Геохимические критерии масштабности месторождений золота: На примере золоторудных объектов в Восточно-Азиатских вулканогенных поясах

Актуальность исследований. Получение предварительной оценки потенциальных ресурсов объекта предопределяет эффективность последующих геологоразведочных работ, размер и темп инвестиций. Однако критерии прогнозирования крупности запасов рудных месторождений методами традиционных металлогенических исследований не разработаны. Количественная характеристика оруденения по геохимическим данным опирается на геолого-геохимические модели рудных месторождений, проводится с помощью ряда эмпирических математических зависимостей и служит для обоснования дальнейшего изучения перспективных участков. Как показывает опыт геохимических исследований рудных месторождений, назрела необходимость в обобщении теории и практики использования моделей в поисковой геохимии и в приведении имеющегося набора моделей геохимических полей в соответствие с фундаментальными представлениями теории рудогенеза (многостадийность, многоуровенность и т. д.).

Особо актуальное значение имеет прогнозирование масштаба месторождений минерального сырья на ранних этапах поисково-оценочных работ, поскольку лишь крупные месторождения составляют основу мировых ресурсов полезных ископаемых. Предпринимаемые время от времени попытки подойти к решению этой проблемы на основе обобщения структурно-вещественных особенностей самих месторождений оказывались малоэффективными, поскольку эти особенности представлены, в первую очередь, следами заключительных стадий рудогенеза и свидетельствуют о размещении и свойствах рудоло-кализующих барьеров, будучи малоинформативными в отношении собственно процессов рудоконцентрации. Эти процессы являются предметом специализированных рудно-формационных исследований стадийности рудообразования и сопровождающих его многоэтапных минералого-геохимических преобразований. Чрезвычайно заманчивым представляется получение подобной информации более простым путем и использование ее при прогнозных построениях. Ключевая роль в прогнозно-поисковых исследованиях принадлежит получению прогнозной оценки собственно масштабов оруденения, на основе которой можно принять решение о необходимости оконтуривания продуктивных рудных тел и детального их опробования, о сборе дополнительных данных для последующего количественного прогноза. Хотя именно эта оценка является необходимым условием успешного осуществления геолого-поисковых работ, до сих пор отсутствуют научные основы решения этой задачи.

Цель. Главная цель работы — обоснование геохимических критериев прогнозирования масштаба месторождений золота, т. е. создание элементов принципиально новой методики минерально-сырьевого прогноза, опирающейся на установление закономерностей миграции широкого круга химических элементов, и в первую очередьзолота и его партнёровна золоторудных месторождениях.

Задачи. Достижение этой цели потребовало решения следующих задач:

• установление и сопоставление геохимической истории образования формационно однотипных, но различающихся по крупности запасов месторождений на основе следующих признаков: а) данных по распределению широкого спектра химических элементов в метасомати-тах (породный уровень организации рудогенной системы), б) получение всесторонней характеристики кварца как наиболее информативного жильного минерала, сопровождающего золото-серебряную минерализацию (минеральный уровень организации рудогенной системы),.

• выявление комплекса геохимических данных, свидетельствующих о полихронности рудогенетического процесса;

• составление физико-геохимической модели формирования рудного поля для объектов-эталонов и исследование связей между характеристиками геохимических полей и масштабами концентрированного оруденения.

Фактический материал, методы исследования и личный вклад автора. В основу диссертации положены материалы, собранные и проинтерпретированные лично автором или при его непосредственном участии в процессе выполнения госбюджетных тем в 19 861 996 гг. во ВСЕГЕИ. В процессе исследований выполнены и использованы в данной работе следующие виды анализов: более 2500 полуколичественных спектральных, 300 пробирных анализов на золото проб коренных и гидротермально измененных пород- 68 эмиссионных спектральных анализов методом ICP-MS на 34 элемента проб жильного кварца из рудных тел и из прожилков- 300 определений относительных содержаний электронно-дырочных центров (ЭДЦ) в кварце методом электронно-парамагнитного резонанса (ЭПР) (в т.ч. 150 искусственно облученных проб) — 150 термолюминесцентных (TJ1) анализов кварца (в т.ч. 75- наведенная TJI) — изучено более 600 прозрачных шлифов (в т. ч. — 40 кварцевых пластин). Кроме того, изучено 120 образцов кварцево-жильного материала декрептометрическим методом с хроматографическим окончанием для определения состава газовой фазы флюидных включений. Полуколичественный спектральный и пробирный анализ выполнен в ХАЛ ВСЕГЕИэмиссионный спектральный анализ методом ICP-MS выполнен в аккредитованной лаборатории Контроля Качества воды (ГПП «Водоканал»). Все остальные виды измерений выполнены лично автором в лабораториях кафедры геохимии СПБГУ и отдела геохимии ВСЕГЕИ в процессе прохождения очной аспирантуры СПбГУ в 1996;1999 гг.

Объекты исследования. В качестве объектов исследования выбраны три форма-ционно близких золото-серебряных месторождения, размещающиеся в Охотско.

Чукотском и Корякско-Западно-Камчатском вулканогенных поясах и резко различающиеся по крупности запасов. Изучены вмещающие породы, метасоматиты по ним, жильный кварц из рудных тел и кварц из прожилков, сформированных на различном удалении от интенсивных литохимических аномалий рудной природы и лишенных видимых признаков рудной минерализации.

Научная новизна.

• Впервые получены данные о типоморфизме кварца прожилковых образований за пределами рудных тел, что позволило охарактеризовать интенсивность геохимических преобразований в полном объеме рудогенных систем различного ранга.

• Впервые изучено распространение в жильном кварце элементов-примесй, не входящих в рудный комплекс, и исследованы зависимости между их распределением и масштабностью рудных объектов.

• Экспериментально выявлены закономерности распределения сидерофильных элементов, редких щелочей и элементов рудного комплекса в геохимических полях рудогенных систем различного ранга и выполнена верификация модели многоуровневого конвективного рудообразования.

Практическая значимость работы. Результаты выполненных исследований позволили обосновать ряд минералого-геохимических критериев для прогнозирования масштабности золото-серебряного оруденения. Установленные типоморфные характеристики жильного кварца создают возможности поиска и локализации рудных зон экспрессными методами (ТЛ и ЭПР), а применение иерархического подхода к изучению рудогенных систем позволит значительно сократить масштабы геолого-съемочных работ, что особенно актуально в современных условиях.

Апробация и реализация работы. Результаты исследований вошли в два тематических отчета отдела методики поисков месторождений полезных ископаемых ВСЕГЕИ, докладывались на Международном Симпозиуме по прикладной геохимии стран СНГ.

1997) — на Международной конференции «Полезные ископаемые: формирование, прогноз, ресурсы» (СПБГУ, 1999) — обсуждались на кафедре геохимии СПБГУ.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена на кафедре геохимии СпбГУ под руководством профессора В. В. Гордиенко, которому автор выражает искреннюю благодарность за всестороннюю помощь и постоянное внимание. Автор искренне признателен всем сотрудникам кафедры, дискуссии и обмен опытом с которыми помогали в исследованиях. Неоценимую помощь оказали в постановке и проведении экспериментальных работ С. М. Сухаржевский и Е. В. Толмачева, без профессиональных знаний и самоотверженности которых, были бы невозможными все новые результаты, которых удалось достичь автору в разработке проблемы. Автор выражает глубокую благодарность старшему научному сотруднику кафедры геохимии МГУ Ю. Н. Николаеву и сотрудникам отдела методики ВСЕГЕИ за помощь в получении каменного материала и предоставление результатов лабораторных определений. Часть исследований выполнена при финансовой поддержке Мэрии Санкт-Петербурга.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка литературы, включающего 135 наименований. Общий объем работы 175 страниц, из них -144 страницы машинописного текста, 30 иллюстраций, 22 таблицы.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

Среди геолого-геохимических факторов, определяющих продуктивность выявляемых при геологических съемках и поисках перспективных участков как особокрупных объектов, главное значение имеют следующие признаки:

• Приуроченность к крупной тектонической зоне (тектоническому «коридору»).

• Крупные масштабы и полнота проявления в ней магматических образований (множественность очаговых структур).

• Полнота проявленности региональных и локальных метасоматических систем, полнота структуры геохимического поля, множественность барьерных зон в виде экранов, химически активных пород, перепадов в проницаемости, эшелонирован-ность оруденения, совмещение в единых границах ореолов элементов-индикаторов РУ (V, Мп, Бп,), РП (К, Си, Ъъ, Ва) и РМ (РЬ, Аб, Аи, 8Ь).