Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Минералого-геохимические особенности золоторудного месторождения Новогоднее-Монто

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

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Карелина, Елена Викторовна

Введение.

I Геологическое строение восточной части Полярного Урала

1.1. Геологическая позиция месторождения в структурах Полярного Урала

1.1.1. Географо-экономическая характеристика.

1.1.2. Тектоническое районирование.

I. 1.3. Магматизм. Ю

I. 2 Геологическое строение рудного района

1.2.1. Стратиграфия. ^

1.2.2. Магматические образования. ^

I. 2.3. Метаморфические и метасоматические образования.

I. 2.4. Тектоника.

I.2.5. Полезные ископаемые.

I Геологическое строение рудного поля и месторождения

II.1. Геологическое строение Собь-Ханмейского рудного поля

II. 1.1. Стратиграфия.

II. 1.2. Магматические породы.

II. 1.3. Тектоника.

II. 2. Геология месторождения

II. 2.1. Геологическое строение месторождения и типы золоторудной минерализации.

III. Вещественный состав руд.

III. 1. Вещественный состав скарново-магнетитовых руд

III. 1.1. Текстуры скарново-магнетитовых руд.

III. 1. 2. Стадии и парагенетические минеральные ассоциации.

III. 1.3. Структуры минеральных агрегатов.

III. 1. 4. Возрастные взаимоотношения и признаки метаморфизма руд.

III. 2. Вещественный состав золото-сульфидно-кварц-карбонатных руд

III. 2.1. Текстуры.

III. 2.2. Стадиии и парагенетические минеральные ассоциации.

III. 2. 3. Структуры минеральных агрегатов.

III. 3. Геохимическое исследование руд.

IV. Геохимические ореолы на месторождении.

Вывод.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Минералого-геохимические особенности золоторудного месторождения Новогоднее-Монто"

Актуальность темы. Месторождение "Новогоднее-Монто" (Полярный Урал) относится к группе редко встречающихся золоторудных месторождений, характеризующихся повышенными содержаниями кобальта в скарново-магнетитовых рудных телах. Это месторождение - одно из немногих, открытое в последние годы на территории Полярного Урала. Изучение вещественного состава месторождения и условий формирования открывает новые перспективы расширения золоторудной базы на Полярном Урале. Месторождение комплексное и кроме золота из руд может извлекаться кобальт. Возможность изучения геохимических полей йода, как элемента-индикатора при литохимических поисках по выявлению золоторудных аномалий в районах развития многолетней мерзлоты имеет не только научное, но и практическое значение. Детальное изучение месторождений этого типа позволяет лучше познать условия их образования.

Цель работы заключается в изучении вещественного состава руд месторождения и особенностей проявления золотой минерализации; выявлении особенностей строения литохимических ореолов на площади месторождения, изучении возможностей использования йода как элемента-индикатора гидротермального оруденения в условиях "вечной" мерзлоты. Результаты исследований могут значительно повысить эффективность разведки и прогнозирования потенциальных рудных зон и тел.

Научная новизна. Детально изучен минеральный состав руд месторождения. Впервые выделены основные минеральные ассоциации и установлено, что золото отлагалось из гидротермальных растворов в течение короткого отрезка времени при среднетемпературном режиме, и, совместно с поздними жильными минералами и сульфидами (халькопиритом, галенитом, пиритом), образует как самостоятельные рудные тела (жилы), так и является наложенным на ранее сформированные магнетитовые скарны. Т.о. доказано, что золотая минерализация месторождения относится к одному типу гидротермальному золото-сульфидно-кварц-карбонатному, а не к двум, как это было принято считать ранее.

Установлено, что в рыхлых отложениях месторождения, расположенного в районе развития многолетней мерзлоты, вблизи рудных тел отмечаются такие же литохимические ореолы с традиционным набором элементов-индикаторов золотого оруденения, как и в районах, не затронутых "вечной" мерзлотой. Впервые на

2, месторождении применена методика изучения ореолов йода в мерзлых рыхлых отложениях.

Исходный фактический материал. В основу диссертации положен материал, собранный автором во время полевых работ с 1998 по 2002 гг. в составе Полярно-Уральской геолого-разведочной экспедиции (ПУГРЭ). Обработка геологических материалов проведена кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки им. В.М. Крейтера. В работе использованы многочисленные публикации по геологии района и рудам скарновых и гидротермальных месторождений, а также фондовые материалы МПР РФ.

При полевых работах отобрано более 100 образцов из разных типов руд, из которых были изготовлены и изучены более 100 прозрачных и полированных шлифов; проанализировано 500 проб из рыхлых и коренных отложений с общей протяженностью профилей около 5000 м, и 200 проб по 6 скважинам из рудного разреза.

Методика исследований. В полевой период проводилась выборочная документация карьера-расчистки, канав, керна буровых скважин. При обработке собранных материалов использовались традиционные петрографические, минераграфические и геохимические методы исследований. Использовано 500 полуколичественных спектральных и 200 атомно-абсорбционных анализов, и 350 определений йода. Для изучавшихся объектов метод изучения ореолов йода в рыхлых отложениях был применен впервые, причем извлечение йодит-ионов производилось в лабораториях Университета по кинетической методике А.Д. Миллера и др.

Широко использовались материалы геофизических исследований, лично проводились геофизические измерения магнитной восприимчивости различных горных пород. Аналитические работы были выполнены в лабораториях РУДН. Результаты анализов и измерений обрабатывались и анализировались на ПК с использованием специальных программ.

Практическая значимость работы Установлена золотая минерализация в разных типах руд. На площади месторождения выделено несколько перспективных на золотое оруденение участков. Возможность использования результатов йодометрии для выявления "слепых" гидротермальных рудных зон открывает новые перспективы в поисково-оценочных работах не только на данном месторождении, но и на других подобных ему, залегающих в сходных геологических условиях в районах развития многолетней мерзлоты. Обнаруженные впервые минералы кобальта значительно повышают ценность этих руд.

Апробация работы. Основные результаты работы опубликованы в 3 научных статьях и тезисах, представленных на международную конференцию "Новые идеи в науках о земле" (1999), а также обсуждались на научно-технических конференциях инженерного факультета Российского университета дружбы народов (РУДН) и на заседаниях кафедры месторождений полезных ископаемых и их разведки.

Объем работы. Диссертация состоит из 4-х глав, введения, заключения и содержит страниц машинописного текста, в том числе рисунков и таблиц. Список литературы насчитывает наименований.

Автор искренне благодарит канд. г.~м.н. Дьяконова В.В. за неизменное внимание и помощь в организации и оценке результатов исследований.

Диссертационная работа выполнена на кафедре месторождений полезных ископаемых и их разведки инженерного факультета РУДН. В процессе работы над диссертацией, обработки собранных материалов существенную помощь в виде консультаций и ценных советов была оказана проф. Дружининым А.В., в.н.с. Рычковым А.И., доц. Георгиевским А.Ф., н.с. Марковым В.В., Саенко А.Г., а также научными сотрудниками ИГЕМа РАН - Добровольской М.Г и др. Сотрудники ЦНИГРИ - Волчков А.Г., Черемисин А.А. оказали неоценимую услугу, предоставив для дополнительного изучения шлифы и фондовые материалы. В сборе полевых материалов существенную помощь оказали начальник ПУГРЭ Каленкович В. С., главный геолог месторождения "Новогоднее-Монто" Перминов И.Г., геологи Гаптулкадыров М. М. и Постникова З.Н.

Особую признательность автор выражает своему научному руководителю проф. Трофимову Н.Н. за ценные советы и постоянное внимание к работе. г

I. ГЕОЛОГИЧЕСКОЕ СТРОЕНИЕ ВОСТОЧНОЙ ЧАСТИ ПОЛЯРНОГО УРАЛА

Заключение Диссертация по теме "Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения", Карелина, Елена Викторовна

ВЫВОД.

Результаты изучения минерального состава, парагенетических минеральных ассоциаций, физико-химических условий образования показали, что месторождение Новогоднее-Монто относится к одному типу - среднетемпературному гидротермальному малосреднеглубинной золото-сульфидно-кварц-карбонатной формации. Это подтверждается и линейным характером распределения литогеохимических ореолов элементов-индикаторов золотого оруденения, и в частности, впервые изученными на данной площади ореолами йода, который существенно повышает эффективность поискового метода в районе. Иод - единственный из изученных элементов дает наиболее полную картину структурного геохимического поля площади и обеспечивает полную прогнозную информацию.

01

Л ИТ ЕРА ТУРА

1 Аристов В. В. Методика геохимических поисков твердых полезных ископаемых. М., Недра, 1984.

2 Вернадский В. И. Очерки геохимии. Гос. изд-во, М.-Л., 1927, с. 38-41.

3 Б е з с м е р т н а я М. С., Ч в и л е в а Т. Н. и др. Определение рудных минералов в полированных шлифах по спектрам отражения и твердости. М.: Недра, 1973.

4 Бетехтин А.Г., Г е н к и н А. Д., Филимонова А. А., Шадлун Т. Н. Структурно-текстурные особенности эндогенных руд. М.: Недра, 1964.

5 Бетехтин А. Г. Гидротермальные растворы, их природа и процессы рудообразования. / "Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях". М., изд-во АН СССР, 2-е издание, М. 1955, с. 125-275.

6 Бойцов В. Е., Пилипенко Г. Н. Золото и уран в мезозойских гидротермальных месторождениях Центрального Атдана // Геол. рудн. местор., 1998, т. 40, № 4. С. 354-369.

7 Волчков А. Г., Барыш ев А.Н., Новиков В. П., Бражник А. В. и др. Анализ золотоносности территории ЯНАО, сопровождаемый поисково-ревизионными работами на перспективных участках. Из инф. отчета по итогам р-т за 1998-1999гг.

8 Волынский И. С. Определение рудных минералов под микроскопом. Методическое руководство. Т. 1. М., Недра, 1966.

9 Вольфсон Ф. И., ДружининА. В. Главнейшие типы рудных месторождений // М., Недра, 1982.

10 Вольфсон Ф. И. Структуры скарновых и гидротермальных месторождений . / "Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях". М., изд-во АН СССР, 2-е издание, М. 1955, с. 550-582.

11 Вольфсон Ф. И. Проблемы изучения гидротермальных месторождений. М., изд-во АН СССР, 1953.

12 Волынский И. С. Определение рудных минералов под микроскопом. Т.1. М.: Недра, 1966.

13 Гинзбург А. И., Чернышева Л. В., Куприянова И. И. Типоморфизм минералов: Справочник/ Под ред. Л.В. Чернышевой. М.: Недра, 1989. 560 С.

14 Ершов В. В., Еремин И. В., П о п о в а Г. Б., Тихомиров Е. М. Геология и разведка месторождений полезных ископаемых//М., "Недра", 1989.

15. Ж а р и к о в В. А. Парагенезисы известковых скарнов. В кн. Проблемы метасоматизма. М., Недра, 1970, с. 227-239.

16. Зленко Б. Ф., Губанов A.M., Мамонтов Б. В., Коган Р. И. Взаимоотношения метасоматических изменений вмещающих пород и оруденения на скарновом халькопирит-молибденит-магнетитовом месторождении в Средней Азии. В кн. Проблемы метасоматизма. М., Недра, 1970, С. 254-261.

17. И с а е н к о М. И., Б о р и ш а н с к а я С. С., Афанасьева Е. JI. Определитель главнейших минералов руд в отраженном свете. М.: "Недра", 1986.

18. Исаенко М. И. Определитель текстур и структур руд. М., Недра, 1983.

19. Исаенко М. П. Определитель текстур и структур руд. М.: Недра, 1964, 155 С.

20. Карелина Е.В., Дьяконов В. В., Георгиевский А.Ф. Геолого-геохимические особенности золоторудного месторождения Новогоднее-Монто. // Известия вузов, Серия "Геология и разведка". - 2001,- № 4 . - С. 68-72.

21. Карелина Е. В., Д ь я к о н о в В.В.,Марков В.В., Георгиевский А. Ф., Т рофимов Н. Н. Минералого-геохимические особенности золоторудного месторождения Новогоднее-Монто (П. Урал). // Тезисы международной конференции "Новые идеи в науках о земле", М., 2001, т. 2. - С. 234

22. Карелина Е. В. Вещественный состав руд золоторудного месторождения "Новогоднее-Монто" // Тезисы XXXV конференции инженерного факультета Российского университета дружбы народов. М., 1999. С

23. Ковалев А. А. Концепция об эксгаляционном и эксгаляционно-осадочном образовании скарновых месторождений вольфрама, молибдена и олова ( на примере Тырныауза). М., Известия, МГУ, вып. 6, 2001.

24. Коваленкер В. А., Наумов В. Б., Прокофьев В.Ю. Минералого-геохимические закономерности и РТ параметры формирования продуктивных минеральных ассоциаций Кочбулакского рудного поля // Геол. рудн. местор., 1988, Т.30, №1. С. 38-52.

25. К о р ж и н с к и й Д. С. Очерк метасоматических процессов. / "Основные проблемы в учении о магматогенных рудных месторождениях". М., изд-во АН СССР, 2-е издание, М. 1955, с. 368452.

26. К о р ж и н с к и й Д. С. Физико-химические основы анализа парагенезисов минералов. М., Изд-во АН СССР, 1957,183 с.

27. Коржинский Д. С. Петрология Турьинских скарновых месторождениймеди: Труды Ин-та геол. Наук, 1948, вып. 68. 146 с.

28. К р у т о в Г. А. Месторождения кобальта. М., Госгеолтехиздат, 1959, 232 с.

29. Крылова Л. Я. Распределение йода в пегматитах, метасоматитах и вмещающих их метаморфических породах. -Геохимия, 1981, No 11, с. 1713-1718.

30. Кучин Е. С. Об основных вопросах эндогенного рудообразования. - Отечественная геология. 2001, №1, стр. 20-30.

31. Лупанова Н. П., Маркин В. В. Зеленокаменные толщи Собско-Войкарского синклинория (восточный склон Полярного Урала). JL: Недра, 1964.

32. Магакьян И. Г. Таблицы для определения минералов в полированных шлифах. JT., изд. ЛГИ, 1954.

33. Миллер А. Д., Ш н е й д е р И. П., Вы чужанина Л. Я. и др. Методы определения содержания и подвижной фазы йода и брома в горных породах и и природных водах для целей геохимических поисков. ОНТИ ВИТР, 1968.

34. Минералогические таблицы. Под ред. Е. И. Семенова. М., Недра, 1981.

35. Минералы. Справочник. М., Изд-во АН СССР, 1960. Т. 2, вып. 2, М., Наука, 1965; т. 2, вып. 3, М., Наука, 1967.

36. М о з г о в а Н. Н., Ц е п и н А. И. Блеклые руды. Изд-во "Наука", М.,1983.

37. Молдованцев Ю. А., Перфильев А. С. Проявление метаморфизма в связи с глубинным разломом на Полярном Урале. Изв. АН СССР , 1962, No 4.

38. Охотников В. Н. Геология рудных образований Полярного Урала. Изд-во "Наука", Ленингр. отд., 1975, 175 с.

39. Пейве А.В., Иванов С.Н., Нечеухин В.М. и д р. Тектоника Урала: Объяснительная записка к тектонической карте Урала м-ба 1 : 1000000. М.: Наука, 1977, 119 с.

40. Перминов И. Г., Овчаров О.П., Галиулин Г. И., Смирнов Л. В., Ершов В. Л., Гуляев Л. А. Проект на поиски и поисково-оценочные работы на рудное золото в пределах Тоупугольско-Ханмейшорской площади. Западно-Сибирский комитет по геологии и использованию недр Ямалгеолком, 1993.

41. Петровская Н. В. О продуктивных минеральных ассоциациях в золоторудных месторождениях. Записки Всесоюзного минералогического общества, ч.8, вып. 3, 1955. С. 290-307.

04

42. Петровская Н. В. Отипоморфизме самородного золота. В кн.: Проблемы геологии минеральных месторождений, петрологии и минералогии. Т. 2. М., 1962. С. 260-286.

43. Петровская Н. В. Самородное золото как индикатор условий рудообразования. В кн.: Геохимия. Минералогия М., 1980. С. 205-211.

44. Перфильев А. С. Особенности тектоники севера Урала . М., 1968

45-. П и л и п е н к о П. П. Скарны и оруденение. - Труды МГРИт. 13. М., Госгеолтехиздат, 1939, с. 3-81.

46. Полтавец Ю. А. Скарново-магнетитовое оруденение Урала и связь его с вулкано-плутоническим магматизмом. Свердловск, АН СССР, Уральское отд., 1991, 50 с.

47. Рамдор П. Рудные минералы и их срастания. М.: Изд-во иностр. лит., 1962, 1132.

48. Сафронов Н. И. Основы геохимических методов поисков рудных месторождений. М., 1971.

49. Смирнов В. И. Геологические основы поисков и разведок рудных месторождений. // Издательство Московского Университета, 1957.

50. Станкевич Е. А. Генетическая минералогия: Учеб. Пособие для вузов. - М.: Недра, 1986, 272 с.

51. Стрельников С. И. Особенности структуры Урала по данным дешефрирования космических снимков. Сов. геол. 1979, No 7, с. 49-61.

52. С у д о в Б. А., Трофимов Н. Н., Р ы ч к о в А. И., Иванчиков В. П и др. Йод и бром - геохимические индикаторы глубокозалегающих рудных месторождений. М., Недра, 1994.

53. Судов Б. А., Миллер А. Д. Геохимический метод поисков скрытых эндогенных месторождений по первичным ореолам йода. Тбилиси, Сабчота Сакартвело, 1986.

54. Томкеев С. И. Петрологический англо-русский толковый словарь//М., "Мир", т.1, 1986.

55. Томкеев С. И. Петрологический англо-русский толковый словарь//М., "Мир", т.2, 1986.

56. Трофимов Н. Н., К а р е л и н а Е. В., Дьяконов В. В. Геолого-минералогические особенности золоторудного месторождения Новогоднее-Монто. // Известия вузов, Серия "Геология и разведка". - 2002,- № 1 . - С. 92-94.

57. Трофимов H. H., Р ы ч к о в А. И. Роль высокоподвижных компонентов при литохимических глубинных поисках. М,: Недра, 1988, 160 с.

58. Т р о ф и м о в Н. Н., Рычков А. И. Геохимические поля элементов широкого рассеяния и поиски глубокозалегающих рудныхх месторождений. М., Недра, 1979.

59. Трофимов Н. Н., Рынков А. И. Йод как элемент-индикатор при поисках глубокозалегющего оруденения. - Геология рудных месторождений. 1984, №4, с. 92-100.

60. Ч е р н ы ш е в a JI. В., С м е л я н с к а я Г. А., Зайцева Г. М., под редакцией Гинзбурга А.И. Типоморфизм магнетита и его использование при поисках и оценке рудных месторождений. М.: Недра, 1981. 234 С.

61. Ч у х р о в Ф.В. Типоморфизм минералов и его практическое значение. М., Недра, 1972, 260 с.

62. Ш а д л у н Т. Н. Текстуры руд как показатели показатели условий формирования минеральных парагенезисов в различных типах стратиформных свинцово-цинковых месторождений. В кн.: Методы исследования рудообразующих сульфидов и их парагенезисов. М.: Наука. 1980, С. 110-126.

63. Шлыгин А. Е. Зональность продуктов метасоматических процессов. В кн. Проблемы метасоматизма. М., Недра, 1970, С. 56-60.

64. Юшко - Захарова О. Е. , Иванов В. В., Щерб ачев Д. К. и др. Минералы благородных металлов. М.: Недра, 1986.

65. Язева Р. Г., Б о ч к а р е в В. В. Геохимические особенности и структурное положение палеозойских вулкано-плутонических ассоциаций, несущих меднопорфировую минерализацию (на примере Полярного Урала). - Докл. АН СССР, 1981, т. 257, No 6, с. 1461-1465.

66. Язева Р. Г., Б о ч к а р е в В. В. Войкарский вулкано-плутонический пояс (Полярный Урал). Свердловск: УНЦ АН СССР, 1984, 156 с.

67. Яхонтова JI. К., Г р у д е в А. П. Зона гипергенеза рудных месторождений. М., Изд-во МГУ, 1978, 229 с.

68. Jean S. Cline. Timing of gold and arsenic sulfside. "Mineral deposition at the Getchell Carling-Type gold deposit, north-central Nevada". Economic Geology No 1, 2001, vol. 96.

69. Lindgren V. Mineral deposits. 3edit.,N.Y., 1928.

Об * Методика определения йода

Методика основана на каталитическом действии йодида на скорость реакции в сернокислой среде:

2Се4++As> = 2Ce3++ As5+

Скорость реакции зависит от содержаний йодида и прямо пропорциональна его концентрации. Определение содержания йода проводится в водно-солевых вытяжках (5% раствор хлористого калия)

Для проведения анализа необходима навеска материала весом 20 г.

Чувствительность метода при определении "подвижного" йода (в водно-солевых вытяжках) - 1-3 х ю-' % и 1 х 10" % при определении валового йода. Ошибка в рабочем диапазоне содержаний не превышает 30%.

Методика определения йода отличается простотой исполнения, высокой производительностью (50 анализов за смену на бригаду из 2-х человек), достаточной чувствительностью и возможностью применения в полевых условиях. Все анализы выполнены в лабораториях РУДН.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении хотелось бы подчеркнуть важность проведенных исследований не только для данного месторождения, но и для аналогичных ему рудопроявлений Полярного Урала. В ходе работы была осуществлена попытка доказать генетическую связь метасоматических и жильных руд и обосновывается принадлежность их к гидротермальным образованиям.

Месторождение Новогоднее-Монто сформировалось в результате длительного многостадийного гидротермального процесса в обстановке меняющихся рН растворов и окислительно-восстановительных условий. Рудные тела (и магнетитовые скарны, и кварц-карбонатные жилы) различаются не только по минеральному составу, но и по их ориентировке в пространстве (структурному положению), внутреннему строению и генетическим особенностям.

По минеральному составу, парагенетическим минеральным ассоциациям, генезису и физико-химическим условиям образования месторождение относится к среднетемпературному гидротермальному т типу мало- среднеглубиниой золото-сульфидно-кварц-карбонатной формации.

Золото в ассоциации с поздними сульфидами (халькопирит, галенит, пирит) и жильными минералами отлагалось в гидротермально измененных зонах дробления вулканогенно-осадочных пород с образованием в них золото-сульфидно-кварц-карбонатных жил и прожилков (типа линейных штокверков). В скарновых телах золото является наложенным и присутствует также в составе мелких сульфидно-кварцевых прожилков, секущих скарны. Об этом свидетельствуют не только результаты микроскопических и геохимических исследований руд, но и характер геохимических аномалий, образующих в пределах месторождения узкие субмеридиональные зоны, пересекающие зоны скарнирования и непрерывно прослеживающихся во вмещающие вулканогенно-осадочные породы.

Благоприятными при оценке золотого оруденения являются: 1) повышенное содержание сульфидов в рудах; 2) участки пересечения разнотипного оруденения скарновых тел с субмеридиональными зонами развития жил и прожилков.

Исходя из изложенного, для повышения эффективности разведочных работ в районе месторождения, рекомендовано провести поисково-оценочные работы по выявлению линейных зон ССЗ простирания, а не скарново-магнетитовых тел, как это предлагается другими исследователями. Так, первоочередного внимания заслуживает западная часть карьера, а также зона на ССЗ фланге месторождения.