В последнее время направленность поисковых и разведочных работ в ведущих золотодобывающих странах смещается на прирост ресурсов и запасов глубоких горизонтов и флангов известных рудных полей и месторождений. Основным способом изучения и разведки остается наращивание объемов буровых работ. Разработка методов локального прогноза как раз и направлена на оптимизацию объема буровых работ, что включает структурно-геохимические методы.
На основе изучения ряда золоторудных, медно-золоторудных и оловорудных месторождений была создана поисково-оценочная структурно-геохимическая модель, успешно использованная для поисков рудных столбов. Модель основана на поведении рудообразующих элементов в рудных телах и околорудных метасоматитах и распределении верхнерудных и нижнерудных элементов в надрудных и подрудных областях рудных столбов или богатых рудных тел. В процессе поисковых и поисково-разведочных работ в пределах золоторудного поля Кварцстоун (Гайана) были проведены геохимические поиски. Изучалось зональное распределение элементов как вкрест простирания рудных зон, так и по их падению, выявлена четкая вертикальная зональность и инверсия центростремительных и центробежных элементов.
В то же время процесс поисковых и разведочных работ в мире претерпевает значительные изменения. Эти изменения касаются, прежде всего, сокращения собственно поисковых и поисково-оценочных работ на новых площадях и явный рост разведочных работ в пределах действующих рудников или разведанных месторождений, прежде всего, на их глубоких горизонтах и флангах. Таким образом, основной прирост ресурсов и запасов благородных металлов в ведущих горнодобывающих странах происходит за счет изучения и разведки глубоких горизонтов и флангов известных рудных полей и месторождений. Это частично связано и с оптимизацией расходов на геологоразведочные работы, поскольку дешевле расширить на глубину уже существующий рудник, чем находить более крупное скрытое месторождение у поверхности.
Задача выявления новых рудных залежей на глубоких горизонтах и флангах действующих предприятий или разведанных месторождений напрямую связана с разработкой методов локального прогнозирования оруденения (структурно-геохимических и минералого-геохимических). Собственно, альтернативой вышеуказанного подхода является простое наращивание объемов буровых работ, что и используется многими компаниями в мире. Однако, как известно, буровые работы сами по себе являются довольно дорогостоящими, учитывая необходимость дальнейшего геологического изучения керна скважин, опробования и анализа рядовых проб и т.д. Разработка методов локального прогнозирования как раз и направлена на оптимизацию объемов буровых работ, особенно на начальных фазах, а следовательно, к минимизации общих затрат на геологоразведочные работы. Особенно важными методы прогнозирования являются при поисковом бурении и оценке ресурсов категорий inferred и indicated. При оценке и подсчете запасов они уступают место буровым работам по регулярной сети.
Основой структурно-геохимических методов оценки перспектив рудоносности месторождений является наличие единой зональности рудных образований и их эндогенных ореолов. Однако, несмотря на наличие единой зональности, качественно идентичной для большинства месторождений, сложность и неясность взаимоотношений зональности и геолого-структурных особенностей локализации оруденения может приводить к низкой эффективности традиционных геохимических методов прогноза скрытых рудоносных зон или тел. Именно поэтому мы используем термин «структурно-геохимические методы» прогноза, основанные на сочетании знания о структурных уровнях локализации оруденения и их эндогенных ореолов. Это достигается на основе комплексного изучения зональности рудных образований на различных геолого-структурных уровнях: рудное поле — месторождение — рудная зона — рудное тело — рудный столб и более мелких по масштабу. Кроме того, особенно важным при этом является изучение пространственной дифференциации химических элементов на границе «рудная зона (или рудное тело) — околорудные метасоматиты». Последнее обстоятельство является наиболее актуальным при поисках обогащенных залежей. Дело в том, что в процессе буровых работ на том или ином месторождении в скважинах вскрываются обычно достаточно большое количество рудоносных интервалов с рядовыми или бедными показателями по мощностям или содержаниям золота. Такие пересечения зачастую упускаются из виду и не оцениваются.
С помощью наших разработок возможна оценка перспективности таких пересечений и целенаправленное бурение по падению или простиранию от них с целью вскрытия богатых руд.
На основе изучения ряда золоторудных, медно-золоторудных и оловорудных месторождений России, а также золоторудных месторождений в некоторых зарубежных странах (Гайана, Зимбабве, Танзания) [1, 4] нами была создана поисково-оценочная структурно-геохимическая модель, которая была успешно использована для поиска рудных столбов [3]. Модель основана на детальном объемном изучении поведения рудообразующих элементов в рудных телах и околорудных метасоматитах. Основные характеристики данной модели сводятся к следующему:
- надрудные и фланговые области рудных столбов или богатых рудных тел характеризуются постоянным преобладанием верхнерудных элементов (Ag, Sb, Pb, Te, Hg и др.) в рудном теле относительно околорудных метасоматитов; в то же время для поведения нижнерудных элементов (Co, Ni, V, W, Mo, Cr и т.д.) характерна обратная картина, с преобладанием содержаний данных элементов в околорудных метасоматитах относительно руды;
- в то же время подрудные или нижнерудные области рудных столбов или богатых рудных тел характеризуются постоянным преобладанием нижнерудных элементов в руде, а верхнерудных элементов — в околорудных метасоматитах относительно руды. Таким образом, в пределах рудных столбов в направлении от верхних их областей к нижним происходит своеобразная инверсия в поведении и объемном распределении над- и подрудных элементов;
- для рядовых или бедных рудных зон или тел характерно постоянное (хотя порой и незначительное) преобладание в них основных рудообразующих элементов относительно околорудных метасоматитов.
Таким образом, между распределением рудообразующих и сопутствующих химических элементов в поперечном сечении рудных образований и степенью их рудоносности существуют определенные зависимости. Используя описанную модель, можно не только оценивать уровни эрозионного среза рудных структур, но и оценивать степень концентрации в них полезных компонентов (рис. 1).
В процессе поисковых и поисково-разведочных работ в пределах золоторудного поля Кварцстоун нами было проведено, помимо геохимических поисков по поверхности, изучение первичных ореолов по результатам опробования канав и керна скважин. В процессе проходки канав, документации и опробования керна скважин отбирались геохимические пробы весом 200–250 г, которые затем отправлялись в лабораторию для спектрального анализа в варианте ICP на 37 элементов.
Рудное поле Кварцстоун имеет размеры в плане 20 х 7,5 км, оно вытянуто в меридиональном направлении. В геологическом плане оно приурочено к зоне надвига нижнепротерозойских зеленокаменно-измененных вулканогенно-осадочных пород на более молодые гранитоиды. Как и на остальных золоторудных полях Гайаны, здесь исторически проводилась кустарная разработка золота со стороны местных старателей. Ими разрабатывались только мелкие россыпи в ручьях и речках и части латеритных кор выветривания.
Систематические геологические исследования были начаты нами с 2009 г. За прошедший период нами были установлены параметры рудного поля, выявлены в его пределах отдельные участки-месторождения, а также геолого-структурные особенности рудоносных зон, рудных тел и рудных столбов в их пределах. Морфологически рудоносные зоны представляют собой меридиональные структуры мощностью от 4–5 м, с раздувами до 20–30 м. Они имеют падение на запад под углами 30–60 град. и выполнены малосульфидными кварц-турмалиновыми метасоматитами. Всего выявлено более 50 подобных зон протяженностью от 300–400 м до 1 км и более. Раздувы в их пределах имеют форму уплощенных линз в плане, которые полого склоняются в северном направлении. Среднее расстояние между такими линзами составляет 350–400 м.
При изучении строения и состава первичных ореолов золота и элементов-спутников нами учитывались геологические особенности строения разреза — наличие зон кварц-турмалиновых метасоматитов в западной его части (сланцы) и кварцево-жильных зон в восточной части (граниты). Изучалось зональное распределение элементов как вкрест простирания рудных зон, так и по их падению. Результаты первых построений и закономерностей распределения золота и его элементов-спутников показали, что в целом характеры поведения элементов в первичных и вторичных ореолах совпадают. При этом контрастности распределения отдельных элементов в первичных ореолах гораздо выше. Весьма примечательным фактом оказывается то, что поведение элементов в верхних частях коры выветривания (канавы) и в первичных невыветрелых породах на глубинах более 100 м (относительно рудоносных зон) практически не отличается. Это касается даже таких подвижных элементов как серебро, которое относительно рудных зон ведет себя одинаково закономерно как в верхних частях коры выветривания, так и на глубоких горизонтах. В настоящий момент объяснения таким фактам нет.
Мощности первичных ореолов практически совпадают с мощностями зон кварц-турмалиновых метасоматитов, варьируя от 4–5 м до 20–30 м, что свидетельствует о том, что в процессе их формирования они представляли собой единое целое. Применительно к этим зонам наиболее контрастна выражена зональность вкрест простирания рудно-метасоматических систем. Здесь в пределах пограничной зоны «рудный метасоматит — вмещающая порода» содержания многих элементов, включая золото, возрастают или уменьшаются на несколько порядков (от 0,5 до 4 порядков). Причем в активные обменные процессы во время гидротермально-метасоматического рудообразования были вовлечены более 30 химических элементов из 37, на которые был проведен спектральный анализ. При этом элементы резко делятся на две группы, исходя из резкого повышения или понижения их содержаний в рудном метасоматите относительно вмещающих пород (центростремительные и центробежные элементы).
К группе центростремительных элементов, содержания которых в рудных метасоматитах резко превалируют над вмещающими породами, относятся: золото, серебро, медь, молибден, сурьма, кадмий, таллий, теллур, селен, уран, торий, фосфор, магний, титан, натрий. К группе центробежных элементов, содержания которых во вмещающих породах значительно выше метасоматитов, относятся: цинк, мышьяк, стронций, барий, скандий, ртуть, галлий, алюминий, никель, марганец, железо, лантан, ванадий, хром, бор.
При этом, в соответствии с вышеприведенной моделью, поведение центробежных и центростремительных элементов по падению рудных зон демонстрирует четкую инверсию, то есть в нижних частях зоны центростремительные элементы имеют характер центробежных и наоборот. На рис. 2 и 3 показано поведение элементов-спутников вкрест простирания зоны применительно к верхнерудной ее части.
Изучение поведения элементов по падению рудных зон показывает, что для них характерно наличие очень контрастной вертикальной зональности. Примером этому являются мультипликативные ореолы двух групп элементов (Ag x Sb x Cd и Ni x Mn x V), концентрации которых на вертикальном интервале 70–90 м изменяются на 3–5 порядков.
Таким образом, нашими работами в пределах рудного поля Кварцстоун доказано наличие весьма контрастной объемной (поперечной и вертикальной) зональности, особенно для обогащенных участков рудоносных зон. Это свидетельствует об интенсивности прошедшего рудообразующего процесса и, как следствие, о высоких перспективах как рудного поля в целом, так и его отдельных участков-месторождений.
Литература
1. Gibbs A.K., Barron C.N. Geology of the Guiana shield. New York: Oxford University Press, 1993. 246 p.
2. Kroonenberg S.B, Mason P.R.D., Kriegsman L., Roever E.W.F., Wong T.E. Geology and mineral deposits of the Guiana Shield // SAXI - XI Inter Guiana Geological Conference 2019. Paramaribo, Suriname.
3. Piskorski N.P. New local prediction methods applied to ore deposits under exploration based on mineralogic-geochemical data // Exploration Geochemistry 1990. Proceedings of the Third International Joint Symposium of the IAGG and the AEG, Prague, Czechoslovakia, 1990 / Ed. F. Mrna. Prague: Geological Survey, Prague and Czech Academy of Sciences, the Commission for a comprehensives research of developing countries, 1991. P.295-297
4. Voicu G., Bardoux M., Stevenson R. Lithostratigraphy, geochronology and gold metallogeny in the northern Guiana Shield, South America: a review // Ore Geology Reviews. Vol.18(3-4). 2001. P. 211–236.
5. Walrond G.W. Geological map of Guyana, scale 1:1 million. Georgetown, Guyana: Guyana Geology and Mines Commission, 1987.
