CC BY
44
3. Коган Б.С. Физические основы моделирования геохимического поля на ЭВМ // Разведка и охрана недр. М.: Недра. 1996. №8. С. 7-14.
4. Китаев Н. А., Евдокимова В.П., Чумакин В. Н. Построение эмпирических моделей зональности рудных тел и их ореолов // Математическая обработка данных в поисковой геохимии. Новосибирск: Наука. 1976. С. 115 - 131.
5. Мирошникова Л.К. Геолого-геохимические основы прогноза коренных месторождений медно-никелевых руд в Норильском районе (на примере Талнахского рудного узла): автореф. дис... канд. геол. - минералог. наук. Иркутск, 2002. С. 26.
УДК 553.41:550.84
КРИТЕРИИ ЛОКАЛИЗАЦИИ ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ В МАЙСКО-ЛЕБЕДСКОМ РУДНОМ ПОЛЕ (ГОРНАЯ ШОРИЯ)
Т.В. Тимкин
Томский политехнический университет, 634050, г. Томск, пр. Ленина, 30.
Выявлены закономерности образования и размещения золотого оруденения в Майско-Лебедском рудном поле (Горная Шория). Предложена методика количественной оценки масштабности прогнозируемого золотого оруденения на основе разработанных показателей интенсивности гидротермального процесса и степени упорядоченности аномального геохимического поля. Разработаны поисковые модели золото-магнетит-сульфидного и золото-сульфидно-кварцевого оруденения и комплексные критерии их поисков и оценки. Ил. 3. Табл. 1. Библиогр. 8 назв.
Ключевые слова: золото; геолого-геохимическая модель; критерии оруденения; структурированность; продуктивность.
LOCALIZATION CRITERIA OF GOLD MINERALIZATION IN MAISK-LEBEDSKY ORE FIELD (MOUNTAIN SHORIA) T.V. Timkin
Tomsk Polytechnic University, 30, Lenin St., Tomsk, 634050.
The author reveals the regularities of formation and placement of gold mineralization in Maisk-Lebedsky ore field (Mountain Shoria). He proposes the method of quantitative assessment of the magnitude of the forecasted gold mineralization, based on the developed indicators of the hydrothermal process intensity and the order degree of the anomalous geo-chemical field. The author developed prospecting models of gold-magnetite-sulfide and gold-sulfide-quartz mineralization, as well as complex criteria for their prospecting and evaluation. 3 figures. 1 table. 8 sources.
Key words: gold; geological and geochemical model; mineralization criteria; structuredness; productivity.
Майско-Лебедское золоторудное поле находится на северо-востоке Горного Алтая. Его площадь относится к верхней части бассейна р. Лебедь (пр. приток р. Бии) и пересекается его правым притоком - р. Каур-чак. В административном отношении территория поля входит в Турочакский район Республики Алтай. В структурном плане Майско-Лебедское золоторудное поле приурочено к области сочленения салаирско-каледонских и каледонско-герцинских структур Горной Шории, Западного Саяна и Горного Алтая, что обусловило длительную историю его формирования с неоднократными импульсами тектоно-магматической активности и гидротермальной деятельности [1].
Рудное поле характеризуется высокой россыпной золотоносностью, широким развитием высокопродуктивных ореолов рассеяния золота и элементов спутников Ад, В1, As, РЬ, Си, 2п. В пределах рудного поля известно Майское золото-магнетитовое (скарновое) месторождение (которое частично отработано) и большое количество перспективных рудопроявлений
золота.
С 2004-2008 гг. силами сотрудников кафедры геологии и разведки полезных ископаемых Томского политехнического университета в сотрудничестве с ООО «Тэтис-Т» (Новокузнецк), в пределах Майско-Лебедского рудного поля были проведены комплексные работы по картированию рудно-метасоматических образований с отбором большого количества проб, что позволило подробно изучить минеральный состав руд и метасоматитов, с использованием оптических методов, сканирующего электронного микроскопа и микроанализатора САМЕСА.
Геохимическая информация (более 17 500 проб), предоставленная ООО «Тэтис-Т», обрабатывалась с применением следующих методов:
• построение моноэлементных карт первичных и вторичных геохимических полей в соответствии с рассчитанными значениями фоновых и минимально аномальных значений;
• создание карт геохимических ассоциаций,
1Тимкин Тимофей Васильевич, кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии и разведки полезных ископаемых института природных ресурсов, тел.: (3822) 56-45-13, е-mail: [email protected]
Timkin Timofey, Candidate of Geological and Mineralogical Sciences, Associate Professor of the chair of Geology and Mineral Prospecting of the Institute of Natural Resources of Tomsk Polytechnic University, tel.: (3822) 56-45-13, e-mail: [email protected]
полученных R-методом факторного анализа;
• расчет коэффициентов зональности с построением соответствующих карт;
• разработка показателя структурированности аномального геохимического поля и оценка его значений для конкретных объектов.
Аномальные геохимические поля исследовались в соответствии с идеологией структурного метода, при котором эти поля рассматривались как многоуровневые, иерархически построенные конструкции, в которых оруденение занимает вполне определенную позицию [2, 3].
На локализацию золотого оруденения в Майско-Лебедском рудном поле определяющее влияние оказала совокупность геолого-структурных, магматических, литолого-стратиграфических, метасоматических факторов и физико-химические свойств рудообра-зующих растворов. Выявленные закономерности размещения золотого оруденения в рудном поле позволили разработать комплексные геолого-поисковые критерии.
Рудные тела занимают определенное положение в зональных рудно-метасомати-ческих конструкциях. В выделяемом Майско-Лебедском рудном поле присутствуют два разновозрастных геолого-промышленных типа оруденения: контактово-метасоматические залежи золото-магнетит-сульфидных руд в апоскарновых пропилитах и минерализованные зоны золото-сульфидно-кварцевых прожилково-вкрапленных руд, приуроченных к метасоматитам березитового типа, вложенным в линейные зоны пропилитов (рис. 1). Золото-магнетит-сульфидные руды, состоящие из пирита, магнетита, халькопирита, пирротина, кобальтина и самородного золота, наложены на более ранние незолотоносные магнетитовые залежи в скарнах. Они отнесены к каледонскому этапу рудообразования на основании приуроченности их к апоскарновым пропи-литам, связанным с Майским гранодиоритовым интрузивным массивом соответствующего возраста (е^О^.
Золото-сульфидно-кварцевые руды отнесены к герцинскому этапу рудообразования на основании пространственной связи с девонскими дайками и секущего положения по отношению к додевонским образованиям. В золото-сульфидно-кварцевых рудах выделено две минеральных ассоциации: золото-полиметаллическая (включает галенит, сфалерит, халькопирит, тетраэдрит, пирит, арсенопирит, золото самородное) и золото-теллуридно-сульфосольная (теллуровисмутит, цумоит, тетрадимит, бенжаминит, золото самородное). При этом, по мере приближения к золоторудным столбам наблюдается смена форм кристаллов пирита от кубических к комбинированным и пентагон-додекаэдрическим, что подтверждает ранее установленную закономерность: чем продуктивнее золотое оруденение, тем многообразнее кристалло-морфология сопутствующего пирита [4].
В пределах Майско-Лебедского рудного поля геохимическая зональность расшифровывалась с применением факторного анализа, что позволило выявить три основных геохимических ассоциации:
• Аи-Лд-Си-РЬ-2п-(В1-А$);
• Со-КН-Сг-(У);
• Т^г-ЩВа).
Первая ассоциация однозначно интерпретируется как проявление золотого оруденения. Аномально высокие значения этого фактора характерны для рудных тел и их ближайшего окружения. Другие две ассоциации пространственно менее тесно связаны с орудене-нием и состав их варьирует в зависимости от типа исходной породы и иерархического уровня объекта.
Указанные выше ассоциации формируют аномальные структуры геохимического поля (АСГП). Под этим термином понимаются закономерно построенные топологически замкнутые конструкции, отражающие строение аномального геохимического поля (АГП) на конкретном иерархическом уровне [5].
По минералого-геохимическим данным в рудном поле локализуются три эпицентра минерализации, объединяющиеся в ядерную зону концентрирования этого ранга в первичном геохимическом поле (рис. 2). К ним приурочены наиболее богатые участки рудного поля. Продуктивная минерализация представлена здесь наиболее полным набором, с преобладанием золото-полиметаллической и золото-теллуридно-сульфосольной ассоциаций. В аномальных структурах геохимических полей ведущая роль принадлежит ассоциации Ли, Ад, Си, РЬ, 2п, В1, Те, при достаточно широком участии других элементов-спутников оруденения: Ва, Лб, БЬ, Со, №, Мо, В, V.
Промежуточная зона АСГП фиксируется фоновыми содержаниями Ли, Ад, Си, РЬ, 2п, В1, Те, повышенными концентрациями №, Со, Сг и отделяет ядерную зону от фронтальной. Во фронтальной зоне накапливаются Ли, Си, Ад, РЬ, 2п, В1, Со, №, Лб, Ва. Рудные участки, приуроченные к этой зоне ранга рудного поля, характеризуются менее масштабным проявлением рудного процесса. В золотоносных телах, значительно уступающих по масштабам объектам ядерной зоны, основную роль играет пирит. В геохимическом поле аномалии элементов-спутников зональных концентрических структур здесь обычно не образуют.
На основе выявленных закономерностей строения аномальных геохимических полей разработаны комплексные геохимические критерии оруденения. Так для золото-магнетит-сульфидного оруденения характерны нелинейные (близкие к изометричным) аномалии с золотом, медью, серебром и мышьяком в зонах ядерного концентрирования. Для жильного золото-сульфидно-кварцевого оруденения ведущими являются линейные АСГП с золотом, медью, свинцом, цинком, висмутом, серебром в зонах ядерного концентрирования и четкой приуроченностью их к зонам тектонических нарушений.
Аномальные структуры геохимического поля гидротермального месторождения возникают и трансформируются в процессе становления рудно-метасоматической системы и отражают особенности механизма ее формирования [6]. Чем интенсивнее процесс оруденения, тем контрастнее структура аномального геохимического поля. Степень контрастности (структурированности) АСГП мы предлагаем оценивать с помощью коэффициента структурированности, который вычисляется по следующей методике.
Рис. 1. Схема распространения метасоматических образований в Майско-Лебедском золоторудном поле (по материалам автора и ООО «Тэтис-Т»): 1 - диориты, кварцевые диориты, 63-О1; 2 - гранодиориты, грано-сиениты, йз; 3 - монцодиориты, йз; 4 - габбродиориты, йз; 5 - базальтовые, андезибазальтовые порфириты, ла-вобрекчии, туфы андезитов, прослои и линзы известняков, 6 - измененные, рассланцованные долериты, ту-фопесчаники, алевролиты, известняки, У-е1ип; 7 - риолиты, й2-3; 8 - красноцветные песчаники, алевролиты, гравелиты, й1-2; 9 - известковые скарны с магнетитовыми телами; 10 - область развития апоскарновых пропилитов с сопутствующей золото-магнетит-сульфидной минерализацией;11 - линейные зоны пропилитов; 12 - березиты
с золото-сульфидно-кварцевой минерализацией
Степень структурированности выявленных анома- неизвестных средних. Сравниваются между собой
лий выражается через различие в составе ядерных и промежуточных зон АСГП. Для ее количественной характеристики предлагается использовать стандартные критерии проверки гипотезы о равенстве двух
средние значения коэффициента зональности (Кзон.) из разных зон АСГП [7]. Коэффициент зональности выражает отношение суммы халькофильных элементов, накапливающихся в ядерной зоне, к сумме сидеро-
15579000 15580000 15581000 15582000
100 О 100_ШОО
Рис. 2. Модель геохимической зональности рудного поля: 1 - ядерная зона концентрирования I порядка (Аи-Ад-Си-РЬ-1п-Ав-Б1); 2 - промежуточная зона (Со-ЫьСг); 3 -ядерные зоны концентрирования II порядка (Аи-Си-Ад-РЬ-1п-Б'1-Со-Ы'1-Ав-Ба); 4 - предполагаемый контур фронтальной зоны концентрирования; 5 -интрузивные образования; 6 - эффузивные образования; 7 - тектонические зоны повышенной проницаемости; 8 - контуры участков:
I - Майский, II - Правобережный, III - Семеновский
фильных и литофильных элементов, концентрирующихся в промежуточной зоне:
Кзон =
= ККАи+KKAg+ККА.\+ККСи+ККРЬ+ККРЬ+ККЫ
ККСо+ККСг+ККМг где ККI - коэффициент концентрации элемента / относительно кларка земной коры.
Для сравнения средних используются ранговые критерии, поскольку закон распределения элементов-индикаторов оруденения обычно не соответствует нормальному [8]. Для удобства пользования числовое значение коэффициента структурированности (2струк.) принимается равным квантили нормального распре-
деления, соответствующей вычисленному уровню значимости критерия. В качестве граничного значения принимаем 2струк.=2, что соответствует уровню значимости 0,05. Вычисленные значения показателя равны:
• Правобережный участок - 10,9.
• Майский участок - 6,0.
• Семеновский участок - 6,3.
• Рудное поле в целом - 4,1.
Значения коэффициента 2струк. по рудному полю и его рудным объектам свидетельствуют о достаточно высокой степени упорядоченности АСГП, характерной для объектов рудного уровня.
Геохимические ресурсы золота, отражающие масштабы промышленно значимого оруденения, функционально связаны с интенсивностью перерас-
пределения золота и комплекса элементов-спутников, которая может быть выражена с помощью коэффициента интенсивности, объединяющего элементы, накапливающееся в ядерной зоне АСГП:
K....... =
Г KKAu + KKAg + KK As +
Л
v KKCu
+ ККРЬ + KKZn + KKBl J
Между продуктивностью этого показателя (РКинт.) и геохимическими ресурсами золота ((Згеох.) в аномальных геохимических полях (АГП) различного ранга эмпирически установлена прямая зависимость, что позволяет применять разработанный показатель для независимой оценки масштабов золотого оруденения на сходных по генезису объектах. Это представляется весьма актуальным, учитывая то, что информация о распределении собственно Au в АГП не всегда является надежной и требуются дополнительные независимые критерии.
Выявленная взаимосвязь хорошо аппроксимируется прямой линией и может использоваться для оценки масштабов выявленного и прогнозируемого оруденения в виде уравнения регрессии (табл. 1, рис. 3).
Магматический критерий в рудном поле отчетливо проявляется в том, что скарнирование известняков
проявлено на контактах с породами Майского интрузивного массива. Наложенное на скарны золото-магнетит-сульфидное оруденение пространственно связано со скарнами и за их пределами быстро затухает. Для золото-сульфидно-кварцевого оруденения пространственная и парагенетическая связь наблюдается с дайками и штоками габбро-монцонит-граносиенитов.
Структурный контроль для различных типов ору-денения проявляется по-разному и дифференцируется по своей значимости. Для золото-магнетит-сульфидного оруденения важнейшую роль играют участки антиклинальных перегибов, сопровождающихся структурами отслоения, и в меньшей мере, флексурных изгибов пластов известняков. К сопряжению этих структур с зонами повышенной трещинова-тости и дизъюнктивами северо-западного и субмеридионального простирания приурочены рудные залежи Майского месторождения. Дополнительным благоприятным фактором является наличие структур будина-жа, связанных с прослоями вулканогенных пород среди известняков. Для золото-сульфидно-кварцевого оруденения ведущую рудоподводящую и рудолокали-зующую роль играли зоны тектонических нарушений субмеридиональной и сопряженной с ней СЗ ориентировки.
Таблица 1
Результаты регрессивного анализа
№ п/п Исходные значения Предсказанные значения Зпред. Доверительный интервал (р=95%)
1 0,8 3,00 1,59 ±3,18
2 2,6 3,42 1,58 ±3,15
3 12,0 10,48 1,35 ±2,70
4 19,3 14,64 1,27 ±2,55
5 16,0 18,80 1,25 ±2,50
6 60,0 60,37 2,95 ±5,91
Примечание. Бпреа. - стандартное отклонение предсказанных значений.
Рис. 3. Зависимость между продуктивностью геохимического показателя интенсивности (Ркинт) и геохимическими ресурсами золота (Огеох). Цифрами обозначены участки: 1 - Хребтик Санина; 2 - Дальний; 3 - Семеновский; 4 - Правобережный; 5 - месторождение Майское; 6 - рудное поле в целом. Я? ср. - коэффициент множественной регрессии
Таблица 2
Критерии и признаки Аи-магнетит-сульфидное оруденение Аи-сульфидно-кварцевое оруденение
Пространственная и парагенетическая связь с Майским гра-нодиоритовым интрузивным массивом +++ -
Пространственная и парагенетическая связь с дайковым комплексом габбро-монцонит-граносиенитов - +++
Структурный контроль оруденения: рудолокализующая роль разломов субмеридианальной и СЗ ориентировок ++ +++
зоны повышенной трещиноватости скарнов +++ +
участки развития магнетитовых тел ++ -
участки антиклинальных перегибов скарнированных горизонтов известняков ++ -
Вулканогенно-осадочные и интрузивные комплексы ++ +++
Метасоматиты: скарны +++ -
зональные апоскарновые метасоматиты +++ -
окварцевание в скарнах +++ +
крутопадающие зоны линейных метасоматитов пропилит-березитового типа - +++
Аномальные структуры геохимических полей (АСГП): близкие к изометричным с Ли, Ад, Си, Ад, Лб в зоне ядерного концентрирования +++ +
линейные (вытянутые) АСГП с Ли, Ад, Си, РЬ, 2п, В1, Те в зонах ядерного концентрирования + +++
Примечание: +++ сильно выраженные; ++ средне выраженные; + слабо выраженные; - невыраженные
Среда рудоотложения играла решающую роль для различных типов оруденения. Так для золото-магнетит-сульфидного типа определяющее значение имели контакты контрастных литологических разностей карбонатных и алюмосиликатных пород, создававших благоприятные условия для скарнирования. Прожилково-вкрапленное золото-сульфидно-кварцевое оруденение линейного типа предпочтительно локализуется в вулканогенно-осадочных породах, что определяется их физико-механическими особенностями. В скарнах, легко поддающихся интенсивной трещиноватости различных направлений, выдержанных кварцевых жил не формируется, хотя окварцева-ние проявлено широко.
В целом, анализ материалов по Майско-Лебедскому рудному полю позволяет представить
поисковые модели выявленных типов оруденения в следующем виде (табл. 2).
Выводы. Разработаны геохимические показатели, позволяющие количественно оценивать интенсивность гидротермального процесса, степень упорядоченности аномального геохимического поля и прогнозировать на этой основе масштабность выявляемого оруденения. С учетом дополнительных косвенных признаков созданы комплексные поисковые модели золото-магнетит-сульфидного и золото-сульфидно-кварцевого оруденения в рудном поле.
Предложеные критерии использовались ООО «Тэтис-Т» в ходе поисковых и оценочных работ в Майско-Лебедском и Сухаринском рудных полях (Горная Шория).
Исследования выполнены при финансовой поддержке Минобрнауки (грант № 2.1.1/904). Библиографический список
1. Бабин Г.А., Владимиров А.Г., Руднев С.Н. Геологическое строение, магматизм и метаморфизм Горной Шории как одного из типовых регионов Алтае-Саянской складчатой области // Актуальные вопросы геологии и минерагении Юга Сибири: материалы Всеросс. науч.-практ. конф. Новосибирск, 2001. С. 18-30.
2. Питулько В.М., Крицук И.Н. Основы интерпретации данных поисковой геохимии. Л.: Недра, 1990. 336 с.
3. Соколов С. В. Структуры аномальных геохимических полей и прогноз. СПб.: Наука,1998. 131 с.
4. Коробейников А.Ф. Пириты золоторудных месторождений. М.: Изд-во ЦНИГРИ, 1993. 213 с.
5. Григоров С.А. Основные черты геохимической зональности золоторудных месторождений Северо-Востока СССР // Тихоокеанская геология. 1988. № 3. С. 97-103.
6. Ворошилов В.Г. Аномальные структуры геохимических полей гидротермальных месторождений золота: механизм формирования, методика геометризации, типовые модели, прогноз масштабности оруденения // Геология рудных месторождений. 2009. № 1. Т. 51. С. 3-19.
7. Григорян С.В. Геохимические методы при поисках эндогенных рудных месторождений. М.: Изд-во АН СССР, 1974. 216 с.
8. Справочник по математическим методам в геологии / Д.А. Родионов, Р.И. Коган, В.А. Голубева и др. М.: Недра, 1987. 335 с.
