CC BY
34
УДК 553.430:553.411+549.2 РО! 10.21440/2307-2091-2018-3-65-72
ОСОБЕННОСТИ САМОРОДНОГО ЗОЛОТА ГУМЕШЕВСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ: МОРФОЛОГИЯ, СОСТАВ, ЗОНАЛЬНОСТЬ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ
Александр Александрович Малюгин1,
Алина Фанильевна Халилова1,
Оксана Борисовна Азовскова12,
Михаил Юрьевич Ровнушкин2
1Уральский государственный горный университет Россия, Екатеринбург 2Институт геологии и геохимии УрО РАН Россия, Екатеринбург
Актуальность исследований определяется необходимостью детального изучения состава и изменений самородного золота в условиях гипоген-но-гипергенных процессов в пределах Гумешевского месторождения. Методами исследования являются рентгеноспектральный микроанализ, растровая электронная микроскопия.
Цель исследования - получение данных по гранулометрическому, морфологическому и химическому составу самородного золота для выявления вертикальной зональности в его распределении в пределах верхней части месторождения.
Результаты исследований. Проведено изучение самородного золота из рыхлых образований рудоносного карста (Си, Аи) и аргиллизитов Гумешевского медноскарнового месторождения (Средний Урал). Рассматриваются вариации гранулометрического, морфологического и химического состава золота на разных уровнях глубинности опробованного разреза продуктивной рудной зоны. Выявлены признаки вертикальной зональности в распределении золота по гранулометрическому и химическому составам, а также в соотношении основных его морфотипов. Показано, что при общем преобладании на всех уровнях мелкого и тонкого золота (< 0,15 мм) с глубиной возрастает средняя крупность частиц золота. Наблюдается существенный разброс пробности - от 591 %о до > 980 %о, при этом большая часть золота относится к высокопробному, а низкопробное золото и электрумы встречены только в верхней части разреза (до 35 м). По соотношению указанных примесей в составе минерала выделяются три геохимических типа самородного золота: золото-серебряный, золото-серебро-медный и золото-медный. Наибольшей частотой встречаемости на месторождении характеризуется Au-Ag-Cu тип, составляющий от 47 % в верхней части рудной зоны до 70 % на глубинах более 50 м. Чистые Аи-Си природные сплавы встречаются существенно реже, составляя не более 5 % . От 25 до 51 % приходится на Au-Ag сплавы. Выводы: выделены морфологические и геохимические типы золота, получен данные по их распределению в разрезе месторождения.
Ключевые слова: Средний Урал, Гумешевское месторождение, кора выветривания, аргиллизиты, золото, гранулометрический состав, морфология, проба, элементы-примеси, вертикальная зональность.
Введение
Гумешевское меднорудное месторождение, изучение и разработка которого насчитывает более двух тысяч лет, является геологическим и историческим символом Урала, своеобразным памятником горного дела в нашем регионе. Менялись представления о генезисе и типах руд месторождения, способы добычи медной руды, технологические схемы переработки руд, однако оно до сих привлекает внимание исследователей и промышленников. В настоящее время, несмотря на обилие данных по золотоносности так называемых «медистых глин» (окисленные руды) и первичных железо-медных скарновых руд, разработка верхней части месторождения, осуществляемая способом подземного выщелачивания, ориентирована исключительно на медь.
Первые сведения о золотоносности руд появились достаточно давно [1]. Известно также и то, что вблизи месторождения в радиусе около 10 км в разные годы были выявлены и отчасти разрабатывались мелкие россыпи золота. Золото в них было преимущественно слабо- и среднеокатанное, что свидетельствовало о сравнительно близком расположении коренных источников. Анализ геологической ситуации и особенностей как рудного, так и россыпного золота позволяет утверждать, что руды Гумешевского месторождения также принимали участие в образовании россыпей Полевского района.
Гумешевское месторождение, относимое в настоящее время к скарново-медно-порфировому типу [2-7], локализуется на контакте интрузивных и карбонатных пород девона и приурочено к аллохтонной части сдвиго-надвига в зоне крупного разлома, где проявлены метасоматические процессы: скарнирование, пропилитизация, березитизация и аргиллизация [8, 9]. Медистые глины возникли при последующем выветривании первичных скарновых руд, их перемещении и накоплении глинистого материала в зоне глубокого мезозойского карста [9]. Медьсодержащие глинистые породы золотоносны.
При изучении керна скважин геологами Уральской ГПП ОАО «УГСЭ» (в том числе авторами статьи) в 1990-х гг. была установлена связь благороднометалльной минерализации с пиритизированными аргиллизитами [10, 11], наложенными на «медистые глины», что позволило рассматривать оруденение в ранге самостоятельного гипогенно-гипер-генного геолого-промышленного типа [12]. По результатам атомно-абсорбционного и пробирного анализов повышенные содержания золота характеризуют участки наиболее интенсивного развития сульфидной (преимущественно пиритовой) минерализации, причем свободное золото составляет до 10-15 %.
Гранулометрический состав золота
Самородное золото, выделенное при промывке проб медистых глин, отвечает мелким и тонким классам крупности и характеризуется в целом слабой изменчивостью гранулометрического состава (табл. 1, рис. 1).
Во всех интервалах глубин преобладает золото крупностью +0,05-0,1 мм, составляющее от 63,6 до 42,3 % и распределяющееся в вертикальном разрезе внешне незакономерно (табл. 1). Тонкое золото (-0,05 мм) составляет от 3,8 до почти 35 %, причем общее количество его существенно выше в верхней части разреза продуктивной зоны. В противо-
Таблица 1. Гранулометрический состав золота в медистых глинах Гумешевского месторождения, %. Table 1. Granulometric composition of gold in cupric clays of the Gumeshevskoye deposit, %.
Глубина отбора, м Количество зерен Фракции крупности, мм
< 0,05 0,05-0,1 0,1-0,15 0,15-0,25 > 0,25 Среднее, мм
4-6 38 26,3 63,3 2,6 7,82 - 0,071
16-27 29 34,5 58,6 6,9 -- 0,061
28-40 22 27,3 63,6 9,1 -- 0,066
69-73 26 3,8 42,3 34,6 11,4 - 0,098
122 32 6,3 50,0 25,0 16,7 - 0,072
Рисунок 1. Совмещенные графики гранулометрического состава золота на различных глубинах развития гипогенно-гиперген-ной минерализации Гумешевского месторождения. Справа - интервалы глубины опробования в метрах.
Figure 1. Combined graphs of the granulometric composition of gold at various depths of development of hypogene-supergene mineralization of the Gumeshevskoye deposit. To the right - intervals of depth of sampling in meters.
Таблица 2. Изменчивость гранулометрического состава золота в вертикальном разрезе аргиллизитов по скважине П-4321. Table 2. Variability of the granulometric composition of gold in the vertical section of argillizites based on well P-4321.
Глубина, м
Классы размерности частиц, мм
-0,1
+0,1-0,15
+0,15-0,25
+0,25-0,35
-0,35-0,45
Средний размер, мм
20-27 36-44 46-49 69-73
93 91
66,7 50,0
7,0 9,0
16.7
30.8
0 0 0
7,7
0 0 0
3,8
0 0 16,7 7,7
0,055 0,057 0,065 0,139
положность ему меняется частота встречаемости золота размерностью 0,1-0,15 мм, доля которого достаточно резко возрастает с глубиной, составляя глубже 60 м более 25 %.
Общий вертикальный размах минерализованной золотоносной толщи и медистых глин составляет не менее 100 м. Однако следует отметить, что эти данные, полученные на ранней стадии изучения, отражают лишь общую картину изменчивости гранулометрического состава золота, поскольку в выборку включен материал из нескольких скважин, пробуренных к тому же на разных, хотя и сближенных (соседних) профилях.
Для получения более корректной модели и лучшего сопоставления вариаций крупности свободного золота с относительной глубиной распространения благороднометалльной минерализации была выбрана одна из наиболее продуктивных представительных скважин (П-4321) в центральной части месторождения, вскрывшая разрез аргиллизирован-ной золотоносной коры выветривания мощностью около 75 м. Представленные в табл. 2 данные отражают характер изменения размерности золота в пределах предполагаемого единичного крутопадающего рудного столба, соединяющегося на глубинах 100 м и более с коренными золотосодержащими сульфидными рудами.
Расчеты показывают направленное (сверху-вниз по вертикали) увеличение средней крупности золота от 0,055 до 0,139 мм, определяемой, с одной стороны, снижением количества зерен тонкой фракции (< 0,1 мм), а с другой - увели-
Глубина 122 м
Рисунок 2. Морфологические типы золота из аргиллизитов разных глубинных уровней Гумешевского месторождения (скв. П-4318). Figure 2. Morphological types of gold from argillizite from different depths of the Gumeshevskoye deposit (well П-4318).
чением количества более крупных по размеру золотин в нижней части разреза аргиллизитов. Аналогичные вариации отмечались и на других месторождениях подобного типа как на Урале [11, 13], так и за рубежом [2, 14-16, 11]. Морфологические особенности золота
Морфологически самородное золото достаточно разнообразно при примерно равном соотношении четырех главных морфотипов (табл. 3, рис. 2): 1) хорошо ограненные (кристалломорфные) выделения (14,7-44,8 %); 2) комковидные простые и сложные (отростковые) формы (9-21 %); 3) уплощенные (таблитчатые, пластинчатые и чешуйчатые) частицы (26-45 %); 4) удлиненные (проволоко-, бруско-, крючковидные формы), дендриты и дендритоиды (5,2-25,8 %).
В целом изученное золото характеризуется преимущественной распространенностью хорошо (идиоморфные) и частично ограненных (гемидиоморфные) частиц, о чем свидетельствует впервые предлагаемый нами «Коэффициент кри-сталломорфности», отражающий долю частиц минерала (в нашем случае - золото) с полной или не менее чем 50 %-ной природной огранкой, рассчитываемый по формуле
Ккр = £(кристалломорфное + гемидиоморфное)/100.
Частота встречаемости выделяемых морфотипов золотин с глубиной изменяется волнообразно (табл. 3, рис. 3), исключая комковидные зерна, доля которых по вертикали довольно равномерно снижается с 21 % у поверхности до 9 % на глубине более 100 м.
Такой характер распределения золотин различного облика в разрезе, очевидно, связан с изменением размеров и морфологии микротрещин (включая трещины спайности в минерале-хозяине), пор и межзернового пространства в породах в момент кристаллизации в них самородного золота. Последнее, на наш взгляд, наглядно демонстрирует кривая изменения отношения уплощенных Пл и изометрично-комковатых Км золотин по мере увеличения глубины залегания золотой минерализации: на глубинах более 80 м, оно возрастает более чем вдвое - в пользу уплощенных частиц, тяготеющих к тонкому трещинному пространству и межзерновым границам (рис. 3).
Следует отметить, что некоторым золотинам свойственна округленность очертаний, связанная, возможно, с растворением в зоне гипергенеза. На их поверхности часто отмечаются губчатые, пленочные и каплевидные нарастания «нового» золота, традиционно считающегося признаком гипергенного преобразования первичной минерализации [4, 10, 13].
Химический состав самородного золота
Химический состав золота изучался нами и другими исследователями [5, 6, 17] с использованием различных методов анализа, но полученные результаты оказались сходными. Преобладает высокопробное золото [4, 11, 13, 14], хотя в целом вариации пробности весьма значительные - от 591 до 997. Основными примесными компонентами во всех
Таблица 3. Морфологические типы золотин и их распространенность в вертикальном разрезе коры выветривания. Table 3. Morphological types of gold grains and their prevalence in the vertical section of the weathering crust.
Интервал глубины, м Морфотипы золотин и их количество, отн. %
Идиоморфные Комковидные Пластинчатые и чешуйчатые Прочие формы ГИ К кр Пл/Км
0-20 25,4 21,0 45,6 23,6 54,4 0,80 2,17
20-40 36,7 13,5 25,8 23,90 38,7 0,76 1,91
40-60 44,8 17,2 32,8 5,2 39,7 0,84 1,91
60-80 19,4 16,1 38,8 25,8 58,1 0,77 2,26
80-100 Нет данных
100-120 14,7 8,8 44,1 32,4 55,9 0,7 5,01
140-150 29,0 9,0 32,0 29,0 26,0 0,55 3,60
Примечания: ГИ - гемидиоморфные частицы, Ккр - коэффициент кристалломорфности золотин, Пл/Км - соотношение уплощенных и комковидных (условно изометричных) зерен.
6 г
5 -4 -3 -2 -1 -
О
0-20 20-40 40-60 60-30 1 00-120 140-150
Рисунок 3. Кривые изменения с глубиной коэффициента кристалломорфности Ккр и отношения пластинчатых и комковидных форм золотин Пл/Км.
Figure 3. Curves of variation with depth of the crystallomorphism coefficient Kcr and the ratio of the plate and clumpy forms of gold, plate/clumpy.
изученных золотинах являются серебро (3,4-17,1 вес. %) и медь (0,1-3 вес. %). Реже отмечается примесь ртути (0,03-6,9 вес. %), мышьяк (до 0, n вес. %), а в единичных зернах в малых количествах были установлены Те, Pd, Pt. Примечательно, что низкопробное золото и электрумы выявлены только в верхних горизонтах коры выветривания (5-35 м), где они даже преобладают. Установлено также, что примесь меди в самородном золоте (особенно высокие ее содержания) характерна исключительно для участков развития богатых «медистых глин» [12].
Первые данные о составе золота (табл. 4) были получены нами в 1999 г. методом рентгеноспектрального микроанализа (Cameca; аналитик В. Н. Ослоповских) для пяти золотин из скв. П-4321 (интервал глубин 36-40 м).
Частицы золота имели размер 0,15-0,25 мм, форму пластинчатых гексагональных кристаллов (зерна 1, 2, 4; табл. 4) и комковидно-угловатую (зерна 3 и 5). Кроме золота в минерале определялось содержание примесей Ag, Cu, Hg, Pd, As, Te. Изученное золото характеризуется умеренно высокой пробой, определяемой в основном содержанием серебра. Постоянными примесями в минерале являются также медь и мышьяк, что стало неожиданным с учетом того, что изучались внутренние части золотин. В комковидных частицах установлена примесь теллура.
Исследование изменчивости состава по разрезу позже было продолжено с привлечением сканирующего электронного микроскопа с микрозондовой приставкой. Замеры производились на поверхности золотин, и устойчиво высокая пробность золота, вероятнее всего, связана с образованием на золотинах высокопробной каймы, так как зондирование поверхности частиц не выявило гипергенных нарастаний «нового золота», обычно весьма чистого по составу.
Таблица 4. Химический состав самородного золота из скв. П-4321 (глубина 36-40 м). Table 4. The chemical composition of free gold from the well П-4321 (depth 36-40 m).
Содержание элементов, мас. % Проба
Номер зерна Au Ag Cu Hg Pd As Te
1 90,94 8,65 0,07 0 0 0,33 0 909
2 96,26 2,90 0,19 0,08 0,09 0,48 0 963
3 87,36 12,19 0,04* 0 0,02* 0,23 0,16 874
4 97,42 2.10 0,07 0 0,05* 0,35 0 974
5 96,64 2,63 0,08 0 0 0,53 0,12 966
70
60
50
ш ¿0 ro
30
10
JUI
124-27 M ■33-50 и
60-30 M ■ 143-152 M
500-600 600-700 700-800 80&300
Пробность золота, %
900-1000
Рисунок 4. Изменение пробности золота из гипогенно-гипергенных руд месторождения с глубиной. Figure 4. Change in the fineness of the gold from the hypogene-supergene ores of the deposit with depth.
Таблица 5. Частота встречаемости типов золота по пробности в вертикальном разрезе месторождения. Table 5. The frequency of occurrence of gold types by fineness in the vertical section of the deposit.
Проба золота
Частота встречаемости, по уровням глубины опробования, %
24-27 м
33-50 м
60-80 м
143-152 м
500-600 9 2 0 0
600-700 65 37 5 0
700-800 6 29 22 0
800-900 17 22 40 51
900-1000 3 19 33 49
Среднее 690 836,5 850,5 899,1
По химическому составу преобладает высокопробное золото, хотя в целом вариации пробности весьма значительные - от 591 до > 980. Основным примесным компонентом (кроме серебра) является медь (от п*0,1 до п*1,0 вес. %); иногда отмечалась примесь ртути (от п*0,1 до 6,9 %), мышьяка (п*0,1 %), изредка отмечалось присутствие в небольших количествах Те, Р4 Р1. Встречены также единичные зерна, представленные срастаниями Ац-А§-теллуридов и золота [5, 6, 17].
Результаты исследования самородного золота (микрозонд САМЕСА 8Х-100 электронный микроскоп ^М-6390 IV, ИГГ УрО РАН) из скважин прошлых лет и ведущейся эксплуатационной разведки показывают определенные закономерности в распределении золота различной пробности (рис. 4, табл. 5). Верхние части рудоносной толщи (на глубинах до 27-30 м) характеризуются преобладанием золота пониженной пробности (510-700), составляющего более 70 %, в то время как золото пробностью более 800 отмечается существенно ниже, составляя суммарно около 20-25 %. Средняя пробность золота на этом уровне разреза составила 690.
В интервале глубин 30-50 м соотношение типов золота по пробности более равномерное: электрумы составляют здесь лишь первые проценты, низкопробное золото составляет около 40 % в то время как встречаемость золота средней (700-800) и высокой (800-1000) пробности варьирует от 29 до 19 % при средней пробности 836,5. На более глубоких уровнях пробность золота постепенно возрастает: в интервале глубин 60-80 м средняя пробность составляет 851, а на глубинах 140-150 м - 899, 1 [5, 17]. Таким образом, рудную зону месторождения можно вполне четко разделить на две части - верхнюю (до 50 м) с широким развитием в ее пределах низкопробного золота и нижнюю - с золотом средней и высокой пробности.
Результаты исследований показали, что в рудах гипогенно-гипергенного типа Гумешевского месторождения выделяется как минимум две генерации золота: ранняя - средне-и высокопробная, ассоциированная с кварцем, пиритом и галенитом в нижних частях зоны гипергенеза [12], и поздняя - преимущественно низкой пробы, связанная с медно-бромисто-ртутной минерализацией [5, 11, 14, 17].
Основными минералообразуюшими примесями в самородном золоте месторождения являются серебро и медь, содержания которых в минерале варьирует достаточно широко - от полного отсутствия до первых процентов (медь) и десятков процентов (серебро). По соотношению указанных примесей в составе минерала можно выделить три геохимических типа самородного золота: золото-серебряный, золото-серебро-медный и золото-медный. Наибольшей частотой
Таблица 6. Геохимические типы золота Гумешевского месторождения. Table 6. Geochemical types of gold of the Gumeshevskoye deposit.
Интервалы глубин
Геохимические типы золота До 30 м До 50 м Глубже 120 м
Частота встречаемости, %
Au-Ag 51 31 25
Au-Cu 2 0 5
Au-Ag-Cu 47 69 70
встречаемости на месторождении характеризуется Аи-А§-Си тип, составляющий от 47 % в верхней части рудной зоны до 70 % на глубинах более 50 м. Чистые Аи-Си природные сплавы встречаются существенно реже, составляя не более 5 % . От 25 до 51 % приходится на Аи-А§ сплавы. Табл. 6 демонстрирует количественные соотношения выделяемых геохимических типов золота на разных интервалах глубин опробованного разреза и изменения доли каждого из выделенных геохимических типов минерала в вертикальном разрезе рудной зоны.
К примеру, количество золото-серебряных минеральных фаз, максимальное в верхней зоне, снижается вдвое на глубинах ниже 30 м, где одновременно существенно возрастает количество тройных Аи-А§-Си природных сплавов. При этом к основанию разреза с приближением к первичным медно-скарновым рудам возрастает также и доля золото-медного геохимического типа.
Исследования самородного золота и закономерностей формирования золотоносности в зоне рудного карста Гуме-шевского месторождения будут продолжены, однако уже сейчас отчетливо просматривается вертикальная зональность в распределении золота по гранолуметрическому и химическому составу, а также в соотношении основных его морфологических и геохимических типов.
Работа выполнена частично в рамках Программы Президиума УрО РАН № 15-11-5-17
ЛИТЕРАТУРА
1. Азовскова О. Б., Ровнушкин М. Б., Малюгин А. А. Гумешевское месторождение - от древних времен до наших дней // Уральская минералогическая школа-2013. Екатеринбург: Изд-во Ин-та геологии и геохимии УрО РАН, 2013. С. 12-18.
2. Грабежев А. И, Сотников В. И., Боровиков А. А., Азовскова О. Б. Генетическая типизация Гумешевского медно-скарнового месторождения (Средний Урал) // ДАН. 2001. Т. 380, № 2. С. 41-53.
3. Grabezhev A. I. The Gumeshevo skarn-porphyry copper deposits in the Central Urals, Russia: Evolution of the ore-magmatic system as deduced from isotope geochemistry (Sr, Nd, C, O, H) // Geology of Ore Deposits. 2010. Vol. 52, Issue 2. Р. 138-153.
4. Hammarstrom J. M., Mihalasky M. J., Ludington S., Phillips J. D., Bergerd B.R., Denning P. D., Dicken C. L., Mars J. C., Zientek M. L., Herrington R.J., Seltmann R. Undiscovered porphyry copper resources in the Urals - A probabilistic mineral resource assessment // Ore Geology Reviews. 2017. Vol. 85. P. 181-203.
5. Plotinskaya O. Yu., Grabezhev A. I., Tessalina S., Seltmann R., Groznova E. O., Abramov S. S. Porphyry deposits of the Urals: Geological framework and metallogeny // Ore Geology Reviews. 2017. Vol. 85. P. 153-173.
6. Баранников А. Г., Савельева К. П. Состав и строение медистых глин Гумешевского медно-скарнового месторождения // Вестник Пермского университета. Геология. 2011. Вып. 3 (12). С. 60-68.
7. Грязнов О. Н., Баранников А. Г., Савельева К. П. Нетрадиционные типы золото-аргиллизитового оруденения в мезозойских структурах Урала // Изв. УГГУ. 2007. Вып. 22. С. 41-53.
8. Баранников А. Г., Савельева К. П., Амирзанова Л. М. О природе формирования медистых глин Гумешевского медно-скарнового месторождения // Изв. УГГУ. 2011. Вып. 25-26. С. 14-22.
9. Савельева К. П. Кокорин Н. П., Костромин Д. А., Малюгин А. А., Азовскова О. Б. Проявление полигенного золоторудного метасоматоза в районе Гумешевского медно-скарнового месторождения // Метасоматизм и рудообразование: материалы Всерос. конф. Екатеринбург: УГГГА, 1997. С. 66-67.
10. Николаева Л. А., Гаврилов А. М., Некрасова А. Н. Типоморфизм самородного золота // Методические рекомендации для геологоразведочных работ / под ред. А. А. Кривцова, С. С. Вартаняна. М.: ЦНИГРИ, 2003. 70 с.
11. Халилова А. Ф., Азовскова О. Б., Малюгин А. А. Низкопробное золото из рудоносного карста Гумешевского и Воронцовского месторождений // Материалы Всерос. Молодеж. школы-конференции. М.: ИГЕМ РАН, 2016. С. 366-368.
12. Hedenquist J. W., Reid W. F. Epithermal gold: Short course notes. Sydney, NSW, Australia: University of Sydney, Earth Resources Foundation, 1985. 311 p.
13. Sillitoe R. H., Bonham Jr. Sediment-hosted gold deposits: distal products of magmatic-hydrothermal system // Geology. 1990. Vol. 18, № 2. Р. 157-161.
14. Петровская Н. В. Самородное золото. М.: Наука, 1973. 345 с.
15. Азовскова О. Б., Малюгин А. А., Ровнушкин М. Б. Самородное золото из рудоносного карста Гумешевского месторождения (Средний Урал) / Металлогения древних и современных океанов-2016. Миасс: Ин-т минералогии УрО РАН, 2016. Т. 22. С. 172-176.
16. Азовскова О. Б., Ровнушкин М. Б., Халилова А. Ф. Типоморфные особенности самородного золота в корах выветривания Гумешевского месторождения // Вестник Пермского ун-та. Чтения памяти П. Н. Чирвинского-2017. Пермь, 2017. С. 3-7.
17. Azovskova O. B., Malyugin A. A., Nekrasova A. A., Yanchenko J. Pyrite from zones of MZ-KZ reactivation of large faults on the Eastern slope of the Urals Mountains. Russia // International Journal of Environmental, Earth Science and Engineering. 2013. Vol. 7, № 7. P. 463-467.
Статья поступила в редакцию 5 марта 2018 г.
A. A. Malyugin et al. / News of the Ural State Mining University 3 (2018) 65-72 УДК 553.430:553.411+549.2
DOI 10.21440/2307-2091-2018-3-65-72
Peculiarities of free gold of the Gumeshevskoye deposit: morphology, composition, zonal distribution
Aleksandr Aleksandrovich Malyugin1,
Alina Fanil'evna Khalilova1
Оksana Borisovna Azovskova1- 2,
Mikhail Yur'evich Rovnushkin2
1Ural State Mining University Ekaterinburg, Russia
2Zavaritsky Institute of Geology and Geochemistry of the Ural Branch of the Russian Academy of Sciences Ekaterinburg, Russia
The relevance of research is determined by the need for a detailed study of the composition and changes of free gold in conditions of hypogene-supergene processes within the Gumeshevskoye deposit. The methods of investigation are X-ray spectral microanalysis, scanning electron microscopy. Purpose of the study was to obtain data on the granulometric, morphological and chemical composition of free gold to identify vertical zoning in its distribution within the upper part of the deposit.
Results of the research. The study of free gold from regolite of ore-bearing karst (Cu, Au) and argillizated rocks of the Gumeshevskoye copper-skarn deposit (Middle Urals) was carried out. Variations in the granulometric, morphological and chemical composition of gold at different depth levels of the tested section of the productive ore zone are considered. The signs of vertical zonation in the distribution of gold by granulometric and chemical compositions, as well as in the ratio of its main morphotypes, are revealed. It is shown that with the general predominance of fine gold (< 0.15 mm) at all levels, the average grain size of gold increases with depth. There is a significant variation in gold fineness from 591 %o to > 980 %o; most of gold is high-grade. Low-grade gold and electrums are found only in the upper part of the section (up to 35 m). By the ratio of these impurities there are three geochemical types of free gold: gold-silver, gold-silver-copper, and gold-copper. The most frequent in the deposit is Au-Ag-Cu type, which is 47% in the upper part of the ore zone to 70% at depths of more than 50 m. Pure Au-Cu natural alloys are much less common, amounting to no more than 5%. From 25 to 51% is accounted for Au-Ag alloys.
Conclusions. The morphological and geochemical types of gold were identified, and data were obtained on their distribution in the deposit section.
Keywords: Middle Urals, Gumeshevskoye deposit, weathering crust, argillizites, gold, granulometric composition, morphology, sample, impurity elements, vertical zoning.
The work was partially implemented within the framework of the Program of the Presidium of the Russian Academy of Sciences, Ural Branch, no. 15-11-5-17.
REFERENCES
1. Azovskova O. B., Rovnushkin M. B., Malyugin A. A. 2013, Gumeshevskoe mestorozhdeniye - ot drevnikh vremen do nashikh dney [Gumeshevskoye deposit - from ancient times to the present days]. Ural'skaya Mineralogicheskaya shkola-2013 [Ural Mineralogical School-2013]. Ekaterinburg, pp. 12-18.
2. Grabezhev A. I., Sotnikov V. I., Borovikov A. A., Azovskova O. B. 2001, Geneticheskaya tipizatsiya Gumeshevskogo medno-skarnovo-go mestorozhdeniya [Genetic typification of the Gumeshevsky copper-skarn deposit] (Middle Urals). Doklady Akademii nauk [Doklady Earth Sciences], vol. 380, no. 2, pp. 41-53.
3. Grabezhev A. I. 2010, The Gumeshevo skarn-porphyry copper deposits in the Central Urals, Russia: Evolution of the ore-magmatic system as deduced from isotope geochemistry (Sr, Nd, C, O, H). Geology of Ore Deposits, vol. 52, issue 2, pp. 138-153.
4. Hammarstrom J. M., Mihalasky M. J., Ludington S., Phillips J. D., Bergerd B. R., Denning P. D., Dicken C. L., Mars J. C., Zientek M. L., Herrington R. J., Seltmann R. 2017, Undiscovered porphyry copper resources in the Urals - A probabilistic mineral resource assessment. Ore Geology Reviews, vol. 85. P. 181-203.
5. Plotinskaya O. Yu., Grabezhev A. I., Tessalina S., Seltmann R., Groznova E. O., Abramov S. S. 2017, Porphyry deposits of the Urals: Geological framework and metallogeny. Ore Geology Reviews, vol. 85, pp. 153-173.
6. Barannikov A. G., Savelyeva K. P. 2011, Sostavi stroyeniye medistykh glin Gumeshevskogo medno-skarnovogo mestorozhdeniya [Composition and structure of median clays of the Gumeshevskoye copper-skarn deposit]. Vestnik Permskogo universiteta. Geologiya [Bulletin of Perm University. Geology], vol. 3 (12), pp. 60-68.
7. Gryaznov O. N., Barannikov A. G., Savelyeva K. P. 2007, Netraditsionnyye tipy zoloto-argillizitovogo orudeneniya vmezozoyskikh strukturakh Urala [Non-traditional types of gold-argillisite mineralization in the Mesozoic structures of the Urals]. Izvestiya Ural'skogo gosudarstvennogo gor-nogo universiteta [News of the Ural State Mining University], vol. 22, pp. 41-53.
8. Barannikov A. G., Savelyeva K. P., Amirzanova L. M. 2011, O prirode formirovaniya medistykh glin Gumeshevskogo medno-skarnovogo mestorozhdeniya [On the nature of the formation of median clays of the Gumeshevskoye copper-skarn deposit], Izvestiya Ural'skogo gosudarstvennogo gornogo universiteta [News of the Ural State Mining University], vol. 25-26, pp. 14-22.
9. Savelyeva K. P., Kokorin N. P., Kostromin D. A., Malyugin A. A., Azovskova O. B. 1997, Proyavleniye poligennogo zolotorudnogo metasomatoza v rayone Gumeshevskogo medno-skarnovogo mestorozhdeniya [The manifestation of polygenic gold ore metasomatism in the Gumeshevskoye copper-skarn deposit]. Metasomatizm I rudoobrazovanie: materialy Vserossiyskoy konferentsii [Metasomatism and ore formation: materials of All-Russian conference]. Ekaterinburg, pp. 66-67.
10. Nikolaeva L. A., Gavrilov A. M., Nekrasova A. N. 2003, Typomorphism of native gold. In: Methodological recommendations for geological exploration / Ed. by A. A. Krivtsova, S. S. Vartanyan. Moscow, 70 p.
11. Khalilova A. F., Azovskova O. B., Malyugin A. A. 2016, Nizkoprobnoye zoloto iz rudonosnogo karsta Gumeshevskogo i Vorontsovskogo mestorozhdeniy [Low-grade gold from ore-bearing karst of Gumeshevskoye and Vorontsovskoye deposits]. Materials of All-Russian youth school-conference. Moscow, pp. 366-368.
12. Hedenquist J. W., Reid W. F. 1985, Epithermal gold: Short course notes. Sydney, 311 p.
13. Sillitoe R. H., Bonham Jr. 1990, Sediment-hosted gold deposits: distal products of magmatic-hydrothermal system. Geology, vol. 18, no. 2, pp. 157-161.
14. Petrovskaya N. V. 1973, Native gold. Moscow, 345 p.
15. Azovskova O. B., Malyugin A. A., Rovnushkin M. B. 2016, Samorodnoye zoloto iz rudonosnogo karsta Gumeshevskogo mestorozhdeniya (Sredniy Ural) [Native gold from ore-bearing karst of the Gumeshevskoye deposit (Middle Urals)]. Metallogeny of ancient and modern oceans-2016. Miass, vol. 22, pp. 172-176.
16. Azovskova O. B., Rovnushkin M. B., Khalilova A. F. 2017, Tipomorfnyye osobennosti samorodnogo zolota v korakh vyvetrivaniya Gumeshevskogo mestorozhdeniya [Typomorphic features of native gold in the weathering crusts of the Gumeshevskoye deposit]. Bulletin of the Perm University. Readings in memory of P. N. Chirvinsky-2017, pp. 3-7.
17. Azovskova O. B., Malyugin A. A., Nekrasova A. A., Yanchenko J. 2013, Pyrite from zones of MZ-KZ reactivation of large faults on the Eastern slope of the Urals Mountains. Russia. International Journal of Environmental, Earth Science and Engineering, vol. 7, no. 7, pp. 463-467.
The article was received on March 5, 2018
