Геохимические критерии выявления и прогнозирования золото-серебряного оруденения в Чукотском сегменте Охотско-Чукотского вулканогенного пояса

Научные основы прогнозно-поисковой геохимии были заложены в начале 30-х годов XX века работами Н. И. Сафронова и А. П. Соловова на оловянных месторождениях Восточного Забайкалья и Северо-Востока России. Ими впервые была обоснована поисковая эффективность нового физико-химического (металлометрического) метода поисков месторождений по их геохимическим ореолам в почвах и рыхлых образованиях, перекрывающих рудные месторождения.

Важное значение для развития поисковой геохимии в 50−70 годы имели работы А. П. Соловова (1959), Н. И. Сафронова (1962, 1967), A.A. Саукова (1963), Е. М. Янишевского, C.B. Григоряна, Э. Н. Баранова (1963), A.A. Беуса, C.B. Григоряна (1975), Е. М. Квятковского (1972) и др.

В последующие годы большое внимание уделялось совершенствованию геохимических методов поисков, что нашло свое отражение в многочисленных работах Н. И. Сафронова (1971, 1978) — В. В. Поликарпочкина (1976), Е. М. Квятковского (1977) — А. П. Соловова, A.A. Матвеева (1978) — В. З. Фурсова (1977, 1983) — В. Л. Барсукова, Л. Н. Овчинникова, C.B. Григоряна (1981) — А. П. Соловова (1985) — C.B. Григоряна, В. И. Морозова (1985) — С. В Григоряна (1981, 1987) — JI.H. Овчинникова, A.A. Головина, В. М. Рыфтина (1986) — Э. Н. Баранова (1987) — С. А. Миляева (1988), Л. Н. Овчинникова (1990) — А. П. Соловова и др. (1990) — В. М. Питулько, И. А. Крицук (1990) и др.

Совершенствование методов выявления, количественной оценки и интерпретации геохимических аномалий в различных геологических и ландшафтно-геохимических условиях является актуальной задачей современной поисковой геохимии.

В разработку количественных критериев выявления, интерпретации и оценки аномальных геохимических полей и прогнозирования месторождений полезных ископаемых существенный вклад в конце XX — начале XXI столетий внесли C.B. Григорян (1992), Г. И. Хорин, В. П. Бородин, A.A. Матвеев и др. (1992, 1993) — Г. Я. Абрамсон (1998) — Э. Н. Баранов (1998) — В. И. Морозов (1992, 1998) — H.H. Трофимов (1998) — C.B. Соколов (1998) — A.A. Матвеев, Ю. Н. Николаев и др.' (2000) — Г. С. Гусев, К. Л. Волочкович, A.B. Гущин (2001) — Л. А. Крипочкин, Ю. Н. Николаев и др. (2002) — A.A. Головин и др. (1998, 2006, 2008) и др.

К числу основных объектов геохимических поисков, безусловно, относятся золоторудные месторождения. Они выделяются по развитию контрастных аномалий золота и его спутников в элювио-делювии и донных отложениях водотоков, дренирующих площади золоторудных полей,.

Геохимические аномалии в районах развития различных золоторудных формаций имеют разный состав. Зачастую золоторудным объектам одинаковой крупности соответствуют существенно отличающиеся по размерам и интенсивности аномалии золота и его элементов спутников. Накопленный опыт свидетельствует, что количественная интерпретация результатов геохимических съемок в золоторудных районах и провинциях без учета рудно-формационной принадлежности выявляемых геохимических аномалий чревата существенными ошибками. Это выдвигает в качестве одной из главных задач разработку критериев типизации золоторудных аномалий на основе изучения эталонов.

Структурно-морфологические особенности золотого оруденения также являются I одним из важнейших факторов, влияющих на результаты его оценки по геохимическим данным. Жильные месторождения с богатыми содержаниями характеризуются наиболее контрастными, но, как правило, небольшими по площади ореолами золота в рыхлых образованиях. Месторождения прожилково-вкрапленных и жильно-прожилковых руд в терригенных формациях и порфировых интрузиях, занимают значительные площади и характеризуются более высокими площадными продуктивностями по сравнению с аномальными полями жильных месторождений аналогичной крупности. Их основным отличием* является сильная зависимость запасов от уровня бортовых содержаний, снижение которых способно перевести их в более высокую категорию крупности.

Золото-серебряная рудная формация является ведущей для территорий, в геологическом строении которых выделяются вулканические пояса различного возраста. Золото-серебряные месторождения Камчатки и Чукотки имеют большое значение в общем сырьевом балансе этих регионов. При высокой степени изученности в их пределах существует существенный потенциал выявления новых объектов, что подтверждается открытием в последние годы крупного месторождения Купол и переоценкой ранее известного месторождения Двойной в сторону существенного увеличения его запасов.

Работы последних лет показали, что даже на открытых территориях с относительно хорошо расчлененным рельефом выявление перспективных золото-серебряных объектов и их первичная оценка связаны с определенными трудностями. Эти трудности заключаются в том, что достаточно часто ведущие промышленные типы золото-серебряной формации проявляются в гипергенном поле рассеяния в виде слабоконтрастных аномалий золота и его элементов-спутников.

Это определяет необходимость дальнейшего изучения параметров вторичных ореолов и потоков рассеяния основных промышленных типов золото-серебряных месторождений в вулканогенных поясах и совершенствования методов их распознавания и количественной оценки на ранних стадиях поисковых работ.

Исследование геохимической зональности руд и первичных ореолов проводится с целью прогнозирования оруденения на флангах и глубоких горизонтах разведываемых объектов, а также для оценки уровня эрозионного среза однотипных проявлений на ранних стадиях геологоразведочных работ.

В изучение геохимической зональности рудных месторождений значительный вклад своими работами внесли С. В. Григорян, Л. Н. Овчинников, Э. Н. Баранов и др. В 1990;е годы работы в этой области существенно сократились.

Некоторая активизация прогнозно-поисковых работ в начале XXI века, открытие новых перспективных проявлений и необходимость их быстрой оценки выдвигает исследование зональности новых типов месторождений в число приоритетных задач.

Основной целью выполненной работы являлась разработка критериев прогнозно-геохимической оценки золотого оруденения в вулканогенных областях на примере северной части Верхне-Яблонской металлогенической зоны Чукотского сегмента Охотско-Чукотского вулканогенного пояса (ОЧВП).

В процессе выполнения работы решались следующие задачи: получение фоновых параметров распределения рудных элементовпостроение моноэлементных геохимических картизучение структуры аномальных геохимических полейопределение параметров АГХП и входящих в их состав зонисследование геохимической зональности руд и околорудных метасоматитовтипизация АГХП и геохимическое районирование территорииопределение перспективности АГХП.

В основу диссертационной работы положены результаты геохимических съемок по вторичным ореолам, выполненных Анюйским Государственным горно-геологическим предприятием (АГГГП, г. Билибино) и сотрудниками кафедры геохимии геологического факультета МГУ на 21 участке в северной части Верхне-Яблонской металлогенической зоны в период с 1995 по 2007 гг. (с 2002 по 2007 гг. — с участием автора).

В качестве объекта для исследования зональности и разработки геохимических критериев по оценке уровня эрозионного среза золото-серебряного оруденения было выбрано крупное месторождение Купол, открытое в середине 1990;х гг. геологами* Анюйского Государственного горно-геологического предприятия и разведанное Чукотской горно-геологической компанией.

Автору были предоставлены результаты спектрального (около б тыс. проб), пробирного (около 14 тысяч проб) и 1СР (1600 проб) анализов по серии скважин, пробуренных за годы работы на этом объекте Анюйским ГГГП и Чукотской горнорудной компанией.

Работа выполнена на кафедре геохимии под руководством доцента Ю. Н. Николаева.

Полевые работы автор проводил под руководством своего научного руководителя и начальника геохимической партии АГГГП В. В. Загоскина. В освоении методики обработки и картографирования геохимических данных постоянную помощь автору оказывали сотрудники кафедры геохимии A.B. Аплеталин и Е. Ю. Охапкина.

Результаты исследований докладывались на VII и VIII Международных конференциях «Новые идеи в науках о Земле» (2005, 2007), XIV Международной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Ломоносов» (2007), Ломоносовских чтения (2007), I Всероссийской конференции научно-практической конференции «Поисковая геохимия: теория и практика интерпретации аномальных геохимических узлов и полей» (2008).

По теме диссертации опубликовано 11 научных работ (в том числе 3 статьи, 1 из которых — в журнале из списка, рекомендованного ВАК).

Автор выражает благодарность научному руководителю доценту Ю. Н. Николаеву за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы, д.г.-м.н. A.A. Матвеевуза внутрикафедральное рецензирование работы и ценные советы, доценту И. А. Бакшеевуза консультации, ассистенту А. В. Аплеталину и Е. Ю. Охапкиной за помощь в обработке результатов, сотрудникам кафедры геохимии — за ценные замечания, высказанные при обсуждении работы.

Автор особо благодарит сотрудников Анюйского Государственного горногеологического предприятия (г. Билибино): В. Т. Бурченкова, П. Н. Безизвестных, О. Н. Вербовского, В. В. Мартенса, В. В. Загоскина, В.В. Загоскина-мл., A.B. Загоскина, а также сотрудников ФГУП «ЦНИГРИ»: Д. А. Лоренца и А. П. Сергиевского, с которыми он в течение ряда лет проводил совместные полевые работы.

X. Геолого-геохимические характеристики золотого оруденения вулкано-плутонических поясов.

Заключение

.

В представленной работе реализован новый подход к оценке аномальных геохимических полей рудных формаций вулкано-плутонических поясов, основанный на выявленных геолого-структурных (приуроченность к различным зонам вулканогенного пояса, степень эродированности вулканоструктур, связь с интрузивными и субвулканическими комплексами, морфология оруденения) и структурно-геохимических (структура АГХП, состав ассоциаций и уровни концентрации элементов в выделяемых зонах, соотношение между их размерами и др.) характеристиках.

В соответствии с этими подходами на территории исследований выделены шесть типов АГХП: золото-серебряной (сульфосольный, галенит-сфалеритовый), серебро-полиметаллической, золото-сульфидно-кварцевой, молибден-порфировой формаций и собственно золотого оруденения. Для каждого типа разработаны геолого-геохимические модели АГХП, определены их параметры и характеристики. На основании параметров и характеристик АГХП были разработаны критерии определения их рудно-формационной принадлежности, оценки уровня эрозионного среза (для золото-сульфосольного типа) и масштабов оруденения в прогнозируемых рудных полях.

В результате выполненных исследований установлено:

1) АГХП сульфосольного типа золото-серебряной формации характеризуются небольшими размерами, содержат узкие линейно-вытянутые ядерные зоны, в составе которых главным элементом является золото, основными спутниками — серебро, мышьяк, между которыми существуют тесные корреляционные связи. Ядерные части АГХП характеризуются относительно высокой степенью концентрации золота и его удельной продуктивностью. Невысоким по сравнению с другими типами золотого оруденения о площадным продуктивностям золота (Р=30 м %) соответствуют крупные по масштабам запасов промышленные объекты.

2) Проведены исследования состава руд и первичных ореолов крупного золото-серебряного месторождения Купол, изучено пространственное распределение главных и сопутствующих рудных элементов, и создана модель его геохимической зональности, которая послужила основой для разработки критериев оценки уровня эрозионного среза объектов этого типа. Впервые был получен геохимический показатель общего вида.

K-Sr-Sc уб =-, характеризующий зональность околорудных метасоматитов.

Na-Ca-Al¦ Mg.

Количественные критерии, разработанные на основе модели, использовались для оценки уровня эрозионного среза однотипных объектов и прогноза золото-серебряного оруденения на глубину. В результате прогноза на месторождении Купол высоко оценены перспективы северного фланга Главного рудного тела, где ожидается прирост запасов.

3) АГХП золото-галенит-сфалеритового типа золото-серебряной формации характеризуются несколько большими размерами, содержат как узкие линейные, так и эллипсовидные ядерные зоны. В составе ассоциации АГХП золото и серебро имеют близкие коэффициенты концентрации, между ними существуют тесные корреляционные связи. От АГХП сульфосольного типа отличаются более низкими золото-серебряными отношениями, присутствием в качестве главных спутников свинца, цинка, меди, висмута, мышьяка, которые имеют корреляционные связи с серебром. Степень концентрации, удельные и площадные продуктивности золота в АГХП низкие, при этом на их площади выявляются средние по масштабу объекты. К их числу отнесено проявление Токай, где канавами вскрыты промышленные интервалы золото-серебряных руд.

4) АГХП золото-сульфидно-кварцевой формации характеризуются средними размерами, содержат относительно крупные изометричные ядерные части с высокой степенью концентрации и удельной продуктивностью золота. В состав ассоциаций АГХП входит максимально широкий круг элементов. Основным спутником золота является мышьяк. Золото-сульфидно-кварцевым АГХП при одинаковых с золото-серебряными значениях площадных продуктивностей соответствуют значительно меньшие по масштабам объекты, что определяется различными структурно-морфологическими типами оруденения. На площади исследований наиболее перспективными являются прогнозируемые рудные поля Китеп и Малышка.

5) АГХП собственно золотого типа оруденения имеют небольшие размеры, содержат относительно крупные изометричные ядерные части с очень высокой степенью концентрации золота, практически не имеющего элементов-спутников. Высокие удельные и площадные продуктивности золота в этих типах АГХП соответствуют мелким-средиим объектам с медными рудами прожилкового и прожилково-вкрапленного типа. Из числа немногочисленных АГХП этого типа выделяется проявление Пеледон, оцененное по геохимическим параметрам как средний объект.

6) АГХП серебро-полиметаллической формации имеют наибольшие размеры, содержат изометричные ядерные части с невысокой степенью концентрации серебра и свинца, основными спутниками которых являются цинк, медь, висмут, молибден, мышьяк. Диагностируются по низким золото-серебряным отношениям и минимальным значениям, показателя АбБЬ/Т^п. Характеризуются на площади исследований невысокими удельными и площадными продуктивностями главных элементов. На площади некоторых АГХП этого типа (Горностаевое, Двужильный) определены относительно высокие ресурсы золота, связанные с развитием более глубинных золоторудных формаций или наложенного золото-серебряного оруденения.

7) АГХП молибден-порфировой формации имеют ограниченное развитие, наибольшие размеры, легко диагностируются по ведущей роли молибдена, основным спутником которого является золото. От имеющих широкое развитие в пределах Верхне-Яблонской зоны медно-молибден-порфировых объектов отличаются отсутствием меди и более высокой степенью концентрации молибдена. Несмотря на высокие площадные и удельные продуктивности молибдена, АГХП не имеют промышленных перспектив.

Разработанные на основе моделей эталонных АГХП геохимические критерии могут быть использованы для прогноза и оценки основных типов оруденения в Охотско-Чукотском вулканогенном поясе.

1. На основе обработки результатов поисковых съемок по вторичным ореолам, проведенных на территории северной части Верхне-Яблонской металлогенической зоны, выделено шесть типов АГХП и разработаны геолого-геохимические модели рудных полей, отражающие состав, структуру, параметры и условия локализации основных типов оруденения.

2. Разработаны геохимические критерии определения рудно-формационной принадлежности, основанные на количественных характеристиках состава, соотношениях и корреляционных связях между элементами в ядерных частях АГХП. Предложена тройная диаграмма в координатах КС (а5)+Кс (зь) — ЬСС (рь)+ЬСС (гп) — Кс (Мо)+К<-(Си) для разбраковки выявляемых АГХП.

3. Определены геолого-геохимические критерии оценки масштабов прогнозируемого оруденения на основе параметров эталонных АГХП. Установлено, что параметры АГХП золото-серебряных рудных полей существенно уступают параметрам АГХП золоторудных и золотосодержащих объектов одинаковой с ними крупности.

4. На основе выявленной геохимической зональности крупнейшего на Северо-Востоке России месторождения Купол разработаны критерии оценки уровня эрозионного среза золото-серебряного оруденения. Впервые для объектов золото-сульфосольного типа.

Защищаемые положения: определены геохимические показатели общего вида.

Уа ~ Си-рь-гп'.

К-Бг-Бс характеризующие вертикальную геохимическую зональность как рудных тел, так и околорудных метасоматитов.

5. Результаты геохимического районирования территории указывают на наличие латеральной минерагенической зональности по направлению от внешней к внутренним частям Чукотского сегмента ОЧВП. Ее отражением является выявленная в этом направлении последовательная смена типов АГХП: собственно золотые — золото-сульфидно-кварцевые и молибден-порфировые — серебро-полиметаллические — золото-серебряные. Оценка ресурсов профилирующих металлов дает основание отнести к наиболее перспективным АГХП золото-сульфидно-кварцевой (Китеп, Малышка), золото-серебряной (Токай) формаций и собственно золотого типа оруденения (Пеледон).