Содержание к диссертации
Введение
1. Геологическое строение месторождения 7
1.1. История геологического изучения месторождения 7
1.2. Положение месторождения в региональных структурах 14
1.3. Вмещающие породы 18
1 4. Магматизм 31
1.5. Рудоконтролирующие и рудовмещающие структуры 33
1.6. Морфология рудной залежи 42
1.7. Строение рудной залежи 43
1.8. Распределение золота внутри рудной залежи 51
1.9. Границы рудной залежи 51
1.10. Факторы контроля золотой минерализации 52
2. Условия формирования месторождения 55
2.1. Метаморфическая и метасоматическая зональность 55
2.2. Физико-химические параметры рудообразования 68
2.3. Генетическая метаморфогенно-гидротермальная модель формирования месторождения 80
3. Вещественный состав руд 83
3.1. Минеральный состав руд 83
3.2. Последовательность минералообразования 83
3.3. Типоморфные особенности золота 88
3.4. Минералогическая зональность 100
4. Прогнозно-поисковые признаки золотоносности терригенных толщ, устанавливаемые на примере Наталкинского месторождения 109
4.1. Прогнозно-поисковые признаки 109
4.1.1. Метасоматические признаки 111
4.1.2. Структурно-морфологические признаки (типы потенциальных рудных тел) 111
4.1.3. Минералогические признаки 112
4.1.4. Прямые признаки 113
4.2. Месторождения-аналоги 114
Заключение 117
Список литературы
- Положение месторождения в региональных структурах
- Физико-химические параметры рудообразования
- Последовательность минералообразования
- Структурно-морфологические признаки (типы потенциальных рудных тел)
Введение к работе
Актуальность работы, цели и основные задачи исследований. После приобретения Наталкинского месторождения ОАО «Рудник им. Матросова» (дочерней компанией ОАО «Полюс») проводится интенсивная подготовка объекта к промышленному освоению по методике открытой отработки. Предложение о переоценке месторождения было высказано М.П.Казимировым в 2000 г. (Григоров и др., 2007). Установлено, что при снижении среднего содержания до 1-2 г/т весь пучок сближенных минерализованных зон может рассматриваться как единая рудная залежь. Рудная залежь представляет собой минерализованную зону, пронизанную сетью кварцевых жил, участков брекчирования, разноориентированных кварцевых прожилков, с участками массивного окварцевания и сульфидизации (Григоров и др., 2007).
Учитывая уникальные масштабы объекта, его подготовку к отработке по новой для РФ крупнообъемной методике и неравномерную изученность геологической структуры и вещественного состава (верхняя часть (250 м) месторождения изучалась в разные годы различными исследователями, которым были доступны лишь отдельные участки; нижняя часть (600 м) - ранее практически не была изучена), на месторождении возникла необходимость продолжения научно-исследовательских работ.
В 2005-2006 гг. ФГУП ЦНИГРИ проводились научно-исследовательские работы по теме «Создание многофакторной модели глубоких горизонтов Наталкинского месторождения». Актуальность проводимых работ определяется уникальными масштабами оцениваемого месторождения. Его освоение создаст прецедент для переоценки минерально-сырьевой базы Магаданской области и России в целом в сторону ее многократного увеличения.
Целью настоящего исследования является выявление прогнозно-поисковых признаков Наталкинского месторождения. На основе изменившихся представлений о морфологии рудных тел и новых данных, полученных в ходе выполняемого ОАО «Рудник им. Матросова» обширного проекта по доразведке месторождения, основные задачи исследований включают в себя раскрытие следующих прогнозно-поисковых элементов: 1) структурных (положение месторождения в региональных структурах, рудоконтролирующие и рудовмещающие структуры) и литологических (детальное изучение литологических особенностей горно-буровых разрезов и выделение благоприятных литолого-стратиграфических уровней); 2) элементов морфологии рудных тел и распределения золота (строение рудной залежи, вертикальная структурно-морфологическая зональность); 3) метаморфических и метасоматических (с составлением схемы зональности); 4) минералогических (изучение состава и зональности рудной залежи с использованием современных технологий).
Методика исследований, фактический материал и личный вклад автора. Фактическую основу работы составляет материал, собранный автором в процессе выполнения полевых и камеральных научно-исследовательских работ ЦНИГРИ в течение 2005-2006 гг. Исследование месторождения включало в себя выборочную документацию канав, подземных горных выработок и керна буровых скважин (около 10,5 тыс.м) по четырем горно-буровым профилям: 1) (-70): скважины 2, 5, 6, 7, 8А, 9, канава 3; 2) (+20): квершлаги 10, 11 (гор.600 м), скважины 17, 18, 19, 20/2, 20/6, 21, 22; 3) (+50): скважины 1, 2, 4, 5, 7, 9, 10, 12, 13, 15, 146, 147; 4) (+90): квершлаги 6, Т (гор.600 м), скважины 89/15, 97, 100, 101, канава 3. Была выполнена фото документация рудоносной залежи (квершлаги 6, 7 , 10, 11) в масштабе 1:10. В полевых условиях было проведено минералогическое изучение 554 проб с помощью бинокулярного микроскопа и составлена полевая компьютерная база данных с приведенными в ней результатами атомно-абсорбционного анализа на Au, Ag. В камеральных условиях были изучены 536 прозрачных шлифов, 105 аншлифов, 7 протолочных проб, выполнено 72 рентгенофазовых анализа, 133 микрорентгеноспектральных анализа самородного золота, проведено прокрашивание карбонатов в 180 пробах и сделано 129 замеров температур гомогенизации газово-жидких включений. При участии автора были составлены геологические разрезы масштаба 1:1 000 по профилям -70, +20, +50, +90. В результате их генерализации с использованием материалов предшествующих исследователей были составлены обзорная геологическая схема центральной части месторождения масштаба 1:10 000 и геологические разрезы по изученным профилям масштаба 1:4 000, а также схемы метасоматической и рудной зональности.
Научная новизна. Автором впервые установлена роль разломов северо-западного простирания, элементов складчатой структуры и литологического контроля в качестве рудоконтролирующих факторов Наталкинского месторождения как крупнотоннажного объекта. Впервые метасоматические изменения на Наталкинском месторождении рассмотрены не относительно отдельных золото-кварцевых жил, а по отношению к рудной залежи в целом; в результате составлена метасоматическая зональность с тремя зонами изменений. Автором впервые показано значение выполаживающихся разломов для контроля крупнотоннажной залежи на Наталкинском месторождении. Охарактеризовано строение рудной залежи, при этом особое внимание уделено тонким разноориентированным прожилкам в межжильном пространстве, определяющим объемное распределение золота. Сделан вывод о том, что основная масса золота отлагалась в ходе единственной продуктивной стадии. Впервые установлена рудная зональность в объеме всего месторождения, включая фланги и глубокие горизонты.
Практическая значимость. Работа направлена на решение важной народнохозяйственной проблемы по расширению минерально-сырьевой базы Северо-Востока России. Центрально-Колымский регион имеет реальную перспективу выявления крупнотоннажных месторождений. Наталкинское месторождение является эталонным, наиболее изученным объектом этого класса. Успешное доизучение Наталкинского месторождения позволит в будущем рационально отработать эталонный объект. Прогнозно-поисковые признаки золотоносности терригенных толщ, установленные на примере Наталкинского месторождения, впоследствии могут быть широко использованы при поисках и прогнозе месторождений-аналогов Северо-Востока России.
Апробация работы. Основные материалы и положения диссертации докладывались на VII и VIII международных конференциях «Новые идеи в науках о земле», РГГРУ, г. Москва (2006, 2007 гг.), на научно-практической конференции молодых ученых и специалистов «Актуальные проблемы геологического изучения недр и воспроизводства минерально-сырьевой базы твердых полезных ископаемых», ВИМС, г. Москва (2008 г.), опубликованы на XIII Международной конференции по термобарогеохимии и IV симпозиума APIFIS, ИГЕМ РАН, г.Москва, (2008 г.). Результаты исследований изложены в 9 печатных работах (в том числе 5 статей и 4 тезиса докладов) и двух научно-производственных отчетах.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заключения. Текст диссертации (126 стр.) сопровождается 45 иллюстрациями и 6 таблицами, список литературы содержит 90 наименований. Главы диссертации соответствуют основным защищаемым положениям. В главе 1 проанализированы изученность, положение месторождения в региональных структурах, вмещающие породы, магматизм, рудоконтролирующие и рудовмещающие структуры, рассмотрены морфология и строение рудной залежи, особенности распределения золота внутри рудной залежи, ее границы и факторы контроля золотой минерализации. В главе 2.приводятся данные, обосновывающие метасоматическую зональность, реконструируются физико-химические параметры рудообразования и разработана генетическая модель формирования месторождения. В главе 3 охарактеризован минеральный состав руд, последовательность минералообразования, типоморфные особенности золота и минералогическая зональность. В главе 4 разработаны прогнозно-поисковые признаки золотоносности терригенных толщ, устанавливаемые на примере Наталкинского месторождения, проведено сопоставление с эксплуатирующимся эталонным крупнотоннажным месторождением Мурунтау (Узбекистан).
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю работы доктору геолого-минералогических наук С.Ф.Стружкову за всестороннюю помощь при подготовке диссертации. Автор благодарит руководителей геологоразведочных организаций: М.П.Казимирова, С.А.Григорова, Б.К.Михайлова и М.К.Коренюка, которые провели переоценку месторождения как крупнотоннажного;
сотрудников ОАО «Рудник им. Матросова» и ОАО «Полюс»: Н.П.Ягубова, В.И.Чичева, В.Д.Ворожбенко, С.В.Кузина, П.И.Кушнарева, А.П.Кушнарева, Н.Ф. Давыденко - за помощь при сборе материалов. Автор признателен за поддержку М.М.Константинову, осуществлявшего научное руководство работами, а также коллегам по работе: М.В.Наталенко, В.А.Данильченко, И.З.Исакович, В.Б.Чекваидзе, А.В.Обушкову, М.А.Зайцевой, С.Г.Кряжеву, В.В.Аристову, Д.Н.Задорожному, Л.А.Остапенко, В.К.Политову, О.Б.Рыжову.
Основные защищаемые положения
1. Главные рудоконтролирующие элементы Наталкинского месторождения, локализованного в терригенной толще пермского возраста: туфогенно-терригенно-сланцевая фациально изменчивая толща, влияющая на стратоидность рудных тел; каркас разломов, ограничивающих месторождение и определяющих его вертикальную структурно-морфологическую зональность. Эта зональность выражается в смене (сверху вниз) мегаштокверка, включающего мощные золотоносные кварцевые жилы, мегаштокверком прожилково-вкрапленных руд.
2. Околорудные метасоматиты месторождения образуют три зоны: внешнюю -кварц-кальцитовую, среднюю - альбит-кварцевую и внутреннюю - серицит-кварцевую. Рудные тела, приуроченные к метасоматитам средней и внутренней зон, сопровождаются сменой в пространстве кальцита альбитом.
3. Месторождение сформировано в четыре разновременные минеральные ассоциации: 1) хлорит-мусковит-серицитовая; 2) пирит-арсенопирит-анкерит-альбит- кварцевая; 3) продуктивная - золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-кварцевая; 4) пирит- кальцитовая. В продуктивной ассоциации с глубиной увеличивается количество сфалерита и халькопирита, уменьшается количество пирита и галенита при сквозном развитии арсенопирита.
4. Прогнозно-поисковые признаки золотоносности терригенных толщ, устанавливаемые на примере Наталкинского месторождения, включают: обширные метасоматические ореолы (от внутренних к внешним — серицит-кварцевого, альбит- кварцевого и кальцит-кварцевого состава), которые вмещают рудоносный мегаштокверк, состоящий из разноориентированных кварцевых жил, зон прожилкования, многочисленных макро- и микропрожилков. Наличие проявлений многостадийной рудной минерализации.
Положение месторождения в региональных структурах
Положение Наталкинского месторождения в региональных структурах достаточно полно освещено в многочисленных фондовых и опубликованных работах. (Гончаров, Ворошин, Сидоров, 2002; Григоров и др., 2007).
Наталкинское золоторудное месторождение расположено в пределах Яно-Колымской металлогенической провинции, Тенькинского рудного района, в Омчакском рудно-россыпном узле (рис. 1). Рудный узел находится в пределах развития верхнепермских алевро-песчаной, туфогенно-терригенной сланцевой, алевро-глинистой и нижнетриасовой алевро-глинистой субформаций и совпадает с крылом крупной антиклинальной складки первого порядка. Крыло складки первого порядка осложнено двумя антиклинальными складками второго порядка. Рудный узел также совпадает с тектоническим блоком, ограниченным ветвями Тенькинского рудоконтролирующего разлома и кулисами Нелькобинской поперечной зоны.
Известные золото-кварцевые месторождения Наталкинское, Омчак, Павлик и ряд рудопроявлений представлены объемными штокверками в осадочных породах в пределах пермского стратоуровня.
В пределах Наталкинского рудного поля, помимо разведанного крупного рудного тела-лидера (подробное описание приведено ниже) ожидается выявление еще как минимум одного рудного тела-сателлита со сходными содержаниями золота (возможно в пределах месторождения Омчак). Ресурсы золота предварительно оцениваются в 1/3 часть разведанного рудного тела (500 т).
В пределах Павликского рудного поля геологоразведочные работы проводились ранее (в 50—е и 80-е годы): оно разведано штольнями и шахтами на глубину 600-700 м, скважинами на 800 м. Запасы золота- 43,1 т при среднем содержании 3,1 г/т, оценены как забалансовые. Прогнозные ресурсы - 55 т (среднее содержание 2,9-3,1 г/т, глубина прогноза 300 м). Месторождение не эксплуатировалось и было законсервировано. В 2008 г. планируется возобновление поисковых работ за счет собственных средств горнорудных компаний. Предварительная оценка прогнозных ресурсов (с учетом забалансовых запасов) составляет 100 т при среднем содержании 3,0 г/т.
В рудном узле ожидается выявление крупных золото-кварцевых месторождений «Наталкинского» типа (в том числе скрытых) объектов. В его пределах при участии автора (С.Ф. Стружков и др. 2006 г.), выделено двенадцать потенциальных рудоносных зон. К положительным факторам относятся пермский стратоуровень, диамиктитовая субформация, Тенькинская антиклиналь, комплексная геохимическая аномалия, мелкое, низкопробное золото разнообразной морфологии в россыпях, преобладающий «Наталкинский» тип месторождений. Ресурсный потенциал рудного узла оценивается в 3000 т золота (учитывая оцененные прогнозные ресурсы по месторождениям Наталка, Омчак, Павлик и наличие незаверенных бурением отрезков перспективных рудоносных зон).
Вмещающие породы в изученных частях месторождения представлены (снизу-вверх): верхнепермскими породами тасской (Pats), атканской (Ргаї) и нерючинской (Ргпг) свит, согласно залегающими друг на друге.
Тасская свита является местным аналогом более широко распространенной в Центрально-Колымском регионе пионерской свиты. Мощность тасской свиты в пределах изученных частей месторождения превышает 600 м. В пределах рудного поля тасская свита характеризуется монотонным разрезом черных углистых сланцеватых аргиллитов с прослоями черных, темно-серых алевролитов и редкими слойками желто-коричневых среднезернистых песчаников. Слоистость в аргиллитовых прослоях не характерна, в алевролитах - горизонтально-слоистые текстуры. Формирование отложений свиты, вероятно, происходило в условиях глубоководного морского бассейна в достаточно спокойных условиях осадконакопления. Бедность отложений свиты остатками окаменелостей бентосной фауны свидетельствует о неблагоприятных условиях для ее развития, что, скорее всего, было связано с сероводородным заражением среды. Не исключено, что это обстоятельство явилось одной из причин образования впоследствии в толщах пород вкрапленного метаморфагенного пирита.
Физико-химические параметры рудообразования
Физико-химические особенности рудообразования изучались при участии автора (Стружков и др., 2006, 2008) по данным гомогенизации и криометрии газово-жидких микровключений, по результатам газовой хроматографии. Флюидные включения исследовались в полированных пластинах в универсальной криотермокамере оригинальной конструкции, позволяющей проводить измерения температур фазовых переходов в интервале —180...+600С с точностью +0.3С, а также на установке УМТК-3. Изучались размеры, форма, фазовый состав и количество включений.
Изучение индивидуальных флюидных включений в кварце проводилось по общепринятой методике, предусматривающей регистрацию температур всех фазовых переходов в процессе нагревания образца от -180 до +500С. К таким переходам относятся следующие: Тэ - температура протаивания эвтектики, позволяющая оценить тип солевой системы; ТПЛ — температура плавления последнего кристалла льда, зависящая от концентрации раствора; ТПГ - температура плавления клатратов (гидратов СО2-СН4); ТПСС 2 - температура тройной точки углекислоты, понижение которой свидетельствует о наличии примесей (главным образом углеводородов); ТгомСОг — температура гомогенизации углеродсодержащей фазы в жидкую или газовую фазу, в зависимости от плотности и состава; Тгом — температура полной гомогенизации включения, принимаемая за минимальную температуру его захвата. Для определения температуры минералообразования в ряде случаев требуется учет состава раствора и давления. Давление Р0бр оценивается по диаграммам состояния системы HaO-CCVNaCl, а также по диаграмме состояния СОг с учетом ее измеренной плотности. При интерпретации результатов использованы экспериментальные данные по свойствам водно-солевых и водно-газовых смесей соответствующего состава (Реддер, 1982; Такеноучи, Кеннеди, 1968 и др). Для определения валового состава включений в кварце использован разработанный в ЦНИГРИ метод (Кряжев и др., 2003). Высушенную при 150С навеску (0.5 г) помещают в стеклянный реактор и измельчают в атмосфере инертного .газа при 200С. Газы, выделившиеся из вскрытых флюидных включений, при помощи крана-дозатора вводят в хроматограф, снабженный делителем потока для одновременного определения воды, углекислоты и углеводородов. Свойства газово-жидких включений Газово-жидкие микровключения наблюдались в кварце из кварцевых, кальцит-кварцевых, золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-альбит-анкерит-кварцевых жил и прожилков Наталкинского месторождения. Всего были изучены 125 кварцевых пластинок. Для экспериментов оказалась пригодна 29 пластинка. Было выполнено 129 замеров температур гомогенизации.
Жильный кварц Наталкинского месторождения мало пригоден для термобарогеохимических экспериментов. Как правило, он характеризуется весьма немногочисленными и мелкими микровключениями минералообразующих растворов размером 1-20 мкм. Изученные включения отнесены к трем генетическим типам. К первичным относятся индивидуальные включения, расположенные изолированно в объеме минерала вне видимой связи с трещинами. Первично-вторичные образуют короткие линейные группы, не пересекающие границу кристалла. Вторичные включения залечивают протяженные трещины. Первичные и первично-вторичные включения использовались для характеристики представленного в образце этапа (стадии) рудообразования, а вторичные включения - для выяснения температурных параметров последующих стадий (Ермаков, 1972).
По фазовому составу преобладают газово-жидкие включения. Коэффициент наполнения (относительный процент газовой фазы) - 5-20%. Часто встречаются также включения с фазой углекислоты. Включений с твердой фазой (NaCl) не встречено. Температура и давление в период мипералообразования, состав растворов Все включения содержат водно-солевой раствор с низким содержанием хлор-иона, температура протаивания эвтектики варьирует от -8 до -6С. Основными солевыми компонентами раствора, вероятно, являются гидрокарбонаты. Концентрация солей, оцененная по температуре плавления льда (от -3 до -6С) и/или температуре плавления гидрата СОг (от +5 до +8С) составляет 5-9% в NaCl-эквиваленте. Достаточно близкие криометрические характеристики всех изученных включений указывают на единую генетическую природу минералообразующего раствора. Основными параметрами, по которым отличаются различные группы включений, являются температуры их гомогенизации и вариации содержаний углекислотной фазы (рис. 28, табл. 1).
Высокотемпературные генерации включений (ТГОм более 300С) содержат плотную углекислоту (30 объемных %), которая гомогенизируется в жидкую фазу при 26С (плотность 0.7 г/см ). Судя по смещению тройной точки СОг до -58С, во флюиде присутствует примесь метана (возможно также и азота), поэтому истинное содержание углекислоты лежит в пределах 10...6 мол.%. С учетом этого минимальное давление консервации включений оценивается в 450 бар, максимальное - в 800 бар.
Включения со средними температурами гомогенизации (230-290С) содержат углекислоту более низкой плотности (около 0.4 г/см3) в количестве 5-7 мольн %. Вероятно, именно с этими включениями генетически связаны широко распространенные газовые "пузырьки", заполненные плотной СОг с примесью метана (Тпл -58С, TYoM +19...+24 в жидкую фазу). Пределы давления при образовании таких включений составляют 500-1000 бар. Во включениях с ТГОм 230-250С фаза углекислоты визуально не фиксируется, однако ее присутствие устанавливается по образованию газогидрата при охлаждении. В единичных случаях наблюдалась гомогенизация СОг в газовую фазу при +20С. Подобные включения могли сформироваться при более низком давлении (но не менее 200-300 бар).
Последовательность минералообразования
В ассоциации с последним постоянно наблюдается пирротин, образующий просечки мощностью не более 1 мм, ориентированные согласно сланцеватости вмещающих пород. Ореолы пирротинизации прослеживаются за пределами месторождения и внешняя граница их распространения к настоящему времени не оконтурена. Учитывая, что продукты раннего прогрессивного метаморфогенного этапа в пределах месторождения встречаются лишь в виде реликтовых образований, данный этап не был включен в предлагаемую автором настоящей работы схему минералообразования. Все выделяемые автором минеральные ассоциации (см. рис. 32) относятся к регрессивному метаморфогенному этапу (по В.Б. Чекваидзе и др., 1990 г.) Рудные тела Наталкинского месторождения сложены четырьмя разновременными минеральными ассоциациями: хлорит-мусковит-серицитовой, пирит-арсенопирит-анкерит-альбит-кварцевой, золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-кварцевой и пирит-кальцитовой. 1. Хлорит-мусковит-серицитовая минеральная ассоциация характеризуется разложением биотита, псевдоморфным замещением его хлоритом, а также интенсивной дисульфидизацией пирротина. Последний замещается агрегатом мелкозернистых скоплений марказита с сохранением реликтовой вкрапленности пирротина. Дальнейшее замещение хлорита тонкочешуйчатым мусковитом и мусковитовидным серицитом является предвестником процесса рудоотложения. При этом агрегаты марказита замещаются пиритом, имеющим характерную ажурную структуру (пирит 1-ой генерации). В дальнейшем при нарастании интенсивности- процесса серицитизации имеют место новообразования метакристаллического зонального пирита, переполненного реликтами вмещающих пород (П-я генерация). Выделения этой генерации пирита чаще всего ориентированы согласно рассланцеванию вмещающих пород, либо образуют в их пределах незакономерную вкрапленность. Последнее обусловлено структурно текстурными особенностями проявления мусковит-серицитовых ореолов от просечкового и пятнистого характера до объемного замещения. В ходе отложения хлорит-мусковит серицитовой минеральной ассоциации имело место образование тонких прожилков, вкрапленности и пятнистых обособлений дорудного анкерита, сопровождаемого вкрапленностью рутила. Необходимо отметить, что процесс «рутилизации» является характерным для Наталкинского месторождения. В дальнейшем, при проявлении процессов рудоотложения, рутил неоднократно переотлагался с укрупнением его зерен, сопровождая различные минеральные парагенезисы. 2. В ходе отложения пирит-арсенопирит-анкерит-альбит-кварцевой минеральной ассоциации происходило становление жильно-прожилковых систем «Наталкинского» типа с широким проявлением прожилков кварцевого, альбит-кварцевого, анкеритового и кальцитового составов (Fe-кальцит, мангано-кальцит), в различной степени обогащенных сульфидной минерализацией. Среди жильных минералов существенную роль наряду с кварцем имеет анкерит при их соотношениях 1/1, 1/2. Пирит-арсенопирит-анкерит-альбит-кварцевая минеральная ассоциация характеризуется варьирующим количественным соотношением жильных минералов. Отношение кварц/альбит = от 1/1 до 5/1; кварц+альбит/карбонат 10/1 до прожилков существенно кварцевого состава. Содержание сульфидов варьирует от 2 до 10%. Сульфидная минерализация образует прожилки и вкрапленность в жильной массе, часто тяготея к зальбандам прожилков или же к зонам интенсивного брекчирования вмещающих пород. В последнем случае сульфиды локализуются в зонах контакта обломков и жильной массы. Арсенопирит 1-ой генерации, являющийся основным минералом данной стадии, характеризуется срастанием призматическизернистых агрегатов, образуя в жильной массе скопления порфировидной формы. Размер зерен колеблется от долей мм до 5 мм. Типичен постоянный парагенезис арсенопирита с пиритом Ш-генерации. Последний образует скопления гипидиоморфнозернистой структуры, интенсивно корродируется арсенопиритом, сохраняясь в нем в виде реликтов. Соотношение арсенопирит/пирит составляет от 1/1 до 1/2. Арсенопирит локально обнаруживает элементы зонального строения, подчеркиваемого развитием зерен мелкозернистых метакристаллических агрегатов Со-арсенидов, представленных минералами группы саффлорит-леллингит.
Отложению золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-кварцевой минеральной ассоциации предшествовал процесс интенсивного дробления минералов ранней рудной стадии. Широко проявлены текстуры дробления и зоны повышенной трещиноватости в агрегатах арсенопирита 1-ой генерации. Типичны кластические структуры его агрегатов. Широко проявлены процессы перекристаллизации с образованием в периферических частях зерен арсенопирита I его новообразованных тонкозернистых агрегатов. Предполагается, что арсенопирит П-ой генерации является продуктом переотложения и перекристаллизации его ранней генерации. В пользу этого говорит многообразие его структурных модификаций (копьевидный, ромбовидный, игольчатый, звездчатые срастания) переполненных включениями тонкой сыпи жильных минералов и вмещающих пород. Типоморфной особенностью данной стадии минерализации является постоянное присутствие полиметаллов (сфалерит, галенит, халькопирит, блеклая руда) при преобладающей роли сфалерита и галенита. Сфалерит эпизодически переполнен эмульсионными включениями халькопирита. Полиметаллическая минерализация замещает по трещинкам агрегаты арсенопирита, образует в нем вкрапленность, либо локализуется в жильной массе, тяготея к зонкам контакта кварца. Широко проявлены коррозионные структуры. С арсенопирит-полиметаллической минерализацией парагенетически связано самородное золото, завершающее отложение перечисленных выше сульфидных и жильных минералов. Более подробно характеристика золота будет приведена ниже.
Процесс рудообразования на месторождении завершает пострудная пирит-кальцитовая минеральная ассоциация. Последняя широко проявлена на флангах промышленного контура. Прожилки и ореолы вкрапленного кальцита сопровождаются тонкой вкрапленностью и прожилковидными обособлениями пирита. На юго-восточном фланге месторождения данные образования трассируют зону Главного разлома.
Выделение различных минеральных ассоциаций рудоотложения подтверждается данными гомогенизации газово-жидких включений. Установлено, что ранняя пирит-арсенопирит-альбит-кварцевая минеральная ассоциация формировалась в пределах 385-300, поздняя — золотоносная (золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-кварцевая) при температуре 300-250, а пострудная пирит-кальцитовая характеризуется дальнейшим понижением температур, составляющих 250-170.
До недавнего времени существовало представление о наличии на месторождении двух продуктивных стадий минералообразования — золото-арсенопиритовой (ранней) и золото-полиметаллической (поздней) (Калинин, 1992). Изучение взаимоотношений золота с сульфидами и жильными минералами различного состава позволило группе ЦНИГРИ при участии автора (Стружков и др., 2006; Голубев, 2008) выделить только одну продуктивную минеральную ассоциацию: золото-галенит-сфалерит-арсенопирит-кварцевую. Ранняя пирит-арсенопирит-анкерит-альбит-кварцевая минеральная ассоциация является лишь благоприятной средой для локализации позднего золота. В пользу существования только одной генерации золота говорят данные по особенностям локализации золота, по характеру его взаимоотношений с минералами различных стадий, а также вновь полученные данные по пробности золота.
Структурно-морфологические признаки (типы потенциальных рудных тел)
Внутри «наталкинского» типа рудных тел (объемные штокверки в терригенных толщах) выделяется два подтипа: приразломный и околодайковый. Приразломные зоны прожилково-вкрапленной минерализации совпадают с блоками максимальных складчатых и разрывных деформаций вблизи рудоконтролирующего разлома. Мощность приразломных зон минерализации составляет сотни метров, протяженность - первые километры. В качестве примеров можно привести основные рудные залежи Наталкинского и Дегдеканского месторождений. Околодайковые зоны минерализации охватывают дайки диоритовых порфиритов и сопоставимый по мощности ореол прожилково-вкрапленной минерализации во вмещающих породах. Мощность околодайковых зон минерализации составляет первые десятки метров (до 30-50 м). В качестве примеров можно привести рудное тело Участковое Наталкинского месторождения, рудные тела месторождения Шахтного (Чай-Юрьинского), отдельные рудные тела месторождения «Дегдекан-жильный». Приразломный подтип является более перспективным, так как отличается повышенной мощностью. Прогнозныу ресурсы рудных тел приразломного подтипа составляют сотни-первые тысячи тонн золота. В случае же околодайкового подтипа прогнозные ресурсы обычно составляют первые десятки тонн.
В качестве положительного критерия в пределах слабоизученных объектов можно рассматривать большое количество кварцевых жил и зон прожилкования, сосредоточенное на сравнительно небольшой площади; многочисленные разноориентированные макро- и микропрожилки в межжильном пространстве.
Вертикальная структурно-морфологическая зональность рудной залежи была установлена в ходе доразведки Наталкинского месторождения в 2004-2006 гг. (Григоров, 2006; Стружков и др., 2006): в верхней части месторождения зоны прожилковой минерализации содержат мощные (до 1-2 м) стволовые жилы существенно кварцевого состава, тогда как, начиная с горизонта 600 м и глубже, рудная залежь практически нацело представлена штокверком тонких, в том числе микроскопических, сульфидно-кварцевых прожилков.
По падению рудных тел отчетливо прослеживаются элементы зональности. Последнее выражается в закономерной смене с глубиной состава и морфологических особенностей минеральных парагенезисов, в различных соотношениях между ними, а также в характере проявления самородного золота, ассоциирующего с ними. На примере Наталкинского месторождения И.З.Исакович при участии автора в составе научно-исследовательской группы ЦНИГРИ (С.Ф. Стружков и др., 2006, Голубев, 2008) выделяется три типа зон: I зона прослежена до глубины 450м. Содержание сульфидов составляет 2-10%. Она представлена преимущественным развитием крупнозернистых порфировидных призматически-зернистых агрегатов арсенопирита при постоянном срастании арсенопирита с пиритом, в соотношении 2/1. Мелкозернистые скопления арсенопирита игольчатой и копьевидной формы играют подчиненную роль при соотношении арсенопирит I / арсенопирит II 2-3/1. Отмечается постоянное присутствие полиметаллической минерализации в виде неравномерной вкрапленности, представленной галенитом, сфалеритом, реже халькопиритом при значительной роли галенита (галенит/сфалерит 2/1). Золото распределяется крайне неравномерно, тяготея к агрегатам крупнозернистого арсенопирита и к выделениям галенита. Золото пробы 780, образует тонкую вкрапленность и прожилковидные скопления размером сотые и тысячные доли мм. II зона прослежена до глубины 600м. Содержание сульфидной минерализации составляет не более 1%. Преимущественное развитие получает арсенопирит — метакристаллический, игольчатый, копьевидный, ромбической формы при подчиненной роли крупнокристаллического арсенопирита. Практически исчезает пирит. Полиметаллическая минерализация сфалеритом и халькопиритом, редко отмечается галенит. Самородное золото ассоциирует с метакристаллическими агрегатами арсенопирита, а также образует рассеянную вкрапленность и прожилковидные скопления в жильном кварце, карбонате, иногда в ассоциации со сфалеритом. Проба золота визуально практически не меняется, но наблюдается тенденция в его укрупнении и наряду с тонким золотом (сотые, тысячные доли мм) встречаются его скопления, составляющие десятые доли мм вплоть до видимого золота ( 1 мм). Ш-я зона располагается глубже 600 м в контуре промышленного оруденения. Ш-я зона характеризуется сравнительно крупными выделениями золота (десятые доли мм), также ассоциирующих с крупнокристаллическим арсенопиритом; отсутствием галенита, развитием сфалерита, халькопирита и появлением блеклой руды. Необходимо акцентировать внимание на том, что с глубиной содержание сульфидов в системе прожилково-штокверковой минерализации явно уменьшается. Для верхних горизонтов месторождения до глубин 300 м., содержание сульфидов составляет 2-10%, для нижних горизонтов - 1% и менее. В тоже время частота встречаемости в рудах золота возрастает на нижних горизонтах (верхние горизонты — 10%, нижние — 30%). При этом вкрапленная текстура золота верхних горизонтов сменяется прожилковой и на смену единичных включений золота в арсенопирите (от 1 до 10 знаков) приходит его густая сыпь в жильных минералах.
Наиболее важные для крупнотоннажных месторождений признаки долгоживущей рудоносной системы — наличие проявлений многостадийной рудной минерализации. Эта группа включает в себя элементы морфологии рудных тел и особенности распределения золота. Рудные тела крупнотоннажных месторождений представлены мощными (0,1-0,5 км) протяженными (1-5 км) зонами жилыю-прожилковой минерализации (минерализованными блок-пластинами) со средним содержанием золота 1-3 г/т и вертикальным размахом 100-1000 м (с запасами золота 100 т). В жилах отмечаются высокие концентрации золота (рудные столбы и рудные гнезда, которые могут селективно отрабатываться на ранних стадиях эксплуатации месторождений), а межжильное пространство отличается устойчивыми повышенными содержаниями золота ( 0,4 г/т) за счет густого микроштокверка, сложенного продуктивной ассоциацией. К положительным признакам можно отнести совмещение различных морфологических типов крупнотоннажных рудных тел (приразломного, околодайкового и др.) в пределах одного месторождения (Наталка, Дегдекан). В качестве поискового признака в пределах слабоизученных объектов можно рассматривать отдельные достаточно мощные (десятки м) рудоносные сечения со средним содержанием золота 0,5-3 г/т.
В Российской Федерации и бывшем СССР в последние годы производится переоценка крупнотоннажного потенциала многих золоторудных месторождений, которая приводит к существенному росту запасов и изменениям представлений о морфологии рудных тел.
Одним из первых подобных объектов можно считать месторождение Мурунтау (Узбекистан), краткое описание которого приведено ниже. На примере Мурунтау в 1980-е годы учеными ЦНИГРИ (Методические указания..., 1982) было сформулировано представление о «мегаштокверках» и обоснована необходимость их выделения в качестве наиболее важного геолого-экономического типа среди месторождений различных золоторудных формаций. Мегаштокверки (со средним содержанием золота 1-1,5 г/т и мощностью рудных тел 50-200 м) объединяют ряд пространственно сближенных объектов жильного и штокверкового типа, которые ранее разведывались и эксплуатировались как самостоятельные месторождения.
