На правах рукописи

СЕРЕБРЯНСКАЯ ТАТЬЯНА СЕРГЕЕВНА

ГЕОЛОГО-МИНЕРАЛОГИЧЕСКИЕ ОСОБЕННОСТИ

ЗОЛОТОНОСНЫХ МЕТАСОМАТИТОВ ХАРГИНСКОГО РУДНОГО

ПОЛЯ

Специальность 25.00.11 – «Геология, поиски и разведка твердых полезных

ископаемых, минерагения» (по геолого-минералогическим наук

ам)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук Красноярск – 2011 1

Работа выполнена в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» на кафедре Геологии, минералогии и петрографии Института горного дела, геологии и геотехнологий

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Сазонов Анатолий Максимович

Официальные оппоненты:

доктор геологоминералогических наук Кучеренко Игорь Васильевич кандидат геологоминералогических наук Самородский Павел Николаевич

Ведущая организация: ОАО «Красноярскгеолсъемка», г. Красноярск

Защита диссертации состоится « 20 мая » 2011 г. в 10 час.00 мин. на заседании Диссертационного совета Д 212.099.09 в Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Сибирский федеральный университет» по адресу: 660025, г. Красноярск, пер. Вузовский, ауд. 237.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «Сибирский федеральный университет»

Автореферат диссертации разослан: 13 апреля 2011 г.

Ученый секретарь Диссертационного совета канд. геол.-минерал. наук М.В. Вульф

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Анализ российской минерально-сырьевой базы золота и золотодобычи указывает на то, что в настоящее время Россия является страной со значительной добычей золота. Ресурсный потенциал россыпей за более чем двухсотлетний период освоения в значительной степени исчерпан. В последние 20 лет в стране постоянно возрастает добыча золота из коренных месторождений. Около 75% минерально-сырьевого потенциала золота (запасы и прогнозные ресурсы) России находится в труднодоступных районах Сибири и Дальнего Востока, для реализации которого потребуются крупные инвестиции. В 2009 году, впервые, более чем за 140 лет промышленной добычи, в Амурской области было добыто тонна 946 кг золота. Всего в области золота из коренных месторождений было произведено 15 тонн 438 кг, или 70,3 % от общей добычи 2009 года (www.amur.net.ru). Следует отметить, что происходит вовлечение в добычу месторождений с относительно бедными рудами, но с большими общими запасами. В связи с этим, идет массовая переоценка месторождений, отработка которых ранее считалась нерентабельной. В настоящее время в производстве золота стали использоваться современные технологии извлечения: кучное выщелачивание, биовыщелачивание и др., что позволяет вовлекать в рентабельную разработку подобных месторождений.

Настоящая работа посвящена Харгинскому рудному полю (северовосток Амурской области). Впервые для месторождений этого района выполнено подробное исследование петрографического состава метаморфических и дайковых пород, рудоносных метасоматитов, породо- и рудообразующих минералов, их морфоструктурных особенностей, морфологии и состава золота, последовательности минералообразования в рудах. Кроме охарактеризованных ранее альбититов выделены аргиллизиты, проявлению которых обязано облагораживание руд золота. В альбититах и аргиллизитах выявлена и охарактеризована минеральная зональность.

Материалы исследования были использованы частично в производственном отчете по подсчету запасов золота.

Цели и задачи исследования. Целью диссертационной работы являлось исследование вещественного состава руд и выявление особенностей формирования золоторудной минерализации Харгинского рудного поля. В связи с этим решались основные задачи:

1. Изучение геологического строения вмещающих пород и руд.

2. Исследование породного и минералогического состава рудных тел.

3. Выявление парагенетических ассоциаций рудных минералов, в том числе продуктивных.

4. Изучение химического состава рудных и нерудных минералов, распределения микропримесей в золоте разных морфологических типов.

Фактический материал, методы исследования и личный вклад в решение проблемы. В основу диссертационных исследований положены наблюдения автора, проработавшего более десяти лет в золотодобывающей отрасли, а также материалы, собранные в процессе полевых работ 2005- гг. Объектом диссертационных исследований явилась рудовмещающая минерализованная зона, сложенная углерод-слюдистыми сланцами афанасьевской свиты (PZ1?af), метапесчанниками, метаалевролитами и углерод-слюдистыми филлитовидными сланцами златоустовской свиты (С2zl), а также серицит-хлоритовыми, хлорит-актинолит-эпидотовыми сланцами (метабазальтами) Златоустовского комплекса (С3?z). Оруденение на изучаемой территории приурочено к горизонту метасоматитов без четких геологических границ, выделяемых по наличию слоев, прослоев и линз пород, претерпевших глубокие метасоматические изменения, в которых наблюдаются слабоизмененные мелкие субпластовые тела метабазальтов.

Во время работы на рассматриваемом объекте исследования опирались на полевое изучение разрезов с отбором представительных образцов, из которых впоследствии были изготовлены шлифы и аншлифы, а также проведены исследования протолочек из рудных интервалов на предмет изучения минерального состава руд и обнаружения в них свободного золота. Всего изучено около 526 шлифов, 211 аншлифов, шлихов, 197 протолочек, а также обработано более 650 пробирных анализов, 1300 спектральных анализов, 506 микрозондовых определений состава рудных и нерудных минералов.

Научная новизна полученных результатов.

1. В пределах Харгинского рудного поля охарактеризованы золотоносные типы метасоматитов и установлена их минералогическая зональность. 2. Впервые выделена аргиллизация, выполнено детальное минералого-петрографическая описание метасоматитов с применением микрозондовых исследований. 3. Изучены типоморфные особенности минералов рудного комплекса и золота по латерали и на глубину месторождения, проведена сравнительная характеристика россыпного и рудного золота. 4. Выделены минеральные ассоциации, благоприятные для отложения золота, а также последовательность образования минералов.

Практическая значимость. Материалы исследования вошли разделами в отчет по подсчету запасов месторождения. Практически значимыми являются составные части диссертационной работы касающиеся:

1) Минералого-петрографической характеристики пород вмещающей толщи месторождения по латерали и вертикали. 2) Морфологического, оптического и химического типоморфизма минералов, слагающих рудные тела, начиная с их характеристики в горных выработках, исследований под микроскопом, рентгено-фазовых определениях состава микрозернистых образований и применения микрозондовых исследований. 3) Минералого-петрографической характеристики рудных метасоматитов, их минералогической зональности, что может быть использовано при поисках золота на прилегающих к участку площадях. 4) Исследования химического состава золота, сравнительной характеристики пробности и набора примесей в россыпном и рудном золоте Харгинского рудного поля.

Реализация работы. Материалы исследований вошли в отчет о результатах поисковых и оценочных работ 2006-2009 гг. с подсчетом запасов на 01.05.2009 г, а также использованы при разработке технологической схемы обогащения руд.

Апробация работы и публикации. Апробация работы проводилась на региональной научной конференции студентов, аспирантов и молодых ученых 8-10 февраля 2001г., г. Благовещенск-на-Амуре; на Всероссийской научной конференции в Архангельске, 2002 г.; на Всероссийском симпозиум (ХИФПИ-02) в Хабаровске 24-27 июня 2002 г.; конференции «Современные технологии освоения минеральных ресурсов» в г. Красноярске, 2003 г.; на XXIII Российской школе по проблемам науки и технологий, Миасс, 2003 г.;

на V Международной научно-практической конференции в Новосибирске, 2010 г.; на Всероссийской научно-практической конференции в г. Улан-Уде, 2010 г. По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе одна статья в реферируемом журнале.

Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 4 глав, заключения и списка цитируемой литературы. Общий объем работы 181 страница, в том числе 30 рисунков, 5 таблиц и 17 текстовых приложений. Список литературы содержит 141 наименование, в том числе 98 опубликованных. Во введении обоснована актуальность, обозначены цели и задачи работы, показана новизна и практическая значимость проведенных исследований, сформулированы защищаемые положения. В первой главе дана характеристика геологического строения изучаемого района. Во второй главе описана петрография вмещающих пород и метасоматитов, охарактеризована минеральная метасоматическая зональность рудных тел и парагенетические минеральные ассоциации. В третьей главе рассмотрены морфологические особенности и химический состав сульфидов и золота рудного поля. Четверная глава посвящена стадийности образования руд, даны общие сведенья о составе флюидных включений, возрасте оруденения, охарактеризованы термодинамические условия метаморфизма и метасоматоза. В заключении обобщены основные научные и практические результаты работы.

Благодарности. Работа выполнена под руководством д.г.м.н. А.М. Сазонова, которому автор выражает глубокую признательность.

Успешному выполнению диссертационного исследования способствовала совместная работа и консультации сотрудников кафедры ГМиП ИГДГГ СФУ – профессоров Р.А. Цыкина, С.И. Леонтьева, доцентов Л.П. Костененко, О.Ю. Перфиловой, В.Г. Михеева. Поддержку и помощь автору оказывали доктора геолого-минералогических наук Л.Я Шмураева, Е.Г Ожогина, которых автор искренне благодарит. За ценные советы, рекомендации, критические замечания и консультации автор благодарит доктора геологоминералогических наук Г.И. Неронского. В проведении полевых работ, оформлении глав диссертации, практическую помощь и ценные советы в процессе работы оказали ведущие геологи уч. Албын ООО НПГФ «Регис»

В.Б. Саганюк, В.В. Сикорин, В.И. Куделько, главный гидрогеолог ООО НПГФ «Регис» Т.А. Бардина, а также геологи уч. Албын Н.М. Нуриева и В.И.

Марков. Автор благодарит И.В. Саганюк за помощь в оформлении графических приложений.

Особую благодарность автор выражает родным и близким, без чьей поддержки и помощи работа не смогла бы состояться.

КРАТКИЙ ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ ОЧЕРК

ХАРГИНСКОГО РУДНОГО ПОЛЯ

Харгинское рудное поле расположено в центральной части Верхнеселемджинскому золоторудному району, который совместно с Ниманским и Кербинским рудными районами объединяются в СелемджиноКербинскую металлогеническую зону. Последняя в геологическом отношении представлена Селемджинско-Кербинским геосинклинальным поднятием, расположенном в области сочленения Буреинского кристаллического массива, Монголо-Охотской и Сихотэ-Алинской складчатых систем. Поднятие относится к переходным тектоническим структурам на границе платформ и подвижных поясов и является «узловым сочленением», этапы становления и развития которого связаны с деструкцией кристаллического основания древних платформ. Вспышки золотоносности сопряжены с узлами пересечения Монголо-Охотского разлома поперечными и диагональными разломами. С трассами глубинных разломов совпадают шарниры «рудоносных» куполовидных антиклиналей и оси крупных поперечных изгибов этих структур (рис.1 А).

Континентально-осадочные отложения верхнедокембрийскогонижнепалеозойского метаморфического комплекса Харгинского рудного поля представлены образованиями афанасьевской и златоустовской свит. Все породы подверглись метаморфическим и гидротермальным изменениям разной интенсивности, поэтому тела полнопроявленных метасоматитов рассматриваются в числе элементов разреза, наряду с остальными эпипородами (рис.1 Б).

Рисунок 1. А) Положение золотоносности в куполовидных структурах Верхнеселемджинской зоны (I) и Ниманского района (II) в Хабаровском крае: 1) золотоносные площади. 2) куполовидные структуры: 1 – Челогорская; 2 – Неэргенская; 3 – Эльгоканская; 4 – Афанасьевская; 5 – Правобуреинская. 3) Баджальско-Ямалинский минимум силы тяжести. 4) предполагаемое направление флюидов. 5) разломы (Эйриш Л.В., 2002);

Б) Схематическая геологическая карта масштаба 1:50 000.

Образования афанасьевской свиты не охарактеризованы органическими остатками, что привело к различиям в их возрастных датировках: от архейского до верхнепалеозойского возраста. Результаты радиологического датирования мусковит-кварц-альбитовых сланцев афанасьевской свиты не дают однозначного ответа на вопрос о возрасте пород. По результатам U-Pb датирования цирконов возраст сланцев оценивается не менее чем в 2516 млн. лет, что соответствует границе перми и триаса и может указывать на один из этапов метаморфизма. Учитывая структурное положение свиты и двухэтапный метаморфизм пород, условно возраст принимается раннепалеозойский (Агафоненко С.Г. 2002).

Златоустовская свита (С2 zl) распространена в северной части Харгинского рудного поля и по тектоническим контактам залегает на образованиях афанасьевской свиты. Мощность описываемой части разреза составляет 625 м. К ней отнесена терригенно-вулканогенная толща, сложенная чередованием метаэффузивов с метапесчаниками, метаалевролитами, слюдисто-альбит-кварцевыми сланцами, углеродистыми филлитовидными глинистыми сланцами и пачками их переслаивания.

Возраст златоустовской свиты принят среднекаменноугольным.

Комплекс даек на месторождении представлен жильными андезибазальтами, андезитами, риолитами, лампрофирами, а также переходными разностями. Простирание пород различное – от субмеридионального, диагонального до субширотного направлений. Дайки характеризуются мощностью в среднем 1-7 м и протяженностью от 0,5 до 1, км. Породы подвергнуты вторичным изменениям в различной степени.

Оруденение Харгинского рудного поля приурочено к зоне метасоматитов, которая отмечается в кровле афанасьевской свиты. Это сложнопостроенная, субсогласно залегающая слабоволнистая пластовая зона, без резких геологических границ, характеризующаяся наличием прослоев пород с глубокими метасоматическими изменениями. Большая часть зоны имеет трехчленное строение: верхнее тело метасоматитов мощностью от 3- до 55 м, нижнее тело метасоматитов мощностью 2-45 м и разделяющий их слой, практически не затронутый процессами метасоматоза, мощностью до 50 м, при этом в каждом из тел могут присутствовать до 20 % материала соседнего тела. На описываемой площади метасоматиты группируются в рудную зону, которая вытягиваются по простиранию в виде широтной полосы шириной 300-500 м и протяженностью около 3,0 км (Цыпуков Ю.П. 1983).

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Первое защищаемое положение. Субстратом рудоносных метасоматитов являются пелиты и базиты, метаморфизованные в условиях зеленосланцевой фации. В метапелитах развиты хлорит, серицит, биотит, гранат, кварц и альбит, а в метабазитах - эпидот, хлорит, актинолит, кварц и альбит. Породообразующие минералы имеют переменный состав и помимо фациальных условий характеризуют особенности химического состава протолита.

Минеральный состав и структурно-текстурные особенности пород Харгинского рудного поля свидетельствуют о метаморфизме исходных пород в условиях зеленосланцевой фации. Данные химического анализа метаморфических пород позволяют судить об их генетической принадлежности. При идентификации природы протолита используют петрохимические диаграммы, рассмотренные в литературных источниках (Добрецов Н. Л. 1972, Великославинский Д. А. 1972). Результаты пересчета химического анализа сланцев афанасьевской свиты Харгинского рудного поля были нанесены на одну из таких диаграмм, из которой видно, что данные легли в поле метапелитов зеленосланцевой метаморфической зоны, для которой типичными ассоциациями являются мусковит-хлорит-кварц и альбит-эпидот-кварц (рис. 2).

Рисунок 2. Результаты химического анализа сланцев афанасьевской свиты, нанесенные на петрохимическую диаграмму полей метапелитов (Великославинский, 1972): 1 – зеленосланцевой фации; 2 – зоны ставролита; 3 – зоны кианита; 4 – зоны силлиманита.

Для фации зеленых сланцев характерен ограниченный набор главных минералов и парагенезисов. Альбит и мусковит зеленосланцевой фации являются, как правило, единственными концентраторами Na и K.

Главные минералы фации – хлориты, белые слюды, эпидот – имеют широкий интервал изменения состава, по сравнению с другими фациями, и изучение составов сосуществующих минералов заметно зависит от фациальных условий, определяя важность изучения их составов. Из полевых шпатов в фации зеленых сланцев широко распространен только альбит, остальные полевые шпаты в этой фации метаморфизма неустойчивы. Из минералов группы эпидота наиболее распространен ряд клиноцоизит-эпидота.

Эпидоты близки к своей теоретической формуле и в них колеблется только железистость и содержание H2O. На изучаемой площади эпидоты относятся к маложелезистым эпидотам-клиноцоизитам, характерным для метабазальтов без кварца (f до 25 %), а также по своему составу приближаются к эпидотам из основных пород с кварцем (метадиабазам) с железистостью до 8 % (Великославинский Д.А. 1972, «Метаморфизм и метасоматизм» под ред. Жарикова А.В., 1998) (рис. 3).

Рисунок 3. Химический состав эпидотов: 1 – эпидоты из метадиабазов с кварцем; 2 – эпидот-клиноцоизиты из метабазальтов без кварца.

Актинолит является единственным широко распространенным амфиболом в фации зеленых сланцев. Актинолит характеризуется низкими содержаниями Na и Al, его состав близок к теоретическому.

Хлориты являются наиболее распространенными минералами пород зеленосланцевой фации метаморфизма. Средний состав хлоритов из метабазитов близок к составу прохлоритов. Хлориты же из метапелитов отличаются более высоким содержанием алюминия и большей железистостью. Классификация хлоритов по Хею (Дир У. А., 1966) позволила выявить 3 химические разновидности минерала по соотношению кремния и железистости: это рипидолит, брунсвигит и диабантит (рис.4).

Наиболее широко распространены брунсвигиты (67 %), в меньшем количестве отмечаются рипидолиты (22 %) и диабантиты (11 %).

Рисунок 4. Химический состав хлоритов Харгинского рудного поля Сопоставление составов хлорита с уровнем золотоносности пород, в которых они развиты, показало, что хлоритсодержащие породы