Введение к работе
Актуальность работы. Старооскольский рудный узел Курской Магнитной Аномалии (КМА) содержит колоссальные разведанные запасы железорудного сырья. Важнейшим компонентом железистых кварцитов являются благородные металлы, выступающие в качестве одного из крупнейших нетрадиционных источников возможной самостоятельной (селективной) и попутной золото-платинодобычи XXI столетия.
Выделение ведущих золото-платиносодержащих типов железистых кварцитов, их минералого-петрографических разновидностей, создание промышленно-генетической типизации золото-платинометалльного оруденения в железорудных месторождениях, установление закономерностей размещения, состава и условий формирования позволит в последующем выбрать инновационные наукоемкие ресурсосберегающие технологии комплексного освоения и глубокой переработки этого нового крупнообъемного источника благородных металлов.
Актуальность настоящей работы определяется необходимостью изучения новых источников благородных металлов, впервые установленными закономерностями их размещения, форм концентрирования и типов благороднометалльного оруденения в железистых кварцитах, созданием геолого-генетической модели длительно формирующейся полигенной по природе рудообразующей системы с оценкой влияния различных процессов (экзогенных, эндогенных и метаморфогенно-метасоматических), приводящих к промышленному концентрированию золота и платиноидов.
Цели и задачи исследования. Основной целью работы является оценка распределения благородных металлов в различных промышленно-генетических типах железных руд, определение форм их концентрирования, а так же условий формирования нового нетрадиционного источника благородных металлов в железистых кварцитах действующих Лебединского и Стойленского месторождений Старооскольского железорудного узла.
Достижение поставленной цели потребовало решения следующих задач: 1)
выполнить анализ существующих геолого-генетических классификаций
железорудных формаций с золото-платинометалльным оруденением,
определить место в этой систематике железорудных месторождений КМА с
установлением закономерностей поведения платиноидов и золота в
железорудообразующих процессах; 2) изучить детальные минералого-
петрографический состав железистых кварцитов Лебединского и Стойленского
месторождений КМА, выделить ведущие их типы и разновидности и
установить распределение в них золото-платинометалльного оруденения в
зависимости от содержаний серы; 3) выявить роль сульфидов, прежде всего
пирита, пирротина и халькопирита в концентрировании элементов платиновой
группы (ЭПГ) и золота в разных типах благороднометалльного оруденения,
определить формы нахождения благородных металлов в железистых кварцитах;
4) разработать геолого-генетическую модель формирования
благороднометалльного оруденения в железистых кварцитах и определить роль эндогенных и экзогенных процессов в его образовании.
Фактический материал. Объектом исследования являлись железистые кварциты Лебединского и Стойленского месторождений КМА. Основой для исследования послужил материал, собранный автором за время обучения в магистратуре и аспирантуре (2002-2007 гг), а так же непосредственной работы в составе научной группы кафедры минералогии и петрологии и НОЦ ВГУ-ИГЕМ РАН (2005-2010 гг) под руководством член-корреспондента РАН, профессора Н.М. Чернышева при выполнении хоздоговорных работ с ОАО «Лебединский ГОК» и ОАО «Стойленский ГОК» по изучению закономерностей размещения сульфидной минерализации в пределах Лебединского и Стойленского карьеров, где автор являлся одним из исполнителей, а так же в процессе реализации ряда грантов РФФИ и Президента РФ.
В процессе выполнения работ были детально описаны более 600 шлифов и 350 аншлифов. При исследовании вещественного состава пород использовался опробованный комплекс методов аналитических исследований. Микрорентгеноспектральные анализы силикатных (327 замеров) и рудных (117 замеров) минералов выполнялись в лабораториях ГЕОХИ РАН (Camebax-SX50), аналитик Н.Н. Кононкова и ВГУ (JEOL 6380 LV с приставкой INCA 250), аналитик СМ. Пилюгин. Лабораторно-аналитические исследования проводились в Центральной лаборатории ФГУП «ВСЕГЕИ»: определение химического состава сульфидов с использованием метода ISP-MS с лазерным зондом (laser ablation); определение химического состава изучаемых пород (27 анализов) - методом рентгено-флуоресцентного спектрального анализа (РФСА); определение концентраций элементов-примесей - атомно-эмиссионно-спектрометрическим (ISP-AES) (38 анализов) и масс-спектрометрическим (ISP-MS) с индуктивно связанной плазмой (38 анализов). Определения содержаний благородных металлов выполнены в лаборатории анализа минерального вещества ИГЕМ РАН и в ЗАО «РАЦ Механобр Аналит Инжиниринг» - пробирный атомно-абсорбционный анализ (30 анализов). Гравитационное концентрирование по минералого-технологическим пробам выполнено в лаборатории ЗАО «РАЦ Механобр Аналит-Инжиниринг». Помимо этого, при написании работы были использованы ранее опубликованные данные по изотопному составу серы (по 8 монофракциям пирита, изотопная лаборатория ИГЕМ РАН). Обработка микрозондовых рентгеноспектральных анализов включала пересчет химического состава минералов на миналы с применением программ MakeMiner и PetroExplorer v.2.2.
Научная новизна и практическая значимость работы.
Выполнен информационно-аналитический обзор золото-платиноносности главнейших типов железорудных формаций Мира с определением места Лебединского и Стойленского месторождений (КМА) в общей систематике. Проведено комплексное изучение распределения благородных металлов в железистых кварцитах, детально исследован их минералого-петрографический состав, определены минеральные формы нахождения золота и платиноидов в метаморфогенно-метасоматическом и гидротермально-метасоматическом типах оруденения. Определен химический состав сульфидов, характер распределения
в них элементов-примесей, установлены формы нахождения золота и ЭПГ. Дополнена новыми данными модель промышленно-генетической типизации золото-платинометалльного оруденения в железорудных месторождениях, установлены закономерности размещения, состав и условия его формирования необходимые для последующего выбора технологий комплексного освоения нового, нетрадиционного источника стратегически важных металлов.
Апробация работы.
Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международных и российских совещаниях: VI, VIII и IX Всероссийской научной конференции студентов, аспирантов и молодых специалистов «Геологи XXI века» (г.Саратов 2005, 2007 и 2008 гг.), Ферсмановской научной сессии, посвященной 50-летию Кольского отделения РМО (г. Апатиты, 2006г.), Международной конференции «Месторождения природного и техногенного минерального сырья: геология, геохимия, геохимические и геофизические методы поисков, экологическая геология» (г. Воронеж, 2008г.), Всероссийской конференции «Минерагения докембрия» (г. Петрозаводск, 2009г.) и XVI Международной конференции «Структура, свойства, динамика и минерагения литосферы Восточно-Европейской платформы» (г.Воронеж, 2010г.).
По теме диссертации опубликовано 11 печатных работ, в том числе в трех журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ Министерства образования и науки РФ. Результаты исследований вошли в ряд научных отчетов по грантам РФФИ (№ 08-05-00158-а), Гранту Президента РФ по государственной поддержке Ведущих научных школ (№ НШ-2211.2008.5), Рособразования (темплан напр.1 № 17-07.11.2008 и др., научн. руководитель член-корр. РАН, профессор Н.М. Чернышов.
Объем и структура работы.
