Введение к работе
Актуальность темы. Длительное время Советский Союз занимал второе место в мире по добыче золота. Это обеспечивалось п основном за счет россыпных месторождений России. Рудному золоту уделялось меньше внимания, в то время как другие крупные золотодобывающие государства давно ориентированы на исследование и отработку рудного золота. В настоящее время и в нашей стране акценты изучения и отработки смещаются к коренным месторождениям. Многие коренные Ли месторождения на территории России в значительной степени эродированы, чем и обусловлено большое количество россыпей. Актуальным является изучение месторождений - эталонных для тех пли иных золоторудных формаций.
В России в Якутии, на Енисейском Кряже, на Урале, Дальнем Востоке развиты золото-сурьмяные месторождения, многие - среди черноеланцевых толщ. Длительное время не утихает дискуссия об их формационной принадлежности, соотношении золотой и сурьмяной минерализации, источниках золота и сурьмы в рудах. Представляется необходимым создание модели золото-сурьмяных месторождений. Удобным объектом для этого является эталонное гипабиссальное плутопогенное золото-сурьмяное месторождение Бестюбе Северо-Казахстапской золоторудной провинции, одно из наиболее крупных но добытому количеству золота в СНГ. Оно незначительно эродировано, малообъемное, протяженное по вертикали, вскрыто до глубины 1200м. Цель исследования. Гидротермальные золото-сурьмяные месторождения -мопоформационные (плутоногенные, телетермальные и вулканогенные) и полнформационные. Полиформационные, тслетермальные и вулканогенные золото-сурьмяные месторождения изучены достаточно полно, плутоногенные месторождения - в меньшей степени. Многие золото-сурьмяные месторождения размещены в черноеланцевых толщах. Поэтому основная цель этого исследования - получение комплексной гсолого-минералогпческой и геохимической характеристики (модели) илутоногепных золото-сурьмяных месторождений среди черноеланцевых толщ иа примере типичного объекта этого типа - гипабиссалыюго месторождения Бесггобе в каледонпдах Казахстана.
Чадами исследования. Уточнение геологической позиции и структуры месторождения, детальное исследование метасоматнтов и рудной минерализации, выявление минеральной зональности отложения и зональности рудных тел в зависимости от состава вмещающей среды, выяснение соотношений золотой и сурьмяной минерализации, определение источников гидротермальных флюидов, выяснение соотношений между сурьмяной минерализацией месторождения Бестюбе и минерализацией промышленных сурьмяных месторождений Тургайскоп группы, являющихся типичными представителями поелеорогенноп
телстсрмальной формации, поскольку Бестюбе и Тургайскпе месторождения размещены в одной структурно-фациалыюй зоне.. Практическая значимость и научная новизна. Разработана комплексная геолого-минералогпческая и геохимическая характеристика (модель) плутоногенных моноформацнонных полнстаднйных золото-сурьмяных месторождений. Впервые для месторождений каледонской С'еверо-Казахстанской золоторудной провинции проведено исследование изотопного состава кислорода и углерода карбонатов и кислорода сосуществующих кварца и шеелита, что позволило установить единство источника гидротермальных растворов для разных типов минерализации її практическое отсутствие примеси метеорных под її рудообразующих флюидах. Источник золотоносных флюидов глубинный, парагенетпчеекп связанный с рудоносными интрузивами. Показана значимость состава карбонатов березитов и лиственитов и золоторудных жил для выявления вертикальной зональности Аи месторождений. По составу карбонатов предрудных метасоматитов установлена прямая вертикальная зональность, обусловленная снижением температуры. На верхних горизонтах по составу карбонатов рудных жил установлена обратная вертикальная зональность, обусловленная существенным накоплением IhS п CHj под экраном вмещающих толщ. Получен прямой критерий малой величины эрозионного среза колонны золоторудных і ел гипабиссальных месторождений - наличие на верхних горизонтах месторождения ферродоломнта в березитах и лпетвеиитах и маложелезистого доломита в сопряженных рудных жилах. 13 результате минералого-геохимического картирования установлена зональності, рудных жил по распространенности минералов As, Си, РЬ в зависимости от состава рудовмещающей толщи. В отношении Sb такая зависимость отсутствует. Источник Sb, как и Аи, а рудах - глубинный. Уточнена последовательность отложения минеральных ассоциаций месторождения. На примере Бестюбс решена проблема образования крайне высокопробного самородного золота в Au-Sb месторождениях; такое золото возникает в результате наложения на раннюю золотую поздней сурьмяной минерализации двух стадий - на первой образуется ауростнбнт (не содержит Ag), на второй - ауростнбнт разлагается с образованием регенерированного высокопробного золота. Выявлен новый для тоналпг-гранодиоритовоп формации тип послескарновой минерализации с
молибдошеелитом, теллурндами н сульфосолями Ві, апатитом
рутилом; в частности установлен рутил, резко обогащенный W. Уточнена геологическая карта рудного поля. По ориентировке трещин в осадочных породах и интрузивах установлен соскладчатый характер последних. Проведение радоновой н радиометрической съемок позволило уточить разрывную структуру рудного поля, проследить разломы на глубину и
определить наиболее опасные в подземных горных выработках участки
отработки.
Защищаемые положення,
1. Месторождение Бестюбе - топотни плутоиогенпых
мопоформацпоппых, полистадийных золото-сурьмяных месторождений в
чернослапцевых толщах. Его особенности: резкое преобладание золотой
минерализации над сурьмяной и незначительный разрыв по времени
образования между ними, наличие самородной сурьмы в золото-
сурьмяной ассоциации и как следствие развитие реакционных
ауростнбнта, халькостпбпта..., отсутствие метасоматнтов аргиллшитовой
формации, отсутствие сурьмянистых пирита, арсснонирига п
халькопирита* заметное количество минералов серебра (фрейбері пт,
мпаргпрпт) в золото-сурьмяной ассоциации.
2. Установлено, что березнты-лиственнты, рудосопровождающпс
метасоматиты и золотоносные карбонат-кварцевые жилы Бестюбе
порождены тремя импульсами гидротермальной деятельности;
фугитинность IhS существенно возрастала от первого импульса к
третьему. В ходе процесса рудоотложения возрастала концентрация Sb.
Послезолоторудная сурьмяная литерализация порождена четвертым
импульсом гидротермальной деятельности при более низкой температуре.
Изотопный состав О и С карбонатов и О сосуществующих кварца и
шеелита свидетельствуют о формационной природе гидротермальных
растворов. Источник рудоносных гидротерм глубинный, связан с малыми
рудоносными интрузивами парагенетпчески.
3. Показано, что отсутствие кальцита отличает березиты и лиственнты
гипабиссального месторождения Беспобе от классической колонки
березптоп. Установлена скрытая вертикальная зональность: прямая по
составу карбонатов березитов-лпетвешпов и обратная по составу
жильных карбонатов. Сочетание метасоматнтов с ферродоломшом и
золоторудных жил с маложелезпетым доломитом - свидетельство
незначительной величины эрозионного среза гнпабиссальных
плутоиогенпых Ли месторождений.
-4. Установлено, что концентрированное отложение золота обусловлено
миграцией в зоны флюидопроводнпков - околорудные метасоматиты и
рудные жилы углеводородов и легких и средних битумов, образовавшихся
в результате крекинга углистого вещества, который произошел в
широком ореоле слабого прогрева - контактового метаморфизма
черносланцсвон толщи около малых интрузивов.
Ультраконцентрированнос отложение самородного золота на верхних уровнях колонны рудных тел, а в дальнейшем п появление самородной сурьмы обусловлено накоплением ОШ иод экраном вмещающих пород. 5. Установлена зональность рудных тел по распространенности арсенопнрита, халькопирита, галенита, бурноннта, блеклых руд в
.1
зависимости от состава рудовмещающих юлщ, которые явились вероятными источниками As, Си, РЬ в рудах. В отношении Аи и Sb такая зависимость отсутствует, источник Аи и Sb в рудах - глубинный. 6. Па примере Бестюбе решена проблема образования тппоморфпої о для Au-Sb месторождений весьма высокопробного (960-1000) золота; такое золото возникает в результате наложения на более раннюю золотую сурьмяной минерализации двух стадий - на первой (антимонит+сурьма) образуется ауростпбит (не содержит Ag), на второй (аптимонит+бертьерит) - ауростпбит разлагается с образованием регенерированного высокопробного золота.
Методы исследования и фактический материал. В основу диссертационной работы положены данные, полученные автором в ходе полевых и камеральных исследований в 1990-1995гг. на золоторудном месторождении Бестюбе и других Аи месторождениях Северного Казахстана в составе Бсстюбинскон партии ЦКЭ МГУ п Селетпнекой партии кафедры инженерной геологии МГУ, а также в рамках работ по теме "Формы нахождения и закономерности концентрирования золота п серебра в ведущих типах золоторудных и золотосодержащих месторождений с целью совершенствования методов разведки, поисков и переработки руд", по программе "Российские университеты"' "Геомодель", гранта РФФИ по теме "Эпигенетический метаморфизм гидротермальных месгорождепнй золота". Материалы для сравнения получены на Ли месторождениях Урала (Березовское, Кочкарекое) и в музеях Москвы, Санкт-Петербурга и Екатеринбурга.
Автор участвовал в уточнении геологической карты Бестюбинского рудного поля с использованием аэрофотоснимков, документации в карьерах и подземных горных выработках. С целью уточнения разрывной структуры месторождения и выявления наиболее опасных участков при отработке месторождения с участием автори па месторождении проведены наземная эманацпонная радоновая и подземная радиометрическая съемки масштаба 1:2000. Проведено минералого-геохимическое картирование горизонта -475м Центрального участка месторождения Бестюбе в масштабе 1:2000. Сделаны около 2000 замеров элементов залегания трещин и слоистости, но которым построены круговые диаграммы, построено 20 круговых диаграмм ориентировок оптических осей кварца из магматических пород, метасоматитов и рудных жил. Проведено етруктурно-иетрофизпческое исследование 20 образцов пород и жильного кварца. В ИЭМ РАН в лаборатории моделирования рудных месторождений проведены эксперименты по моделированию колонки метасоматитов березнтовон формации.
В процессе исследования было изучено несколько сотен прозрачных и полированных шлифов, получено около 300 спектральных
анализов пород и руд, множество рентгенометрических и 5 термических анализов жильных карбонатов, около 1700 анализов рудных н нерудных минералов на микрозондах "Camebax" (ИФЗ РАН), "Camebax-SX50" (кафедра минералогии МГУ) и "Camscan" (кафедра петрологии МГУ), 61 определение примесных центров АР+ в кварце (лаборатория кафедры минералогии), 77 анализов изотопного состава кислорода, углерода п серы в шеелите, карбонате и антимоните, 10 нейтронпо-активационных и микрорентгеноспсктральных определений содержаний Р'Ю в карбонате и шеелите (ИМГРЭ, ПІН РАН).
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации изложены в 13 печатных работах. Результаты исследонаниіі докладывались на IX Симпозиуме Международной Ассоциации ио Генезису Рудных Месторождений (Пекин, 1994), на научных чтениях памяти профессора И.Ф.Трусовоп "Проблемы магматической п метаморфической петрологии" (Москва, 1994), Уральской леїнеіі минералогической школе (Екатеринбург, 1995), Ломоносовских чтениях (Москва. 1995), XIV Симпозиуме по геохимии изотопов (Москва, 1995). представлены доклады на XVI Сессии Международном Минералогической Ассоциации (Пиза, 1994), XX Ассамблее Европейского Геофизического Общества (Гамбург. 1995). Результаты исследований включены в учебные курсы "Генетическая минералогия" и "Минералогия рудоносных метасоматитов" для студентов геологического факультета МГУ, вошли в два производственных отчета.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, г! глав, заключения, имеет общий объем //^страниц машинописного текста, содержит 6(0 таблиц, 4"^ рисунков, // приложении. Список литературы включает /^наименований.
