Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах воскресенского зонального метаморфического комплекса (Мининская площадь, Западный Таймыр)

Вид материала

Автореферат диссертации

Содержание Соколов Сергей Валерьевич Общая характеристика работы Цель работы Фактический материал и методы исследования Научная новизна работы. Практическая значимость работы. Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций Апробация работы. Структура и объем работы. Краткая геологическая характеристика Защищаемые положения и их обоснование Постметаморфические ГМИ Проявление Видимое Проявление Нерпичье Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах Материалы и статьи в сборниках отраслевых и научных конференций Проскурнин В.Ф., Гавриш А.В., Устинов А.А., Багаева А.А., Мозолева И.Н., Петрушков Б.С. Статьи и материалы по другим площадям п-ова Таймыр А Расположение Мининской площади на схеме структурно-тектонического районирования Таймыро-Североземельской складчатой области; 1

Подобный материал:

• Ёнович минералого-геохимические особенности рудоносных метасоматитов и перспективы, 260.03kb.
• Геохимические методы поисков месторождений нефти и газа содержание учебной дисциплины, 74.47kb.
• Геология, минералогия, геохимические методы поисков, 610.49kb.
• Геология, минералогия, геохимические методы поисков, 967.99kb.
• 2. 6 Разработка геофизической аппаратуры, 2528.57kb.
• Актуальность работы. Месторождения Лега Демби и Сакаро являются одними из крупнейших, 185.13kb.
• Фьюче Пэйс Букс этих же авторов: Ноу-Хау руководство, 3822.04kb.
• 1 страница Зима пришла, однако! Буквально за неделю облачился Таймыр в белые снега,, 535.61kb.
• Строительство комплекса зданий производственной базы и фондохранилища - завершение, 194.75kb.
• Иркутск крупный промышленный центр. Население города на 01. 01. 2011г составило 589, 176.06kb.

На правах рукописи


БАГАЕВА Александра Александровна


Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах воскресенского зонального метаморфического комплекса (Мининская площадь, Западный Таймыр)

Специальность 25.00.09 –

Геохимия, геохимические методы поисков полезных ископаемых

Автореферат


диссертации на соискание учёной степени

кандидата геолого-минералогических наук


САНКТ-ПЕТЕРБУРГ

2011

Работа выполнена во Всероссийском научно-исследовательском геологическом институте им. А.П. Карпинского (ФГУП «ВСЕГЕИ»), г. Санкт – Петербург.


Научный руководитель –

доктор геолого-минералогических наук

Соколов Сергей Валерьевич


Официальные оппоненты –

Д.г.-м.н., профессор А.Г. Марченко

К.г.-м.н., доцент А.А. Савичев


Ведущая организация   ФГУП Центральный научно-исследовательский геологоразведочный институт цветных и благородных металлов


Защита состоится 28 февраля 2012 г. в 15 часов на заседании диссертационного совета Д 216.001.01 в зале Ученого совета при ФГУП ВСЕГЕИ по адресу: 199106, Санкт-Петербург, Средний пр., 74.


С диссертацией можно ознакомиться во Всероссийской геологической библиотеке (г. Санкт-Петербург, Средний пр., д. 74).


Автореферат разослан 2012 г.

Учёный секретарь специализированного совета, доктор геолого-минералогических наук

Р.Л. Бродская

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Таймыро-Североземельская золотоносная провинция, открытая в конце 70-х годов XX века, изучена крайне неравномерно. Целенаправленные детальные поисковые работы на золото проводились только на территории южной части о-ва Большевик (арх. Северная Земля) и п-ова Челюскин (северная часть п-ова Таймыр). Геолого-тектоническая позиция провинции, наличие в ее пределах золоторудных проявлений и россыпных месторождений золота, свидетельствуют о высоких перспективах выявления коренных месторождений. Установлено, что все известные потенциально золоторудные проявления связаны с гидротермально-метасоматическими измененными (ГМИ) породами различного типа, приуроченными к отложениям рифейско-вендского возраста, метаморфизованных в зеленосланцевой фации [Шануренко, 1981; Забияка, 2000; Верниковский, 1996 и др.]. Наибольший интерес представляют проявления полихронного рудогенеза, при ведущей роли золото-кварцевой формации с убогим и малым количеством сульфидов. По данным современных исследований, регион обладает ресурсами, исчисляющимися сотнями тонн золота [Сердюк, 2002; Проскурнин, 2008 и др.]. Слабая геологическая изученность Таймыро-Североземельской провинции и ее значительный золотоносносный потенциал обусловил проведение опытно-методических работ, направленных на установление поисковых критериев скрытого золотого оруденения с использованием результатов изучения объектов-эталонов.

Опыт предыдущих прогнозно-поисковых работ на золото в регионе показал, что для разработки рационального комплекса поисковых геохимических методов необходимы знания о структурно-геологической позиции, петрографо-минералогических особенностях региональных метасоматитов, о составе и строении известных золоторудных объектов, а также о составе вторичных ореолов, формирующихся над золоторудными проявлениями. В последние годы совершенствовались методики геохимических поисков благороднометалльных месторождений применительно к условиям Таймырского региона, что дало возможность получить новые геохимические данные по ряду потенциально золотоносных участков.

Актуальность диссертационной работы определяется необходимостью разработки геохимических критериев поиска золоторудных объектов как составной, важнейшей части рационального комплекса прогнозно-поисковых работ.

Цель работы состоит в выявлении индикаторных геохимических особенностей первичных и вторичных ореолов, сопровождающих золотое оруденение, в пределах Мининской площади, и в разработке рекомендаций по применению выявленных геохимических поисковых критериев на потенциально золотоносных площадях со сходными геологическими обстановками. Для реализации этой цели были решены следующие задачи: 1) определены главные элементные ассоциации – элементы-спутники и элементы-антагонисты золота в золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных породах; 2) типизированы по минералого-геохимическим признакам выявленные золоторудные проявления; 3)  выявлены индикаторные элементы золоторудной минерализации во вторичных литохимических ореолах; 4) определены геохимические критерии поисков золоторудных объектов.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертационной работы положен материал, полученный автором с 2008 года по настоящее время при проведении поисковых работ на Западном Таймыре. Дополнительно были использованы геологические материалы и первичные геохимические данные по результатам ОГХС-200 по листам S-45-IX, X и S-45-XV, XVI, проведенной ГГП «ЦАГРЭ». Фактическим материалом для работы послужили: 583 пробы коренных пород, 714 проб из рыхлых отложений. Результаты анализов обработаны автором.

Пробы анализировались в ЦЛ ФГУП «ВСЕГЕИ» приближенно-количественным эмиссионным спектральным (ПКСА), атомно-абсорбционным (ААА), атомно-эмиссионным с индуктивно-связанной плазмой (ICP AES), масс-спектрометрическим с индуктивно-связанной плазмой (ICP-MS) методами. Аналитические исследования проводились. Минералогическое изучение руд проводилось на микроскопе «Полам-Р312», электронном микроскопе-микроанализаторе модели MV 2300 «CamScan» (ВСЕГЕИ), а также на сканирующем электронном микроскопе JSM-6510LV (JEOL Ltd) с энергодисперсионным спектрометром INCA Energy 350+ «Oxford Instuments Analytica» (Институт геологии и минералогии СО РАН, г. Новосибирск).

Для статистической обработки данных (определения параметров распределения содержаний элементов, выполнения корреляционного и факторного анализов) использованы программы Excel и Statistica. Для построения моно- и полиэлементных карт в изолиниях использована программная среда ArcGis.

Автором изучено более 200 прозрачных шлифов метаморфических, метасоматических, магматических пород и кварцевых жил и 63 аншлифа пород, содержащих рудные минералы и золото. Прозрачные и полированные шлифы изготовлены в шлифовальной мастерской ВСЕГЕИ. Фотографирование выполнялось при помощи цифровой камеры, смонтированной на микроскопе. Коррекция изображения проводилась в пакете Photoshop CS.

Научная новизна работы. Впервые определен типоморфный комплекс элементов для золотосодержащих гидротермально-метасоматически измененных пород. Установлены элементы-индикаторы золотой минерализации во вторичных ореолах рассеяния. Разработаны геохимические прогнозно-поисковые критерии выявления коренных проявлений золоторудной минерализации.

Практическая значимость работы. С использованием разработанных геохимических критериев в пределах Мининской площади выделены потенциально золоторудные объекты, даны конкретные рекомендации по постановке детальных поисковых работ. Полученные критерии могут быть использованы при поисках аналогичных объектов в организациях и на предприятиях, занимающихся прогнозированием и поисками золоторудных месторождений в Таймыро-Североземельском регионе. Участки развития высококонтрастных вторичных ореолов элементов, фиксирующих золотое оруденение, предлагаются автором как первоочередные объекты для детальных поисковых работ в пределах Мининской площади.

Достоверность защищаемых положений, выводов и рекомендаций определяется представительностью фактического материала, детальными минералогическими наблюдениями и применением современных методов исследования вещества с использованием новейших компьютерных технологий обработки аналитических данных, а также подробным анализом литературных источников по исследуемой тематике. Метрологические характеристики данных геохимического опробования и данных аналитических определений содержаний элементов соответствуют инструктивным требованиям.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы и отдельные результаты исследований обсуждались на заседаниях Сектора региональных прогнозно-минерагенических исследований и Совета молодых ученых ФГУП «ВСЕГЕИ», на научных конференциях: «Международная практическая конференция молодых ученых и специалистов, посвященная памяти академика А.П. Карпинского, (Санкт-Петербург, 2009 и 2011 г.), «Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов посвященная 130-летию со дня рождения В.В. Аршинова», Москва, 2009 г., 5-ая конференция молодых ученых по наукам о Земле, Новосибирск, 2010 г. Результаты исследований были включены в отчет «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области», Росгеолфонд, 2008 г.

Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 работ, в том числе 2 статьи, входящем в перечень ВАК. Соавтор в двух изданных Госгеолкартах РФ масштаба 1:1 000 000.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения, содержит 198 страниц, включая 65 рисунков, 18 таблиц и список литературы из 103 наименований. Введение аналогично вводной части автореферата. В первой главе проведен анализ предшествующих исследований Западной части Таймыро-Североземельского региона. Во второй главе приведены сведения о методике исследований. В третьей главе рассмотрены основные черты геологического строения Мининской площади. Четвертая глава посвящена изучению рудной минерализации, подробно рассмотрены минеральный и геохимический состав золотосодержащих ГМИ пород и рудопроявлений. В пятой главе рассматриваются результаты интерпретации геохимических работ по вторичным ореолам на перспективных участках Мининской площади.

Материалы третьей и четвертой глав обосновывают 1-е и 2-е защищаемые положения, а пятой главы – 3-е положение. В заключении приведены результаты работы и охарактеризовано ее практическое значение.

Благодарности. Диссертационная работа выполнена под руководством доктора геол.-мин. наук С.В. Соколова, которому автор выражает глубокую признательность. Автор благодарит д.г.-м.н. Б.А. Блюмана, к.г.-м.н. В.Ф. Проскурнина, А.В. Гавриша, В.Д. Ляхницкую, Ю.Ю. Юрченко, Б.С. Петрушкова (ФГУП «ВСЕГЕИ») за помощь при выполнении исследований и текущее обсуждение основных положений диссертации, А.А Устинова (НПЦ «Мониторинг») за предоставление первичных геохимических данных и ряда геологических материалов по Мининской площади. Автор признателен к.г.-м.н. Г.М. Беляеву, Б.С. Васильеву, П.Г. Падерину, Н.Н. Нагайцевой, В.В. Мохову, к.г.-м.н. В.К. Старостину, к.г.-м.н. Ю.В. Макаровой за полезные консультации. Большую помощь при проведении минералогических исследований оказала д.г.-м.н. Г.А. Пальянова (СО РАН, Новосибирск). Всем им автор выражает искреннюю благодарность. Исследования проводились в рамках объекта: «Оценка перспектив выявления месторождений благородных металлов на территории Таймырской складчатой области» при финансовой поддержке Роснедра по Государственному контракту № 44 от 30.03.2006.


КРАТКАЯ ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА мининской площади

Территория работ располагается в западной части Мининско-Большевистской рифейско-вендской зоны Карского позднепалеозойско-раннемезозойского сводово-плутонического поднятия [Погребицкий, 1971; Шануренко, 1981] (рис.1А) или Карского континента [Верниковский, 1996]. Наиболее древний раннепротерозойский амфиболит-меланогнейсово-кристаллосланцевый тревожнинский метаморфический комплекс (PR₁tr) выделяется в ядре Колосовского гранито-гнейсового купола [Легенда ГГК-1000/3, 2008] (рис.1Б). В пределах площади широко развиты флишоидные углеродистые олигомиктовые отложения ленивенской серии рифейского возраста (R_1-2ln), зонально метаморфизованные и выделенные как петротип воскресенского метаморфического комплекса андалузит-силлиманитового типа [Забияка, 1974, 2000]. Ленивенская серия объединяет толщи: воскресенскую филлитовую углеродистую, стерлиговскую сланцево-песчаниковую и конечнинскую песчаниково-сланцевую слабоуглеродистую [Захаров и др., 1979]. Мощность отложений серии достигает 4,5 км. Выше залегают позднерифейско-ранневендские флишевые вулканомиктовые отложения мининской толщи (R₃-V₁mn) мощностью до 1,5 км.

Среди магматических образований выделяются [Проскурнин и др., 2010]: позднерифейские катаклазированные гастингсит-рибекитовые субщелочные граниты чугунковского комплекса (ΕγPRčg), позднерифейско-ранневендские (?) автохтонные мусковитизированные биотитовые граниты ленивенско-толевского комплекса (gR₃?lt), аллохтонные штоки мусковитизированных гранитов и лейкогранитов еремеевско-бирулинского комплекса (gR₃?eb) с турмалиновыми пегматитами; позднепалеозойские штоки роговообманково-биотитовых гранодиоритов мининского комплекса (C_1-2mт) и субщелочных гранитов оленьинского комплекса (Р₂о); раннемезозойские дайки оливиновых долеритов угрюминского комплекса (βТ₁ u).

В составе метаморфического комплекса, развитого по субстрату рифейских флишоидных отложений, выделены следующие фации и соответствующие им зоны метаморфизма: зеленосланцевая фация (зоны биотита и хлорита-серицита), эпидот-амфиболитовая фация (зоны граната и ставролита) и амфиболитовая фация (зона силлиманита). Степень метаморфизма увеличивается с юго-востока на северо-запад по мере приближения к осевой части Колосовского купола.

Метаморфическая зональность сопровождается развитием синхронной гидротермально-метасоматической зональностью регионально-площадного характера [Буряк, 1982]. По мере удаления от зоны ультраметаморфизма с мигматитами и уменьшения степени метаморфизма устанавливается следующего типа метасоматиты изофациальные зонам метаморфизма: мусковит-кварц-микроклиновые, мусковит-кварц-альбит-микроклиновые, гранат-роговообманково-эпидот-кварцевые (по известковистым песчаникам), альбит-кварцевые, кварцевые безсульфидные – в условиях амфиболитовой и эпидот-амфиболитовой фаций; серицит-карбонат-кварцевые, сульфидно-кварцевые (с проявлениями золота) беризит-лиственитовой формации – в условиях зеленосланцевой фации.


ЗАЩИЩАЕМЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ И ИХ ОБОСНОВАНИЕ

1. На Мининской площади в пределах зеленосланцевой фации воскресенского метаморфического комплекса в терригенных толщах рифейско-вендского возраста установлены проявления золота двух типов: синметаморфический золото-кварцевый и постметаморфический золото-сульфидно-кварцевый. Первый тип приурочен к регионально-площадным зонам развития окварцевания, серицитизации, пиритизации и карбонатизации, для которых характерны повышенные содержания Au, Bi, As, Ag, Pb, Cu, Co, Ni. Второй − занимает секущее положение относительно синметаморфической гидротермально-метасоматической зональности и содержит повышенные количества Au, As, Ag, Cd, Pb, Sb, Zn, Sn.

Синметаморфические ГМИ представлены регионально-площадными зонами развития окварцевания, серицитизации, пиритизации, карбонатизации и разделяются на два морфо-генетических типа: вкрапленно-прожилково-жильный и жильно-прожилково-вкрапленный. Первый приурочен, преимущественно к отложениям стерлиговской толщи, второй – к конечнинской.

Вкрапленно-прожилково-жильный тип характеризуется окварцеванием, представленным, главным образом, системой соскладчатых согласных со сланцеватостью или слоистостью пород прожилков серицит-хлорит-карбонат-кварцевого состава, приуроченных преимущественно к отложениям стерлиговской толщи ленивенской серии. Они образуют птигматитовые жилы и прожилки в матаалевропелитах, будины кварцевых жил, либо свиты жил в метапесчаниках и трещинах кливажа. Последние встречаются, как правило, в ядрах антиклинальных складок. В жильных телах нередки ксенолиты вмещающих пород. Кварцевые и карбонат-кварцевые прожилки мощностью от 0,3 до 50 см часто выклиниваются на коротком расстоянии. Карбонат в них представлен анкеритом (до 30%), которому сопутствует хлорит (до 10%) и серицит (до 3%). На побережье пролива Ленинградцев, в северной части п-ова Минина и в восточной части бух. Глухая карбонат-кварцевые жилы и прожилки группируются в зоны северо-восточного простирания протяженностью в сотни метров при ширине в несколько десятков метров. В этих зонах нередки линзовидные изометричные по форме образования, сложенные молочно-белым кварцем и анкеритом (содержание последнего достигает 50%). Они достигают 1,5 м в поперечнике, сопровождаются многочисленными апофизами и в совокупности образуют сложные штокверковые тела. Для субсогласных кварцево-жильных тел характерно присутствие сульфидов, представленных пиритом в виде хорошо ограненных кристаллов размером до 1,5-2 см в поперечнике при подчиненном количестве халькопирита и галенита. Содержания золота, в карбонат-кварцевых телах достигают десятых г/т, во вмещающих породах обычно не превышают сотых долей г/т. Содержание золота в монофракции пирита, отобранной из зальбанда карбонат-хлорит-серицит-кварцевой жилы в восточной части побережья пролива Ленинградцев, составляет 1,35 г/т.

Жильно-прожилково-вкрапленный тип минерализации приурочен к зонам трещиноватости северо-восточного простирания мощностью от первых метров (побережье пролива Ленинградцев, бух. Конечная) до нескольких десятков метров (о. Нерпичий). Изменения визуально выражаются появлением в серых и зеленовато-серых породах охристых пятен и в их осветлении.

Среди новообразованных минералов преобладают (до 60%) железо-магнезиальные карбонаты ряда сидерит-магнезит (сидероплезит) в форме порфиробласт размером до 5 мм. Часто Fe-Mg карбонаты замещены окислами железа, либо нацело выщелочены. В порфиробластах отмечены включения апатита, рутила, монацита, анкерита. Сульфидная минерализация представлена пиритом, в незначительном количестве отмечаются галенит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, самородный висмут. Метакристаллы пирита и карбоната приурочены к послойно-кливажным трещинам и окружены агрегатом кварца, имеющим характерное волокнисто-шестоватое строение, свойственное метаморфогенно-секреционным образованиям. Зерна кварца ориентированы длинными осями перпендикулярно граням зерен пирита и карбоната. Кристаллизация их происходила в соответствии с принципом Рикке [Буряк, 1969], согласно которому на участках повышенного давления (в данном случае, на границах метакристаллов пирита), происходит растворение кварца, а в местах пониженного давления (в затененных участках зерен) - его отложение. В результате этого выделения кварца вокруг метакристаллов вытянуты параллельно сланцеватости. Ареал распространения железо-магнезиальных карбонатов ограничивается зоной хлорита-серицита. При приближении к изограде биотита Fe-Mg карбонаты постепенно исчезают, и вместо них присутствует анкерит (о. Нерпичий). В карбонатизированных породах повсеместно встречаются покливажные серицит-карбонат-кварцевые прожилки мощностью 1-20 см. Карбонат в прожилках железистый, содержание Fe₂O_3общ достигает 15%. Сульфиды в послойных прожилках представлены в основном пиритом; в прожилках, секущих сланцеватость, преобладают пирит и халькопирит. В ГМИ породах, обогащенных пиритом, содержания золота колеблются от сотых до десятых, достигая в единичных случаях значений первых г/т. Содержания золота в карбонат-кварцевых прожилках составляют сотые-десятые, реже первые г/т.

В областях совмещения зон рассланцевания и регионально-площадного окварцевания, порфиробластической карбонатизации и пиритизации выявлены аномально золотоносные кварцево-жильно-прожилковые зоны – рудопроявления золото-кварцевой формации Видимое, Глухое и Нерпичье.

Для выявления набора элементов, являющихся главными индикаторами золотой минерализации в синметаморфических ГМИ породах, построены усредненные геохимические спектры по коэффициентам концентрации элементов. В качестве фонового значения принято среднегеометрическое содержание элементов в слабоизмененных (до 10%) породах. Вмещающие породы характеризуются повышенными содержаниями Au, As, Bi. В кварцевых жилах по сравнению с субстратом накапливаются Bi, Au, Ag, Pb, As, Sr, Cu, Mn, Co, Mo и понижаются содержания Ba, Zn, Sn, Cr, V, Ti.

Постметаморфические ГМИ представлены кварцево-жильно-прожилковой зоной, секущей синметаморфически преобразованные породы, и содержит золото-полисульфидно-кварцевое оруденение (рудопроявление Конечное). В береговом обрыве обнажены песчанистые метаалевролиты, филлитовидные сланцы стерлиговской толщи ленивенской серии, слагающие крыло антиклинальной складки, погружающееся на юго-восток под углом 60-80^o. Метасоматические изменения пород проявились в новообразовании серицита, магнезиально-железистого карбоната, пирита. Гидротермальные образования представлены субсогласными со слоистостью кварцевыми прожилками мощностью до 1,5-2 см и секущими слоистость карбонат-кварцевыми жилами и прожилками с обильной вкрапленностью сульфидов (до 25%) мощностью от 0,01м до 0,2 м. В прожилках первого типа признаков оруденения не отмечено. Жилы и прожилки второго типа контролируются разломом северо-восточного простирания, тяготея к оперяющим разлом трещинам, и занимают секущее положение по отношению к напластованию большинства осадочных и метаморфогенных образований района. Протяженность жильно-прожилковой зоны по простиранию более 20 м. На западе она погружается под воды пролива Ленинградцев, на востоке перекрыта чехлом четвертичных отложений. Вмещающие оруденение породы интенсивно серицитизированы и карбонатизированы на мощность от 0,1 до 0,5 м. Содержание золота в них по данным атомно-абсорбционного анализа составляет 0,28 - 1,05 г/т.

В измененных околожильных образованиях накапливаются Au (до 1,05 г/т) и As в меньшей степени Sb, Sn, Cd, Pb и Zn. В карбонат-полисульфидно-кварцевых жилах по сравнению с субстратом в значительной степени повышены содержания Au, As, Ag, Cd, Pb, Sb, Zn. Такие элементы как Cu, Mo, Sr, Ni, Co выносятся как из околожильных метасоматитов, так и из карбонат-полисульфидно-кварцевых жил.

По данным корреляционного анализа для синметаморфических ГМИ пород установлены значимые коэффициенты корреляции (r_крит=0,17) золота с As (+0,50), Co (+0,28), Bi (+0,22), Ag (+0,20), Ni (+0,18). Для постметаморфических крабонат-полисульфидно-кварцевых жил отмечена статистически значимая корреляция золота (r_крит=0,53) с Sb (+0,97), As (+0,85), Ag (+0,84), Pb (+0,67), Sn (+0,64) и Cd (+0,55).

2. Для проявлений золото-кварцевой формации выделяются два минеральных типа, характеризующиеся соответствующими геохимическими ассоциациями: золото-пиритовый тип – Видимое (Au-Te-Ag) и Нерпичье (Au-Te-Bi); золото-халькозиновый тип – Глухое (Au-Te-Bi-Ag-Cu). Пробность золота в них составляет 850-950‰. Проявление золото-сульфидно-кварцевой формации Конечное характеризуется повышенными содержаниями Au, As, Ag, Pb, Zn и пробностью золота 520-800‰.

Геохимические особенности рудной минерализации выявленных золоторудных проявлений рассмотрены по результатам изучения проб с аномально высокими содержаниями золота (Видимое – 10 проб, Нерпичье – 8, Глухое – 3, Конечное – 13), проанализированных следующими методами: атомно-абсорбционный (на золото), атомно-эмиссионный с индуктивно-связанной плазмой (Co, Ni, Cu, Zn, Pb, Ag, Sn, Mo), масс-спектрометрический с индуктивно-связанной плазмой (As, Sr, Sb, Cd, Te, Bi).

Золоторудные проявления (Видимое, Нерпичье, Глухое) золото-кварцевой формации приурочены к синметаморфическим ГМИ.

Проявление Видимое золото-пиритового минерального типа с макроскопически видимым золотом выявлено на северном побережье безымянной бухты между мысами Сапожок и Обходной. В береговом обрыве обнажена карбонат-кварцевая жила мощностью 4-5 см и протяженностью 4 м, содержащая видимое золото с размером выделений до 6 мм. Жила косо сечет слоистость мелкозернистых карбонатизированных метапесчаников стерлиговской толщи. Рудные минералы в количестве до 2%, развитые в центральной части прожилка, представлены пиритом, золотом, арсенопиритом, галенитом, сфалеритом и халькопиритом. Золото отмечается по трещинам в кварце и между зерен сульфидов, а также заполняет пустоты выщелачивания карбонатов и сульфидов. Пробность золота 920-980‰, в качестве примеси отмечено серебро – 6-7 вес.%. Содержание золота составляет по метровым бороздовым пробам, отобранным по простиранию жилы: 0,95; 39,3; 96,5; 30,4 г/т. В геохимическом спектре золоторудной минерализации проявления Видимое выделяются Au, Te и Ag, в меньшей степени, Sn, As, концентрации которых сопровождаются незначительным накоплением стронция, висмута и других элементов, а также понижением содержаний Ni, Zn, Co и Cu (рис.2).

Проявление Нерпичье золото-пиритового минерального типа расположено на южном берегу о. Нерпичий. Золото установлено в карбонат-кварцевом прожилке мощностью 10-15 см, залегающем согласно с направлением трещин кливажа терригенных отложений ленивенской серии. Прожилок имеет зональное строение: центральная часть сложена кварцем, а зальбанды – анкеритом. Сульфиды, представленные в основном метакристаллами пирита, также сосредоточены в зальбандах прожилка. При микроскопических исследованиях в центральной части прожилка были выявлены пирит, халькопирит, арсенопирит, пирротин, а также микрозерна Fe-Cu-Ni-теннантита, Zn-кубанита, минералы висмута и свинца – в пирите и арсенопирите. В аншлифе найдено 5 зёрен самородного золота. Ксеноморфное зерно золота (размер 5х30 микрон), расположенное на границе зёрен арсенопирита и пирита, характеризуется высокой пробностью (840-850‰). Его химический состав – Au_0.72Ag_0.20Fe_0.08. В пирите обнаружены также три микрозерна золота округлой формы размером 2-10 микрон более высокой пробности (880-920‰) состава – Au_0.83-0.88Ag_0.20Fe_0.08-0.11.

Вмещающие породы представлены серицит-карбонат-кварц-хлоритовыми сланцами с обломками и идиоморфными зернами карбонатов ряда анкерит-доломит, а также метапесчаниками. Количество карбонатного обломочного материала достигает 30%. Отмечаются также кристаллы пирита до 1-2 см в поперечнике и мелкие зерна халькопирита. Микрозондовыми исследованиями в субстрате выявлены выделения самородного висмута на границах с зернами пирита. Содержания золота во вмещающих терригенных толщах достигают десятых долей грамма на тонну, в кварцевом прожилке - до 5 г/т.

По средним значениям коэффициентов концентрации получен общий геохимический спектр рудопроявления, который демонстрирует накопление Au, Te, Bi, в меньшей степени других элементов, и понижением содержания стронция (рис.2).

Проявление Глухое золото-халькозинового минерального типа выявлено на северно-восточном берегу бух. Глухая и представлено развалами кварцевых жил с размерами обломков до 50 см в поперечнике. Прослеженная протяженность полосы развалов более 10 метров. Вмещающие породы представлены рассланцеванными метапесчаниками конечнинской толщи с хлорит-карбонат-серицитовым цементом. Новообразованные минералы представлены Fe-Mg карбонатом в количестве 10-15 %. Из рудных минералов в обломках кварца диагностированы пирит, халькопирит, тенорит (CuO), халькозин, виттихенит (Cu₃BiS₃). Размер золотины, извлеченной из пробы-протолочки, составляет 1,5 мм. Пробность – 871,6‰, в качестве примеси присутствует серебро – 12 вес.%. Содержание золота в пробе – 4,77 г/т, висмута – 96 г/т, теллура – 5,5 г/т, меди – 0,45%. Для геохимического спектра проявления Глухое характерны повышенные коэффициенты концентрации Au, Te, Bi, Ag, Cu; пониженные содержания Co, Ni, Sr (рис.2).

Золото-сульфидно-кварцевый тип представлен одним проявлением Конечное.

Проявление Конечное, выявлено Н.К. Шануренко, Г.А. Русаковым, В.И. Фокиным [1978ф], дополнительно изучалось А.А. Устиновым и др. [2000ф] и нами в 2008-2011 г.г.

В Конечнинской жильно-прожилковой зоне, в береговом обрыве вскрыты на протяжении около 200 м рудоносные жилы, сложенные кварцем (до 75%), карбонатом (до 9%), арсенопиритом (до 10%), пиритом (до 5%), сфалеритом (до 3%) с примесью (менее 1%) – галенита, блеклых руд, сульфосолей свинца, золота, серебра, ютенбогаардита (Ag₃AuS₂) [Проскурнин, 2011].

Атомно-абсорбционным анализом в карбонат-полисульфидно-кварцевых жилах определены содержания золота от 0,77 г/т до 38 г/т, полуколичественным спектральным анализом – содержания серебра – до 0,06%, мышьяка – до 4%, свинца и цинка – более 1%, кадмия – до 0,04%, меди – до 0,06%; В субсогласных непротяженных прожилках мощностью 0,01-0,02 м содержание золота составляет 0,1-0,35 г/т (пробирный анализ).

При микроскопическом изучении образцов с золото-полисульфидной минерализацией выявлены две золотосодержащие минеральные ассоциации: золото-сфалерит-галенит-арсенопиритовая и электрум-ютенбогаардтит-пирит-сфалеритовая. Самородное золото ранней генерации встречается в ассоциации с пиритом, арсенопиритом и галенитом. Его размеры 5-20 мкм, пробность изменяется от 520 до 815‰. Электрум ассоциирует с ютенбогаардтитом (Ag₃AuS₂), пиритом и сфалеритом второй генерации. Пробность золота составляет 520-560‰, в его состав входит серебро 42 мас. % и цинк до 3,5 мас. %. Au-Ag сульфид также содержит примесь цинка до 5 мас. %. В составе сфалерита второй генерации обнаружены примеси Ag, Cd, Fe и Cu. Отношения Ag/Au в ютенбогаардтите находятся в интервале 1,7-1,5, что выше, чем в самородном золоте (0,8-0,7). Еще более высокие Ag/Au-отношения в рудах проявления Конечное (>100) свидетельствуют о значительном распространении других минералов серебра. Подтверждением этому служат часто встречаемые Ag-содержащие блеклые руды и акантит, образующий каймы по галениту.

Результаты выполненной автором обработки данных по геохимии оруденелых пород проявления Конечное позволили выделить ассоциацию концентрирующихся элементов: Au, As, Ag, Cd, Pb, Sb, Zn, Sn. Отмечено понижение содержаний Ni, Mo, Co, Cu, Sr (рис.2).


3. При геохимических поисках по вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:50 000 и 1:10 000 критериями прогноза зон золоторудной минерализации являются положительные комплексные аномалии Au, As, Cu, Bi, Zn и Ag, а также аномалии коэффициента интенсивности (К_И) вида (AuAsZnBi)/(BaV)².

Изучаемая территория характеризуется сложными условиями ведения поисковых геохимических работ по первичным ореолам (выходы коренных пород наблюдались только в береговых обрывах рек и заливов). Опробование по вторичным ореолам осложнено повсеместным развитием вечной мерзлоты на рыхлых образованиях приводораздельных и склоновых участков, активно вовлеченных в солифлюкционные процессы, а также в пролювиально-аллювиальных отложениях долин водотоков.

В пределах Мининской площади было проведено опробование коренных пород, в районе бух. Конечная – литогеохимическое опробование по вторичным ореолам рассеяния масштаба 1:50 000 (393 пробы) с использованием метода анализа сверхтонкой фракции – МАСФ [Cоколов, Марченко, Шевченко и др., 2005], а на перспективных участках (рудопроявления Видимое и Конечное) – масштаба 1:10 000 (321 проба).

По результатам геохимических работ масштаба 1:50 000 на участке бух. Конечная выделены контрастные вторичные сорбционно-солевые ореолы золота (до 0,1-0,14 г/т), меди (до 108 г/т), мышьяка (до 300 г/т), средне- и слабоконтрастные – цинка (до 120 г/т), серебра и висмута (до 0,5 г/т), образующие комплексную геохимическую аномалию.

Анализ результатов минералого-геохимических исследований коренных образований показал, что для синметаморфических ГМИ пород характерно присутствие сульфидов и сульфоарсенидов железа, сульфидов меди в ассоциации с самородным висмутом и золотом. Таким образом, основными элементами-индикаторами золотой минерализации можно считать Au, As, Cu, Bi, Ag. Для постметаморфических ГМИ установлены сульфиды железа, свинца, цинка, а также сульфоарсениды железа в ассоциации с золотом, серебром, блеклой рудой, и ютенбогаардтитом. Основными элементами-индикаторами благороднометалльной минерализации являются Au, As, Pb, Zn, Ag, Sb, Cd. По итогам изучения геохимических спектров ГМИ и статистического анализа данных определены основные элементы антагонисты золота: Ba, V.

На основании вышесказанного для оценки пространственного положения потенциальных золоторудных полей предлагается К_И вида (AuAsZnBi)/(BaV)².

Наиболее высокими значениями этого показателя характеризуется аномальное геохимическое поле (АГХП) Конечное (рис. 3), пространственно приуроченное к площади развития золотосодержащих карбонат-полисульфидно-кварцевых жил. АГХП контролируется системой разрывных нарушений восток-северо-восточного простирания протяженностью около 10 км и выделяется слабоинтенсивными положительными магнитными аномалиями, совмещенными с калий-урановыми радиоактивными аномалиями [Устинов, 2002ф]. Менее интенсивная по значениям К_И положительная аномалия соответствует АГХП Видимое, где установлены слабоминерализованные ГМИ породы стерлеговской толщи. Следует отметить, что все положительные геохимические аномалии окаймляются полями пониженных значений К_И, которые, вероятно, фиксируют зоны выноса элементов золоторудного комплекса из периферических зон в ходе процессов рудообразования с последующим накоплением этих элементов в центральных частях рудоносных гидротермально-метасоматических систем. Таким образом, в структурах АГХП, бух. Конечная, проявлена зональность в распределении содержаний золота и его спутников. Это, согласно современным представлениям о строении рудоносных геохимических систем и структурах их АГХП [Питулько, 1990; Соколов, 1998], является одним из важных поисковым признаком концентрированной (в том числе рудной) минерализации.

На предполагаемом продолжении минерализованной зоны, на южном берегу бух. Конечная в 8 км к северо-востоку от проявления Конечное, установлены элювиальные развалы жильного кварца с обильной вкрапленностью галенита, сфалерита, арсенопирита, халькопирита с содержаниями золота от 7 до 13 г/т, свинца и цинка более 1%, мышьяка – до 0,1% [Устинов, 2002ф].

На участке Конечный по результатам геохимических поисков масштаба 1:10 000 выделены контрастные вторичные сорбционно-солевые ореолы золота (до 0,14 г/т) и мышьяка, а также ореолы средней и слабой контрастности меди, серебра, свинца и других элементов. Ореолы Au, Cu, As, Pb, Zn образуют комплексную линейную аномальную геохимическую зону северо-восточного простирания протяженностью около 1,5 км и шириной 100-350 м. Понижение контрастности аномалий по простиранию зоны с запада на восток связано, по-видимому, с повышением в этом направлении мощности перекрывающих рыхлых отложений или выклиниванием ареала распространения золотосодержащих пород. Выделяемая аномальная геохимическая зона по спектру рудных элементов может быть отнесена к золото-мышьяк-полиметаллическому геохимическому типу, что согласуется с результатами, полученными при изучении коренных образований проявления Конечное.

На участке Видимое по результатам геохимических поисков масштаба 1:10 000 выделены комплексные средне-, слабоконтрастные вторичные ореолы Au, Cu, As, в меньшей мере Ag, Bi и др. элементов. Низкая контрастность ореолов, вероятно, связана с рассеянным характером золотой минерализации в коренных образованиях.


Заключение

В результате проведенных исследований на Мининской площади в пределах развития зеленосланцевой фации Воскресенского зонального метаморфического комплекса установлено следующее:

1. Критерием выявления гидротермально-метасоматически измененных пород вмещающих золотосодержащие кварцевые жилы является ассоциация индикаторных элементов Au, Bi, As, Ag, Pb, Co, Ni – для синметаморфических ГМИ пород и Au, As, Ag, Cd, Pb, Sb, Zn, Sn – для постметаморфических ГМИ пород.

2. Критерием поиска золоторудной минерализации золото-кварцевого формационного типа является наличие в кварцевых жилах золота высокой пробы в ассоциации с пиритом и халькозином; при этом выделяются два минеральных типа, характеризующиеся соответствующими геохимическими ассоциациями: золото-пиритовый тип – (Au-Te-Ag) и (Au-Te-Bi-); золото-халькозиновый тип –(Au-Te-Bi-Ag-Cu). 

3. Критерием поиска золоторудной минерализации золото-сульфидно-кварцевого формационного типа является наличие в кварцевых жилах высокосеребристого золота в ассоциации с арсенопиритом, галенитом, сфалеритом и ютенбогаардтитом; проявление данной формации Конечное характеризуется повышенными содержаниями Au, As, Ag, Pb, Zn, Sn.

4. Критериями прогноза зон золоторудной минерализации по вторичным ореолам рассеяния являются комплексные аномалии Au, As, Cu, Bi, Zn и Ag, а также аномалии коэффициента интенсивности (К_И) вида (AuAsZnBi)/(BaV)².

Установленные критерии могут быть использованы при поисках золоторудных объектов на других площадях региона со сходным геологическим строением.


Основные опубликованные работы по теме диссертации:

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах

1. Проскурнин В.Ф., Пальянова Г.А., Карманов Н.С., Багаева А.А., Гавриш А.В., Петрушков Б.С. Первая находка ютенбогаардтита на Таймыре (рудопроявление Конечное) /ДАН, 2011, том 441, №4, с. 527-531.

2. Багаева А.А., Петрушков Б.С. Геохимические критерии поисков золота в пределах Воскресенского зонального метаморфического комплекса (Мининская площадь, Западный Таймыр) /Региональная геология и металлогения, № 49, 2012

Материалы и статьи в сборниках отраслевых и научных конференций:

3. Багаева А.А., Петрушков Б.С. О возможности выделения поисковых геохимических критериев в различных проявлениях золоторудной минерализации в пределах зонального метаморфического комплекса (Западный Таймыр) / Тезисы докладов второй научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (130-лет) со дня рождения В.В. Аршинова). М. ФГУП ВИМС. 2009 г. С. 18-19

4. Проскурнин В.Ф., Гавриш А.В., Устинов А.А., Багаева А.А., Мозолева И.Н., Петрушков Б.С. Золото Западного Таймыра (Конечнинский потенциальный золоторудный узел) /Тезисы докладов IV Международного горно-геологического форума МИНГЕО Сибирь 2010 и Международного семинара Платина в геологических формациях мира.Красноярск. КНИИГиМС, 2010. с. 31-45.

5. Багаева А.А., Петрушков Б.С. Геохимические критерии золотоносности Западного Таймыра (Конечнинский прогнозируемый золоторудный узел) /Тезисы докладов 5-ой Сибирской международной конференции молодых ученых по наукам о Земле. URL: gm.nsc.ru/sbornik_2010/04_metallogeny/588.pdf

6. Багаева А.А., Петрушков Б.С. Геохимические критерии поисков золотого оруденения в пределах Мининской площади (Западный Таймыр) / Материалы II Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (памяти академика А.П. Карпинского). СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2011, на CD в разделе Геохимия и геохимические методы поисков полезных ископаемых с. 5-9.

Статьи и материалы по другим площадям п-ова Таймыр:

7. Багаева А.А. Геохимические особенности Коралловой рудоносной зоны с золотосодержащей медно-колчеданной минерализацией (Центральный Таймыр) /Материалы I Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов (памяти академика А.П. Карпинского). СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 2009, с. 315-318.

8. Проскурнин В.Ф., Петров О.В., Гавриш А.В., Падерин П. Г., Мозолева И.Н., Петрушков Б.С., Багаева А.А. Раннемезозойский пояс карбонатитов полуострова Таймыр  /Литосфера, № 3, 2010 г.с. 95-102.

9. Петров О.В., Проскурнин В.Ф., Падерин П.Г., Гавриш А.В., Нагайцева Н.Н., Васильев Б.С. Багаева А.А., Петрушков Б.С. Тектоника и металлогения севера Центральной Сибири. /Геология и минерально-сырьевые ресурсы Центральной Сибири. Материалы юбилейной научно-практической конференции, г. Красноярск. 25-26 апреля 2010 г. Изд-во ОАО «Красноярскгеолсъемка», 2010. с.83-93.

10. Петров О.В., Проскурнин В.Ф., Гавриш А.В., Мозолёва И.Н., Лохов К.И., Толмачёва Е.В., Петрушков Б.С., Багаева А.А. Раннемезозойские карбонатиты Восточного Таймыра /Региональная геология и металлогения. № 44. Изд-во ВСЕГЕИ, 2011, с. 5-22.

Соавтор Государственных геологических карт Российской Федерации:

11. Государственная геологическая карта  Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (третье поколение). Лист S – 48– оз. Таймыр (восточная часть). Объяснительная записка. - СПб: Картфабрика ВСЕГЕИ, 2009. 253 с.+5 вкл. (Минприроды России, Роснедра, ФГУП «ВСЕГЕИ», МУП «ПГРЭ», ОАО «МАГЭ»).

12. Государственная геологическая карта  Российской Федерации. Масштаб 1:1000000 (третья серия). Лист S – 49– Хатангский залив. Объяснительная записка. - СПб: В изд-ве Санкт-Петербургской картографической фабрики ВСЕГЕИ, 2009 г.


Рис. 1 А Расположение Мининской площади на схеме структурно-тектонического районирования Таймыро-Североземельской складчатой области; 1Б) Схема геологического строения Мининской площади (масштаб 1:250 000 составили: В.Ф Проскурнин и др.,2008 г).


А – 1 –3 тектонические структуры: 1– Карское герцинское сводово-плутоническое поднятие, 2 –Быррангская раннекиммерийская складчатая система, 3 – Мининско-Большевистская рифейско-ранневендская флишоидная зона; 4 – разрывные нарушения: Главный Таймырский (ГТ), Диабазовый (ДЗ), Североземельский (СЗ), Пясино-Фаддеевский (ПФ), Конечнинский (К); 5 – контур Мининской площади. Б – четвертичная система: 1 – морские голоценовые образования; 2 – ледниковые и морские казанцевско-каргинские образования; 3 – раннетриасовые дайки толеитовых долеритов угрюминского комплекса; 4 – среднепермские субщелочные гранодиориты оленьинского комплекса; 5 – ранне-среднекаменноугольные аллохтонные гранитоиды мининского диорит-гранодиоритового комплекса; 6 – нижнепалеозойские углеродистые сланцы; 7 – позднерифейско-ранневендские флишевые вулканомиктовые терригенные отложения мининской толщи; 8 – позднерифейские (?) мусковитизированные граниты еремеевско-бирулинского комплекса; 9 – рифейские флишоидные углеродистые терригенные отложения ленивенской серии нерасчлененные; 10 – конечнинская толща ленивенской серии;11 – стерлиговская толща ленивенской серии; 12 – воскресенская толща ленивенской серии; 13 – протерозойские щелочные и умеренно-щелочные граниты чугунковского комплекса; 14 – позднеархейский амфиболит-меланогнейсово-кристаллосланцевый тревожнинский метаморфический комплекс; 15 – роговики кордиеритовые; 16 – границы зон метаморфизма: si – силлиманита, st – ставролита, gr – граната, bt – биотита; 17 – геологические границы; 18 – разрывные нарушения: а) – достоверные, б) – предполагаемые; 19 – рудопроявления: а) – золото-сульфидно-кварцевой формации, б) – золото-кварцевой формации; 20 – пункты минерализации: а, б) – золота, в) – меди, г) – свинца, д) - молибдена, е) – бериллия; 21 – контур площади геохимических поисков масштаба 1:50 000.

1 - Видимое (10 проб), 2 - Нерпичье (8 проб), 3 - Глухое (3 пробы), 4 - Конечное (13 проб) kk – коэффициенты концентрации элементов по отношению к фоновым содержаниям элементов в слабоизмененных породах.

Рис. 2. Геохимические спектры золоторудной минерализации проявлений Видимое, Нерпичье, Глухое, Конечное.





Рис. 3 Прогнозно-геохимическая карта участка бухта Конечная. Масштаб 1:50 000.


1 – геохимическое опробование МАСФ: а – профили опробования масштаба 1:10 000, б – точки опробования масштаба 1:50 000; 2 – точки коренного опробования с содержаниями золота (г/т): 2 – <0,002; 3 – 0,002-0,01; 4 – 0,01-0,1; 5 – 0,1-1; 6 – >1; 7 – прогнозируемые рудные зоны: I - Видимое, II – Конечное; 8 – разрывные нарушения.