Структурно-геохимические методы локального прогноза золотого оруденения (на примере золоторудного поля Кварцстоун, Гайана)

Масловский А.П.— директор
Gary Bay — генеральный директор
компания XAU Resources Inc.
Пискорский Н.П., к.г.-м.н — нач.отдела
Семенков А.Д. — зам.рук. департамента
АО «УК «Петропавловск»
Золотодобыча, №259, Июнь, 2020

     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. 

 


-0+1
Просмотров статьи: 566, комментариев: 9       

Комментарии, отзывы, предложения

м.и.савиных, 04.08.20 08:54:56 — авторам

Геохимической зональностью Сухого Лога занимался в 70-е В.Н. Зонтов в ин-те Геохимии в Иркутске. Поищите!

Ivanhoe, 04.08.20 10:52:58 — Всем

Что делает Петропавловск в Гайане? Акционеры в курсе?

Генералов В.И., 05.08.20 21:56:03 — Авторам

Редкая статья, посвященная методам поисков и оценке золоторудных месторождений. В статье приводятся утверждения, вызывающие ряд дискуссионных моментов.

1. Цитата: «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». Из цитаты следует, что анализ элементов проводился методом индуктивно-связанной плазмы со спектральным (?), а может быть, что все-таки с масс-спектральным окончанием, т.е. метод ISP-MS (?). Любые первичные данные надо оценивать на достоверность опробования, т.е. на соответствие полученной цифры с содержанием в геологическом блоке, например, 1 куб. м, а также на представительность аналитической навески относительно начальной массы пробы. ISP-MS метод предусматривает предварительное растворение навески в азотной кислоте и впрыскивание раствора в аргоновую плазму нагретую порядка 10000 градусов со скоростью 1 мл/мин. При этом, только 1-2% раствора достигают плазмы. Нетрудно подсчитать, что только 10-30 мг раствора будет подвергнуто определению концентраций металла. А еще есть специфические «химические» сложности. Если растворение происходит в царской водке (+HCl) или присутствует фосфорная кислота, то Сl и Р «мешают» гомогенизации раствора, что приводит к «пропуску» связанных групп элементов. А ещё очень высокая температура плазмы не позволяет полностью зафиксировать элементы с низкой температурой испарения (ртуть, сурьма, теллур и др.). Таким образом, источником исходных наблюдений является 250 г сколков с интервала 2-10 м и 10-30 мг раствора аналитической навески. Этого совершенно не достаточно. Для обнаружения и оценки золоторудных тел и зон должны быть представительные и достоверные первичные данные. РФА промер керна и полотна канав является значительно более достоверным и представительным, а еще значительно более экспрессным, дешевым и информативным (при предварительном гравитационном сгущении фракции 1-0,1 мм) по сравнению с ISP-MS методом.

2. Цитата: «Основой структурно-геохимических методов оценки перспектив рудоносности месторождений является наличие единой зональности рудных образований и их эндогенных ореолов. … 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». Модельный подход к поиску и оценке месторождений можно только горячо приветствовать. Свою модель объемной зональности для рядовых (бедных) и богатых золотом рудных зон (рудных столбов) авторы привели на рис. 1. Но на рисунке показаны только 2 абстрактных веретена с обобщенными графиками халькофильных и сидерофильных групп элементов. Нет ни геологической, ни структурной, ни внятной геохимической нагрузки. Также нет геолого-структурных уровней организации рудных образований. За красивыми словами «структура», «модель», «уровни организации рудных образований» ничего конкретного не стоит. В тексте статьи словесно приводятся некоторые сведения о структуре рудного поля. Цитата: «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. … 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.». Из текста следует, что золото-содержащие кварц-турмалиновые жилы (хлоридно-борнокислотные растворы) залегают в зеленокаменно измененных породах (формация пропилитов, температура порядка 300 град.). А подстилаются они молодыми гранитами (т.е. имеют активный контакт с древними породами). Контакты подорваны тектоникой надвигового (30 град) и сбросо-взбросового (60 град) характера. Рудоносные зоны прирурочены к тектоническим нарушениям разного плана. Из этих сведений можно сделать предположение, что источником золота явились молодые граниты, генерирующие рудоносные флюиды широкого диапазона температуры и переменного химического состава. Причем здесь надвиг? (попытка притянуть сюда структурно-стратиграфическое несогласие?). Среднетемпературные кварц-турмалиновые жилы в зонах пропилитизации обычно дают мелкие объекты, в отличие от зон струтурно-стратиграфического несогласия с более низкотемпературными зонами окварцевания. Структурно-геохимическая модель должна быть создана, хотя бы по принципу металлогенограммы. Текст должен сопровождаться конкретикой, а не наукообразными словами.

3. Цитата: «нами была создана поисково-оценочная структурно-геохимическая модель, которая была успешно использована для поиска рудных столбов. 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». Здесь могу отметить, что ряды геохимической зональности золоторудных месторождений различных рудно-формационных типов (в т. ч. с подразделением элементного состава и температур осаждения) уже давно были разработаны в СССР. То, что здесь приводится сравнение распределения халькофильных и сидерофильных групп элементов не соответствует осевой геохимической зональности рудно-гидротермальных систем (см. труды Овчинникова, Грагоряна, Рундквиста и многих других). Каждая геохимическая закономерность должна иметь четкое геологическое обоснование. Вынос элементов группы железа из зон гидротермальной проницаемости рудоносных растворов ведет к образованию во внутренних частях рудно-геохимических систем кварц-слюдистых и кварцевых метасоматитов, то есть, к «осветлению» пород. Образование таких осветленных зон приводит к увеличению пористости и проницаемости пород. Попутно замечу, что это разные понятия, может быть большая пористость, но низкая проницаемость. Однако, при высоких температурах порядка 300 град. пористость и проницаемость повышаются. В зонах повышенной проницаемости рудоносных растворов «рудный мульт» Ag x Sb x Cd отражает концентрацию осажденного рудного вещества (содержание металла), а «сидерофильный мульт» Ni xMn x V – пористость, т.е. потенциальный объем рудного тела. Таким образом, предложенный авторами коэффициент (Ag x Sb x Cd)/ (Ni x Mn x V) является не коэффициентом зональности, а коэффициентом интенсивности исследуемой рудоносной зоны. Любые эмпирические наблюдения должны иметь четкие геологические обоснования. Кстати, совершенно непонятно отнесение ртути к группе центробежных сидерофильных элементов, цитата : «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». Про особенности концентрации ртути, мышьяка, бария в золоторудных телах и зонах можно обсудить по подробнее, если читатели это пожелают.

Gen&Kap, 06.08.20 00:41:37 — авторам

Спасибо за практически важные работы с 37 элементами на объектах ранга рудное поле- месторождение- рудная зона- рудное тело- рудный столб.

На этом сайте опубликованы поисковые данные при работе с 50 элементами на объектах ранга рудное месторождение- рудное поле-рудный район- рудная провинция ("Капленков").

Много общего в поведении элементов различной подвижности.

Много неожиданностей и новизны откроется при получении лабораторных данных по газам и рассеянным элементам.

И это при том, что в природе нет двух одинаковых месторождений!

Успеха вам!

Семен, 06.08.20 11:57:36

Спасибо АО УК Петропавловск. Крупные фирмы должны заниматься наукой, а не только копать. Да еще и статью подготовили.

У нас большинство что-то сделают и молчат, все у них коммерческая тайна. А Петропавловск написал о работе, что и как получилось. Побольше бы таких фирм в России, а то совсем ума лишимся.

Журавлев, 08.08.20 14:51:55

Согласен с Генераловым по поводу того, что анализы проб непредставительные. Тратить большие деньги на выработки и скважины, а потом сделать дешевый анализ проб - это советский способ «освоить средства». Уж если деньги вбухали на выработки, так надо получить от проб максимум информации, тем более при поисках золота.

Магадан, 09.08.20 03:54:53

Все прочитал. Поиски провели, модель построили, а золото нашли? Где рудные столбы, рудные тела? Хоть пробы с золотом там были?

Бушмастер, 26.08.20 11:35:56 — Комментаторам

Спасибо за статью!

Увидел фамилию Пискорского Н.П. и сразу решил прочитать, работал с ним в Гайане в 2011 году, на объекте "Мэттьюс Ридж". Занимались отбором геохимических проб и поисковыми маршрутами, однажды, когда оставалось пара-тройка недель до окончания вахты-заезда (был там 4,5 месяца) коллега нашел видимый кусочек золотца в агрегате, сообщили об этом начальству и к нам сразу приехало оно. Но в итоге объект был закрыт, насколько я знаю, так как после уже не вернулся туда. Про "Кварцстоун" слышал, общались с коллегами уже в городе, когда выезжали под новый год, но чем дело закончилось так и знал.

Магадан - пробы с золотом были и добыча попутная даже была, но вроде результаты были не большие.

Вообще, в тех местах очень развита кустарная добыча местных "индейцев", как правило это небольшая артель с индусом во главе и человек 25-30 рабочими, а так же 2-3 небольших экскаватора, типа Caterpillar 311B, пара насосов и промприбор. И такая добыча часто происходит без каких-либо документов и "проектов"...

Кстати, всяких историй даже за то время, что мы там работали было очень много... :-)

СНС, 26.08.20 12:26:59 — Бушмастер

Тут историю про Гайану уже рассказывали: "Старательская добыча золота своими глазами":

https://zolotodb.ru/article/11292

Вы тоже можете рассказать.

Уважаемые посетители сайта! Пожалуйста, будьте как дома, но не забывайте, что в гостях. Будьте вежливы, уважайте родной язык и следите за темой: «Структурно-геохимические методы локального прогноза золотого оруденения (на примере золоторудного поля Кварцстоун, Гайана)»


Имя:   Кому:


Введите ответ на вопрос (ответ цифрами) "пятнадцать прибавить 1":