.1 данных, максимальное число повышенных средних характерно для метода пунктирной

борозды: из 11 приведенных в табл. 1.1 элементов-индикаторов для шести максимумы установлены для метода пунктирной борозды. Особенно разительны различия между двумя экспрессными методами геохимического опробования: пунктирной борозды и штуфного. При сравнении этих двух основных методов опробирования коренных пород при геохимических поисках минеральных месторождений выявляется очевидное преимущество метода пунктирной борозды, позволяющего выявлять более контрастные геохимические аномалии. Из одиннадцати элементов-индикаторов максимальные значения средних (точнее среднеаномальных) содержаний по данным штуфного опробования только для двух элементов - лития и цинка. Для этих элементов различия между средними содержаниями, как показало применение критерия Вижоксона (Бондаренко и др., 1973), не являются существенными, что делает преимущество метода пунктирной борозды более очевидным.

Сравнение результатов сопряженного опробования рудовмещающих пород упомянутыми выше тремя методами показало также, что с помощью метода пунктирной борозды удается выявить не только более контрастные (табл. 1.1), но и более значительные по размерам геохимические аномалии. Для иллюстрации этого положения в табл. 1.2 приведены данные о ширине околорудных геохимических ореолов, выявленных по описываемому сечению через рудную зону. Отчетливо видно, что для большинства элементов-индикаторов максимальные по размерам аномалии выявляются с помощью метода пунктирной борозды.

Для количественной оценки степени соответствия результатов опробования коренных рудовмещающих пород различными методами были рассчитаны средние содержания и коэффициенты корреляции по исследованным участкам месторождения.

В табл. 1.1 приведены средние содержания элементов-индикаторов, рассчитанные по рудной зоне.

Таблица 1.1.

Средние содержания элементов-индикаторов (рудная зона).

Элементы- Единицы

индикаторы Методы опробования Содержания, %

Борозда Пункт, борозда Штуф

Литий 5,88 6,60 6,64 п. 10~3

Никель 0,29* 0,26 0,25 п. 10~3

Кобальт 3,26 3,48 3,28 п. 10"4

Медь 9,68 6,08 5,60 п. Ю-3

Серебро 29,40 38,92 20,58 п. Ю-5

Цинк 0,78 0,77 0,81 п. 1(Г2

Свинец 3,96 4,03 4,02 п. Ю-3

Мышьяк 1,56 1,86 1,72 п. 1(Г2

Сурьма 2,86 3,02 2,86 п. 1(Г3

Висмут 0,54 0,52 0,52 п. 1СГ4

Молибден 5,00 5,20 4,78 п. 1(Г4

** Подчеркнуты максимальные значения.

Таблица 1.2

Размеры первичных геохимических ореолов

(Рудная зона, по 25 проб).

Метод опробования Элементы-индикаторы

и Ва М Си РЬ Аэ ЭЪ Мо

Борозда 16* 0,64 23 0,92 14 0,56 16 0,64 24 0,96 15 0,6 23 0,92 14 0,56 16 0,64

Пунктирная Борозда 15 0,6 24** 0,96 11 0,68 16 0,64 25 1,0 20 0,8 24 0,96 14 0,56 23 0,92

Штуф 14 0,56 22 0,88 13 0,52 15 0,60 25 1,0 16 0,64 25 1,0 14 0,56 15 0,6

* В числителе - число аномальных проб;

В знаменателе - доля аномальных проб.

Только для двух элементов (литий, мышьяк) максимальные размеры установлены по данным других альтернативных пунктирной борозде методов. Однако эти различия, как следует из данных табл. 1.2, не являются существенными и поэтому не могут влиять на общую оценку информативности сравниваемых способов отбора проб.

Большая информативность метода пунктирной борозды по сравнению со штуфным подтверждается также результатами корреляционного анализа данных описанного выше сопряженного опробования рудоносной зоны месторождения Карамкен различными способами. Так как метод бороздового опробования является наиболее точным, он был использован в качестве контрольного для оценки надежности остальных двух экспрессных методов (по сравнению с бороздовым менее точных)