Закономерности распределения золота в рудных телах нежданинского месторождения и генетические особенности природных типов руд

Общая характеристика работы

На основе данных опробования руд (8492 пробы) были выполнены статистические расчеты распределения концентраций и массовой доли золота в рудах на всех штольневых горизонтах и в целом по рудной зоне №1.

Для изучения разных типов руд Нежданинского месторождения нами использовался графический и каменный материал, собранный коллективом геологов ЛГИ в 1962-1968 гг под руководством профессора Б.Б. Евангулова.

Научная новизна. Выявлены внутрирудные преобразования первичных прожилково-вкрапленных руд, обусловившие высвобождение золота из сульфидных минералов при сохранении массы золота в руде, что способствует повышению его извлекаемости. Выявлено закономерное возрастание доли такого типа руд с глубиной. Определены параметры золотоносности руд и закономерности их размещения в минерализованной зоне.
Защищаемые положения:

1. В главном рудном теле месторождения – рудная зона №1, где просматривается вся история формирования оруденения, выделяются по степени окварцованности оруденелых пород пять типов руд. Каждому из них присущи свои особенности золотоносности, определяющие различие их технологических свойств.

2. Многоформность золота в рудах создается не только за счет многостадийности привноса золота в рудную зону, но и за счет интрарудных метаморфических преобразований первичных прожилково-вкрапленных руд под действием динамических и гидротермальных процессов, и внедрения внутрирудных даек порфиритов.

3. Каждому природному типу руд присущи свои закономерности распределения массы золота. На 1-й и 2-й тип руд (с упорным золотом) приходится 15-20 %масс золота всего объема рудной зоны №1. Основная масса золота (80-85%) приурочена к 3-ему, 4-ому и 5-ому типу со свободным золотом, которые могут быть объединены в единый геолого-промышленный тип со средней концентрацией золота 3-4 г/т. Возрастание с глубиной доли золота, приходящейся на эти типы руд, позволяет положительно оценить перспективы нижних горизонтов рудной зоны №1.

Основные положения диссертации отражены в 8 научных публикациях, в том числе 3 статьи в изданиях, входящих в Перечень, рекомендованных ВАК Минобрнауки России.

- изучение вещественного состава каменного материала (шлифы, прозрачно-полированные шлифы, пробы протолочки) Нежданинского месторождения, выявление особенностей преобразования рудной минерализации вследствие внутрирудного метаморфизма;

- проведение лабораторных исследований, рентгеноспектральный микроанализ;

- статистические расчеты распределения массовых долей золота, средней концентрации золота, количества проб в разных типах руд Нежданинского месторождения по пяти штольневым горизонтам.

Крупное Нежданинское месторождение, по работам Г.Н. Гамянина, М.К.Силичева, С.В.Сендека, В.М. Яновского, Н.С. Бортникова, В.В. Алпатова и др., относится к морфологическому типу минерализованных зон и принадлежит к золото-кварц-сульфидной формации. Рудное поле месторождения приурочено к узлу сочленения крупных линейных зон асимметричной складчатости, продольных сбросо- и взбрососдвигов с поперечными или диагональными сдвиговыми расколами фундамента. Сложное строение рудовмещающей структуры с различной степенью тектонической проработки по простиранию и падению определяет различную раскрытость рудолокализующих участков в процессе минералообразования.

Рудолокализующий блок Нежданинского рудного поля отличается повышенной дислоцированностью пород, проявившейся в результате развития кливажа и рассланцевания, межформационных срывов и смятия, и характеризуется значительной насыщенностью разрывными нарушениями и трещинами различных направлений. В условиях сложной геодинамической обстановки происходит рудообразование. Оно характеризуется многоактностью в связи с проявлением двух разновременных этапов продуктивных минеральных ассоциаций, разделенных внедрением даек диоритовых порфиритов, и внутрирудных преобразований. Как следствие, возникает неоднозначность внутреннего строения рудных зон.

Сложная картина рудообразования обусловила многообразие природных типов руд, в которых концентрации золота варьируют в широком диапазоне. Отсутствие закономерностей распределения золота в этих рудах не позволяют уверенно геологически выделять и картировать промышленные рудные тела в минерализованных зонах. Отсюда задачей диссертационной работы явилось исследование закономерностей распределения золота в рудных телах и выяснение особенностей генезиса руд.

Внутренне строение рудной зоны весьма дифференцировано, оно сложно не только по строению тектонических элементов катаклаза, но и связано с многостадийностью и этапностью процессов рудообразования (рис. 1). Основу главного рудного тела месторождения – рудной зоны №1 – составляют рассланцованные, местами брекчированные углеродистые алевролиты. В них отмечается очень тонкая по рассланцеванию вкрапленность пирита и арсенопирита, сопровождаемая иногда тонкими прожилками карбонат-кварцевого и альбит-кварцевого состава с редкими зернами пирита.

Последующие преобразования этих руд связаны с формирование прожилково-вкрапленных полиминеральных золотоносных ассоциаций. Их образование выражаются в развитии метасоматического окварцевания по трещиноватым и брекчированным рудоносным алевролитам с образованием тонкосетчатых кварцевых прожилков и стяжений неправильных конфигураций либо в относительно равномерном окварцевании, которое пропитывает массу брекчированной руды, придавая рудам более светлый оттенок.

Наиболее значительные изменения первичных руд сопровождаются почти полным структурно-вещественным преобразованием пелитоморфного вещества рудных алевролитов тонкой мозаикой ксеноморфных кварцевых зерен, придающих рудам роговиковый, а порой и кварцитоподобный облик, на фоне которого видны теневые включения первичных незамещенных кварцем рудных породных образований и минералов.

Выделение различных типов руд в данной ситуации представляет довольно сложную задачу, поскольку в процессе многостадийного рудообразования первично сформированные прожилково-вкрапленные руды подвергались внутрирудным метаморфическим преобразованиям без четко выделяемых геологических границ. По интенсивности метасоматического окварцевания, дислоцированности и рассланцованности первичных руд, новообразованиям рудных минералов выделено пять природных типов (рис. 2):

1. внешне неизмененные алевролиты с вкрапленностью мелких зерен золотоносных сульфидов;

2. слабоизмененные рассланцованные, дислоцированные алевролиты с кварц-карбонатным прожилкованием и вкрапленной пирит-арсенопиритовой минерализацией (окварцованность до 20 %об.);

3. метасоматически окварцованные и дислоцированные алевролиты с прожилково-вкрапленной кварц-карбонатно-сульфидной минерализацией (окварцованность 20 – 40 %об.);

4. интенсивно метасоматически окварцованные, сложнодислоцированные, катаклазированные алевролиты (окварцованность - более 40 %об.);

5. кварцево-жильные тела.

К 1-ому типу относятся внешне неизмененные алевролиты темно-серого (до черного) цвета. Текстура пород тонкосланцеватая, структура – от тонко- до мелкозернистой. Породы содержат тонкие прожилки карбонат-кварцевого состава мощностью до 0,3 мм. Сульфидная вкрапленность преимущественно тонкая рассеянная, редко наблюдаются гнезда, прожилки сульфидов (мощностью до 2 мм).

Рудная минерализация представлена пиритом и арсенопиритом.

Золото обнаружено в виде тонкодисперсных включений в пирите.

Тонкая пирит арсенопиритовая вкрапленность относительно равномерная, ориентирована согласно сланцеватости пород. Отмечаются участки скопления рудных минералов вдоль кварцевых прожилков.

Золото присутствует в виде тонкодисперсных включений сульфидах.

К 3-ему типу относятся метасоматически окварцованные и дислоцированные алевролиты с прожилково-вкрапленной кварц-карбонатно-сульфидной минерализацией. Породы темно-серого – серого цвета, подвергшиеся интенсивному метасоматическому окварцеванию и сульфидизации. степень окварцевания - от 20 до 40%об. Текстура от реликтово-полосчатой до такситовой – пятнистой, видны следствия замещения кварцем алевролита. Отмечено сочетание темно-серого метасоматического кварца с жильным молочно-белым кварцем, содержащим «теневые» пятна окварцованных обломков алевролитов и реликты незамещенного первичного алевролита.

Рудная вкрапленность (5-8% об) относительно равномерна, размер сульфидных обособлений достигает 1,0-1,5 мм. Кристаллы ранних сульфидов (арсенопирита и пирита) довольно сильно раздроблены.

Вкрапленность новообразованных интраминерализованных минералов (галенит, сфалерит, блеклые руды) тяготеет к нитям углисто-глинистого вещества, цепочки метакристаллов и рудных минералов сопровождают и следуют вдоль плойчатости углисто-глинистого вещества. Кроме цепочек более крупных зерен присутствует рассеянная пылевидная вкрапленность в алевролитах.

Золото в этих рудах присутствует как тонкое и мелкое в ранних сульфидах, так в переотложенное - в кварце; либо в свободной форме, либо образуя срастания с поздними сульфидами – галенитом, сфалеритом, блеклыми рудами. Размер золотин во втором случае в среднем составляет 40-50 мкм (может достигать 80х100 мкм). Редко встречается в качестве цементирующей раздробленные зерна арсенопирита массы.

Породы 4-ого типа представляют собой интенсивно метасоматически окварцованные сложнодислоцированные, катаклазированные алевролиты. Здесь отмечено еще более позднее воздействие метасоматоза на первые три типа руд. Степень окварцевания – более 40 %об. Для данного типа пород характерны сложные совмещенные текстуры. Часто это сложнополосчатые тела, брекчии, содержащие обломки пород первых трех типов, наименее измененных, брекчиевидная, массивная, сложнополосчатая текстуры. В результате почти полного структурно-вещественного преобразования породы принимают кварцитоподобный облик с теневыми включениями рудных и породных минералов.

Редкая сульфидная вкрапленность представлена пиритом, арсенопиритом, встречается сфалерит, блеклые руды, бурнонит, буланжерит, джемсонит и галенит, единичные зерна пирротина. Сульфиды сильно раздроблены и затронуты процессом метасоматического растворения.

Золото присутствует в срастании с минералами полиметалльной рудной минерализации. Размер частиц в среднем составляет 50х60 мкм.

Рудная минерализация представлена в виде спорадической вкрапленности ранних сульфидов – арсенопирита, пирита, сфалерита, галенита, при резко подчиненной роли рудного прожилкования, проявлена весьма неравномерная вкрапленность новообразованных минералов серебряной минерализации (прустит, пирраргирит, фрейбергит).

Золото в кварцево-жильных телах присутствует во всех вышеперечисленных формах, весьма характерным является парагенезис золотин с фрейбергитом, сульфосолями серебра (прустит, пирраргирит) и свинца. Но, главным образом, оно встречается в виде свободных более крупных частиц в кварце.

Золото в выделенных типах руд разноформно: от упорного, связанного с ранней пирит-арсенопиритовой минерализацией во внешне неизменных алевролитах и слабоизмененных рассланцованных дислоцированных алевролитах до более крупного и легко извлекаемого – в кварцево-жильных телах, соответственно и технологические их свойства существенно разнятся.

Под многоформностью золота подразумевается разнообразие форм нахождения золота по размеру частиц, форме и характеру срастания с другими минералами.

Первичные прожилково-вкрапленные породы с пирит-арсенопиритовой вкрапленностью (рис. 3) подвергаются геодинамическому воздействию, о чем свидетельствуют раздробленные зерна пирита и арсенопирита в породах 2-го, 3- го, 4-го типов (рис. 5, 6). Поступление гидротермальных растворов приводит к частичному растворению зерен минералов ранней стадии рудообразования (рис. 4, 5), отложению и наложению на ранние новых рудных ассоциаций. В результате тонкодисперсное золото, связанное с первичной пирит-арсенопиритовой минерализацией под влиянием дробления и растворения сульфидов постепенно высвобождается, наложенная полиметалльная минерализация концентрирует высвобожденное золото.

	Рис. 3. Идиоморфные зерна пирита и арсенопирита в алевролите. 1-ый тип. Аншл.207. Штрек 5/7. Николи параллельны			Рис. 4. Подвергшийся растворению кристалл арсенопирита на пересечении двух кварцевых прожилков. 2-ой тип. Аншл.262. Штрек 5/7. Николи параллельны
	Рис. 5. Раздробленные и подвергшиеся растворению зерна арсенопирита в кварц-карбонатных прожилках. 3-ий тип. Аншл.257. Штрек 5/7. Николи параллельны		Рис. 6. Интенсивно раздробленные зерна пирита и арсенопирита выполняют прожилки в кварц-карбонатной породе. 3-ий тип. Аншл.273. Штрек 5/7. Николи параллельны

Исследование минерального состава руд (методика аналитических исследований использовалась в работах [3], [7]) показывает, что однотипные минералы, образованные на разных этапах оруденения, разнятся по химическому составу (таблица №1). Для пород, в наименьшей степени подвергшихся внутрирудным преобразованиям, характерна сульфидная минерализация арсенопирита и пирита с примесью мышьяка, кобальта и никеля; именно в этих сульфидах обнаружено тонкодисперсное золото. С более метасоматически измененными породами связано минералообразование свинцовых, цинковых, сурьмянистых и серебросодержащих минералов, в срастании с которыми находятся частицы золота размером 40-50 мкм и более.

По данным, приведенным в таблице №1, видно, что для слабоизмененных алевролитов характерна мышьяковистая блеклая руда (теннантит), в породах дислоцированных и метасоматически окварцованных присутствует сурьмянистая блеклая руда (тетраэдрит), а в кварцево-жильных телах в парагенезисе с минералами сульфосолей серебра встречается фрейбергит.

Главные рудные минералы – пирит и арсенопирит представлены несколькими генерациями, которые отличаются как по морфологии зерен, так и по составу. В рудах, в меньшей степени преобразованных, пирит и арсенопирит присутствуют в виде крупных идиоморфных зерен с четкими ровными гранями, в слабо измененных и рассланцованных рудах зерна сульфидов трещиноватые с включениями пелитового вещества и минералов поздних стадий минерализации, встречаются сильно раздробленные и частично растворенные зерна. Этот пирит отличается высоким содержанием мышьяка и присутствием других примесей: никеля и кобальта (рис. 7). На этом фоне в дислоцированных метасоматически окварцованных породах и кварцевых жилах присутствует регенерированный арсенопирит и пирит, образуя агрегаты мелких идиоморфных кристаллов. Новообразованный пирит отличается химически чистым составом.

Разнообразие рудных парагенезисов, различие в химическом составе однотипных минералов объясняется тем, что на всем протяжении многостадийного развития месторождения происходило поступление рудных химически разнородных растворов.

Под воздействием геодинамических процессов и неоднократного поступления гидротермальных растворов происходит частичное растворение золотоносных сульфидов ранней стадии минерализации, высвобождение золота из раздробленных и растворенных сульфидов и его перегруппировка в более крупные свободные частицы. Процесс перекристаллизации золота прослежен по изменению форм нахождения золота в выделенных типах руд (рис. 8-11). Во внешне неизмененных сульфидизированных и слабо измененных рассланцованных алевролитах золото упорное, находится в дисперсных и тонких срастаниях с пиритом и арсенопиритом ранних продуктивных ассоциаций (рис.8). В рудах интенсивно метасоматически окварцованных дислоцированных золото присутствует в виде тонких и мелких зерен в полиметалльной минеральной массе (рис. 9) либо в виде цементирующей раздробленные зерна ранних сульфидов массы (рис. 10). В кварцево-жильных телах золото образует мелкие, редко средние зерна (рис. 11). При этом химический состав золота существенно не изменяется, содержание серебра варьирует от 19 до 24 %масс.