СПОСОБ ПОИСКОВ ЗОЛОТОРУДНЫХ ЗАЛЕЖЕЙ В ВУЛКАНОГЕННО-ЧЕРНОСЛАНЦЕВЫХ ТОЛЩАХ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ ИХ МИНЕРАЛЬНОГО ТИПА Российский патент 1998 года по МПК G01V11/00 G01V9/00 

Изобретение относится к геолого-геохимическим способам поисков рудных месторождений и может быть использовано для поисков золоторудных объектов любого масштаба как на слабо изученных и перекрытых осадочным чехлом территориях рудных районов, узлов и полей, так и при ревизии рудных месторождений.

Черносланцевые и вулканогенно-терригенные толщи, широко развитые на территории России, а также в других странах мира, являются объектами пристального внимания, поскольку к ним приурочены месторождения золота, серебра, платиноидов, полиметаллов, сурьмы, вольфрама, ванадия и редких элементов. В настоящее время большое число известных в них месторождений золота объединены в единый геолого- промышленный тип - золото-кварцевые и золото-сульфидные месторождения черносланцевых и вулканогенно-терригенных формаций. Наиболее крупными в СНГ являются такие известные рудные поля и месторождения, как Мурунтау, Даугызтау, Кокпатас (Узбекистан), Бакырчик (Казахстан), Зун-Холба и Барун-Холба (Бурятия), Нежданинское и другие в Южном Верхоянье (Якутия), Наталкинское (Магаданская обл. ), Любовь (Читинская обл.), Олимпиаднинское и Партизанский узел (Красноярский край) и другие. Помимо известных рудных объектов в пределах РФ имеется значительное число территорий с потенциальной и установленной по прямым признакам (россыпи) рудоносностью этого геолого-промышленного типа: Пешковско-Апрелковская зона (Читинская обл.), район Кютерского прогиба (Северо-Байкальский район Бурятии), Ляпинская структура (Приполярный Урал), Онежская структура (Карелия). Наиболее крупными зарубежными рудными полями и месторождениями являются Ашанти (Гана), Морро-Вильо (Бразилия), Керкланд Лейк (Канада), Сальсинь (Франция), Мазер-Лоуд (США), Бендиго (Австралия) и другие.

Значимость золоторудных объектов данного типа обусловлена крупными разведанными и потенциальными запасами, возможностью объемной отработки открытым или комбинированным способом, хорошей извлекаемостью полезного компонента. А внедрение в золотодобычу малых установок кучного и чанного выщелачивания позволяет рентабельно отрабатывать и небольшие по объемам приповерхностные объекты этого типа.

Несмотря на значительное число известных и разносторонне изученных месторождений этого геолого-промышленного типа ни пространственно-временная, ни генетическая связь золотого оруденения с магматическими процессами до сих пор не установлена. Между тем специфическими особенностями типа являются крупные объемы рассеянной золоторудной минерализации при преобладании согласных или комбинированных (согласных или секущих) рудных залежей, имеющих стратиформное расположение во вмещающих породах. Противоречивость представлений о генезисе подобных месторождений обусловила отсутствие на сегодняшний день четких критериев выявления и локализации оруденения рассматриваемого типа.

В современной геологической науке существуют две основные гипотезы образования золотого оруденения данного типа. Сторонники первой считают, что источником золота и его спутников являлись специализированные на эти металлы осадочные образования, а переотложение первичного рассеянного золота происходило при метаморфизме осадочных толщ (Гарьковец В.Г., 1978; Проценко В.Ф., 1987). Вторая, более традиционная гипотеза рассматривает гидротермальную природу металлоносных растворов в связи с гранитоидным магматизмом (Касавченко Г. В. , Шер С.Д., 1969). Решение проблемы о механизме рудообразования имеет важное принципиальное значение, так как от выбора генетической модели объектов зависят стратегия и тактика прогноза, поисков и разведки месторождений данного типа.

Пока существуют традиционные гипотезы, весь комплекс методов поисков основан на выявлении соответствующих им критериев и признаков золоторудного оруденения данного типа.

Известен способ геохимических поисков месторождений благородных металлов различных геолого-промышленных типов [1]. Он основан на разработке поисково-интепретационных геохимических моделей, которые учитывают все известные геолого-формационные и геохимические факторы и признаки конкретного типа оруденения, в том числе тектонические, литолого-минералогические, термо- и гидродинамические. Практически способ базируется на геохимическом опробовании и сопряженном геолого-геохимическом моделировании первичных и вторичных ореолов месторождения.

Однако именно в силу недостаточной изученности генетической природы золоторудных месторождений в черносланцевых толщах применение к их поискам описанного способа не дает достоверных результатов. Кроме того, известный способ, как большинство геохимических способов, чрезвычайно трудоемок, так как его эффективность напрямую зависит от количества и качества опробования и аналитических исследований. К тому же разработка моделей, как правило, сильно зависит от интеллекта автора, часто она не объективна.

В основу предлагаемого способа положена оригинальная концепция возникновения, развития и локализации Au-рудных магматогенно-гидротермальных систем в черносланцевых толщах [2]. В соответствии с изложенной концепцией разработана базовая физико-геолого-геохимическая модель (ФГГМ) прогноза, поисков и оценки данного типа месторождений, согласно которой наличие новообразованных локальных магнитных аномалий в верхнекоровых региональных фоновых полях указывает на возможность обнаружения в них как отдельных месторождений, так и Au-рудных полей, а наличие в разрезе черносланцевых толщ еще более локальных зон околорудных изменений, ограниченных надрудной и подрудной границами значимых изменений физических и химических свойств исходных пород, позволяет определить минеральный тип оруденения. Модель разрабатывалась и опробировалась на ряде Au-месторождений России (Боголюбовское, Светлое, Зун-Холба) и Узбекистана (Мурунтау, Кокпатас, Даугызтау). По результатам исследований на базе ФГГМ была разработана технология предлагаемого способа поисков.

Основным техническим результатом способа является его высокая (практически стопроцентная) достоверность, обеспечивающаяся меньшими трудовыми и материальными затратами, чем известные способы. Наибольшая экономия средств происходит на стадии бурения, которое в предлагаемом способе носит характер заверочный (1-2 скважины). Во всех применяемых ранее способах бурение носило поисково-разведочный характер и производилось по сети в соответствии с масштабом работ. Заявленный способ выполняется следующим образом.

В поле развития вулканогенно-черносланцевых толщ по материалам аэромагнитной съемки выбираются участки с аномальными значениями магнитного поля 0-50 нТл. Эта стадия количественной интерпретации данных аэромагнитной съемки нацелена на решение задачи выявления по структуре исходного магнитного поля аномалий изометричной конфигурации и размерами радиусом 3-10 км от эпицентра, соответствующих верхней границе намагничивающих объектов в рудовмещающих толщах (пирит-пирротиновый переход, см. патент NSU-1811752), расположенных на глубине от 50 до 250 м [3].

На выбранных участках проводят наземную электроразведку и по ее данным вычисляют значения кажущейся поляризуемости (η_к) и кажущегося сопротивления (ρ_к), а также отбирают пробы почвенного воздуха или вытяжек из почвы по той же сети и проводят анализ этих проб на Au, As, Ag и Hg.

Структурно-вещественные комплексы золоторудных месторождений характеризуются сильно изменчивыми электрическими и петроэлектрическими свойствами. Совокупность параметров η_к и ρ_к в отличие от других характеристик однозначно отражает содержание, типоморфные особенности и состав сульфидных минералов в исследуемых толщах. Однако интерпретация данных геофизических методов требует комплексного подхода, с учетом данных геохимических методов поиска по вторичным ореолам рассеяния. Согласно разработанной модели ФГГМ к группе типоморфной геохимической ассоциации золота относят элементы, имеющие значимые корреляционные связи с золотом и между собой (коэффициент корреляции более 0,4) и образующие наиболее контрастные ореолы: золото, мышьяк, сурьма. Спецификой геохимических ореолов данного типа является существенный привнос в рудоносную структуру Ag.

По данным наземной электроразведки и геохимического анализа проб выбирают участки, характеризующиеся значениями

Au>3•10^-7%,Hg>1•10^-6%, As>2•10^-4%.

Эти участки перспективны на обнаружение оруденения золото-сульфидного типа, где Au находится в тонкодисперсной форме в пирите и арсенопирите, а участки, где

Au>3•10^-7%, Hg>1•10^-6%, As<2•10^-4%,
используют в качестве участков золото-кварцевого оруденения, где в минеральной ассоциации Au преимущественно находится в свободной форме, а сульфиды составляют не более 3-5%. Повышенные значения ρ_к свидетельствуют о полях проявления кварц-полевошпатовых образований, обладающих высоким сопротивлением.

Для прямой заверки данных требуются бурение заверочной скважины, отбор образцов керна и анализ их на Na, B, Ag и Au, поскольку согласно разработанной модели концентрации Na и B в рудной и околорудной зонах наиболее информативны и однозначно коррелируются с содержаниями Au, отображающими положение рудных залежей обоих типов.

По содержаниям Na > 1,85%; B < 10•10^-4%, Au > 2•10^-5% устанавливают верхнюю границу золоторудной залежи. Согласно разработанной модели рудные залежи сопровождаются околорудными метасоматическими кварц-альбитовыми изменениями вмещающих пород: привнос Na и разложение реликтового турмалина (вынос бора).

Вычисляют коэффициент зональности K= Ag/Au, при этом, если K < 20, то обнаруженная залежь относится к золото-пирит-арсенопиритовому типу, где Au концентрируется в пирите и арсенопирите, а Ag существует в виде незначительной примеси в них. Если 20 < K <200, то залежь относится к золото-полисульфидному типу, где Au находится преимущественно в свободной форме и ассоциирует с халькопиритом, сфалеритом, галенитом, а Ag - в виде примеси в галените, блеклых рудах и в сульфосолях Pb и Cu и собственных минералов: пираргирит, стефанит и другие. Если К > 200, то залежь относится к золото-теллуридному типу, где преимущественно распространено серебро в виде собственных минералов: аргентит, кюстелит, пираргирит, гессит, а Au образует небольшие количества теллуридов.

Способ испытывался на одном из участков золоторудного поля Сибири (см. чертеж). В строении площади принимают участие отложения рифейской черносланцевой формации. В тектоническом отношении участок расположен в зоне глубинного разлома. На рассматриваемой площади выполнен комплекс методов.

По материалам аэромагнитной съемки м-ба 1:50000 выбран участок с аномальным значением магнитного поля ΔT от 0 до 50 нТл. Выделенная по кровле пирротинизированного объекта (границе пирит-пирротинового перехода) аномалия имела изометричную форму с радиусом около 4,5 км от эпицентра (т.е. была оконтурена антиклинальная складка, присводовые части которой рассматривались и действительно оказались наиболее перспективными для локализации оруденения).

На участке выделенной аномалии была проведена наземная электроразведка по методу вызванной поляризации (ВП, срединный градиент) в м-бе 1:10000 по стандартной сети 100•20 м и по ее данным вычислены значения кажущейся поляризуемости (η_к) и кажущегося сопротивления (ρ_к), а также по той же сети в тех же точках отобраны пробы почвенного воздуха и проведен их анализ на Au, As, Ag и Hg.

По вычисленным значениям параметров электроразведки ВП и по данным анализа были выбраны участки, характеризующиеся значениями

Au>3•10^-7%; Hg>1•10^-6%; 2•10^-4%.

Таких участков оказалось два, они отнесены к перспективным на оруденение золото-сульфидного типа. Были выделены также два участка, характеризующиеся значениями

Au>3•10^-7%, Hg>1•10^-6%, As<2•10^-4%,
в качестве перспективных на оруденение золото-кварцевого типа.

Для заверки данных в центральных частях каждого участка были пробурены скважины. В процессе бурения отбирались образцы керна и проводили его анализ на Na, B, Au и Ag.

Верхние границы искомых золоторудных залежей были определены по содержаниям в пробах Na>1,85%; B<10•10^-4%; Au>2•10^-5%.

На участках N 1 и N 2, перспективных на оруденение золотосульфидного типа, верхняя граница золоторудных залежей была определена на глубине 50 м, после чего на глубине 150 м скважины пересекли непосредственно рудные залежи, и на глубине 320 м после пересечения пирит-пирротинового перехода бурение было прекращено. На участках N 3 и N 4, перспективных на оруднение золото-кварцевого типа, верхняя граница золоторудных залежей была определена на глубине 95 м, на 110 м скважины вошли в залежь. Бурение было прекращено после полного пересечения залежи.

Для каждой залежи был определен коэффициент зональности K=Ag/Au.

Для залежи N 1 K=15; N 2 K=17, то есть они были отнесены к золото-пирит-арсенопиритовому типу.

Для залежи N 3 K=120; N 4 K=165, то есть эти залежи были отнесены к золото-полисульфидному типу.

Литература
1. Г.Я.Абрамсон, В.И.Морозов. Особенности геохимических поисков месторождений благородных металлов различных геолого-промышленных типов. Теория и практика геохимических поисков в современных условиях (Сборник научных трудов). М.: Наука, 1990, с. 161-171-прототип.

2. А.А.Кременецкий, А.К.Алексеева. Новая геолого-геофизическая технология прогноза и поисков золоторудных месторождений в черносланцевых толщах. Тезисы доклада международной геофизической конференции SEG/EAGO/EAEG. С-Петербург, 1995 г.

3. Л. Е. Щолпо, А. К. Алексеева. Петромагнитная типизация золоторудных черносланцевых толщ. Физика Земли, 1995 г., N 2.

Использование: для поисков золоторудных объектов любого масштаба как на слабо изученных и перекрытых осадочным чехлом территориях рудных районов, узлов и полей, так и при ревизии известных рудных месторождений. Сущность изобретения: осуществляют поэтапное выделение перспективных участков по данным комплекса аэромагнитных съемок, наземной электроразведки и анализа проб почвенного воздуха на элементы-индикаторы. Керн из заверочных скважин анализируют на Na, B, Au и Ag и по полученным концентрациям определяют верхнюю границу золоторудной залежи, а тип оруднения определяют по коэффициенту зональности K = Ag/Au. 1 ил.

Способ поисков золоторудных залежей в вулканогенно-черносланцевых толщах и определение их минерального типа, включающий разработку поисково-интерпретационных геохимических моделей, учитывающих геолого-формационные и геохимические признаки конкретного типа оруденения путем сопряженного геолого-геохимического моделирования первичных и вторичных ореолов месторождений, отличающийся тем, что по материалам аэромагнитной съемки выбираются участки аэромагнитной аномалии, характеризующиеся значениями магнитного поля 0 - 50 нТл, на выбранных участках проводят наземную электроразведку и по ее данным вычисляют значения кажущейся поляризуемости и кажущегося сопротивления, а также отбирают пробы почвенного воздуха или вытяжек из почвы по той же сети и проводят анализ на Au, As, Ag и Hg, затем выбирают участки, характеризующиеся значениями кажущейся поляризуемости η_к > 1,25% и кажущегося сопротивления ρ_к < 1000 Ом • м и содержаниями Au > 3 • 10^-7%, Hg > 1 • 10^-6% и As > 2 • 10^-4%, и участки, характеризующиеся содержаниями η_к > 1,25% и ρ_к > 1000 Ом•м и Au 3 • 10^-7%, Hg > 1 • 10^-6% и As < 2 • 10^-6%, после чего на участках обоих типов отбирают образцы керна из заверочной скважины и анализируют их на Na, B, Ag и Au, по содержаниям Na > 1,85%, B < 10 • 10^-4%, Au > 2 • 10^-5% устанавливают верхнюю границу золоторудной залежи, а тип оруденения определяют по коэффициенту зональности К = Ag/Au, при этом если К < 20, то найденная залежь относится к золото-пирит-арсенопиритовому типу, если 20 < К < 200 - то к золото-полисульфидному типу, а если К > 200 - то к золото-теллуридному типу.