Геохимические критерии масштабности месторождений золота: На примере золоторудных объектов в Восточно-Азиатских вулканогенных поясах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 04.00.02, кандидат геолого-минералогических наук Иванова, Варвара Викторовна

• Иванова, Варвара Викторовна
• кандидат геолого-минералогических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат геолого-минералогических наук Иванова, Варвара Викторовна

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

ВВЕДЕНИЕ

1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ОБОСНОВАНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ

1.1 Характеристика объектов исследования

1.1.1 Золото-серебряные месторождения вулканогенно-гидротермального генезиса

1.1.2. Золото-серебряные месторождения Тихоокеанского кольца

1.2. Типизация геологических обстановок нахождения крупных рудных объектов

1.2.1 Объекты изучения и объекты прогноза

1.2.2 Геолого-минералогические особенности месторождений различной крупности

1.3 Прогнозные критерии и поисковые признаки рудных объектов

1.3.1 Региональные закономерности размещения месторождений золото-серебряной формации

1.3.2 Локальные критерии прогнозирования

2. ЭТАЛОННЫЕ ОБЪЕКТЫ МЕСТОРОЖДЕНИЙ ЗОЛОТО-СЕРЕБРЯНОЙ ФОРМАЦИИ

2.1. Материал и методы исследования

2.2. Ичигинский рудный узел (Северная Камчатка)

2.2.1. Структурно-тектоническая позиция

2.2.2. Геологическая позиция объекта исследования

2.2.3. Геохимические особенности золото-серебряных месторождений типа Аметистовое

2.2.4. Геохимические особенности метасоматитов месторождения Аметистовое

2.3. Рудный узел Двойной (Западная Чукотка)

2.4. Рудный узел Якорь (Западная Чукотка)

3. СОСТАВ И СВОЙСТВА ЖИЛЬНОГО КВАРЦА РУДОГЕННЫХ СИСТЕМ

3.1. Морфогенетические разновидности жильного кварца 8"

3.2. Типоморфизм свойств жильного кварца 8£

3.2.1. Структурные примеси в жильном кварце 8 £

3.2.2. Материал и методы исследования 9;

3.2.3. Тип и концентрация структурных дефектов в кварце 9;

3.3 .Морфогенетическая характеристика жильного кварца из рудных тел 103.4. Морфогенетическая характеристика прожилкового безрудного кварца 10:

3.5. Флюидные характеристики рудогенных систем разного ранга

3.6. Особенности структуры и состава жильного кварца в зависимости от масштаба рудоносности

3.7. Геохимия элементов-примесей в жильном кварце рудогенных систем различного ранга

4. МИНЕРАЛОГО-ГЕОХИМИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ РАЗЛИЧНОГО КЛАССА КРУПНОСТИ

4.1. Модели рудогенных систем

4.1.1. Закономерности размещения рудогенных систем

4.1.2. Региональные генетические модели минерализации

4.2. Геолого-геохимические модели золоторудных месторождений

4.2.1. Модели гидротермального оруденения

4.2.2. Модель гидротермально-метасоматического оруденения

4.2.3. Многоуровневая конвективная модель рудообразования

5. КРИТЕРИИ МАСШТАБНОСТИ ЗОЛОТОРУДНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ

5.1. Полигенность и полихронность крупных месторождений

5.2. Совмещение разновозрастных структурных планов

5.3. Региональные и локальные особенности метасоматических систем

5.4. Типоморфизм жильного кварца

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «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 очередь- золота и его партнёров- на 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 19861996 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 ВСЕГЕИ; эмиссионный 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 диссертации по теме «Геохимия», Иванова, Варвара Викторовна

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).