Помощь студентам в учебе
ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНЫЕ УСЛОВИЯ ФОРМИРОВАНИЯ ЭПИТЕРМАЛЬНОГО ВЫСОКОСЕРНИСТОГО ЗОЛОТОГО ОРУДЕНЕНИЯ РУДНОГО ПОЛЯ СВЕТЛОЕ (ХАБАРОВСКИЙ КРАЙ)
|
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ РУДНОГО
ПОЛЯ СВЕТЛОЕ 12
1.1. Состояние проблемы 12
1.2. Обзор ранее выполненных работ 14
1.3. Краткая геолого-структурная характеристика рудного поля Светлое ... 20
1.4. Метасоматические изменения вмещающих пород 23
1.5. Рудная минерализация 27
1.6. Сопоставление рудного поля Светлое с аналогами 29
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 47
2.1. Методика обработки космоматериалов 48
2.2. Методика работы с геофизическими материалами 55
2.3. Методика работы с литохимическими материалами 56
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНАЯ ПОЗИЦИЯ РУДНОГО РАЙОНА,
РУДНОГО УЗЛА, РУДНОГО ПОЛЯ 58
3.1. Геолого-структурная позиция Среднеульинского рудного района 58
3.2. Геолого-структурная позиция Уенминского рудного узла 64
3.4. Геолого-структурная позиция рудного поля Светлое 70
3.5. Геолого-структурные факторы рудоконтроля 74
ГЛАВА 4. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РУДНОГО ПОЛЯ СВЕТЛОЕ 77
4.1. Геохимическая модель уровня рудного поля Светлое 78
4.1.1. Расчет фоновых и минимально-аномальных концентраций
элементов 78
4.1.2. Г еохимическая зональность вторичного ореола рассеяния 79
4.2. Геохимическая модель уровня месторождений в рудном поле Светлое ...
85
4.2.1. Расчет фоновых и минимально-аномальных концентраций
элементов 85
4.2.2. Структура аномального геохимического поля 86
4.3. Геохимическая модель уровня рудного тела 95
4.4. Обобщенная геохимическая модель золоторудного поля Светлое 103
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНОГО И ГЕОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА УЧАСТКОВ ДЮЛЬБАКИ, АЛЯДАКАН, БОЛЬШАЯ ХОЛИ 106
5.1. Участок Дюльбаки 106
5.1.1. Аэрогеофизические данные 108
5.1.2. Г еолого-структурные особенности по результатам дешифрирования ... 110
5.1.3. Геохимические особенности Дюльбакинской площади 113
5.1.4. Прогнозная оценка рудоносности участка Дюльбаки и результаты ее
заверки 123
5.2. Участок Алядакан 124
5.3. Участок Большая Холи 127
ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ И ПРИЗНАКИ ЭПИТЕРМАЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ. ГЕОЛОГО-ПОИСКОВАЯ МОДЕЛЬ 129
6.1. Критерии и признаки эпитермального оруденения 129
6.2. Геолого-поисковая модель рудного поля 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
ЛИТЕРАТУРА 144
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕКСТОВЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ 159
ГЛАВА 1. СВЕДЕНИЯ О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ РУДНОГО
ПОЛЯ СВЕТЛОЕ 12
1.1. Состояние проблемы 12
1.2. Обзор ранее выполненных работ 14
1.3. Краткая геолого-структурная характеристика рудного поля Светлое ... 20
1.4. Метасоматические изменения вмещающих пород 23
1.5. Рудная минерализация 27
1.6. Сопоставление рудного поля Светлое с аналогами 29
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ И ПОДХОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 47
2.1. Методика обработки космоматериалов 48
2.2. Методика работы с геофизическими материалами 55
2.3. Методика работы с литохимическими материалами 56
ГЛАВА 3. ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНАЯ ПОЗИЦИЯ РУДНОГО РАЙОНА,
РУДНОГО УЗЛА, РУДНОГО ПОЛЯ 58
3.1. Геолого-структурная позиция Среднеульинского рудного района 58
3.2. Геолого-структурная позиция Уенминского рудного узла 64
3.4. Геолого-структурная позиция рудного поля Светлое 70
3.5. Геолого-структурные факторы рудоконтроля 74
ГЛАВА 4. ГЕОХИМИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ РУДНОГО ПОЛЯ СВЕТЛОЕ 77
4.1. Геохимическая модель уровня рудного поля Светлое 78
4.1.1. Расчет фоновых и минимально-аномальных концентраций
элементов 78
4.1.2. Г еохимическая зональность вторичного ореола рассеяния 79
4.2. Геохимическая модель уровня месторождений в рудном поле Светлое ...
85
4.2.1. Расчет фоновых и минимально-аномальных концентраций
элементов 85
4.2.2. Структура аномального геохимического поля 86
4.3. Геохимическая модель уровня рудного тела 95
4.4. Обобщенная геохимическая модель золоторудного поля Светлое 103
ГЛАВА 5. РЕЗУЛЬТАТЫ ГЕОЛОГО-СТРУКТУРНОГО И ГЕОХИМИЧЕСКОГО АНАЛИЗА УЧАСТКОВ ДЮЛЬБАКИ, АЛЯДАКАН, БОЛЬШАЯ ХОЛИ 106
5.1. Участок Дюльбаки 106
5.1.1. Аэрогеофизические данные 108
5.1.2. Г еолого-структурные особенности по результатам дешифрирования ... 110
5.1.3. Геохимические особенности Дюльбакинской площади 113
5.1.4. Прогнозная оценка рудоносности участка Дюльбаки и результаты ее
заверки 123
5.2. Участок Алядакан 124
5.3. Участок Большая Холи 127
ГЛАВА 6. КРИТЕРИИ И ПРИЗНАКИ ЭПИТЕРМАЛЬНОГО ОРУДЕНЕНИЯ. ГЕОЛОГО-ПОИСКОВАЯ МОДЕЛЬ 129
6.1. Критерии и признаки эпитермального оруденения 129
6.2. Геолого-поисковая модель рудного поля 137
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141
ЛИТЕРАТУРА 144
ПЕРЕЧЕНЬ ТЕКСТОВЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ 159
Актуальность исследования условий формирования золоторудных месторождений определяется двумя глобальными факторами. При сохранении традиционной инвестиционной привлекательности золота отмечается снижение динамики мирового производства этого драгоценного металла по фактическому объему добычи в период с 2019-2021 гг. По некоторым экспертным оценкам мировое производство золота может сократится на 1520% уже к 2030 году по причине снижения качества и количества мировых запасов. Российский сектор, как составная часть мирового производства, будет подчиняться глобальным тенденциям, что создает возможность прохождения в ближайшей перспективе пиковых объемов добычи золота в нашей стране. Истощение сырьевой базы исторически лидирующих золотодобывающих регионов России делает актуальным проведение геологоразведочных работ на выявление перспективных золоторудных объектов, не являющихся привычными по геологической и/или технологической характеристикам, в том числе находящихся в труднодоступных районах . В таком качестве могут рассматриваться эпитермальные кислотно-сульфатные золоторудные месторождения Охотско-Чукотского вулканического пояса.
Г еологические работы, направленные на поиски золоторудных объектов на территориях, перспективных к обнаружению объектов кислотно- сульфатного типа, традиционно специализировались на выявлении кварцевожильных месторождений (низко-сульфатных или адуляр-серицитовых). Поэтому поля так называемых вторичных кварцитов, характерных для кислотно-сульфатных обстановок, не изучались должным образом, а обширные проявления алунитовых кварцитов время от времени рассматривались в качестве потенциального источника получения алюмосодержащего сырья. Однако, в последнее время отмечается рост интереса золотопромышленников ко вторичным кварцитам. В геологоразведочные проекты и горно-перерабатывающее производство стали включаться месторождения и рудопроявления Малетойваям-Ветроваямской группы и Озерновского рудного поля на Камчатке, а также рудного поля Светлое в Хабаровском крае. Привлекательной особенностью этого типа месторождений служит наличие свободного, дисперсного, легкорастворимого золота в относительно хорошо проницаемом матриксе пористых и глинистых кварцитов, что позволяет экономически и технологически обоснованно применять сравнительно менее затратную технологию кучного выщелачивания в условиях труднодоступных территорий. Возможность применения технологии кучного выщелачивания в условиях низких температур Крайнего севера успешно подтверждена на месторождении Светлое (Хабаровский край, компания «Полиметалл»), на котором себестоимость производства золота является одной из самых низких в отрасли не только в России, но и в мире [Polymetal International Plc].
Таким образом относительно низкая изученность эпитермальных кислотно-сульфатных месторождений, обусловленная их редким нахождением на территории России, в совокупности с экономической привлекательностью технологий разработки и переработки определяет актуальность проблемы прогнозирования и поисков золоторудных месторождений этого типа.
Цель работы.
Целью работы является определение основных факторов локализации эпитермального кислотно-сульфатного оруденения на основе анализа геологоструктурной позиции рудного района, рудного узла и рудного поля, особенностей проявления оруденения во вторичном и первичном геохимических полях, а также разработка комплекса критериев и признаков на обнаружение данного типа месторождений в пределах Ульинского прогиба.
Задачи работы.
1. Установление главных геолого-структурных факторов, определяющих пространственное расположение золотого кислотно-сульфатного оруденения;
2. Установление особенностей проявления золотого эпитермального кислотно-сульфатного оруденения во вторичном и первичном геохимических полях.
3. Разработка главных разноранговых критериев прогноза и поисков и уточнение поисковой модели эпитермального кислотно-сульфатного золотого оруденения.
Фактический материал и методы исследований.
В основе исследований лежат космоматериалы Landsat ETM+, Landsat 8, Aster, Sentinel, цифровые модели рельефа SRTM и AsterGDEM, аналитические данные, полученные по результатам литохимических работ по вторичным ореолам рассеяния в масштабах 1:50000 и 1:10000, проведённые в разные года на площади рудного поля Светлое (2001, 2003, 2004, 2006, 2007, 2009 гг.). В качестве справочных данных использованы материалы геологической съемки 1:200000 листов О-54-VIII (Ивлев А.Н., 1977, 1986), O-54-IX (Умитбаев Р.Б., 1967), O-54-XIV (Шпак Н.С., 1974, 1979), поисковых работ в юго-западной части Охотского района (Ульинская площадь; Бутвин В.Н., 1987), поисковых работ и оценке месторождений золота бассейнов ручьев Алалиндя, Онемна (Литвинов, 2012), результаты аэрогеофизических работ разных лет съемки (1978-1985 гг.), переработанные и увязанные ООО Гепарт в 2019 г..
Обработка и дешифрирование космоматериалов выполнялись для построения структурно-геологических схем уровней рудного района, рудного узла, рудного поля с целью выявления закономерностей проявления разноранговых вулканоструктур, разрывных нарушений, субвулканических тел, интрузий, метасоматитов в различных элементах дешифрирования.
Обработка и дешифрирование космоматериалов выполнялись для построения структурно-геологических схем уровней рудного района, рудного узла, рудного поля с целью выявления закономерностей проявления разноранговых вулканоструктур, разрывных нарушений, субвулканических тел, интрузий, метасоматитов в различных элементах дешифрирования. Общая методика дистанционных работ включала в себя:
- подбор исходных космических данных различных систем;
- улучшение, классификация растровых изображений и их дешифрирование;
- создание спектрозонального изображения из моноканальных растров и его обработка;
- дешифрирование всего комплекса синтезированных изображений с выделением линейных и кольцевых (дуговых) структур и других особенностей геологического строения;
- расчет спектральных индексов по материалам Aster;
- корреляционный анализ многоканальных изображений методом главных компонент;
- спектральный анализ многозонального изображения материалов Aster;
- интерпретация полученных материалов с привлечением геологической, геофизической и геохимической информации и составление геолого-структурных схем.
Для построения структурно-геологической схемы Среднеульинского рудного района масштаба 1:500000 использованы космические снимки Landsat и ЦМР SRTM. Для построения структурно-тектонической схемы Уенминского рудного узла и рудного поля Светлое масштабов 1:100000 и 1:25000 использованы космические снимки Aster и Sentinel, а также ЦМР AsterGDEM.
Кроме перечисленных космоматериалов для построения структурно- геологических схем использованы результаты геолого-съемочных работ масштаба 1:200000 по листам О-54-VIII, О-54-IX, О-54-XIV, О-54-XV, XVI, XXI, результаты обработки аэрогеофизических данных по Охотской площади, результаты переинтерпретации аэрогеофизических данных и результаты обработки литохимических съемок по вторичным ореолам рассеяния.
В работе использованы результаты аэрогеофизических работ разных лет съёмки (1978-1985 гг.), переобработанные и увязанные в ходе ранее выполнявшихся тематических работ.
Подтверждение наличия рудных процессов обеспечивается выявлением в геохимическом поле ассоциации элементов, связанной с рудообразованием, и прямых признаков золотого оруденения. Обработка и интерпретация геохимических данных выполнялась с целью создания обобщённой модели аномального геохимического поля Светлого по полученным в ходе анализа данных закономерностям распределения элементов во вторичном ореоле рассеяния. В основу работы легли аналитические данные, полученные по результатам литохимических работ по вторичным ореолам рассеяния в масштабе 1:50 000 (сеть 500x100м) и 1:10 000 (сеть 100x40м), проведенных в разные годы на площади золоторудного поля Светлое. Площадь работ составила 67 км2 и 16.1 км2 соответственно. При обработке данных использованы методы многомерной статистики: ранговая корреляция, факторный и кластерный анализы. Построены схемы распределения элементов и комплексных показателей (КП). Выполнены: расчет фоновых и минимально-аномальных содержаний элементов; моделирование геохимических полей методами многомерной статистики; расшифровка структуры аномального геохимического поля.
Основные защищаемые положения.
1. Основными элементами структурно-геологического строения при выделении потенциальных золоторудных объектов являются: вулканотектонические депрессии I и II порядка, остатки палеовулканических построек центрального типа, в том числе с проявленной кальдерой проседания, разрывные нарушения, тела секущих интрузивных, субвулканических и жерловых образований, вторичные кварциты и аргиллизиты, - которые могут быть выявлены дистанционными методами.
2. В масштабах рудного тела распределение ассоциаций элементов первичного геохимического поля имеет концентрически-зональное строение, выражающееся в последовательной смене геохимических ассоциаций (от тыловой зоны к фронтальной): Au-Ag-Se-Sb ^ V-As-P- Fe-Mo-Pb-Sr-Sb-Cu ^ К-Na-Al-Co-Zn-Ba ^Cr-Ni-Mn.
На уровне месторождений в кислых породах устанавливается последовательность формирования геохимических ассоциаций (от центральной части к периферии): Au, Ag, Bi, Te ^ Ni, Cr, Co, Ti, V, Zn, Mn ^ As, Sb, Hg, Pb, Cu (Mo, W) ^ P, La, Mg, Sc, Mn, Zn, Sr, Co, Si.
Рудное поле фиксируется концентрически-зональной структурой с пространственной сменой геохимических ассоциаций (от центральной зоны рудообразования к периферии): Au (Mo) ^ Au, Ag, Pb ^ К, Na, Al ^ V, Zn, (Со, Ni, Cr, Mn, P).
3. Разработаны основные региональные и локальные критерии поиска и оценки золотого эпитермального оруденения, характеризующиеся комплексом геохимических, геофизических и геолого-структурных факторов, которые отражают особенности размещения оруденения в структурах региона.
Научная новизна.
В пределах золоторудного поля Светлое описан эпитермальный кислотно-сульфатный тип золотого оруденения. Обоснована роль вулканотектонических депрессий I и II порядков и продольных северовосточных и северо-западных разломов мантийного и корового заложения в размещении вулканотектонических депрессий, метасоматических полей и золотых рудопроявлений. Детально охарактеризованы геологические и структурные особенности рудного поля. Установлено, что рудоносные участки размещаются в кальдерах проседания вулканических аппаратов. Описаны характеристики потенциально рудоносных вулканических структур в магнитном поле и полях распределения естественных радиоактивных элементов. Установлены закономерности формирования и зональность рудогенных геохимических полей, сопровождающих золотое оруденение эпитермального кислотно-сульфатного типа. Для определения критериев отбраковки участков на ранних стадиях их изучения проведено сопоставление особенностей рудного поля Светлое с рудопроявлением Дюльбаки, участками минерализации Алядакан и Большая Холи. Полученные данные легли в основу разработки новых региональных и локальных критериев прогноза, поисков и оценки золотого оруденения.
Практическая значимость.
Разработанные прогнозно-поисковые критерии могут быть использованы предприятиями, ведущими поисковые и оценочные работы на эпитермальный кислотно-сульфатный тип золотого оруденения в пределах Уенминского золоторудного узла и в сходных геологических обстановках.
Личный вклад автора.
Личный вклад автора заключается в инициации проведения тематических исследований по тематике диссертации, организации и участии в полевых работах и отборе проб, участии в обработке, систематизации и интерпретации полученных результатов дешифрирования космоматериалов и результатов геохимического опробования.
Апробация работы и публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и входящих в базу данных Scopus. Результаты обсуждались на Международных симпозиумах имени академика М. А. Усова (2021, 2022) и X научно-практической конференции «Научно-методические основы прогноза, поисков, оценки месторождений алмазов, благородных и цветных металлов» (2021). Часть диссертационных исследований выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSWW-2023-0010).
Структура работы.
Текст диссертации изложен на 199 страницах, включающих введение, заключение, шесть глав и текстовые приложения. В первой главе даны общие сведения о геологическом строении рудного поля светлое, включая состояние проблемы, обзор ранее выполненных работ и сопоставление объекта исследований с отечественными и зарубежными месторождениями- аналогами. Во второй главе «Методы...» описаны исходные материалы, аналитические и расчетные методы, использованные в работе. В третьей главе описана геолого-структурная позиция рудного района, рудного узла, рудного поля на основании результатов дешифрирования спектральных космоснимков и обработки геофизических данных с использованием материалов геологосъемочных работ разных лет. Четвертая глава «Г еохимическая модель рудного поля Светлое» посвящена результатам обработки и интерпретации данных литохимического опробования, на основании которых представлены геохимические модели уровней рудного поля, месторождения и рудного тела, а в заключение главы дана обобщенная модель золоторудного поля. В пятой главе приведены результаты геолого-структурного и геохимического анализа участков Дюльбаки, Алядакан, Большая Холи, которые были использовании при формировании прогнозно-поискового комплекса и геолого-поисковой модели, отраженных в заключительной шестой главе «Критерии и признаки эпитермального оруденения. поисковая модель», объединяющей результаты исследования геолого-структурной позиции золоторудных таксонов и особенностей геохимических полей на различных уровнях.
Благодарности.
Автор работы искренне благодарен за понимание, помощь и поддержку в разработке темы диссертации своему научному руководителю доктору геол.- мин. наук А.К. Мазурову. Автор глубоко признателен доктору геол.-мин. наук Ю.С. Ананьеву, кандидату геол.-мин. наук М.А. Рудмину, кандидату геол.- мин. наук Р.Ю. Гаврилову, кандидату геол.-мин. наук А.Н. Орехову за советы и помощь в написании некоторых разделов данной работы. Автор благодарит сотрудников НИ ТПУ: кандидата геол.-мин. наук А.С. Рубана, кандидата геол.-мин. наук Т.Ю. Якич, кандидата геол.-мин. наук О.В. Савинову за полезные советы и консультации при создании данной работы. Автор выражает признательность сотрудникам группы компаний АО «Полиметалл УК» С.И. Трушину и Д.В. Левочской за поддержку, ценные советы и предоставленные материалы.
Г еологические работы, направленные на поиски золоторудных объектов на территориях, перспективных к обнаружению объектов кислотно- сульфатного типа, традиционно специализировались на выявлении кварцевожильных месторождений (низко-сульфатных или адуляр-серицитовых). Поэтому поля так называемых вторичных кварцитов, характерных для кислотно-сульфатных обстановок, не изучались должным образом, а обширные проявления алунитовых кварцитов время от времени рассматривались в качестве потенциального источника получения алюмосодержащего сырья. Однако, в последнее время отмечается рост интереса золотопромышленников ко вторичным кварцитам. В геологоразведочные проекты и горно-перерабатывающее производство стали включаться месторождения и рудопроявления Малетойваям-Ветроваямской группы и Озерновского рудного поля на Камчатке, а также рудного поля Светлое в Хабаровском крае. Привлекательной особенностью этого типа месторождений служит наличие свободного, дисперсного, легкорастворимого золота в относительно хорошо проницаемом матриксе пористых и глинистых кварцитов, что позволяет экономически и технологически обоснованно применять сравнительно менее затратную технологию кучного выщелачивания в условиях труднодоступных территорий. Возможность применения технологии кучного выщелачивания в условиях низких температур Крайнего севера успешно подтверждена на месторождении Светлое (Хабаровский край, компания «Полиметалл»), на котором себестоимость производства золота является одной из самых низких в отрасли не только в России, но и в мире [Polymetal International Plc].
Таким образом относительно низкая изученность эпитермальных кислотно-сульфатных месторождений, обусловленная их редким нахождением на территории России, в совокупности с экономической привлекательностью технологий разработки и переработки определяет актуальность проблемы прогнозирования и поисков золоторудных месторождений этого типа.
Цель работы.
Целью работы является определение основных факторов локализации эпитермального кислотно-сульфатного оруденения на основе анализа геологоструктурной позиции рудного района, рудного узла и рудного поля, особенностей проявления оруденения во вторичном и первичном геохимических полях, а также разработка комплекса критериев и признаков на обнаружение данного типа месторождений в пределах Ульинского прогиба.
Задачи работы.
1. Установление главных геолого-структурных факторов, определяющих пространственное расположение золотого кислотно-сульфатного оруденения;
2. Установление особенностей проявления золотого эпитермального кислотно-сульфатного оруденения во вторичном и первичном геохимических полях.
3. Разработка главных разноранговых критериев прогноза и поисков и уточнение поисковой модели эпитермального кислотно-сульфатного золотого оруденения.
Фактический материал и методы исследований.
В основе исследований лежат космоматериалы Landsat ETM+, Landsat 8, Aster, Sentinel, цифровые модели рельефа SRTM и AsterGDEM, аналитические данные, полученные по результатам литохимических работ по вторичным ореолам рассеяния в масштабах 1:50000 и 1:10000, проведённые в разные года на площади рудного поля Светлое (2001, 2003, 2004, 2006, 2007, 2009 гг.). В качестве справочных данных использованы материалы геологической съемки 1:200000 листов О-54-VIII (Ивлев А.Н., 1977, 1986), O-54-IX (Умитбаев Р.Б., 1967), O-54-XIV (Шпак Н.С., 1974, 1979), поисковых работ в юго-западной части Охотского района (Ульинская площадь; Бутвин В.Н., 1987), поисковых работ и оценке месторождений золота бассейнов ручьев Алалиндя, Онемна (Литвинов, 2012), результаты аэрогеофизических работ разных лет съемки (1978-1985 гг.), переработанные и увязанные ООО Гепарт в 2019 г..
Обработка и дешифрирование космоматериалов выполнялись для построения структурно-геологических схем уровней рудного района, рудного узла, рудного поля с целью выявления закономерностей проявления разноранговых вулканоструктур, разрывных нарушений, субвулканических тел, интрузий, метасоматитов в различных элементах дешифрирования.
Обработка и дешифрирование космоматериалов выполнялись для построения структурно-геологических схем уровней рудного района, рудного узла, рудного поля с целью выявления закономерностей проявления разноранговых вулканоструктур, разрывных нарушений, субвулканических тел, интрузий, метасоматитов в различных элементах дешифрирования. Общая методика дистанционных работ включала в себя:
- подбор исходных космических данных различных систем;
- улучшение, классификация растровых изображений и их дешифрирование;
- создание спектрозонального изображения из моноканальных растров и его обработка;
- дешифрирование всего комплекса синтезированных изображений с выделением линейных и кольцевых (дуговых) структур и других особенностей геологического строения;
- расчет спектральных индексов по материалам Aster;
- корреляционный анализ многоканальных изображений методом главных компонент;
- спектральный анализ многозонального изображения материалов Aster;
- интерпретация полученных материалов с привлечением геологической, геофизической и геохимической информации и составление геолого-структурных схем.
Для построения структурно-геологической схемы Среднеульинского рудного района масштаба 1:500000 использованы космические снимки Landsat и ЦМР SRTM. Для построения структурно-тектонической схемы Уенминского рудного узла и рудного поля Светлое масштабов 1:100000 и 1:25000 использованы космические снимки Aster и Sentinel, а также ЦМР AsterGDEM.
Кроме перечисленных космоматериалов для построения структурно- геологических схем использованы результаты геолого-съемочных работ масштаба 1:200000 по листам О-54-VIII, О-54-IX, О-54-XIV, О-54-XV, XVI, XXI, результаты обработки аэрогеофизических данных по Охотской площади, результаты переинтерпретации аэрогеофизических данных и результаты обработки литохимических съемок по вторичным ореолам рассеяния.
В работе использованы результаты аэрогеофизических работ разных лет съёмки (1978-1985 гг.), переобработанные и увязанные в ходе ранее выполнявшихся тематических работ.
Подтверждение наличия рудных процессов обеспечивается выявлением в геохимическом поле ассоциации элементов, связанной с рудообразованием, и прямых признаков золотого оруденения. Обработка и интерпретация геохимических данных выполнялась с целью создания обобщённой модели аномального геохимического поля Светлого по полученным в ходе анализа данных закономерностям распределения элементов во вторичном ореоле рассеяния. В основу работы легли аналитические данные, полученные по результатам литохимических работ по вторичным ореолам рассеяния в масштабе 1:50 000 (сеть 500x100м) и 1:10 000 (сеть 100x40м), проведенных в разные годы на площади золоторудного поля Светлое. Площадь работ составила 67 км2 и 16.1 км2 соответственно. При обработке данных использованы методы многомерной статистики: ранговая корреляция, факторный и кластерный анализы. Построены схемы распределения элементов и комплексных показателей (КП). Выполнены: расчет фоновых и минимально-аномальных содержаний элементов; моделирование геохимических полей методами многомерной статистики; расшифровка структуры аномального геохимического поля.
Основные защищаемые положения.
1. Основными элементами структурно-геологического строения при выделении потенциальных золоторудных объектов являются: вулканотектонические депрессии I и II порядка, остатки палеовулканических построек центрального типа, в том числе с проявленной кальдерой проседания, разрывные нарушения, тела секущих интрузивных, субвулканических и жерловых образований, вторичные кварциты и аргиллизиты, - которые могут быть выявлены дистанционными методами.
2. В масштабах рудного тела распределение ассоциаций элементов первичного геохимического поля имеет концентрически-зональное строение, выражающееся в последовательной смене геохимических ассоциаций (от тыловой зоны к фронтальной): Au-Ag-Se-Sb ^ V-As-P- Fe-Mo-Pb-Sr-Sb-Cu ^ К-Na-Al-Co-Zn-Ba ^Cr-Ni-Mn.
На уровне месторождений в кислых породах устанавливается последовательность формирования геохимических ассоциаций (от центральной части к периферии): Au, Ag, Bi, Te ^ Ni, Cr, Co, Ti, V, Zn, Mn ^ As, Sb, Hg, Pb, Cu (Mo, W) ^ P, La, Mg, Sc, Mn, Zn, Sr, Co, Si.
Рудное поле фиксируется концентрически-зональной структурой с пространственной сменой геохимических ассоциаций (от центральной зоны рудообразования к периферии): Au (Mo) ^ Au, Ag, Pb ^ К, Na, Al ^ V, Zn, (Со, Ni, Cr, Mn, P).
3. Разработаны основные региональные и локальные критерии поиска и оценки золотого эпитермального оруденения, характеризующиеся комплексом геохимических, геофизических и геолого-структурных факторов, которые отражают особенности размещения оруденения в структурах региона.
Научная новизна.
В пределах золоторудного поля Светлое описан эпитермальный кислотно-сульфатный тип золотого оруденения. Обоснована роль вулканотектонических депрессий I и II порядков и продольных северовосточных и северо-западных разломов мантийного и корового заложения в размещении вулканотектонических депрессий, метасоматических полей и золотых рудопроявлений. Детально охарактеризованы геологические и структурные особенности рудного поля. Установлено, что рудоносные участки размещаются в кальдерах проседания вулканических аппаратов. Описаны характеристики потенциально рудоносных вулканических структур в магнитном поле и полях распределения естественных радиоактивных элементов. Установлены закономерности формирования и зональность рудогенных геохимических полей, сопровождающих золотое оруденение эпитермального кислотно-сульфатного типа. Для определения критериев отбраковки участков на ранних стадиях их изучения проведено сопоставление особенностей рудного поля Светлое с рудопроявлением Дюльбаки, участками минерализации Алядакан и Большая Холи. Полученные данные легли в основу разработки новых региональных и локальных критериев прогноза, поисков и оценки золотого оруденения.
Практическая значимость.
Разработанные прогнозно-поисковые критерии могут быть использованы предприятиями, ведущими поисковые и оценочные работы на эпитермальный кислотно-сульфатный тип золотого оруденения в пределах Уенминского золоторудного узла и в сходных геологических обстановках.
Личный вклад автора.
Личный вклад автора заключается в инициации проведения тематических исследований по тематике диссертации, организации и участии в полевых работах и отборе проб, участии в обработке, систематизации и интерпретации полученных результатов дешифрирования космоматериалов и результатов геохимического опробования.
Апробация работы и публикации.
По теме диссертационной работы опубликовано 3 статьи в журналах, рекомендованных ВАК и входящих в базу данных Scopus. Результаты обсуждались на Международных симпозиумах имени академика М. А. Усова (2021, 2022) и X научно-практической конференции «Научно-методические основы прогноза, поисков, оценки месторождений алмазов, благородных и цветных металлов» (2021). Часть диссертационных исследований выполнена при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования Российской Федерации (проект № FSWW-2023-0010).
Структура работы.
Текст диссертации изложен на 199 страницах, включающих введение, заключение, шесть глав и текстовые приложения. В первой главе даны общие сведения о геологическом строении рудного поля светлое, включая состояние проблемы, обзор ранее выполненных работ и сопоставление объекта исследований с отечественными и зарубежными месторождениями- аналогами. Во второй главе «Методы...» описаны исходные материалы, аналитические и расчетные методы, использованные в работе. В третьей главе описана геолого-структурная позиция рудного района, рудного узла, рудного поля на основании результатов дешифрирования спектральных космоснимков и обработки геофизических данных с использованием материалов геологосъемочных работ разных лет. Четвертая глава «Г еохимическая модель рудного поля Светлое» посвящена результатам обработки и интерпретации данных литохимического опробования, на основании которых представлены геохимические модели уровней рудного поля, месторождения и рудного тела, а в заключение главы дана обобщенная модель золоторудного поля. В пятой главе приведены результаты геолого-структурного и геохимического анализа участков Дюльбаки, Алядакан, Большая Холи, которые были использовании при формировании прогнозно-поискового комплекса и геолого-поисковой модели, отраженных в заключительной шестой главе «Критерии и признаки эпитермального оруденения. поисковая модель», объединяющей результаты исследования геолого-структурной позиции золоторудных таксонов и особенностей геохимических полей на различных уровнях.
Благодарности.
Автор работы искренне благодарен за понимание, помощь и поддержку в разработке темы диссертации своему научному руководителю доктору геол.- мин. наук А.К. Мазурову. Автор глубоко признателен доктору геол.-мин. наук Ю.С. Ананьеву, кандидату геол.-мин. наук М.А. Рудмину, кандидату геол.- мин. наук Р.Ю. Гаврилову, кандидату геол.-мин. наук А.Н. Орехову за советы и помощь в написании некоторых разделов данной работы. Автор благодарит сотрудников НИ ТПУ: кандидата геол.-мин. наук А.С. Рубана, кандидата геол.-мин. наук Т.Ю. Якич, кандидата геол.-мин. наук О.В. Савинову за полезные советы и консультации при создании данной работы. Автор выражает признательность сотрудникам группы компаний АО «Полиметалл УК» С.И. Трушину и Д.В. Левочской за поддержку, ценные советы и предоставленные материалы.
В ходе исследования был выполнен комплекс работ: сравнение объекта исследования с описанными в отечественной и зарубежной литературе аналогами, обобщение полученных результатов, построение геологоструктурных и геохимических схем, разработка системы разноранговых прогнозно-поисковых критериев и факторов эпитермального оруденения, разработка геолого-поисковой модели.
Положение в крупных региональных и локальных тектонических и вулкано-плутонических структурах, геологическое строение,
метасоматическая и геохимическая зональность, проявленность в геофизических полях подтверждает принадлежность рудного поля Светлое к эпитермальным золото-серебряным месторождениям кислотно-сульфатного типа.
В результате проведенных исследований и обобщения геологогеофизических данных были выявлены закономерности проявления рудных таксонов в материалах дешифрирования спектрозональных космических снимков, аэрогеофизических полях, во вторичном геохимическом поле. На основании этих закономерностей сформулированы критерии и признаки золотого эпитермального оруденения:
Региональные
Структурные (по результатам дешифрирования космических снимков и анализа геофизических данных)
Рудные узлы размещаются в пределах систем кольцевых структур диаметром 45-60 км, дешифрируемых по космоснимкам и выделяемых в материалах аэрогеофизической съемки. Эти структуры интерпретируются как вулкано-тектонические депрессии, развитые над внутрикоровыми магматическими камерами, вулкано-плутоническими комплексами и ареалами их влияния. Положение самих вулкано-тектонических депрессий контролируется участками сопряжения продольных и поперечных разрывных нарушений мантийного уровня заложения.
Локальные
Структурно-вещественные (по результатам дешифрирования
космических снимков и анализа геофизических данных)
Рудные поля тяготеют к краевым частям вулкано-тектонических депрессий. Структурными критериями для выделения потенциальных рудных полей являются системы кольцевых структур диаметром от 1 до 14 км, интерпретируемые как частные вулканические постройки. Положение таких построек контролируется узлами сопряжения продольных северо-восточных (мантийного заложения) и поперечных северо-западных (коровых) разрывных нарушений. Месторождения кислотно-сульфатного типа тяготеют к узлам сопряжения коровых разрывных нарушений северо-восточного и северозападного простирания, размещаются в кальдерах проседания, в участках развития монокварцевых, кварц-алунитовых и кварц-гидрослюдистых метасоматитов, которые могут быть закартированы по результатам специальной обработки снимков ASTER.
На рудоносных площадях должны присутствовать локальные площадные аномалии каолинитового, мафического (значения менее 0,87) спектральных индексов и резко градиентные значения показателя оксидов железа.
Потенциально рудоносные кольцевые структуры характеризуются спокойным выположенным магнитным полем. Знак поля значения не имеет, так как зависит от принятого уровня фона. Главное - пониженная дисперсия. Области резко дифференцированного магнитного поля могут находиться как в эпицентре этих зон (жерловая фация), так и на их периферии.
В полях распределения естественных радиоактивных элементов потенциально рудоносные структуры должны картироваться аномальными поведениями K/Th и KU/ThTh отношений. Если субстрат имел преимущественно натровый состав, то отношение будет смещаться в сторону тория (непосредственно тип Светлого), в противном случае - в сторону калия. Но и в том, и в другом случае структуры могут быть потенциально рудоносны. Снижают перспективы фоновые значения этого отношения.
Месторождениям должны соответствовать области аномального изменения калий-ториевого отношения (необходима полевая заверка).
Геохимические
Прямым признаком эпитермального кислотно-сульфатного оруденения ранга рудного поля является наличие аномальных концентраций Au и Ag во вторичных ореолах рассеяния. Также элементами-спутниками оруденения, на основании имеющейся аналитической базы, следует считать Sb, As, Bi, Cu. Рудные поля во вторичном геохимическом поле выделяются концентрически- зональным ореолом комплекса элементов - во фронтальной зоне проявлена ассоциация V-Zn, в тыловой зоне ассоциации Au-Ag-Pb и Au-Mo.
Прямым признаком золотого оруденения ранга месторождения являются аномальные концентрации Au и Ag во вторичных ореолах рассеяния, а также их элементы-спутники Sb, Bi, Te, Se, As, Mo, Cu. Месторождения во вторичном геохимическом поле, на основании имеющейся аналитической информации, выделяются концентрически-зональным ореолом комплекса элементов - во фронтальной зоне проявлена ассоциация Со-Cr-Mn-V-Zn-P; в тыловой зоне - ассоциации Au-Ag, Ag-Pb-Sb, As-Mo-Ba
Положение в крупных региональных и локальных тектонических и вулкано-плутонических структурах, геологическое строение,
метасоматическая и геохимическая зональность, проявленность в геофизических полях подтверждает принадлежность рудного поля Светлое к эпитермальным золото-серебряным месторождениям кислотно-сульфатного типа.
В результате проведенных исследований и обобщения геологогеофизических данных были выявлены закономерности проявления рудных таксонов в материалах дешифрирования спектрозональных космических снимков, аэрогеофизических полях, во вторичном геохимическом поле. На основании этих закономерностей сформулированы критерии и признаки золотого эпитермального оруденения:
Региональные
Структурные (по результатам дешифрирования космических снимков и анализа геофизических данных)
Рудные узлы размещаются в пределах систем кольцевых структур диаметром 45-60 км, дешифрируемых по космоснимкам и выделяемых в материалах аэрогеофизической съемки. Эти структуры интерпретируются как вулкано-тектонические депрессии, развитые над внутрикоровыми магматическими камерами, вулкано-плутоническими комплексами и ареалами их влияния. Положение самих вулкано-тектонических депрессий контролируется участками сопряжения продольных и поперечных разрывных нарушений мантийного уровня заложения.
Локальные
Структурно-вещественные (по результатам дешифрирования
космических снимков и анализа геофизических данных)
Рудные поля тяготеют к краевым частям вулкано-тектонических депрессий. Структурными критериями для выделения потенциальных рудных полей являются системы кольцевых структур диаметром от 1 до 14 км, интерпретируемые как частные вулканические постройки. Положение таких построек контролируется узлами сопряжения продольных северо-восточных (мантийного заложения) и поперечных северо-западных (коровых) разрывных нарушений. Месторождения кислотно-сульфатного типа тяготеют к узлам сопряжения коровых разрывных нарушений северо-восточного и северозападного простирания, размещаются в кальдерах проседания, в участках развития монокварцевых, кварц-алунитовых и кварц-гидрослюдистых метасоматитов, которые могут быть закартированы по результатам специальной обработки снимков ASTER.
На рудоносных площадях должны присутствовать локальные площадные аномалии каолинитового, мафического (значения менее 0,87) спектральных индексов и резко градиентные значения показателя оксидов железа.
Потенциально рудоносные кольцевые структуры характеризуются спокойным выположенным магнитным полем. Знак поля значения не имеет, так как зависит от принятого уровня фона. Главное - пониженная дисперсия. Области резко дифференцированного магнитного поля могут находиться как в эпицентре этих зон (жерловая фация), так и на их периферии.
В полях распределения естественных радиоактивных элементов потенциально рудоносные структуры должны картироваться аномальными поведениями K/Th и KU/ThTh отношений. Если субстрат имел преимущественно натровый состав, то отношение будет смещаться в сторону тория (непосредственно тип Светлого), в противном случае - в сторону калия. Но и в том, и в другом случае структуры могут быть потенциально рудоносны. Снижают перспективы фоновые значения этого отношения.
Месторождениям должны соответствовать области аномального изменения калий-ториевого отношения (необходима полевая заверка).
Геохимические
Прямым признаком эпитермального кислотно-сульфатного оруденения ранга рудного поля является наличие аномальных концентраций Au и Ag во вторичных ореолах рассеяния. Также элементами-спутниками оруденения, на основании имеющейся аналитической базы, следует считать Sb, As, Bi, Cu. Рудные поля во вторичном геохимическом поле выделяются концентрически- зональным ореолом комплекса элементов - во фронтальной зоне проявлена ассоциация V-Zn, в тыловой зоне ассоциации Au-Ag-Pb и Au-Mo.
Прямым признаком золотого оруденения ранга месторождения являются аномальные концентрации Au и Ag во вторичных ореолах рассеяния, а также их элементы-спутники Sb, Bi, Te, Se, As, Mo, Cu. Месторождения во вторичном геохимическом поле, на основании имеющейся аналитической информации, выделяются концентрически-зональным ореолом комплекса элементов - во фронтальной зоне проявлена ассоциация Со-Cr-Mn-V-Zn-P; в тыловой зоне - ассоциации Au-Ag, Ag-Pb-Sb, As-Mo-Ba
