Некоторые особенности геохимических поисков месторождений золота, серебра, цветных металлов и локализация перспективных площадей на закрытых и полузакрытых рыхлыми отложениями отдельных территориях РФ
Ключевые слова: геохимические методы поисков, трансгрессии, фоссилии, неоплейстоцен, россыпи, золотоносные коры химического выветривания, аномалии, кластеризация, прогнозные ресурсы.
А.А. Стамберский — ведущий геолог
М.А. Буглеева — инженер 1 категории
Введение
В настоящее время потенциал обнаружения новых объектов на территории РФ сократился, так как практически большая часть эксплуатируемых объектов выявлена по прямым признакам на участках с достаточно доступной для изучения обнажённостью. Остальная часть территории, перекрытая чехлом четвертичных отложений, изучена в основном по косвенным методам с привлечением геофизических и реже по результатам глубинного геологического картирования по разряженной сети, относительно территорий с хорошей для изучения обнажённостью. На таких площадях при поисках возрастает роль как геофизических методов, относящихся к косвенным признакам, так и геохимических, являющихся прямыми поисковыми критериями. Где результативность ГРР при поисках рудных объектов геохимическими методами по вторичным ореолам и потокам рассеяния зависит от места отбора пробы, лабораторных исследований отобранного материала и последующей интерпретации данных анализов по выбранной методике [8].
Эффективность геохимических методов поисков по вторичным ореолам и потокам рассеяния напрямую связана с установлением рудно-геохимической специализации выявляемых аномалий. Которые образуются путем миграции химических элементов в рыхлых отложениях и преобразования минералов, поступающих с разрушаемого источника, интенсивности содержаний химических элементов, состава и мощности перекрывающих отложений в определённых ландшафтно-геохимических условиях [6–8, 17 и др.]. Наиболее проблемными при поисковых работах являются районы низко-, среднегорного рельефа, перекрытые чехлом рыхлых отложений, иногда с редко встречаемыми останцами неизменённых коренных пород, где аномалии по вторичным ореолам практически отсутствуют. Как правило, такие отложения нередко относят к продуктам разрушения ближайшего окружения «покровным суглинкам» и, соответственно, отсутствие аномалий рудных элементов связывают с отсутствием оруденения в коренных породах. Также на результативность поисков по геохимическим методам влияет порог обнаружения при лабораторном определении содержаний химических элементов в пробах из вторичных ореолов, когда из-за лабораторных и приборных погрешностей у многих элементов появляются ложные профильные аномалии. Отмечающиеся на отдельных отрезках по профилю превышением содержаний в пробах на порядок (рис. 1), а то и два, или чередованием через пробу пороговых с аномальными значениями, образующих пилообразную форму в графиках. Что не позволяет провести оконтуривание или выделение перспективных участков и выполнить количественный прогноз какого-либо типа оруденения.
Объект исследований
Считается, что все рыхлые отложения неоплейстоценового возраста, перекрывающие коренные породы эолового или озёрно-ледникового генезиса сформированы в континентальных условиях. Но по результатам проведения поисковых работ в Кузнецком Алатау, Салаирском кряже, Алтае, Урале, Дальнем Востоке и опубликованных материалов устанавливается, что отсутствие аномалий элементов индикаторов над рудными объектами в основном обусловлено их перекрытием осадками аквального происхождения, сформированных при трансгрессиях и регрессиях, предположительно в поздненеоплейстоценовое время, не менее чем за четыре ритма [4]. С двумя различающимися, в каждом ритме, по составу пачками, верхней тонкообломочной и нижней грубообломочной. Имеющие в осевых частях по днятых блоков минимальные мощности, от 0 до 30–40 м, и максимальные, до 100 и более метров в основании поднятий.
Рис. 1. Сопоставление аномалий свинца на территории со среднегорным рельефом полузакрытого типа, построенных по результатам IСP: из вторичных ореолов рассеяния (А); с первичными из элювиально-делювиальных отложений (Б). Контур черного цвета — рудная зона. Размер сетки 1000х1000 м
Глинистые отложения верхней пачки, отмечаемые на площадях с низкой среднегорным рельефом в русловой части речных долин 3-го и выше порядков, вследствие интенсивного размыва, как правило, имеют минимальную мощность или отсутствуют. На водоразделах и понижениях палеорельефа её мощность может составлять 10–30 м, до 50 м и более в отдельных участках (локальных депрессиях).
Рис. 2. Геологический разрез водораздела р. Березовая и Мундыбаш, Участок Водораздельный. Лёссовидные суглинки верхнего неоплейстоцена
2 — красноцветные валунно-щебнисто-(с галькой)-песчано-глинистые отложения ближнего переотложения кор выветривания; 3 — глинистые, охристо-глинистые и щебнисто-глинистые пестроцветные коры выветривания; 4 — вулканогенно-осадочные породы нижнего девоны; 5 — они же, выветренные до структурной коры выветривания; 6 — золото-сульфидно-кварцевые Au-рудные тела; 7 — контур комплексных геохимических аномалий Ag, Pb, As, Zn, Cu, Bi и др.; 8 — поисковые скважины, их номер и глубина
Отложения |
Обобщённая схема по предшественникам до 2014 г |
Предлагаемая схема с учетом [14] | ||
Разнозернистые пески, супеси, галька, гравий |
Голоцен | Аллювиальные отложения русел (Au-Pt) | ||
Глины серые, зеленовато-серые, супеси, суглинки, алевриты, в прослоях и линзах с песками |
Верхний неоплейстоцен — голоцен. Озерные, озерно-болотные, эоловые отложения, lbIII-IV |
Ритм 3. Верхнее звено. Q3*** |
п. 3-2** |
Верхний неоплейстоцен — голоцен. Морские отложения |
Морские глины, пески, с линзами гравия и морскими раковинами, супеси в нижней части, пески крупнозернистые в подошве с галькой и валунами |
Верхний неоплейстоцен. Морские, аллювиально-морские, озерно-аллювиальные (соровые) и аллювиальные отложения, d-sIII-IV |
п. 3-1* |
Прибрежно-морские склоновые и аллювиальные отложения |
|
Суглинки, глины лентослоистые, пески глинистые, с включениями гравия, гальки и линз галечника. В кровле горизонта суглинки, супеси |
Вычегодский горизонт. Ледниково-морские, ледниково-озёрные отложения, fN2kv-II |
Ритм 2. Верхнее звено. Q3 |
п. 2-2 | Морские |
Пески с галькой и гравием, галечники, реже суглинки, алевриты, глины |
Родионовский горизонт. Аллювиально-морские, aN2 kv-II (Au-Pt) |
п. 2-1 |
Аллювиально-морские (отложения террасоувала II и III надпойменных террас) |
|
Песчано-гравийно-галечные отложения |
Чирвинский горизонт. Озёрно-аллювиальные (Au-Pt) |
п. 2-1 |
Прибрежно-морские аллювиальные отложения |
|
Супеси, глины, алевриты, линзы песков и галечников |
Вишерский горизонт. Ледниково- озёрные, озерно-морские |
Ритм 1. Верхнее звено. Q3 |
п. 1-2 | Озерно-морские отложения |
Аллювий |
Аллювий и лимний нерасчленённые, нижний неоплейстоцен, прежде Ичетьюская толща, aN2iс˘ (Au, Pt, Ti, алмазы) |
п. 1-1 | Погребенный аллювий палеодолин |
*п. 2-1 — пачка рыхлых отложений, преимущественно с грубообломочными отложениями, в том числе террасовыми.
** п. 2-2 — пачка рыхлых отложений с преобладанием тонкообломочных.
*** Ритм — состоит из отложений двух пачек, периодически накапливающихся в результате морских трансгрессий: ритм 1 — нижненеоплейстоценовый (колвинская свита и коми-пермяцкий надгоризонт);
ритм 2 — средненеоплейстоценовый (чирвинский горизонт и тимано-уральский надгоризонт); ритм 3 — верхненеоплейстоценовый (сулинский, бызовский, полярный горизонты).
В подошве нижней пачки, лежащей на коренных породах, наблюдается накопление минералов тяжёлой фракции сульфидов, оксидов, гидроксидов, самородных металлов золота, платины. Содержащей по степени концентрации, особенно при наличии в обломках пород с рудной минерализацией: максимальные — в русловой части водотоков; относительно меньшие — на склонах в ложбинах временных водотоков и с наименьшими значениями на участках плоскостного смыва. Что позволяет, используя содержания элементов из опробованных отложений, определить предполагаемый минералого-геохимический тип оруденения, а зная их распределение в плане, вероятное положение источника на местности, его ориентировочные масштабы, наметить места заложения проектных канав и (или) скважин. Картируемые отложения, содержащие скопления свободного золота, нередко имеют в разрезе двух-трёх уровневое строение, обусловленное, например, в Валька райской впадине арктического побережья Чукотки наличием отложений, сформированных в результате не менее четырёх тектонических этапов [1, 11]. Где ранее С.Т. Казарской [12] были выделены три золотоносных геоморфологических уровня (рис. 6), из них наиболее изучен средний уровень, а нижний самый богатый, приуроченный к отложениям древней речной сети, является недостаточно исследованным. Предполагается, что наиболее богатые залежи россыпей Валька райской впадины, особенно в участках развития кор химического выветривания, формируются за счет коренных источников золота высокопродуктивных золоторудных месторождений нескольких формационных типов, в том числе подобного уникальному по запасам месторождению Бендиго [5].
Результаты исследований
В связи с тем, что отложения нижней пачки каждого ритма сформированы за счет перемыва продуктов золотоносной коры химического выветривания (ЗКХВ) и относятся к россыпям ближнего сноса, то можно ожидать наличие промышленных скоплений самородного золота в отложениях нижних пачек поздних ритмов (висячие пласты) [10], не только в речных долинах, но и в отложениях, расположенных на склонах и на водоразделах (перемещённые и остаточные россыпи ЗКХВ). А так как россыпи Валькарайской низменности имеют уникальную золоторудную продуктивность, только из долин двух рек Рывеем и Пильхинкууль было добыто около 300 т золота, а источником золота являются высокопродуктивные коренные породы, то можно ожидать наличие на остальной площади новых потенциально-перспективных участков. Кроме того, выявление новых участков со скоплениями самородного золота в рыхлых отложениях позволит определить потенциальную перспективность золотого оруденения в коренных породах. Но следует отметить, например, в Федоровском рудном поле Кузнецкого Алатау золоторудные зоны, представленные пестроцветной ЗКХВ, в некоторых участках склонов на дневной поверхности перекрыты отложениями с обломками неизменённых пород мощностью до 2–3 м и более. Такие отложения, выполняющие роль экрана, при анализе как мелкозёма, так и обломочного материала, в большинстве проб имеют фоновые содержания. Это связано с тем, что в местах наличия продуктов ЗКХВ, за счет их химическо-физического разрушения и выноса мелких частиц, образуются понижения, которые, особенно в обводнённых условиях, заполняются устойчивыми к разрушению обломками неизменённых пород.
Рис. 3. Фоссилии из поздненеоплейстоценовых отложений еловской свиты басейна р. Нижний Каз Кузнецкого Алатау: А — эмбрион осетровых (?) с спинными хрящами (1), плавниковыми хрящами (2) и сохранившимся хвостом (3). Из глинисто-песчано-гравийного прослоя м = 2 см. Водораздел р. Нижний Каз и его правого притока. Б — полихеты (Б-1 — фоссилизированная полихета. Б-2 — чешуи чешуйчатых полихет из синих глин верхней пачки, лежащей на аллювиальных отложениях
Обсуждение результатов исследований
Фактически однотипность строения четвертичных отложений каждого ритма, наблюдаемая в центральной части континента (рис. 2–4), на его окраинах (табл. 1) и непосредственно в прибрежной части (рис. 5), свидетельствует о едином механизме их образования в период трансгрессий и регрессий [4]. Предполагается, что на начальном этапе снос рыхлого материала происходил с приподнятых участков, поверхность которых была покрыта глинистыми продуктами выветренных пород. В этот период на поднятиях и их краевых частях формировались отложения с преобладанием обломочного материала разного генезиса (элювиально-делювиального, коллювиально-пролювиального, аллювиального, селевых потоков и пр.). В трансгрессию на фоне ступенчатого погружения при интенсивном опускании отдельных участков накапливались осадки тонкой и мелкой фракций (илы, суглинки, супеси) максимальной мощности на затопленных территориях, особенно в понижениях рельефа (предгорных и локальных впадинах, долинах крупных рек). Где образование рыхлых отложений, относимых к ледниковым «проблемным», можно объяснить механизмом, подобным лавинной седиментации в морях и океанах, охарактеризованной в работе [13]. А аллювиальных отложений, неоднородных по составу, с обломочным материалом разной степенью обработки и размерностью от пылевидных частиц до глыб, разрушительными действиями катастрофических водно-грязевых потоков (сели, фландстримы и т.п.).
Рис. 4. Характер строения разреза верхней пачки бурых суглинков и нижней, сложенной преимущественно серо-сизыми глинами «синюха», еловской свиты, в подошве с аллювиальными отложениями содержащие промышленные концентрации самородного золото. Разрез по разведочной линии № 48 через долину р. Большие Тайлы (А). Фото забоя отработки россыпи р. Листвянка, Салаирский кряж (Б)
1 — диоритовые порфириты; 2 — хлорит-серицитовые сланцы нижнего кембрия; 3 — суглинки, глины бурого цвета, верхняя пачка еловской свиты; 4 — сизые глины с песчанисто-щебнисто-глинистыми прослоями, линзами, нижняя пачка еловской свиты; 5 — галечники состоящие из гальки, песка и глины синего цвета; 6 — обломки пород сцементированные буровато-сизой глиной; 7 — гравийно-галечниковые отложения, сцементированные буровато-сизой глиной; 8 — россыпь самородного золота; 9 — разведочные скважины; 10 — почвенно-растительный слой
Выводы
В таких районах наиболее информативными, при поисках по вторичным ореолам и потокам рассеяния, для отбора проб являются элювиально-делювиальные отложения, приуроченные к нижним пачкам ритмов, максимально вскрытые в тальвеге русел речек, а также сухих и временных водотоков. Где в участках разрушения пород, содержащих сульфиды, происходит накопление рудных минералов, с наибольшим количеством непосредственно на коренных породах и в отложениях нижних пачек. Что позволяет, при определении содержаний элементов в пробах, отобранных в таких местах, особенно из донных отложений тальвегов русел и временных водотоков, увеличить достоверность обнаружения источника скоплений рудных минералов. В случае предполагаемого наличия аномалий рудных элементов слабой интенсивности, характерных для верхних частей рудных месторождений, предварительно до проведения анализов, предлагается выполнить гравитационное обогащение проб.
Рис. 5. Поперечный профиль долины р. Тахтыкан-Берикан на участке месторождения россыпного золота (составлен Н.А. Вашко), Ленский золотоносный район [9]
1 — аллювий голоцен-верхненеоплейстоценового возраста; 2 — пески, галечники светловской свиты; 3 — илы хомолжинской свиты; 4, 5 — галечники ныгринской свиты; 6 — илисто-щебнитые отложения накатаминской свиты; 7 — пестроцветный глинистый аллювий (золотоносный) аканакской свиты; 8 — элювий коренных пород (нередко золотоносный)
Заключение
На закрытых и полузакрытых территориях с низко-, среднегорным рельефом предлагается следующая схема проведения литохимических поисковых работ для оценки прогнозных ресурсов категории Р1 и Р2:
- на этапе полевых работ в первый месяц, по результатам РФА анализа шлиха портативным анализатором из проб шлихо-геохимической съёмки по сети 2000:500х250:100 м [3], на выделенных потенциальноперспективных участках при отсутствии неоплейстоценовых отложений, проводится отбор проб из почв по сети 200:100х40:20 м. При перекрытии изучаемой площади дальнеприносными отложениями в виде чехла, детализация проводится с помощью картировочного бурения и привлечением геофизических методов, с предварительным выделением рудно-потенциальных зон в коренных породах и горизонтов с самородным золотом в рыхлых отложениях (включая продукты ЗКХВ). С целью выделения потенциально-перспективных участков с единичными обнажениями в долинах речек 1–3 порядка и перекрытых на водоразделах чехлом рыхлых отложений, предлагается использовать результаты интерпретации [3] содержаний химических элементов шлихогеохимических проб, отобранных из нижней пачки, лежащей на коренных породах или из таковой поздних ритмов, доступной для опробования по сети 500:100х100:50 (25) м. В случае наличия в шлиховых пробах частиц самородного золота дополнительно предлагается использование методики определения рудно-формационного типа источника золота и мест его расположения [2];
- на втором этапе в пределах перспективных участков на выделенных потенциально-рудных аномалиях по рудно-геохимическим ассоциациям предусматривается проведение глубинных геолого-геофизических и горнобуровых работ с подсчетом прогнозных ресурсов категории Р1 и Р2 на глубину ожидае мой отработки, в соответствии с инструк цией [8] и методическими рекомендациями, разработанными в ЦНИГРИ [15].
Рис. 6. Поперечный геологический разрез через Валькарайскую низменность [12]
1 — карбонатно-терригенные породы палеозоя; 2 — олигоцен-миоценовые песчано-гравийные отложения; 3 — олигоцен-миоценовые алевриты с растительным детритом; 4 — неоген-нижнеплейстоценовые песчано-гравийные и гравийно-галечниковые отложения; 5 — нижнеплейстоценовые алевриты с фауной морских моллюсков; 6 — средне-верхнеплейстоценовые аллювиальные галечники с глинистым заполнителем; 7 — голоценовые морские пески; 8 — голоценовый покровный комплекс отложений; 9 — концентрация золота. Протяженность разреза 12–13 км. Мощность каждого слоя от 2–5 до 10–15 м. Общая от первых до 30–50 м.
1. Агибалов О.А. Россыпная золотоносность арктических приморских равнин Чукотки: металлогенические и структурногеоморфологические предпосылки формирования россыпей, проблемы прогнозирования и поисков. / Отечественная геология, № 6. 2019. С. 17–27.
2. Бакшеев Н.А. Способ определения рудноформационного типа источника россыпного золота и мест его расположения. Патент № RU2683816C1, 02.04.2019.
3. Бакшеев Н.А., Стамберский А.А. Способ поиска золоторудных и золотосодержащих месторождений по рудно-геохимическим ассоциациям. Патент № RU2767159С1, 16.03.2022.
4. Бакшеев Н.А., Кириллов М.В., Стамберский А.А. Влияние катастроф позднего неоплейстоцена Азии на природно-ресурсный потенциал отдельных районов. [текст] // Геология, и минеральносырьевые ресурсы Сибири, 2020. № 1. С. 4–19.
5. Волков А.В. Рудное золото Центральной Чукотки. // Золото и технологии, 2020. № 4 (50). С. 20–29.
6. Соколов С.В., Марченко А.Г., Шевченко С.С. и др. Временные методические указания по проведению геохимических поисков на закрытых и полузакрытых территориях. — СПб: изд. ВСЕГЕИ, 2005. 98 с.
7. Загоскин В.А. Высокоэффективные технологии геохимических поисков руд и россыпей в таежных и субарктических ландшафтах. М. «Пробел». 2003.
8. Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. М., Недра, 1983.
9. Казакевич Ю.П., Ревердатто М.В. Ленский золотоносный район. Т. 2. Геология кайнозойских отложений и типы золотоносных россыпей Ленского района. М., Недра, 1972. (Тр. ЦНИГРИ, вып. 88.), 152 с.
10. Казакевич Ю.П., Рыжов Б.В., Голубев В.К., Попов В.А., Хусаинов М.А. Погребённые россыпи золота побережья морей Восточного сектора Арктики. / Древние и погребённые россыпи СССР. Часть 2. Изд. «Наукова Думка», Киев, 1977. С. 26–35.
11. Казаринов С.Л., Ларионов Я.С. Седиментационные циклы и этапы россыпеобразования в кайнозое (на примере ЧаунЧукотки) // Этапы формирования и коренные источники россыпей. Тр. ЦНИГРИ. Вып. 172. 1982. С. 65–69.
12. Казарская С.Т. О строении и формировании россыпей золота одного из участков Валькарайской низменности // Колыма 1976. № 11. С. 40–42.
13. Лисицин А.П. Закономерности осадкообразования в областях быстрого и сверхбыстрого осадконакопления (лавинной седиментации) в связи с образованием нефти и газа в мировом океане // Геология и геофизика. 2009. Т. 50, № 4. С. 373–400.
14. Пармузин Н.М. и др. Государственная геологическая карта Российской Федерации. Масштаб 1:1 000 000 (третье поколение). Мезенская серия — Лист Q-39 (Нарьян-Мар). Объяснительная записка. СПб.: Изд-во СПб картфабрики ВСЕГЕИ, 2014, 503 с. (МПР РФ, Федер. агентство по недропользов., ФГУП «ВСЕГЕИ», ООО «УГРЭ».
15. Принципы, методы и порядок оценки прогнозных ресурсов твердых полезных ископаемых. Рекомендации межинститутской рабочей группы Роснедра / Под редакцией А.И. Кривцова; составители: Б.И. Беневольский и др. — М.: ЦНИГРИ, 2010. 95 с., 8 табл., 10 ил.
16. Родченко С.А. и др. Отчет «Поисковые работы на золото и серебро в пределах АлгаинскоБерезовской площади (Кемеровская область). Отчет Золототайгинской партии по поисковым работам за 2007–2010 гг.». Новокузнецк, 2010.
17. Соловов А.П. Геохимические методы поисков месторождений полезных ископаемых. Учебник для вузов. — М: Недра, 1985, 294 с., ил.
Опубликовано в журнале «Золото и технологии», № 1 (59)/март 2023 г.