Содержание к диссертации
Введение 5
1. Методика исследований 11
Характеристика исходных фактических данных -
Методика обработки и анализа информации 12
Обзор методов, использующих оценки неоднородности распределения химических элементов 13
Методика оценки неоднородности геохимического спектра 23
2. Геологические особенности и металлогеническая характеристика
Центрально-Мартайгинской СФП 41
Особенности геологического развития территрии -
Металлогеническая характеристика территории 46
3. Геохимическая характеристика геологических образований
Центрально-Мартайгинской СФП 65
3.1. Геохимическая характеристика стратифицированных образований -
Пезасская серия (R3-V pz) -
Прокопьевская свита (R3 рг) 68
Малорастайская свита (R3-V mr) 70
Амарская свита (V am) 72
3.1.5. Растайская свита (V rs) 74
Нижняя подсвита (V rsj) -
Верхняя подсвита (V rsfi -
Устьанзасская свита (V-Єі ип) 11
Чумайская свита (V-Єі cm) 82
Устькундатская свита (Єї ик) 89
Усинская свита (Єї us) 91
3.1.10. Берикульская свита (Є2 br) 92
Нижняя подсвита (Є2 bri) -
Верхняя подсвита (Є2 br2) 93
Берикульская свита нерасчлененная (Є2 br)
Устькундусуюльская свита (D \ик) 95
Базырская толща (D\bz) 97
Берешская толща (Dj br) 98
Палатнинская свита (Dip/) 101
3.2. Геохимическая характеристика магматических образований 105
Устьанзасский вулканический комплекс. Субвулканические и экструзивные образования ф, Хп, q V-Єі ип) -
Терсинский дунит-гарцбургитовый комплекс (с, иа Яз:Єі і) 107
Московкинский перидотит-пироксенит-габбровый комплекс (ис, и,уЄіШ5) ПО
Кундусуюльский габбро-диорит-дол еритовый комплекс (v,8, (3 Єї
к) 114
3.2.5. Раннекембрийские плагиограниты (ру Єї) 118
Берикульский риодацит-базальт-трахибазальтовый комплекс. Субвулканические образования {J3 .2br) 119
Таскыльский пироксенит-габбровый комплекс (v С20 121
Мартайгинский габбро-диорит-гранодиоритовый комплекс (v, 8, у5С3т) 124
Малодудетский монцогаббро-монцодиоритовый комплекс ([xvb jx-д\і,^Є3тф 131
Лейкобазиты первой и второй фаз внедрения 133
Породы третьей фазы внедрения 134
Карнаюльский граносиенит-субщелочномеланогранитовый комплекс (єуб'ь єту2ьбу2 Є3-Оі к) 136
Горячегорский щёлочно-габброидный комплекс
(Е/, Ev, Ev2, Еи4, ф^5 Dj g) 138
Базырско-ашпанский трахиандезит-тефрит-трахит-трахибазальтовый комплекс. Субвулканические образования (emv; Emv; P,Tp,^,x7cDifea) 143
Карадатский щелочно-сиенитовый комплекс (Е, Е^л, Di к) 147
Среднедевонские дайки долеритов, микрогаббро, лампрофиров (mvD2) 148
Чебулинский щелочногранит-субщелочногранитный (гипабиссальный) комплекс (єу С-Р с) 151 3.3. Неоднородность геохимического спектра геологических образований Центрально-Мартайгинской СФП 153
Неоднородность геохимического спектра стратифицированных образований -
Неоднородность геохимического спектра магматических образований 157 4. Геолого-геохимические особенности и рудоносность Талановско-Богородской зоны 163
4.1. Геолого-структурные особенности Талановско-Богородской зоны и
ее рудоносность -
4.2. Неоднородность геохимического спектра геологических
образований Талановско-Богородской зоны 167
Стратифицированные образования -
Магматические образования 185
4.3. Геохимические ореолы элементов и мультипликативных
показателей на Талановско-Богородском участке 205
Титан 206
Фосфор 207
Никель 208
Кобальт
Медь 210
Ванадий 211
Свинец
Цинк 212
Вольфрам 213
Молибден
Висмут 214
Мышьяк 216
Олово
Барий 217
Мультипликативный показатель (KKPbxKKAs) 218
Мультипликативный показатель (KKCuxKKZn) 220 4.4. Закономерности пространственного изменения неоднородности геохимического спектра на Талановско-Богородском участке 221 5. Неоднородность геохимического спектра как прогнозно-поисковый критерий рудоносности 224
Прогнозные критерии золоторудных полей 225
Поисковые критерии золоторудных полей и месторождений 229
Характеристика проявлений рудной минерализации площади и выделение перспективных участков 237
5.3.1. Характеристика рудопроявлений золота Талановско-Богородской
зоны -
5.3.2. Характеристика рудоперспективных участков 243
Заключение 250
Литература 253
Введение к работе
Разработка новых критериев прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых является одной из приоритетных задач геологии и геохимии. Особенно актуально это в настоящее время, когда в условиях значительного снижения потенциала известных рудных объектов остро стоит вопрос о выявлении новых потенциально рудоносных районов.
Разработка принципов и методов оценки состояния химических элементов в природных объектах и обработки геохимических данных -являются одними из приоритетных областей исследования в геохимии. Проблемой геохимической неоднородности геологических образований в той или иной степени занимались многие специалисты. В многочисленных исследованиях (Коржинский, 1953; Таусон, 1961, 1965, 1983; Ляхович, 1964, 1969, 1974; Жариков, Омельяненко, 1965, 1967; Смолин, 1965; Щербаков, 1967, 1974; Шоу, 1969; Соловов, Гаранин, 1972; Смыслов 1974; Смыслов и др., 1974, 1979; Ткачев, Юдович, 1975; Сафронов 1978; Коробейников 1987; Овчинников, 1988 и др.) было показано, что в связи с процессами рудообразования значительному перераспределению подвергаются как макро-, так и микроэлементы. При этом резко увеличивается неоднородность распределения большинства элементов и, в первую очередь, редких и рассеянных, что выражается в значительном увеличении показателя дисперсии и вариации их содержания.
В данной работе показано, что в связи с процессами рудообразования в целом возрастает неоднородность геохимического спектра геологических образований. Под геохимическим спектром понимается совокупность распределения химических элементов в изучаемых объектах (Поцелуев и др., 2001). Полный геохимический спектр включает все элементы от водорода (№ 1) до урана (№ 92). Современные методы аналитических исследований при выполнении прогнозно-поисковых работ позволяют экспрессно получать информацию о 30-50 химических элементах, что вполне достаточно для характеристики общих особенностей геохимического спектра изучаемых
образований.
Оценка неоднородности геохимического спектра геологических образований по показателям дисперсии геохимического спектра (ДГС) и вариации геохимического спектра (ВГС) позволяет получить информацию о процессах и степени дифференциации вещества, а также использовать ее для прогнозирования и поиска различных полезных ископаемых.
Предметом исследований по данной теме явились геологические образования Центрально-Мартайгинской структурно-формационной подзоны (СФП) Кузнецкого Алатау, с которыми связаны месторождения и проявления различных полезных ископаемых - золота, редких и радиоактивных металлов и др. Эти объекты изучались длительное время как в структурном, так и вещественном плане. Накоплен значительный объем и появляется много новой геохимической информации. Использование результатов настоящей работы позволит получить дополнительную информацию об их геохимической неоднородности и перспективах рудоносности. Все это расширит базу методов интерпретации геохимии и ее прогнозную и поисковую информативность.
ЦЕЛЬ РАБОТЫ: Разработать критерии прогнозирования и поисков золоторудных объектов в пределах Талановско-Богородской зоны на основе оценки неоднородности геохимического спектра геологических образований.
В связи с этим были поставлены следующие задачи:
Разработать методику оценки неоднородности геохимического спектра геологических образований и ее использование в целях прогнозирования и поисков месторождений полезных ископаемых.
С помощью показателей ДГС и ВГС оценить неоднородность геохимического спектра геологических образований Центрально-Мартайгинской СФП и получить новую прогнозно-поисковую информацию.
Используя комплекс геолого-геохимических критериев получить качественно новую прогнозно-поисковую информацию и выделить рудоперспективные участки в пределах Талановско-Богородской зоны.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ:
- разработана методика оценки неоднородности геохимического
спектра геологических образований;
- выделены группы химических элементов, по которым проводится
оценка неоднородности геохимического спектра для решения различных
задач;
- установлено, что неоднородность геохимического спектра
стратифицированных и магматических пород в пределах Центрально-
Мартайгинской СФП значительно возрастает от ранних (отложения
пассивной континентальной окраины и образования задугового окраинного
моря) к более поздним (рифтогенные внутриплитные) образованиям;
- комплекс поисковых геохимических критериев золоторудных полей и
месторождений дополнен показателями, характеризующими неоднородность
геохимического спектра геологических образований.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЗНАЧИМОСТЬ РАБОТЫ:
Оценена геохимическая неоднородность геологических образований Центрально-Мартайгинской СФП, что позволило уточнить перспективы их потенциальной рудоносности. Данные результаты были использованы при геолого-минерагеническом картировании масштаба 1:200000 северной части Кузнецкого Алатау.
Даны рекомендации по использованию показателей неоднородности геохимического спектра в качестве критериев рудоносности.
3. С помощью комплекса поисковых критериев с использованием
показателей неоднородности геохимического спектра получена качественно
новая прогнозно-поисковая информация и выделены рудоперспективные
участки в пределах Талановско-Богородской зоны.
ИСХОДНЫЕ ФАКТИЧЕСКИЕ МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ: В основу диссертационной работы положены материалы,
собранные автором с 1999 г. по 2002 г., во время работы в ФГУГП «Запсибгеолсъемка» и при выполнении научных исследований в процессе обучения в очной аспирантуре Томского политехнического университета (2002-2005 г.г.).
В работе использованы результаты более 6300 анализов геологических образований по первичным ореолам, обобщенные Геохимической партией ФГУГП «Запсибгеолсъемка» за период работ с 1968 г. по 2004 г. А также использованы результаты анализов более 14000 проб по вторичным ореолам рассеяния, отобранных на Талановско-Богородском поисковом участке.
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ: Результаты исследований, полученные автором, докладывались на научных форумах различного уровня: II, III, IV, VII, VIII Международных научных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 1998, 1999, 2000, 2003, 2004), научной конференции «Проблемы геологии и географии Сибири» (Томск 2003), на VI международной конференции «Новые идеи в науках о земле» (Москва, 2003), научной конференции «Благородные и редкие металлы Сибири и Дальнего Востока» (Иркутск, 2005). По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, из них 2 в ведущем реферируемом журнале, включенном в перечень ВАК. Выполненные автором научные исследования были поддержаны грантом НК «ЮКОС» в 2002 г. и грантом для поддержки научно-исследовательской работы аспирантов вузов Федерального агентства по образованию (тема 12.117.04) в 2004 г. Автор также выполнял данные исследования в составе коллектива в рамках научных проектов, поддержанных в 2005 г. грантами УР № 09.01.415 и РФФИ 05-05-64356.
ОБЪЕМ РАБОТЫ: Реферируемая работа, объемом 270 страниц машинописного текста, состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы, включающего 204 наименования. Диссертация иллюстрирована 61 рисунком и 12 таблицами.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ: В работе рассматриваются следующие
защищаемые положения:
Неоднородность геохимического спектра является отражением степени дифференциации геологических образований. Она возрастает при проявлении рудообразующих процессов и может быть использована в качестве критерия рудоносности на благородные, редкие и радиоактивные металлы. В качестве характеристики неоднородности геохимического спектра предлагается использовать показатели дисперсии и вариации.
В Центрально-Мартайгинской структурно-формационной подзоне неоднородность геохимического спектра стратифицированных и магматических пород возрастает от ранних (отложения пассивной континентальной окраины и образования задугового окраинного моря) к более поздним (рифтогенные внутриплитные) образованиям. В пределах каждого геодинамического этапа развития структурно-формационной подзоны месторождения благородных, редких и радиоактивных металлов проявляют связь с геологическими образованиями, характеризующимися более высокой степенью неоднородности геохимического спектра.
3. На основе выявленных закономерностей изменения неоднородности
геохимического спектра в комплексе с другими критериями в пределах
Талановско-Богородской зоны выделены участки, на которых рекомендуется
постановка детальных поисковых и оценочных работ.
БЛАГОДАРНОСТИ: Автор выражает глубокую признательность и благодарность научному руководителю, доценту, к.г.-м.н. А. А. Поцелуеву, под руководством которого он начал заниматься исследованиями в этом направлении в 1997 г.
Автор вполне отдает себе отчет в том, что без сотрудничества с коллегами из ФГУГП «Запсибгеолсъемка» многие положения данной работы не были бы реализованы. Автор искренне благодарен заместителю главного геолога В.Л. Некипелому и ведущему геологу С.А. Некипелой за консультации и постоянную помощь в подборе материалов для написания диссертационной работы. Автор выражает большую признательность за
консультации и поддержку ведущим специалистам предприятия: А.Н. Уварову, А.И. Черных, B.C. Куртигешеву, Н.И. Немтиной, А.В. Дубскому и И.В. Зюбе.
За конструктивные замечания и предложения автор выражает особую признательность профессору кафедры ГРПИ, д.г.-м.н. И.В. Кучеренко и заведующему кафедрой ГЭГХ, профессору, д.г.-м.н. Л.П. Рихванову.
При выполнении работы автор неизменно пользовался советами и рекомендациями, помощью и поддержкой сотрудников кафедры геоэкологии и геохимии и благодарит к.г.-м.н. В.А. Домаренко, к.г.-м.н. Е.Г. Язикова, к.г.-м.н. И.С. Соболева, к.г.-м.н. А.Ю. Шатилова, к.г.-м.н. В.И. Котегова, к.г.-м.н. А.В. Волостнова, к.г.-м.н. СВ. Азарову, к.б.н. Н.В. Барановскую, B.C. Барановского, аспирантов: A.M. Беляеву, Лелю В. Жорняк и Лину В. Жорняк.
Автор признателен за ценные замечания и консультации к.г.-м.н. В.Г. Ворошилову, к.г.-м.н. Б.Д. Васильеву, ст. науч. сотр. В.Д. Волостнову, к.г.-м.н. С.С. Гудымовичу, к.г.-м.н. С.К. Кнышу, к.г.-м.н. И.И. Коптеву, к.г.-м.н. М.В. Шалдыбину.
Отдельную признательность за плодотворное сотрудничество автор выражает аспиранту кафедры ГЭГХ В.Ю. Берчуку.
