Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

Структура и геохимическая зональность золоторудного месторождения Кварцевая Гора

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

Автореферат диссертации по теме "Структура и геохимическая зональность золоторудного месторождения Кварцевая Гора"

На правах рукописи

005018061

Ильин Станислав Сергеевич

СТРУКТУРА И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КВАРЦЕВАЯ ГОРА (ЕНИСЕЙСКИЙ КРЯЖ)

Специальность 25.00.11 - «Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения» (по геолого-минералогическим наукам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических йаук

1 9 ДПР 2012

Красноярск-2012

005018061

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» на кафедре «Геологии месторождений и методики разведки»

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Макаров Владимир Александрович

Официальные оппоненты:

Кучеренко Игорь Васильевич, доктор геолого-минералогических наук, профессор, Томский политехнический университет, профессор кафедры «Геология и разведка полезных ископаемых»

Динер Алексей Эдуардович, кандидат геолого-минералогических наук, ООО «Горно-рудная компания «Амикан», заместитель главного геолога

Ведущая организация: ОАО «Красноярскгеология»

Защита диссертации состоится 18 мая 2012 г. в 14 час. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.099.09 при ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660025, г. Красноярск, пр. Красноярский рабочий, 95, аудитория 200.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Сибирского федерального университета

Автореферат диссертации разослан « \г » апреля 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

Вульф Марина Викторовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Добыча и производство золота являются одной из важных составляющих экономики России, а для некоторых регионов - критически важной отраслью. Красноярский край занимает первое место в России по выпуску золота с ежегодным объём производства около 30 т, при этом 90% металла добывается из месторождений, расположенных в пределах Енисейского кряжа

Существенные объёмы добычи золота требуют восполнения его сырьевой базы для поддержания работы уже существующих ГОКов и развития новых золотодобывающих районов. По этой причине в последние 5-10 лет в пределах Енисейского кряжа существенно активизировались поисковые и разведочные работы, проводимые как за счет бюджетных средств, так и за счет средств недропользователей. Вместе с тем, несмотря на все возрастающую поисковую изученность региона, остро встает проблема отсутствия или низкой актуальности существующих геолого-структурных и геохимических моделей разноранговых золоторудных объектов, которые позволили бы осуществлять более достоверный прогноз золотого оруденения и с большей эффективностью проводить поисковые и оценочные работы.

Разработка и публикация таких моделей отчасти сдерживается коммерческой тайной, но чаще - слабой изученностью объектов и разнородности имеющейся информации.

В плане изученности месторождение Кварцевая Гора является благоприятным для построения модели. Оно располагается в пределах Ерудинского рудного узла, в 60 км на юг от месторождения Благодатного, с которым имеет близкий вещественный состав руд. Также как и Благодатное, месторождение «Кварцевая Гора» относится к золото-кварцевому малосульфидному типу жилыю-прожилковых минерализованных зон с легкообогатимыми рудами и характеризуется невысоким средним содержанием золота в промышленных рудах - 1,42 г/т. По запасам золота (около 14 т) оно относится к средним объектам. Широкие ореолы слабой золотоносности формируют значительные запасы бедных руд - около 19 т со средним содержание 0,51 г/т. Именно такие типы объектов получают все большую востребованность как за рубежом, так и в России. Месторождение Кварцевая Гора относится к глубоков-скрытым, что многократно увеличивает его ценность как эталонного объекта модельных построений. Немаловажно и то, что по нему имеется современная геологоразведочная информация и однородные данные опробования.

Цели и задачи. Целью работы является создание геолого-структурной и геохимической модели месторождения, относящегося к классу жильно-прожилковых минерализованных зон с золотокварцевым малосульфидным типом оруденения. Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

1. Объёмное моделирование минерализованной зоны, основных структурных элементов рудного поля, моделирование распределения содержаний элементов спутников.

2. Изучение структуры рудного поля и ее влияния на морфологию рудно-минерализованной зоны, исследование вертикальной морфологической зональности минерализованной зоны.

3. Изучение геохимической зональности первичных ореолов рудного поля.

4. Изучение зональности вторичных литогеохимических ореолов.

гу

Фактический материал, методы исследования, личный вклад автора. В

основу работы положен фактический материал, полученный автором при подготовке в 2009 г. отчета с подсчётом запасов по результатам оценочно-разведочных работ ЗАО «Полюс» на месторождении Кварцевая Гора, где диссертант выступил в качестве соавтора.

В процессе подготовки диссертационной работы автором собрана, увязана в объёме и систематизирована разнородная первичная геологоразведочная информация, изучена геохимическая и структурно-морфологическая зональность месторождения, смоделировано распределение элементов спутников во вторичных ореолах рассеяния, изучена их зональность, определены коэффициенты соответствия первичных и вторичных ореолов.

В ходе работы над диссертацией автором разработаны оригинальные методические подходы и компьютерные программы (Ильин, 2009, 2011), направленные на изучение морфологии рудных тел и оценку сложности их внутреннего строения.

Диссертация базируется на детальном анализе геологоразведочной информации (8625 п.м. канав и 22729 п.м. колонкового бурения) и обширной аналитической базе. В процессе разведочных работ было отобрано и проанализировано пробирным анализом на золото 8625 бороздовых и 19380 керновых проб. Материал керновых проб подвергался геохимическому опробованию; сеть скважин, затронутых геохимическим опробованием составляет 160x80 м. Общее число геохимических проб по первичным ореолам составило 7559 штук. Вторичные ореолы изучены по сети 100x20 м, общее количество проб составило 2031 шт. Геохимические пробы проанализированы спектральным анализом на 20 элементов в Лаборатории анализа минерального сырья ЗАО «Полюс» (аналитики П.Ю. Лыткин, Г.М. Мельник, М.С. Малышева) и спектрохимическому анализу на золото в лаборатории Минусинской Геологоразведочной Экспедиции (аналитики H.H. Бандалет, НЛО. Богданова). Для расшифровки структуры рудного поля и месторождения использованы материалы комплексной аэрогеофизической съёмки масштаба 1:25000, выполненной Норильским филиалом ВСЕГЕИ (отв. исп. В.Я. Горст, В.В. Ромашко, 2004), комплексной площадной геофизической съемки масштаба 1:10000 (отв. исп. М.Г. Пустозёров, 2006) и результаты комплексного каротажа скважин. Вещественный состав вмещающих пород и руд изучен лабораторией минералогических исследований ЗАО «Полюс» на основании 83 шлифов, 54 аншлифов и 32 брикетов, изготовленных из продуктов обогащения руд.

Обработка материалов осуществлялась с использование компьютерных программ MS Excel, MS Access, MS Word, Autodesk AutoCAD, CorelDraw, Surfer, STATISTICA. Объемное моделирование осуществлялось с использованием горногеологической системы Micromine.

Защищаемые положения.

1. Структура рудного поля месторождения определяется сочетанием дизъюнктивных и пликативных дислокаций; последние обуславливают коническую и упло-щенно-коническую морфологию рудно-минерализованной зоны, распределение в ней оруденения и формирование системы рудных тел по типу "конского хвоста". Главной рудовмещающей структурой является синклиналь, в которой локализуется ветвящаяся часть "конского хвоста" и рудные тела с повышенным содержанием золота и наибольшей продуктивностью.

2. Золотоносная минерализация представлена двумя геохимическими ассоциациями, отражающими две стадии рудоотложения: Au-As-W-Ag-Co ассоциация связана с первой генерацией мелкого низкопробного золота в виде включений и сростков с сульфидами; Аи-Ав-РЬ-гп ассоциация связана с наложенной генерацией крупного, свободного и цементационного, высокопробного золота. Ранняя генерация золота является доминирующей; в виде ассоциации Аи-Аз-\У она наследуется во вторичных ореолах рассеяния.

3. Рудно-минерализованная зона характеризуется закономерным изменением по вертикали и латерали группы геохимических параметров (зональность отложения, корреляция элементов) и параметров интенсивности оруденения (среднее содержание, объем, количество рудных тел и пересечений), позволяющих выделить в ее строении три зоны: корневую, прикорневую, прифронтальную и прогнозировать средиерудный эрозионный срез рудного поля.

Научная новизна. В результате выполнения данной работы уточнена структура месторождения Кварцевая Гора, установлены главные и второстепенные структурные факторы контроля оруденения.

Впервые выполнено объёмное моделирование основных геологических структур рудного поля, рудно-минерализованной зоны, рудных тел, первичных ореолов золота и элементов-спутников, изучена структурно-морфологическая зональность минерализованной зоны.

Исследована вертикальная и латеральная изменчивость распределения золота и элементов-спутников. Проанализированы корреляционные отношения элементов по восстанию гидротермальной колонны. Предложен ряд вертикальной зональности, позволяющий определить границы корневой, прикорневой и прифронтальной зон.

Установлена связь двух генераций золота с двумя различными геохимическими ассоциациями. Показано наличие вертикальной и поперечной зональности отложения элементов-спутников, установлен средиерудный эрозионный срез рудно-минерализованной зоны.

Практическая значимость. На основе структурно-морфологической и геохимической зональности сделан вывод о значительном эрозионном срезе месторождения Кварцевая Гора и оценены перспективы его глубоких горизонтов и флангов. Разработана прогнозно-поисковая модель объекта-эталона золотокварцевого малосульфидного типа с жильно-прожилковым орудененением, которая может быть использована при поисково-оценочных работах на золото в пределах Енисейского кряжа. Часть данной работы вошла в состав производственного отчета ЗАО «Полюс» с подсчетом запасов.

Публикации и апробация работы. По теме диссертации опубликовано 10 работ. Из них две в журналах, входящих в перечень ВАК. Материалы работы докладывались на всероссийских конференциях студентов и аспирантов.

Часть материалов, которые использованы при подготовке данной работы, вошла в состав отчета по гранту «Геолого-геохимические модели золоторудных месторождений Енисейского кряжа» (2008), где диссертант выступил соавтором. Вопросы, связанные с моделированием месторождений, докладывались автором на обучающих семинарах НП «Национальная ассоциация по экспертизе недр», на горногеологическом форуме Мтех (2009). Вопросы, касающиеся сложности внутреннего

строения минерализованных зон и ее влияния на морфологию рудных залежей, докладывались на третьем международном конгрессе «Цветные металлы Сибири» (2011). Материалы, положенные в основу диссертации, вошли в состав отчета с подсчётом запасов ЗАО «Полюс» как самостоятельные главы и разделы (2010).

Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения (7 стр.), 6 глав (127 стр.), заключения (2 стр.) и списка литературы, включающего 127 наименований (13 стр.). Общий объём работы 156 страниц; диссертация содержит 48 иллюстраций и 11 таблиц.

В первой главе производится анализ состояния проблемы изучения геохимической и структурно-морфологической зональности рудных полей и разработки геолого-геохимических моделей месторождений.

Во второй главе описана методика моделирования, и подходы, использованные для анализа морфологии рудно-минерализованной зоны, геохимической зональности.

В третьей главе приведена геолого-структурная характеристика района месторождения Кварцевая Гора и его рудного поля.

В четвертой главе рассмотрена структурно-морфологическая зональность рудного поля месторождения Кварцевая Гора.

Пятая глава диссертации посвящена изучению геохимической зональности рудного поля, включая зональность первичных и вторичных ореолов.

В шестой главе приводится обобщённая модель месторождения Кварцевая

Гора.

В заключении обобщены основные результаты исследований, сделано резюме, обозначены области практического применения работы.

Благодарности. Автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю, доктору геолого-минералогических наук, профессору В.А. Макарову за мотивацию, понимание, консультации, помощь и поддержку на всех этапах разработки данной диссертации. Автор искренне благодарен доктору геолого-минералогических наук, профессору A.M. Сазонову и кандидату геолого-минералогических наук профессору С.И. Леонтьеву за полезные консультации и конструктивные предложения по совершенствованию данной работы. Особую благодарность автор выражает Т.Е. Юрьевой и A.M. Сазонову за вовлечение его в научно-геологическую среду еще во время обучения в средней школе. Автор благодарит кандидата технических наук, доцента Д.Е. Малофеева за проявленное понимание, советы и поддержку при написании данной работы. Автор выражает признательность главному геологу ГРП ЗАО «Полюс» В.В. Журавлеву за его ценные советы и существенный вклад в разработку геолого-структурной модели месторождения.

ОБОСНОВАНИЕ ЗАЩИЩАЕМЫХ ПОЛОЖЕНИЙ

1. Структура рудного поля месторождения определяется сочетанием дизъюнктивных и пликативпых дислокаций; последние обуславливают коническую и уплощенно-коничсскую морфологию рудно-минерализованной зоны, распределение в ней оруденения и формирование системы рудных тел по типу "конского хвоста". Главной рудовмещагащей структурой является синклиналь, в которой локализуется ветвящаяся часть "конского хвоста" и рудные тела с повышенным содержанием золота и наибольшей продуктивностью.

Месторождение Кварцевая Гора расположено в пределах Центральной струк-турно-формационной зоны Енисейского кряжа, ограниченной с запада зоной Татарского, а с востока - зоной Ишимбинского глубинных разломов. В металлогениче-ском плане месторождение относится к Ерудинскому рудному узлу, являясь его основным золоторудным объектом.

Положение рудного поля в региональных структурах определяется его приуроченностью к центриклинальному замыканию компенсационной брахисинклинали первого порядка, расположенной на северо-западном окончании Нижне-Чиримбинского массива гранитоидов Татарско-Аяхтинского комплекса (рис. 1, блок Б).

Морфологический тип оруденения - жильно-прожилковая зона сложного внутреннего строения.

В строении месторождения принимают участие стратифицированные образования нижнего рифея, представленные отложениями кординской свиты, а также образованиями палеогеновой и четвертичной систем. Магматические породы представлены выходами гранитоидов Нижне-Чиримбинского массива первой фазы Татарско-Аяхтинского комплекса (g|R3ta) в западной части месторождения (см. рис. 1).

По результатам разведочных работ отложения кординской свиты на площади месторождения Кварцевая Гора разделены на четыре пачки (снизу вверх): карбонат-содержащую кварцитовую, переходную, метаалевролитовую и рудовмещающую алевросланцевую (см. рис. 1). Алевросланцевая пачка разделена на 3 горизонта.

Рудное поле имеет блоковое строение, определяющееся положением разрывных нарушений (см. рис. 1): Главного (I) и Подстилающего (II). Висячий бок Главного разлома, содержащий, в том числе, Нижне-Чиримбинский массив гранитоидов, назван Восточным блоком; лежачий бок разделен Подстилающим разломом на два блока - Центральный и Южный (см. рис. 1).

В лежачем боку Главного разлома располагается рудовмещающая синклиналь руч. Мал. Кварцевого (Б). С севера с ней граничит антиклиналь г. Подкварцевой (А), а с юга - антиклиналь г. Кварцевой (В). Синклиналь руч. Мал. Кварцевого имеет продолжение в Восточном блоке (Д).

Главный разлом является взбросо-надвигом с углами падения сместителя от 22° до 68" (преимущественно 50-55°, рис. 26), протягиваясь в субмеридиональном направлении, и играет роль главной рудоконтролирующей структуры. Амплитуда вертикального перемещения Восточного блока по плоскости сместителя составляет 80-150 м. Золоторудная минерализация локализуется в автохтоне Главного надвига и связана с приразломным смятием и рассланцеванием. Графитизированная поверхность сместителя явилась экраном для рудоносных растворов, а ее искривления и изгибы способствовали развитию ослабленных зон.

Положение рудного ПОЛЯ в региональных структурах

Условные обозначения блока А

2 В Б

В районе РЛ-5-РЛ-7 плоскость сместителя Главного разлома имеет ярко выраженный изгиб на нижних горизонтах, обращенный выпуклостью на восток, трансформирующийся на верхних горизонтах во флексуроподобный перегиб. На поверхности ему отвечает раздув плотных кварцитов мощностью до 100 м и протяженностью до 400 м. Эта область структурно связана с замком антиклинали г. Подкварце-вой и является ключевой точкой в структуре рудного поля, разделяя РМЗ на Северный и Центральный участки, обозначая переход от единого крутопадающего тела к системе ветвления сложнозалегающих тел (см. рис. 1, 26).

Условные обозначения блока Б

Рисунок 1 - Геологический план месторождения Кварцевая гора: 1 - четвертичные отложения; 2-5 - верхне-кординская подсвита (?): верхний горизонт, чередование сланцев, мстаалсвролитов, метапесчаников (2), средний горизонт метапесчаников, рудоконтролируюшая и рудолокализуюшая структура (3), нижний горизонт, чередование сланцев, редкие прослои мстаалсвролитов (4), мстаалевролитовая пачка (5); 6-7 - среднскордин-ская подсвита (?): переходная пачка, чередование кварцитов, сланцев, мстаалсвролитов (6), пачка карбонатсо-держащих кварцитов (7); 8 - гранитоиды Татарско-Аяхтинского комплекса; 9 - разрывные нарушения: Главный разлом (1), Подстилающий разлом (II); 10 - контур рудно-минерализованной зоны; 11 - рудные тела, их номера (л - одиночные линзы); 12 - структурные блоки: Восточный (ВБ), Центральный (ЦБ), Южный (ЮБ); 13 - оси антиклиналей и синклиналей: антиклиналь горы Подкварцсвой (А), синклиналь руч. Мал. Кварцевого (Б) и ее продолжение в Восточном блоке (Д), антиклиналь горы Кварцевой (В); 14 - разведочные линии; 15-16 - гранитоиды Татарско-Аяхтинского комплекса: первая фаза (15), вторая фаза (16); 19 - кординская свита; 20 - рязановская свита; 21 - малогарсвский метаморфический комплекс; 22 - положение рудного поля и месторождения в региональных структурах

Главной рудовмещающей структурой на месторождении является синклиналь руч. Мал. Кварцевого. Шарнир синклинали погружается под углом 20-25° на восток-юго-восток по азимуту 110-120°. Синклиналь слабонаклонная (см. рис. 26), южное крыло падает более полого - 30-35° по азимуту 70-75°, северное крыло падает по азимуту 130-145" под углом 40-45". Форма замка округлая, угол между крыльями составляет 90-100°. Замковая часть и крылья синклинали (южное в большей степени) осложнены мелкой складчатостью. Рудовмещающая пачка Г^кс)4, формирующая ядерную часть синклинали, характеризуется залеганием компетентного горизонта метапесчаников (^кс!4"2) между горизонтами пластичных сланцев (Я^4"1 и ^кс!4"3' см. рис. 2), что является благоприятной средой для развития прямого веерообразного кливажа, обеспечивающего высокую проницаемость для рудоносных растворов.

Разрез но линии М-М

ЮЗ

Вт

50_^0а |50

Разрез по линии П-П

75_0__75_150 225

Рисунок 2 - Разрез по линиям М-М (а) и П-П (б) (условные обозначения на рис. 1)

На север от замка антиклинали горы Подкварцевой (РЛ-6 - РЛ-7) складчатость проявлена менее интенсивно, амплитуда складок невелика и затухает в северном направлении , форма замков складок округлая угол между крыльями более 120", а сами крылья залегают более круто - под углами 41-51" (см. рис. 1).

Подстилающий разлом является пострудным сдвиго-сбросом, амплитуда вертикального перемещения Центрального блока составляет 70-100 м. Он залегает в лежачем боку РМЗ, погружаясь на северо-восток. В строении его сместителя обна-

руживаются черты ролловера, с наличием зоны пологого падения (флэт) и двух зон более крутого падения (рамп) (см. рис. 2). Вероятно, сминающий эффект фронта нижнего рампа послужил фактором усложнения синклинали руч. Мал. Кварцевого, что выражается в различии формы ее замков в Центральном и Восточном блоках.

Рудоносная минерализованная зона протягивается в субмеридиональном направлении с падением на восток. Общая ее протяженность по простиранию достигает 1400-1500 м. В структурном отношении РМЗ делится на три участка: Северный, Центральный и Южный (рис. 3).

Северный участок протягивается от РЛ-1 до РЛ-6 и представляет собой линейно вытянутую зону с выдержанной морфологией и элементами залегания, приуроченную к северному крылу антиклинали г. Подкварцевой. Коэффициенты линейности и вертикальной протяженности составляют 8,1 и 2,5, форма объемной фигуры уплощённо-коническая, средняя мощность РМЗ в плане достигает 110 м. В пределах участка выделяется выдержанное по морфологии и условиям залегания рудное тело 1 (РТ-1), отвечающее узкой части структуры «конского хвоста». Большая часть РМЗ на Северном участке характеризуется стабильным средним содержанием, составляющим около 40% от наблюдаемых на месторождении максимумов (см. рис. 3). Присутствует резкий рост содержаний в районе флексурного изгиба плоскости сме-стителя Главного разлома (РЛ-6-РЛ-7).

Центральный участок РМЗ содержит около 70% общей продуктивности (см. рис. 3) и структурно связан синклиналью руч. Мал. Кварцевого Наибольшей продуктивностью характеризуется северное крыло синклинали (см. рис. 2). Он имеет в плане форму треугольника, опирающегося ребрами на крылья синклинали. Коэффициенты линейности и вертикального размаха составляют 2,4 и 1,9, форма объемной фигуры коническая, средняя мощность в плане до 300 м. В составе Центрального участка выделяется 7 рудных тел (РТ-2 - РТ-8) и более 20 мелких оперяющих линз. Начиная с РЛ-7, единое крутопадающее РТ-1 начинает ветвиться, образуя сложнопостроенный «пакет» субпараллельных рудных тел (см. рис. 1, 2), отвечающий широкой части структуры «конского хвоста». Рудные тела группируются в горизонте метапесчаников и вокруг него, в общих чертах повторяя его залегание. Форма рудных тел пласто-, ленто- и линзообразная, мощность изменяется от первых метров до 30-50 м, с раздувами и пережимами. Генеральное падение на восток-юго-восток, но часто сменяется на обратное; углы падения очень разнообразны - от первых градусов до 40-45°.

Южный участок минерализованной зоны приурочен к южному крылу синклинали руч. Мал. Кварцевого. Граница Южного и Центрального участков проходит по плоскости сместителя Подстилающего разлома. По морфологии он близок к Северному участку, но имеет более сложную форму контакта, меньшую мощность (до 75 м) и протяженность. Коэффициенты линейности и вертикального размаха составляют 5,6 и 0,9, форма объемной фигуры уплощённо-коническая. Золотоносная минерализация на Южном участке значительно слабее и не образует промышленных концентраций (рудных тел).

Рисунок 3 - Структурно-морфологическая модель месторождения Кварцевая гора: 1 - контур рудоносной минерализованной зоны (РМЗ); 2 - горизонт мстапесчаников (КД<14"3); 3 - контуры рудных тел, их номера (л - линзы); 4 - разрывные нарушения: Главный разлом (I), Подстилающий разлом (11); 5 - линия топоповерх-ности; 6 - линии, показывающие форму фигуры РМЗ и границы отдельных её участков; 7 - разведочные линии; 8-12 - изменение параметров РМЗ по простиранию и вертикали, усл. единицы: среднее содержание (8), объем (9), продуктивность (10), количество рудных тел (11), количество рудных пересечений (12); 13-15- проекция на вертикальную поперечную плоскость отдельных участков РМЗ: Северный участок (13), Центральный участок (14), Южный участок (15)

На основании изучения структуры рудного поля и морфологии РМЗ можно заключить, что рудное поле формировалось в стесненных складчато-надвиговых условиях, для которых характерно образование уплощенно-конических фигур (по классификации П.Ф. Иванкина, 1973). Рудное поле является однокорневым, характеризуется асимметрично-симметричным характером распределения оруденения. Параметры продуктивности и интенсивности оруденения по простиранию подчеркивают деление РМЗ на три участка. Их динамика по вертикали не обнаруживает признаков уменьшения и перехода во фронтальную часть фигуры, но позволяет наметить границы корневой, прикорневой и прифронтальной зон.

2. Золотоносная минерализация представлена двумя геохимическими ассоциациями, отражающими две стадии рудоотложения: Аи-А$-\\М^-Со ассоциация связана с первой генерацией мелкого низкопробного золота в виде включений и сростков с сульфидами; Ли-Лл-РЬ-У.п ассоциация связана с наложенной генерацией крупного, свободного и цементационного, высокопробного золота. Ранняя генерация золота является доминирующей; в виде ассоциации Аи-АяЛУ она наследуется во вторичных ореолах рассеяния.

Руды месторождения представлены двуслюдяными и биотитовыми сланцами, роговиками, метасоматитами серицит-кварцевого состава. Главными рудными минералами являются пирротин, пирит, халькопирит, арсенопирит, золото и его соединения. По типу оруденения месторождение принадлежит к золотокварцевой малосульфидной формации с содержанием сульфидов до 1,5%.

Минералогическими и технологическими исследованиями руд месторождения Кварцевая Гора установлено наличие двух генераций золота (рис. 4).

Рисунок 4 - Форма и размер выделений золота различных генераций: а-в) ранняя генерация; г-д) поздняя

Ранняя генерация образует закрытые срастания и включения золота в сульфидах, интерметаллиды. Характеризуется небольшими размерами выделений, средней пробностью (содержание серебра до 50%), плохой раскрываемостью и извлекаемется преимущественно флотацией. Связана с пирит-пирротин-арсенопиритовой минеральной ассоциацией.

Поздняя генерация золота образует открытые сростки с сульфидами и свободные выделения в кварце, выполняет трещины в арсенопирите, часто встречается вместе с галенитом. Золото этой генерации крупное, высокой пробности (содержание серебра до 20%), хорошо раскрывается и извлекается гравитационным способом.

Поздняя генерация связана со сфалерит-галенит-пирит-арсенопиритовой минеральной ассоциацией.

Количественное соотношение золота разных генераций минералогическим способом не изучено. Геохимическими исследованиями установлена связь каждой из генераций с определенными геохимическими ассоциациями.

Факторным и кластерным анализами в первичных ореолах рудного поля выделяется 6 геохимических ассоциаций: 1) Nb-Sb-Ti-Ba; 2) Au-As-Ag-Co-W; 3) комплексная ассоциация Pb-Zn-Ag +4) Sn-B-Cu-W (проявляются совместно и раздельно); 5) Co-Ni-Zn-Cu-Mn-Cr; 6) Au-As-Pb-Zn. В большинстве своем эти ассоциации прослеживаются как в пределах РМЗ, так и во вмещающих породах.

Золото проявляется в двух геохимических парагенезисах. Наиболее устойчивой является ассоциация Au-As-W-Ag-Co. Факторным анализом она фиксируется как в пределах РМЗ, так и во вмещающих породах, подверженных метасоматическим изменениям и несущих спорадическую минерализацию. Ореолы всех элементов ассоциации, за исключением серебра, значениями на уровне аномального для одной точки одним большим ореолом очерчивают границы распространения рудно-минерализованной зоны.

В рудно-минерализованной зоне факторным анализом данная ассоциация выявляется на всех гипсометрических уровнях. Наиболее тесная связь между элементами ассоциации наблюдается в корневой и прикорневой частях РМЗ, а также на нижних горизонтах прифронтальной части. Реперным является горизонт +425 м. Выше данного уровня продуктивность кобальта начинает интенсивно снижаться (рис. 8). Его аномальный ореол начинает дробиться, оставаясь приуроченным к РМЗ. Факторным, кластерным и корреляционными анализами отчетливо устанавливается быстрый выход из ассоциации кобальта (рис. 5).

горизонт, м гари-юнг. м

225- 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 225- 250 275 300 325 350 375 400 425 450 475 500 250 -275 -300 -325 -350 -375 -400 -425 -450 -475 -500 -525 250 -275 -300 -325 -350 -375 -400 -425 -450 -475 -500 -525

Рисунок 5 - Эволюция корреляционных связей главной золотоносной ассоциации (в контуре РМЗ)

Золото в данной ассоциации имеет сильные корреляционные связи лишь в корневой-прикорневой зонах (см. рис. 5). Уже в середине прикорневой части величина корреляции золота с элементами-индикаторами оруденения снижается до величин 0,10-0,25 несмотря на прос транственное совмещение аномальных ореолов.

Данная ассоциация уверенно прослеживается в рудах различной степени золотоносности. Однако связь золота с элементами ассоциации снижается по мере перехода к все более богатым рудам на фоне постоянного присутствия серебра в составе соответствующего фактора. Это видно из рис. 6 на графиках зависимости средних содержаний элементов-спутников от уровня золотоносности руд.

чК"

Ве(!.а)

РМЗ 0,2 0.4 [).(] 0.« 1.0 1,2 1.4 1.6 1.8 2.0 2.2 2,4 Руда с содержанием золота не менее, г/т

V-4v 7 \V 'Nb(lV)

.•Адг(У) х

РМЗ 0.2 11.4 O.fi 0.x 1.0 1.2 1.4 1/, 1.x 2.0 2.2'24 Руда с содержанием золота не менее, г/г

' У V / X |1п|шр4ч ¡N1

s& (iv) /

/ /-•¿'РЬ

/!/Г 7

(1.:а).

Мо'Ш) ">.—' /

L/

Л'

Си (V)

/

I

№ Iff i" i'r,

фЩ-

РМ) 0,2 (1.4 0.6 0.8 1.11 1.2 1.4 1,6 1.Х 2,0 2.2 2.4 Руда с содержанием золота не менее, г/т

ч

Zii(IIt)

ч »

(V) 4

(IV)

|>МЧ 0.2 0.4 0,6 0.8 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 2,2 2.4 Руда с содержанием золота не менее, г/т

Рисунок б - Связь средних содержаний элементов-спутников в рудах с золотоносностью

Кобальт и вольфрам интенсивно накапливаются в бедных рудах (до 0,60,8 г/т); в более богатых рудах их среднее содержание устойчиво на определённом уровне. Среднее содержание серебра в рудах быстро снижается с повышением золотоносности, но в очень богатых рудах начинает расти.

Совокупность минералогических и геохимических признаков позволяет заключить, что именно с ассоциацией А§-\\'-Со связано золото бедных и рядовых руд, характеризующееся большой примесью серебра и находящееся в сростках с сульфидами (см. рис. 4).

Высокая устойчивость данной ассоциации в первичных ореолах находит отражение во вторичных ореолах рассеяния. Ассоциация Аи-Ав-^У образует ядерную зону концентрирования в структуре аномального геохимического поля (рис. 7). Совмещение контрастных ореолов указанных элементов является надежным поисковым признаком золотого оруденения рассматриваемого типа.

Золотоносная минерализация, связанная с ассоциацией Аи-А8-РЬ-2п имеет меньшую распространённость по сравнению с ассоциацией ранней сульфидной генерацией. Во вмещающих породах она не выявляется.

В рудно-минерализованной зоне данная ассоциация наиболее ярко проявляется в прифронтальной зоне, выше максимума продуктивности кобальта. На нижних горизонтах РМЗ данная ассоциация фиксируется эпизодически.

Вес фактора, отвечающего данной ассоциации, практически всегда ниже веса фактора ранней сульфидной золотоносной минерализации, однако на верхних гипсометрических уровнях РМЗ ассоциация Аи-А8-РЬ-2п нередко становиться доминирующей.

2

3

4

5

6

1000 мм

Рисунок 7 - Структура геохимического поля вторичных ореолов: 1) разломы, тектонические контакты; 2) граница РМЗ; 3) реки и ручьи; 4) граница фронтальной и транзитной зон; 5) граница транзитной и ядерной зон; 6) пункты литогсохимического опробования

Более всего эта ассоциация проявлена в богатых рудах. Факторным анализом, проведённым для руд различной степени золотоносности (с шагом 0,2 г/т), установлено, что в рядовых и богатых рудах связь золота с элементами ассоцации Ав-РЬ^п является более сильной, чем связь с элементами ассоциации As-W-Ag-Co. Это находит подтверждение и в графиках зависимости среднего содержания элементов-спутников от уровня золотоносности руд (см. рис. 6). Для свинца устанавливается прямая зависимость от среднего содержания золота в руде. Рост среднего содержания мышьяка имеет двузонный характер - быстрый рост в бедных рудах, по всей видимости, связан с ранней золотоносной генерацией. После 0,8 г/т темп роста среднего содержания мышьяка значительно снижается. Таким образом, фиксируется ограниченное распространение в богатых рудах ассоциации Au-As-W-Ag-Co.

К величине промышленного минимума 0,6-0,8 г/т привязаны другие важные признаки. Выше этого значения останавливается рост среднего содержания вольфрама и кобальта в рудах. Факторным анализом для руд с содержанием золота выше 0,8 г/т отчетливо устанавливается отрицательное вхождение вольфрама в состав фактора ассоциации Аи-Аэ-РЬ-гп, которое сохраняется вплоть до самых богатых руд.

Для руд с содержанием выше 0,8 г/т на фоне отрицательного вхождения вольфрама в состав фактора Аи-А5-РЬ-7п фиксируется резкое увеличение значимости бериллия в составе вышеуказанного фактора, которое сохраняется и в наиболее богатых рудах. Это находит отражение в зависимости среднего содержания бериллия в рудах от содержания золота (см. рис. 6), которая имеет прямой характер.

Важным является тот факт, что в рядовых и богатых рудах в составе фактора Аи-Ав-РЬ^п серебро практически не встречается, хотя самостоятельная ассоциация Ag-Pb-Zn является устойчивой и всегда проявляется отдельным фактором.

По совокупности минералогических и геохимических признаков можно сделать вывод, что свободное и цементационное золото высокой пробности, нередко ассоциирующее с галенитом, связано с наложенной полиметаллической минерализацией, имеющей ограниченное распространение, но высокую золотоносность.

3. Рудно-мннерализованная зона характеризуется закономерным изменением по вертикали и латерали группы геохимических параметров (зональность отложения, корреляция элементов) и параметров интенсивности оруденения (среднее содержание, объем, количество рудных тел и пересечений), позволяющих выделить в ее строении три зоны: корневую, прикорневую, прифронталь-чую н прогнозировать среднерудный эрозионный срез рудного поля.

Морфологические параметры, параметры продуктивности оруденения и геохимические параметры являются взаимосвязанными и отражают уровни развития объемной фигуры РМЗ.

Морфологические параметры и параметры продуктивности не обнаруживают признаков перехода к фронтальной части фигуры РМЗ (рис. 3). Вплоть до современного эрозионного среза растут объем РМЗ, среднее содержание золота, количество рудных тел и отдельных пересечений.

Геохимические параметры также указывают на то, что в пределах рудного поля вскрыта прифронтальная часть рудно-минерализованной зоны.

При анализе вертикальной зональности все элементы-спутники разделены на 7

групп.

К группе 1 отнесен ванадий (V), продуктивность ореолов которого полицик-лично увеличивается с повышением гипсометрического уровня.

В группу 2 входят элементы (Аи, Аэ, Со, V/), продуктивность которых линейно растёт кверху разреза и несколько снижается на верхних горизонтах. Наиболее интенсивное и раннее (с горизонта +400 - +425 м) снижение продуктивности характерно для ореолов кобальта. Продуктивность ореолов остальных членов группы снижается начиная с отметок +475 м.

Для ореолов элементов группы 3 (РЬ, Ва, Мо) характерен субсимметричный характер распределения продуктивности относительно определенного гипсометрического уровня, проявляющийся в быстром нарастании от нижних горизонтов к верхним с резким снижением после достижения максимума.

Продуктивность ореолов элементов группы 4 (Сг, 7л) слабо растёт от нижних горизонтов к верхним и быстро снижается после достижения максимума.

В группу 5 отнесены элементы с синусоидальным характером изменения продуктивности (В1, Ад, В): снижение продуктивности от корней РМЗ до отметок +275 -+325 м с последующим ростом, с горизонта +400 - +450 м вновь переходящим в снижение.

Ореолы элементов группы 6 (ЭЬ, И) характеризуются практически линейным снижением продуктивности при переходе к верхним уровням разреза, которое сменяется ростом в верхних частях разреза Максимумы продуктивности микроэлементов, относящихся к данной группе, тяготеют к нижним горизонтам.

К группе 7 отнесены элементы, продуктивность ореолов которых снижается вверх по разрезу (1ЧЬ, Си, №, Бп, Мп, Ве). Их можно разделить на 2 подгруппы: с почти линейным интенсивным снижением по всей вертикали разреза (Г*1Ь, Си, №, 8п) и с двузонной кривой распределения продуктивности: слабым на нижних и средних горизонтах и резким в верхней части разреза (Мп, Ве).

Рисунок 8 - Вертикальная зональность первичных ореолов золота и элементов-спутников

На основе расчёта погорнзонтных продуктивностей и их градиентов для месторождения Кварцевая Гора ряд вертикальной зональности отложения имеет вид (снизу вверх): Sn-Be-Cu-Sb-Ti-Ni-Nb-Mn-Cr-Ba-Mo-Bi-Co-Zn-Ag-Pb-B-As-Au-W-V. В общих чертах этот ряд имеет сходство с вертикальной зональностью средне- и высокотемпературных золоторудных месторождений, описанной C.B. Григоряном. Значительно отклоняются от классического ряда вольфрам и ванадий, что обусловлено разнообразием минеральных форм, которыми представлены данные элементы. Согласно C.B. Григоряну, вольфрам шеелита обычно тяготеет к нижним частям гидротермальной колонны, в то время как вольфрамит располагается в более верхних ее частях. Увеличение продуктивности ореолов ванадия по восстанию, по всей видимости, связано с его изоморфными примесями в составе нерудных минералов метасо-матитов и вмещающих пород.

Ряд вертикальной зональности в целом и характер распределения отдельных элементов позволяют предложить для оценки уровня эрозионного среза следующий коэффициент: K3=Au*As»V*W/(Nb'Ni'Cu'Sn). Значения данного коэффициента практически линейно возрастают в 106-107 раз с горизонта +250 м до горизонта +500 м (см. рис. 8). На графике изменения К3 можно выделить 3 зоны с различным углом наклона, отвечающих различным уровням минерализованной зоны: до +290 м (корневая зона), +290 - +390 м (прикорневая зона), от +390 м (прифронтальная зона). Наиболее интенсивный рост значений К3 происходит в корневой зоне, градиент составляет два порядка на 25 м. В прикорневой части рост К3 замедляется до 0,35 - 0,50 порядка на 25 м, обозначая начало разгрузки рудоносных растворов. С горизонта +390 м рост значений К3 несколько увеличивается до величины 0,6 порядка на 25 м.

Переходы между уровнями развития РМЗ отчётливо распознаются не только по характеру изменения коэффициента вертикальной зональности, но и по закономерностям эволюции корреляционных связей элементов в РМЗ по направлению движения гидротерм (см. рис. 9).

'N 1 \

: -•* : /

!; C'.lanl.l

.Прифрон- .¡IU -К i

тальная / : V joua :

t'pc.i "не \

475

-50«

450

гЧ s -475

425

См -450

а 400 i

m а >> -425 : 375

>5 -400 '

S 350

S" -375

s э о 325

-350

о 300

с -325

с 275 -30(1 250 -275

(0,5>Я<д.7)¥

'Прикорневая \ ■ зона 1 \ ^ ^ >

Clul.nl.ie : > %

(«'0.7| : Ч А Т;' i

„ К) 211 .40 411 .,„ Количество положительных корреляционных связей

(.s И % 10» Оощее количество положи-тельныхкорреляцнонных связей

Рисунок 9 -дсния

(Шlui W5им 0.4Т Средняя величина положительной корреляционной связи

Эволюция корреляционных связей элементов по восстанию гидротермальной колонны мссторож-

Нижние горизонты РМЗ (корневая зона) характеризуются высокой теснотой и разнообразием корреляционных зависимостей. Количество сильных положительных связей в корневой части РМЗ максимально, но быстро падает с приближением к прикорневой зоне. Средняя величина силы положительных связей снижается даже быстрее, чем количество сильных связей. Данный факт объясняется тем, что на нижнем уровне зарождения РМЗ растворы поступают в сжатую среду по 2-3 подводящим каналам и все элементы отлагаются пространственно сближено, что обуславливает их высокую корреляцию.

Вход в прикорневую часть сопровождается небольшим увеличением числа и силы корреляционных зависимостей. С гор. +325 м наблюдается дальнейшее снижение разнообразия и тесноты связей. Горизонт +390 м является пограничным между прикорневой и прифронтальной частями РМЗ. Вход в прифронтальную часть РМЗ распознается по резкому снижению количества и силы корреляционных зависимостей. Данная тенденция прослеживается вплоть до гор. +450, который также является пограничным - к нему приурочены резкие изменения в среднем содержании многих элементов. Выше гор. +450 м фиксируется как рост числа положительных корреляционных зависимостей, так и усиление их тесноты, что может свидетельствовать о достижении гидротермами некоего равновесия.

Совокупность геохимических и структурно-морфологических параметров рудно-минерализованной зоны позволяют утверждать, что существенная часть ору-денения подверглась эрозии, а современный эрозионный срез является среднеруд-ным. Прямым геологическим признаком этого являются продуктивные золотоносные россыпи р. Еруды и руч. Кварцевого, из которых добыто более 2 т золота.

МОДЕЛЬ МЕСТОРОЖДЕНИЯ

Анализ исходных материалов и результатов исследований, проведенных в рамках данной работы, позволил разработать модель месторождения Кварцевая Гора, содержащую структурный, морфологический, вещественный и геохимический аспекты. Данная модель может рассматриваться как эталонная для оруденения золо-токварцевого малосульфидного типа в пределах Енисейского кряжа (табл. 1).

Таблица 1 - Модель месторождения Кварцевая Гора

Элементы модели Краткая характеристика

1 2

Геотектоническая позиция Миктогеосинклинальная зона рифейского складчатого пояса

Структури о-тектони ч еская обстановка Область активных пликативно-дизъюнктивных деформаций с внедрением гранит-батолитовых интрузий

Рудоносный формационный комплекс Рифейский раннегеосинклинальный метакарбонатно-терригенный

Рудовмещающая формация Метапесчаниково-сланцевая

Стратиграфический уровень оруденения Кординская свита сухопитской серии рифейского геосинклинального комплекса

Формационный тип Золотокварцевый малосульфидный

Структурная композиция рудного поля Блоковое строение рудного поля, обусловленное развитием дизъюкктивов различной кинематики (Восточный блок - экранированный, вмешает грани-тоидный массив; Центральный блок - вмещает основное оруденение, существенно эродирован и опущен; Южный блок - вмещает концевую мало продуктивную часть РМЗ) Складчатые структуры разных порядков Гранитоидный массив на востоке рудного поля

Рудоконтролирующие структуры Факторы, благоприятствующие рудолокализации Главный надвиг (руд оп од водящая и экранирующая роль) Подстилающий разлом (плоскость сброса Центрального блока) Синклиналь руч. Малый Кварцевый (вмещает наиболее продуктивную часть оруденения) Лежачий бок РМЗ тяготеет к контакту алевросланцеаой и метаалевролито-вой пачек. «Слоеный» характер рудолокализующей алевросланцевой пачки (сланцы-метапесчаники-сланцы), определяющий развитие прямого веерообразного кливажа в замке синклинали руч. Малый Кварцевый Парагенетическая связь с гранитоидным массивом

Морфология и структурное деление рудно-минерализованной зоны Жильно-прожилковая минерализованная зона линзовидной формы с выклиниваем на глубину и флангах Структурно-морфологическое разделение рудно-минерализованной зоны по простиранию на 3 участка - Северный, Центральный, Южный. Северный и Южный участки связаны с замковыми частями антиклиналей. РМЗ имеет уплощенно-коническую объёмную форму (ленточную в плане) с выдержанной мощностью (-100-130 м на Северном участке, до 70 м на Южном участке) Центральный участок связан с синклиналью руч. Малый Кварцевый, имеет коническую объемную форму (треугольную в плане), мощность быстро растет вверх по разрезу, достигая 300-350 м

Морфология рудных тел Морфология рудных тел подчинена структурно-морфологической зональности рудно-минерализованной зоны С Северным участком РМЗ связано рудное тело 1 с выдержанными морфологией (линзовидное) и элементами залегания. Мощность тела 10-45 м

1 2

Морфология рудных тел С Центральным участком РМЗ связан сложно-построенный пакет ленточно-линзовидных тел небольшой мощности (5-30 м) с раздувами в замках локальных складок, с изменчивыми элементами залегания Южный участок РМЗ не содержит промышленной минерализации, образующей рудные тела Рудные тела Северного и Центрального участков формируют структуру «конский хвост»

Эрозионный срез Сред нерудный

Рудовмещающая толша Неравномерное и разномасштабное переслаивание - от тонкослоистого чередования слюдяных и алевритистых разновидностей до существенно слюдяных сланцев с прослоями метаалевролитов и метаалевропесчаников вплоть до преобладания последних По преобладанию пород разделена на 3 горизонта: нижний сланцевый горизонт (пластичный), средний горизонт метапесчаников (компетентный), верхний сланцевый горизонт (пластичный)

Рудоперекрываюшая толща Отсутствует

Рудоподстилающая толща Метаалевролиты с прослоями сланцев; слабая известковистость всей пачки; горизонт ставролитовых сланцев в подошве

Динанометам орфические и гидротермально-метасоматические образования Динамометаморфические образования: динамосланцы (в контуре РМЗ); ми-лониты, катаклазиты, брекчии (зоны разломов) Гидротермально-метасомэтические образования: сульфидно-карбонат-серицит-кварцевые породы (РМЗ, золотоносны), углеродистые метасомати-ты (шовные зоны разломов), кварцевые жилы и прожилки (РМЗ, несут основную золоносную нагрузку), карбонатные жилы и прожилки (РМЗ, пострудные)

Вещественный состав руд Сланцы и роговики (не золотоносны); метасоматиты в зальбандах кварцевых жил и прожилков (ограниченно золотоносны); кварцевые жилы и прожилки (несут золотое оруденение) Главные рудные минералы: пирротин, арсенопирит, пирит; в меньшей степени галенит, сфалерит, интерметалл иды золота и висмута, халькопирит Главные пород образующие минералы: кварц, биотит, мусковит, серицит, хлорит, гранат Текстуры руд - прожилковые и вкрапленные Две генерации золота: ранняя - включения в сульфидах и сростки с ними, интерметалл иды; мелкое; средней и низкой пробности; поздняя — свободное и цементационное, свободные сростки с сульфидами, часто вместе с галенитом; крупное; высокой пробности

Геохимические ассоциации Первичные ореолы: 1) Nb-Sb-Ti-Ba-Bi; 2) Co-Ni-Zn-Cu-Mn-Cr; 3) Pb-Zn-Ag + 4) Sn-B-Cu-W; 5) Au-As-Ag-W-Co (связана с ранней генерацией); 6) Au-As-Pb-Zn (связана с поздней генерацией) Вторичные ореолы: I) Ti-Ba-Nb-Bi; 2) Co-Mn-Ni-Cu-Bi-Ba; 3) Sn-Mo-Cu-Nb; 4) Cr-V-B; 5) Zn-Pb-Ag-B; 6) Au-As-W (наследуется из первичных ореолов)

Геохимический спектр РМЗ Первичные ореолы:Au.wAsm'WjjCou Вторичные ореолы: AU129AS73B57W17

Коэффициент и ряд вертикальной зональности 1) Ряд вертикальной зональности первичных ореолов: Sn-Be-Sb-Ti-Ni-Nb-Mn-Cr-Ba-Mo-Bi-Co-Zn-Ag-Pb-B-As-Au-W-V 2) Коэффициент вертикальной зональности: K3=Au-As'V-W/Nb-Sn-Cu-Ni 3) Значения КЗ: а) в корне РМЗ - 0,1; б) на границе корневой/прикорневой зон - 40; в) на границе прикорневой/прифронтальной зон - 400; г) нижние-средние горизонты прифронтальиой зоны - 3*104 - 1,5*106

2

Коэффициенты соответствия и остаточной продуктивности вторичных и первичных ореолов 1) Коэффициент соответствия по руде для клинообразной залежи: для вторичных ореолов - 26,3; для первичных ореолов - 8,7 2) Коэффициент соответствия по содержанию: для вторичных ореолов - 0,12; для первичных ореолов - 0,38 3) Коэффициент остаточной продуктивности: для вторичных ореолов - 3,13; для первичных ореолов - 3,30 Характер золотоносности - с интенсивным сокращением запасов при повышении бортового содержания (30-40 % на 0,1 г/т)

Отражение РМЗ в геофизических ПОЛЯХ 1) Лежачий бок Центрального участка РМЗ характеризуется сопряжёнными контрастными положительными/отрицательными аномалиями естественного электрического и магнитного полей 2) Ядро рудолокализующей синклинали отражается повышенными аномалиями калия, радия, тория. Уровни концентраций соответствуют гранитам 3) Область расщепления «конского хвоста» фиксируется повышенными концентрациями ртути

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате проведенных исследований существенно уточнено геолого-структурное строение рудного поля, изучена структурно-морфологическая и геохимическая зональность, построена объёмная геологическая модель и модель распределения содержаний элементов-спутников, определен эрозионный срез рудно-минерализованной зоны и предложена модель золотокварцевого оруденения малосульфидного типа для объектов, представляющих собой жильно-прожилковую минерализованную зону.

Разработанная геолого-структурная модель рудного поля, основанная на актуальных геологоразведочных данных, позволила существенно уточнить представления о структурных факторах рудолокализации ira месторождении. Впервые выделен Подстилающий разлом, подтверждено наличие, уточнены положение и морфология Главного разлома. Установлен рудоконтролирующий фактор пачки R|kd4, заключающийся в наличии компетентного горизонта метапесчаников между двумя горизонтами пластичных сланцев, что является благоприятной средой для формирования в замке синклинали руч. Мал. Кварцевого прямого веерообразного кливажа.

По результатам изучения морфологии РМЗ и структуры рудного поля оно разделено на 3 структурных участка - Северный, Центральный и Южный. Северный участок структурно приурочен к северному крылу антиклинали г. Подкварцевой, Центральный - к синклинали руч. Малого Кварцевого, а Южный - к окончанию южного крыла указанной синклинали. Установлено, что основное оруденение сосредоточено в пределах Центрального и Северного участков, в то время как Южный участок характеризуется непромышленной золотой минерализацией. Граница Северного и Центрального участков является областью перехода от единого рудного тела с простым моноклинальным залеганием и ленточно-линзообразной морфологией к слож-нопостроенному пакету ленто- и линзообразных тел со сложным складчатым залеганием. Зональность морфологии рудных тел является отражением зональной морфологии рудно-минерализованной зоны, которая в пределах Северного участка имеет уплощенно-копическую объемную фигуру, а в пределах Центрального участка - коническую.

Минералогическими исследованиями установлено наличие двух генераций золота: 1) ранней, для которой характерны срастания и включения золота в сульфидах; золото преимущественно мелкое, средней пробности (пирит-пирротин-арсенопиритовая ассоциация); 2) поздней, со свободным и цементационным, крупным, высокопробным золотом (сфалерит-галенит-арсенопиритовая ассоциация).

Геохимическими исследованиями доказано, что золото первой генерации связано с Au-As-W-Ag-Co ассоциацией, которая устойчиво проявляется во всех геологических доменах, в том числе и во вмещающих породах. В богатых рудах роль данной ассоциации снижается. В составе Аи-Аэ-^/ данная ассоциация наследуется во вторичных литогеохимических ореолах, образуя ядерную зону аномального геохимического поля, представляя собой важный поисковый признак.

Золото второй генерации связано с наложенной золото-мышьяк-полиметаллической ассоциацией (Аи-Аэ-РЬ-Хп), которая проявлена ограниченно и преимущественно в наиболее богатых рудах.

По результатам изучения вертикальной зональности предложен коэффициент для оценки уровня эрозионного среза в виде К, = Аи*Аз*РЬ*У*У/ / Си*№*Мп*8п, обеспечивающий контрастность до 106 раз между корневой зоной и нижними-средними горизонтами прифронтальной зоны. График изменения К3, наряду с анализом морфологических, геохимических, геологических параметров и параметров продуктивности рудно-минерализованной зоны позволяет выделить в ее составе корневую, прикорневую и прифронтальную зоны и определить эрозионный срез как сред-нерудный.

Полученные в результате исследования данные существенно обогащают представление о структурно-морфологической зональности рудных полей и взаимосвязи морфологических параметров с геохимической зональностью золоторудных объектов. Практическая значимость исследования заключается в использовании полученных сведений при прогнозировании, поиске и разведке месторождений золотоквар-цевого типа на территории Енисейского кряжа. Построенная объемная геологическая модель может быть использована в рамках курсов «Структуры рудных полей» и «Структурная геология».

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В изданиях перечня ВАК РФ

1. Ильин С.С., Журавлев В.В., Макаров В.А. Геологическое строение и мор-фоструктурная зональность золоторудного месторождения Кварцевая Гора (Енисейский кряж) // Известия сибирского отделения секции наук о земле российской академии естественных наук. Геология, поиски и разведка рудных месторождений. -2011.-Т. 39,-№2.-С. 6-15.

2. Ильин С.С., Макаров В.А. Геохимическая зональность золоторудного месторождения Кварцевая Гора (Енисейский кряж) // Известия Томского политехнического университета. - 2012. - Т. 320. - № 1. - С. 48-54.

В прочих изданиях

3. Ильин С.С, Д.Е. Малофеев, В.А. Макаров, А.Н. Кофейников. Геологическое обоснование кондиционных параметров, определяющих морфологические особенности золоторудного месторождения // Современные технологии освоения минеральных ресурсов: Матер. 9-й Междунар. научно-технической конф. - Красноярск, 2011.-С. 133-139.

4. Ильин С.С. Геология и перспективы золотоносности участка Верхне-Ерудинский Енисейского кряжа // Молодежь и наука - третье тысячелетие. Сбор, матер, межрегион, науч. фест. -Красноярск, 2002. - С. 150-152.

5. Ильин С.С. Геолого-струкгурные и геохимические особенности месторождения Благодатного Н Интеллект 2008. Сбор, матер. Всеросс. науч. конф. студ., ас-пир. и молодых ученых. - Ч. 2. - Красноярск, 2008. - С. 269-276.

6. Ильин С.С. Методика анализа морфологии рудных тел с помощью горногеологической системы MicroMine в контексте решения горно-технических задач // Информационные технологии в горном деле. Доклады Всеросс. науч. конф. с международ. участием. - Екатеринбург, 2012. - С. 59-63.

7. Ильин С.С. Особенности моделирования и подсчета запасов за рубежом и в России. Сопоставление результатов моделирования и традиционного подсчета на примере золоторудных месторождений // Молодежь и наука: начало XXI века: Сбор, матер. V Всеросс. научно-технической конф. студентов, аспирантов и молодых ученых. - Ч. 7. - Красноярск, 2009. - С. 54-58.

8. Ильин С.С., Приданников A.B., Краснова Т.С., Леонтьев С.И., Макеев С.М., Сазонов A.M. Методика геохимических поисков локализованного благородноме-тального оруденения на участке Крестовской интрузии // Физико-химия и технология неорганических материалов. Матер, науч. конф. студ., аспир. и молодых ученых. - Красноярск, 1999. - С. 33-36.

9. Ильин С.С. Элементы геолого-геохимической модели золоторудного месторождения Благодатного (Енисейский кряж) // Поисковые геолого-геохимические модели рудных месторождений: Матер. 2-ой Всеросс. конф. по прикладной геохимии. - Воронеж, 2009. - С. 51-54.

10. Ильин С.С. Элементы модели распределения содержаний золота на Благодатном месторождении // Интеллект 2008. Сбор, матер. Всеросс. науч. конф. студ., аспир. и молодых ученых. - Ч. 2. - Красноярск, 2008. - С. 277-284.

Подписано в печать 04.04.2012. Печать плоская. Формат 60x84/16 Бумага офсетная. Усл. печ. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 7166

Отпечатано полиграфическим центром Библиотечно-издательского комплекса Сибирского федерального университета 660041, г. Красноярск, пр. Свободный, 82а Тел/факс (391)206-26-58, 206-26-49 E-mail: print_sfu@mail.ru; http://lib.sfu-kras.ru

Текст научной работыДиссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Ильин, Станислав Сергеевич, Красноярск

61 12-4/121

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

СТРУКТУРА И ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ ЗОЛОТОРУДНОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ КВАРЦЕВАЯ ГОРА (ЕНИСЕЙСКИЙ КРЯЖ)

Специальность 25.00.11

Геология, поиски и разведка твердых полезных ископаемых, минерагения

Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Научный руководитель доктор геолого-минералогических наук, профессор Макаров Владимир Александрович

На правах рукописи

Ильин Станислав Сергеевич

Красноярск-2012

СОДЕРЖАНИЕ

СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИЙ..................................................................................4

СПИСОК ТАБЛИЦ.................................................................................................7

ВВЕДЕНИЕ..............................................................................................................8

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЭНДОГЕННОЙ ЗОНАЛЬНОСТИ РУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ И........................................15

1.1. Краткий исторический экскурс в изучение зональности рудных месторождений...................................................................................................15

1.2. Состояние проблемы изучения структур рудных полей и структурно-морфологической зональности.........................................................................17

1.3. Состояние проблемы изучения геохимической зональности.................23

1.4. Состояние проблемы моделирования месторождений...........................25

1.5. Краткие сведения об изученности месторождения Кварцевая Гора.....29

2. МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ....................................................................31

2.1. Исходные данные, положенные в основу работы...................................31

2.2. Методы обработки данных........................................................................34

2.2.1. Краткое описание методики объемного моделирования..................37

3. ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА И МЕСТОРОЖДЕНИЯ.............................................................................................44

3.1. Краткая геологическая характеристика района.......................................44

3.1.1. Стратиграфия.........................................................................................45

3.1.2. Интрузивный магматизм......................................................................48

3.1.3. Тектоника...............................................................................................50

3.1.4. Металлогеническая специализация района........................................52

3.2. Геологическое строение месторождения..................................................54

3.2.1. Геолого-структурная позиция и формационный тип месторождения...............................................................................................54

3.2.2. Литолого-петрографическая характеристика вмещающих пород... 55

3.2.3. Динамометаморфические и гидротермально-метасоматические образования......................................................................................................59

3.2.4. Вещественный состав руд и генезис месторождения.......................60

4. СТРУКТУРА РУДНОГО ПОЛЯ, МОРФОЛОГИЯ РУДНО-МИНЕРАЛИЗОВАННОЙ ЗОНЫ И РУДНЫХ ТЕЛ.........................................68

4.1. Структура рудного поля и основные рудоконтролирующие элементы..............................................................................................................68

4.2. Структурно-морфологическая зональность рудоносной минерализованной зоны и характеристика рудных тел.................................77

4.3. Отражение структуры рудного поля в площадных геофизических полях....................................................................................................................93

5. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ ЗОНАЛЬНОСТЬ РУДНОГО ПОЛЯ...........................97

5.1. Первичные ореолы......................................................................................97

5.1.1. Определение фоновых и минимально-аномальных содержаний .... 97

5.1.2. Зональность первичных ореолов.........................................................98

5.1.3. Геохимические ассоциации и связь содержаний микроэлементов с золотоносностью руд....................................................................................115

5.2. Вторичные литогеохимические ореолы.................................................125

5.2.1. Зональность вторичных литогеохимических ореолов....................125

5.2.2. Геохимические ассоциации...............................................................132

5.3. Связь продуктивности вторичных и первичных ореолов с запасами месторождения.................................................................................................135

6. МОДЕЛЬ МЕСТОРОЖДЕНИЯ.....................................................................138

ЗАКЛЮЧЕНИЕ...................................................................................................142

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ...................................................................................144

СПИСОК ИЛЛЮСТРАЦИИ Рисунок 1.1. Виды однокорневых рудных полей

(по П.Ф. Иванкину, 1973).................................................................................... 21

Рисунок 1.2. Структурно-морфологичес............кая зональность рудных полей

(по П.Ф. Иванкину, 1973).....................................................................................22

Рисунок 2.1. Принципиальная схема последовательности изучения структурно-морфологической и геохимической зональности первичных

ореолов...................................................................................................................37

Рисунок 2.2 Оконтуривание минерализованной зоны, рудных тел,

геологических границ на разрезах в MicroMine.................................................38

Рисунок 2.3 Сбор каркасов минерализованной зоны с помощью: поперечных

разрезов (а) и погоризонтных планов (б)............................................................38

Рисунок 2.4 Итоговые каркасные модели рудно-минерализованной зоны,

разломов, гранитов................................................................................................39

Рисунок 2.5 Блок-диаграмма каркасной и блочной моделей рудно-минерализованной зоны, отражающая распределение содержаний золота... 42 Рисунок 3.1. Схема тектонического и металлогенического районирования Енисейской золотоносной провинции (составлена по Л.К. Качевскому, 1998;

С.С. Сердюку, 2010)..............................................................................................44

Рисунок 3.2. Геологическая карта района месторождения (составлена по

материалам A.A. Стороженко и др., 1999).........................................................46

Рисунок 3.3. Позиция месторождения в региональных тектонических

структурах (составлена по материалам A.A. Стороженко и др., 1999)...........51

Рисунок 3.4. Минерагеническая схема района месторождения Кварцевая Гора

(составлена по материалам A.A. Стороженко и др., 1999)...............................53

Рисунок 3.5. Геологический план месторождения............................................56

Рисунок 3.6. Структура и текстура сланцев переменного состава..................61

Рисунок 3.7. Структура и текстура роговиков..................... ..............................62

Рисунок 3.8. Метасоматические измененные породы на контакте кварцевых прожилков..............................................................................................................63

Рисунок 3.9. Рудный жильный кварц..................................................................64

Рисунок 3.10. Включения и сростки золота ранней генерации

с сульфидами.........................................................................................................64

Рисунок 3.11. Цементационные выделения золота поздней генерации в арсенопирите (а) и крупные открытые сростки с сульфидами, галенитом (б).

Форма и размер золотин гравиконцентрата (в)..................................................65

Рисунок 4.1. Геолого-структурный план горизонта +375 м.............................69

Рисунок 4.2. Блок-диаграмма геологического строения рудного поля...........70

Рисунок 4.3. Геологические разрезы по линиям П-П, РЛ-5, М-М...................74

Рисунок 4.4. Развитие прямого веерообразного кливажа в замке синклинали

(по В.В. Белоусову, 1986).....................................................................................76

Рисунок 4.5. Средние углы контактов висячего и лежачего боков рудно-

минерализованной зоны на Северном участке..................................................79

Рисунок 4.6. Изменение морфологических параметров Северного участка

рудно-минерализованной зоны по вертикали....................................................80

Рисунок 4.7. Средние углы контактов висячего и лежачего боков рудно-

минерализованной зоны на Центральном участке............................................82

Рисунок 4.8. Изменение морфологических параметров Центрального участка

рудно-минерализованной зоны по вертикали....................................................83

Рисунок 4.9. Геологические разрезы по линиям РЛ-6, РЛ-7, РЛ-10................85

Рисунок 4.10. Средние углы контактов висячего и лежачего боков рудно-

минерализованной зоны на Южном участке......................................................87

Рисунок 4.11. Изменение морфологических параметров Южного участка

рудно-минерализованной зоны по вертикали....................................................88

Рисунок 4.12. Структурно-морфологическая модель месторождения

Кварцевая гора.......................................................................................................90

Рисунок 4.13. Геофизические поля по результатам наземной геофизической

съемки.....................................................................................................................94

Рисунок 5.1. Первичные ореолы Аи, Ag, Аб на РЛ-8 и горизонте +400 м......99

Рисунок 5.2. Первичные ореолы Со, В на РЛ-8 и горизонте +400 м.......100

5

Рисунок 5.3. Первичные ореолы Ва, Nb, Ti на PJI-12 и горизонте +375 м ... 102 Рисунок 5.4. Первичные ореолы Pb, Zn, Sn на PJI-10 и горизонте +400 м ... 104 Рисунок 5.5. Первичные ореолы Си, Ni, Мп на PJ1-8 и горизонте +350 м.... 105

Рисунок 5.6. Первичные ореолы V, Cr на PJI-10 и горизонте +400 м............106

Рисунок 5.7. Обобщенная поперечная зональность первичных ореолов рудно-

минерализованной зоны.....................................................................................108

Рисунок 5.8. Изменчивость параметров первичных ореолов с глубиной и

график изменчивости коэффициента вертикальной зональности.................111

Рисунок 5.9. Эволюция корреляционных связей элементов по восстанию

гидротермальной колонны месторождения......................................................114

Рисунок 5.10. Эволюция корреляционных связей элементов по простиранию

рудно-минерализованной зоны..........................................................................115

Рисунок 5.11. Дендрограммы связей микроэлементов на различных

гипсометрических уровнях.................................................................................116

Рисунок 5.12. Связь средних содержаний элементов-спутников в рудах с

золотоносностью.................................................................................................116

Рисунок 5.13. Эволюция корреляционных связей главной золотоносной

ассоциации по восстанию минерализованной зоны........................................121

Рисунок 5.14. Эволюция корреляционных связей главной золотоносной

ассоциации по простиранию минерализованной зоны...................................122

Рисунок 5.15. Зональность вторичных ореолов Au, Ag, As, В, Ва, Be, Bi, Со,

Cr, Си, Mn, Mo.....................................................................................................127

Рисунок 5.16. Зональность вторичных ореолов Nb, Ni, Pb, Sn, Ti,

V, W, Zn................................................................................................................128

Рисунок 5.17. Треугольная диаграмма классификации пунктов литогеохимического опробования вторичных ореолов по принадлежности к зонам аномального геохимического поля и результаты классификации на плане.....................................................................................................................132

СПИСОК ТАБЛИЦ

Таблица 2.1. Исходные материалы для выполнения работы............................32

Таблица 2.2 Параметры моделирования первичных ореолов рассеяния........42

Таблица 3.1. Минеральный состав руд...............................................................66

Таблица 5.1. Фоновые, аномальные содержания элементов в первичных

ореолах и их кларковые значения........................................................................98

Таблица 5.2. Коэффициенты концентрации элементов

в первичных ореолах...........................................................................................107

Таблица 5.3. Ряд поперечной зональности.......................................................109

Таблица 5.4. Результаты факторного анализа в контуре минерализованной

зоны по вертикали...............................................................................................117

Таблица 5.5. Результаты факторного анализа в контуре минерализованной

зоны по уровню золотоносности руд................................................................117

Таблица 5.6. Фоновые, аномальные и средние содержания химических

элементов в первичных и вторичных литогеохимических ореолах..............125

Таблица 5.7. Коэффициенты соответствия и остаточной

продуктивности*.................................................................................................135

Таблица 6.1. Модель золоторудного месторождения Кварцевая Гора (Енисейский кряж)..............................................................................................139

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Добыча и производство золота являются одной из важных составляющих экономики России, обеспечивающей золотовалютную безопасность страны. Красноярский край является одним из старейших золо-тодобычных регионов и главным субъектом Российской Федерации по ежегодному выпуску золота. Ежегодная добыча золота в Красноярском крае составляет порядка 30 т. Главные месторождения-продуценты золота в Красноярском крае расположены в пределах Енисейского кряжа. В настоящее время значительная часть золота добывается из недр месторождений «Олимпиада», «Благодатное», «Титимухта» (недропользователь ЗАО «Полюс») и «Эльдорадо» (недропользователь ООО «Соврудник»). В структуру ЗАО «Полюс» входят четыре золото-извлекательные фабрики, а ежегодная переработка руды достигает 18 млн. т. Руководством ОАО «ПолюсЗолото», чьей дочерней компанией является ЗАО «Полюс», поставлены амбициозные планы по увеличению выпуска золота только в пределах Красноярского края до 40-50 т ежегодно. Использование только экстенсивного пути развития золотодобычи (наращивание темпов годовых понижений и мощностей ЗИФ) не сможет обеспечить реализации подобных планов. Уже существующие перерабатывающие мощности на базе Олимпиадинского ГОКа позволяют отработать мелкие месторождения («Оленье», «Тырада Золотая») за несколько лет. Выводимые объекты необходимо восполнять для обеспечения минерально-сырьевой базы уже построенных ГОКов.

Другой, не менее важной проблемой, является наличие мелких и средних по масштабам золоторудных объектов в местах с относительно слаборазвитой инфраструктурой и отсутствием ЗИФ. Запасы таких объектов не являются достаточными для строительства ГОКа на базе одного месторождения. Встает вопрос об интеграции в пределах одного ГОКа нескольких золоторудных объектов. Такой подход поддерживается и государством, которому, как собственнику недр, выгодно, чтобы разведанные месторождения разрабатывались, обеспечивая занятость населения и рост валового внутреннего

8

продукта. Основным ключевым моментом при совместной отработке нескольких месторождений является близость вещественного состава и технологических свойств руд. Поэтому одной из важнейших задач в таком случае является развитие соответствующей минерально-сырьевой базы.

Все это является предпосылками к поискам и разведке новых золоторудных месторождений как в зоне влияния действующих ГОКов, так и в районах, удаленных от них. Для успешных поисков месторождений и прогноза их продуктивности крайне важно иметь многофакторные модели уже известных объектов. Наиболее важными аспектами таких моделей являются структурная приуроченность месторождений, строение рудного поля, морфология залежей и свойства геохимического поля объекта. Необходимость в разработке таких моделей можно оценить даже при беглом взгляде на разнообразие золоторудных объектов в пределах Северо-Енисейского золотоносного района.

Примером одного из небольших объектов, упомянутых выше, является месторождение Кварцевая Гора (—14 т), расположенное в пределах Ерудин-ского рудного узла. Месторождение представлено легкообогатимыми золото-кварцевыми малосульфидными рудами, близкими по составу и технологическим свойствам к месторождению «Благодатное». Ближайшими золоторудными объектами являются месторождения «Панимба» (уч. Михайловский и Золотой) и «Ведуга» на юге, рудопропоявления Перевальненского рудного узла на севере. По результатам разведки Панимбинского месторождения его руды также схожи с рудами месторождения «Благодатное» (Л. П. Кровякова и др., 2011), а, следовательно, и с рудами месторождения «Кварцевая Гора».

Месторождение «Кварцевая Гора» в некотором роде уникально в ряду известных объектов Северо-Енисейского золоторудного района, так как является глубоковскрытым объектом, на котором подсечены корневая, прикорневая и частично прифронтальная зоны. Это позволяет изучить особенности геолого-структурной и геохимической обстановки становления объекта, вза-

имоотношение геохимических ассоциаций на глубинных уровнях рудно-минерализованной зоны.

Известным исследователем морфологии рудных полей, П.Ф. Иванки-ным убедительно показано, что структурно-морфологическая зональность рудного поля является отражением, в первую очередь, гидродинамических свойств флюида, а уже потом - структурного строения вмещающих пород. По этой причине исследование в рамках одной работы морфологических свойств минерализованной зоны вкупе с геохимической зональностью рудо-отложения представляется крайне продуктивным, а глубоковскрытый характер рудного поля месторождения Кварцевая Гора многократно увеличивает важность работы.

В качестве конечного результата работы рассматривается модель золо-токварцевого оруденения малосульфидного типа, объединяющая факты о структуре рудного поля, морфологии минерализованной зоны и рудных тел, геохимической зональности первичных и вторичных ореолов, проявлении объекта в площадных геофизических полях.

Цель и задачи. Целью работы является создание геолого-структурной и геохимической модели месторождения, относящегося к классу жильно-прожилковых минерализованных зон с золото-кварцевым малосульфидным типом оруденения. Для достижени