Требования и методика составления карты рудоносности зоны гипергенеза масштаба 1:1 000 000.

 

Пространственное положение зоны гипергенеза в верхней приповерхностной части земной коры, на границе литосферы и атмосферы, предопределяет ведущее значение в ней процессов взаимодействия этих сфер, развивающихся при низких температурах и давлениях в обстановке дневной поверхности и приповерхностной земной части коры.

4.1. Комплексный анализ фактических материалов, имеющихся по месторождениям полезных ископаемых, связанных с проявлением процессов гипергенеза. Многие из них доформировываются и перераспределяются в настоящее время, что позволяет объективно оценить особенности их происхождения и использовать эти данные для эффективного прогнозирования и поисков.

4.2. Дополнительный анализ имеющегося фактического материала по минерагении с целью уточнения роли гипергенных процессов в формировании известных месторождений, традиционно считающихся эндогенными гидротермальными.

4.3. На карте рудоносности зон гипергенеза масштаба 1:1 000 000 и в условных обозначениях к ней отражаются четыре взаимосвязанные блока информации
(Приложение 1).

4.4. Первый блок представляет собой геолого-геохимическую основу карты рудоносности зон гипергенеза (1)*. Он включает литолого-петрографический состав субстрата (1.1). Литолого-петрографический состав пород субстрата (на картах рудоносности зон гипергенеза более предпочтителен, чем его геологические формации) имеет важнейшее значение при гипергенном рудообразовании, поэтому он вслед за А.М. Цехомским (ред., 1974), Б.М. Михайловым (ред., 1995), выделен в качестве основного необходимого элемента карты.

Для ряда регионов и, в первую очередь, для территории Забайкалья, в которых литолого-петрогеографический состав пород субстрата характеризуется большим разнообразием и разной степенью податливости их гипергенным преобразованиям, он (состав) может быть выполнен в масштабе 1:2 500 000 и помещен в зарамочное оформление карты масштаба 1:1 000 000.

Первичные окислительно-восстановительные обстановки седиментогенеза и диагенеза имеют важнейшее значение для инфильтрационного рудообразования, приуроченного к чехлам осадочных бассейнов.

Первично геохимически специализированные комплексы пород субстрата являются одним из источников рудного вещества гипергенных процессов, развивающихся в осадочных палеобассейнах и складчатых областях.

Некоторые дополнительные геологические сведения необходимые для составления специализированной геологической основы карты рудоносности зон гипергенеза, определяемые с учетом особенностей геологического строения и минерагении территории в конкретном случае.

Цвет на карте рудоносности зон гипергенеза отдается первично геохимически специализированным комплексам пород субстрата, выделяя при этом группировки пород с литофильной, халькофильной, сидерофильной и смешанной специализацией. В сложных геохимических обстановках допустимы комбинации различных цветов. На цветных полях с развернутой характеристикой в легенде геохимическая специализация показывается символами химических элементов, расположенных в ряду, убывающем слева на право в соответствии со снижением их кларка (коэффициента) концентрации (например Au 5 Cu 4 Mo 2). Опережающие геохимические основы, составленные ИМГРЭ целесообразно использовать при составлении этой карты.

В связи с тем, что инфильтрационное рудообразование приурочено к горным породам с поровой, трещинной или карстовой проницаемостью на карте следует показывать осадочные палеобассейны и массивы трещиноватых и закарстованных пород (зоны разрывных нарушений) (1.4). При составлении карты осадочных бассейнов должны быть использованы материалы по опережающим дистанционным и геофизическим основам.

Дополнительными геологическими сведениями для геолого-геохимической основы карты рудоносности зон гипергенеза являются главные и региональные зоны дизьюнктивных дислокаций (1.5).

Второй блок включает результаты анализа имеющегося фактического материала по геологическим особенностям и рудоносности зоны гипергенеза. В нем предполагается выделить три элемента:

коры выветривания,

наложенные изменения проницаемых пород осадочных палеобассейнов, а также зон трещиноватости складчатых областей,

месторождения зоны гипергенеза

По условиям образования и форме выделяются три типа (разновидности по И.И. Гинзбургу, 1961) кор выветривания: площадные, линейные и приконтактовые (карстовые). Наиболее распространенными являются глинистые, латеритные и каолиновые типы кор. В составе этого элемента второго блока отражаются также типы рудных шляп месторождений, зоны окисления сульфидных месторождений и типы инфильтрационных кор (с которыми связаны урановые месторождения в Австралии и Намибии).

Во второй блок могут быть включены наложенные (вторичные, эпигенетические) изменения пород окислительной и восстановительной направленности.

К элементам второго блока относятся такжетипы рудных и нерудных месторождений, являющиеся продуктами зон гипергенеза (2.7). Среди месторождений характеризуются две группы: выявленные (2.7.1) и прогнозируемые (2.7.2). Для выявленных типов месторождений используются системы условных знаков «Инструкция по составлению и подготовке к изданию …, 1995».

В состав третьего блока включаются обобщенные металлотекты выявленных и прогнозируемых месторождений в зоне гипергенеза (геологические предпосылки, прямые и косвенные прогнозно-поисковые критерии и признаки рудных и нерудных месторождений полезных ископаемых).

Для месторождений кор выветривания и инфильтрационных важное значение имеет климат эпох рудообразования, а для инфильтрационных месторождений ещё и климат эпох формирования рудовмещающих отложений. Поэтому для эпох, которые доказаны как рудообразующие (D₂-C₁; J₃-K₁; }₁¹; ³-Q) и эпох корообразования (D, J_1-2, K₂-³, N-Q и др.), климат является одним из важнейших металлотектов. На дополнительной обзорной карте м-ба 1:5 000 000 или 1:2 500 000*, помещаемой в зарамочное оформление карты масштаба 1:1 000 000, показываются области распространения климатов аридного (экстра- и семиаридного), гумидного (умеренного и тропического), включая семигумидный.

Геотектонические (палеотектонические) обстановки, благоприятные для формирования гипергенных месторождений разных типов, «привязываются» к четырем эпохам: кайнозойской (новейшей), мезозойской, средне-позднепалеозойской и позднепротерозойской.

Для инфильтрационного оруденения, сформированного в новейшую эпоху, рудоконтролирующее значение имеют внешние границы высокоамплитудных орогенов и приорогенных частей молодых и древних плит.

Наибольшее значение имеет мезозойская эпоха, с которой связана группа уникальных промышленных месторождений в вулкано-тектонических структурах стрельцовского типа и месторождений, локализованных в палеодолинах поздней юры – раннего мела.

Дополнительного обсуждения требует вопрос о вынесении геотектонических и палеотектонических обстановок каждой эпохи на схемы м-ба 1:5 000 000-1:2 500 000 в составе зарамочного оформления. Однако, главные рудоконтролирующие структуры должны быть показаны на основной составляемой карте масштабе 1:1 000 000.

Геотектонические и палеотектонические обстановки в том виде, в каком их предполагается показывать на карте, связаны, по-существу, со всеми типами гипергенных месторождений, выявленных и прогнозируемых на территории России – остаточными кор выветривания, инфильтрационными, эксфильтрационными и россыпными. Последнее, особенно месторождения ближнего сноса, как и инфильтрационные месторождения, тяготеют к суборогенным поясам.

Следующий комплект металлотектов характеризует палеогеографические области развития проницаемых пород, благоприятные для формирования инфильтрационного оруденения в осадочных бассейнах и месторождениях россыпей. Для последних большое значение имеют палеогеографические и палеогеоморфологические обстановки, являющиеся ловушками для промежуточных коллекторов этих месторождений.

Особенности развития рудообразующих инфильтрационных процессов в современную эпоху подчеркиваются гидрогеологическими данными. Имеет определенный смысл для выяснения особенностей проявления эпигенетических процессов, связанных с деятельностью подземных вод в конкретные былые эпохи привлечь методы палеогидрогеологических реконструкций.

Важное значение для понимания особенностей рудообразования в зоне гипергенеза имеют сведения о распространении углей, углефицированной органики, торфов и нефтяных углеводородов с целью оценки их роли в качестве концентраторов, сорбентов и восстановителей рудных элементов. Например, в связи с вертикальной миграцией углеводородов вокруг месторождений нефти и газа возникают аномалии радиоактивных элементов и тяжелых металлов, преимущественно с переменной валентностью, приуроченные к зоне гипергенеза.

На основе анализа составленной основы карты рудоносности зон гипергенеза производится минерагеническое районирование зоны гипергенеза и выделение перспективных площадей для постановки геолого-съемочных и прогнозно-поисковых работ масштабов 1:200 000 -1:50 000 на различные типы гипергенных месторождений полезных ископаемых с предполагаемой количественной оценкой прогнозных ресурсов по категориям Р₁, Р₂ и Р₃. Результаты минерагенического анализа отражаются условными знаками, составляющими четвертый результирующий блок легенды карты (4).

Минерагеническое районирование может быть показано на схеме в м-бе
1:2 500 000 в зарамочном оформлении карты.

При составлении карты рудоносности зон гипергенеза следует использовать, кроме упомянутых выше опережающих дистанционных, геохимических, и геофизических основ, геологическую карту, карту полезных ископаемых и прогнозно-минерагеническую карту.

Выявленные минерагенические таксоны, заключающие установленное и прогнозируемое гипергенное оруденение, должны дополнять общее минерагеническое районирование.

4.5. В соответствии с приведенными блоками информации составляется легенда карты рудоносности зоны гипергенеза (Приложение 1).

4.6. Совокупность предпосылок рудообразования в зоне гипергенеза, критериев и признаков гипергенных месторождений определяет целесообразность расчленения прогнозно-минерагенических исследований на определенные этапы.

4.7. На первом этапе должны быть выделены области, в пределах которых периоды воздымания континентальных блоков совпадают с определенными климатическими эпохами на разных естественно-исторических этапах геологического развития исследуемого региона. Это позволит установить принципиальную возможность формирования гипергенных месторождений тех или иных типов.

4.8. Основной задачей второго этапа прогнозно-минерагенических исследований должен быть анализ выделенных на первом этапе областей, а в их пределах - типовых геологических обстановок, благоприятных для локализации гипергенньх месторождений — остаточных, инфильтрационных, россыпных и др. Руководствуясь типоморфными признаками перспективных обстановок для локализации гипергенных месторождений анализируются закономерности размещения перспективных ситуаций с учетом особенностей формирования и строения зоны гипергенеза на данном конкретном естественноисторическом этапе развития территории. Важнейшим критерием оценки степени перспективности благоприятных условий для локализации гипергенных месторождений является наличие конкретных признаков проявлений полезных компонентов в намечаемых перспективных ситуациях.

4.9. Этот критерий в сочетании другими признаками, характеризующими данную перспективную ситуацию, служит основанием для выделения конкретных участков ранга рудных узлов и полей для проведения работ следующего этапа прогнозно-минерагенических исследований - прогнозирование ожидаемого вида полезного ископаемого, вероятные его масштаба, оценку физико-географических и других экономических факторов, определяющие рентабельность проектируемых исследований и др.

4.10. Исследования завершающего этапа, предусматривающие изучение качественных и количественных параметров потенциально вероятных объектов полезных ископаемых, должны сопровождаться полевым рекогносцировочным прогнозно-минерагеническим обследованием определившихся перспективных площадей для оценки на местности параметров предполагаемых рудоносных линейных или площадных структур зон гипергенеза, изучения их профиля с отбором проб для установления их типа и вещественного состава, содержания полезных компонентов и тенденций их распределения, достаточных для оценки ожидаемого промышленного значения изучаемых объектов.

Заключение

 

Проанализированные фактические материалы показали большое разнообразие месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых, приуроченных к зоне гипергенеза и выявленных на территории России. Эти месторождения объединены в шесть групп: I – остаточные кор выветривания, II – инфильтрационные, III – инфильтрационные сложного генезиса с участием эксфильтрационных процессов, IV – эксфильтрационные, V –россыпные и VI – техногенные. В их числе имеются месторождения: отработанные – Мазульское (марганец), россыпи (золото, касситерит и др.); отрабатываемые – Олимпиадинское (золото), Далматовское (уран), Уярское (огнеупорные глины и др.); подготовленные к отработке – Горное, Березовое, Хиагдинское (уран); находящиеся в разведке – Малиновское и др.

Выполненный анализ показал возможность выявления в зоне гипергенеза территории России ряда нетрадиционных и новых типов месторождений. В их числе чу-сарыкуйский и кузылкумский, связанные с зонами пластового окисления; аризонский, приуроченный к трубкам обрушения; тип Атабаска, Пайн-Крик, локализованный в зонах структурно-стратиграфических несогласий. Наличие в числе прогнозируемых месторождений, в первую очередь, урановых, свидетельствует о наиболее глубокой разработке методов прогноза и поисков именно урановых месторождений, по сравнению с другими редкими и рассеянными элементами.

Проведенный анализ позволил обосновать вероятный подход и дать предложения к методике составления карты рудоносности зоны гипергенеза масштаба1:1 000 000.

Предлагаемый подход включает:

1. Сбор информации и изучение пород субстрата (литолого-петрографический состав, первичные окислительно-восстановительные типы и геохимически специализированные комплексы пород).

2. Сбор информации и изучение продуктов гипергенных процессов (коры выветривания разного типа, наложенные изменения проницаемых пород окислительной и восстановительной направленности, выявленные и прогнозируемые типы гипергенных месторождений рудных и нерудных полезных ископаемых).

3. Установление основных металлотектов выявленных и прогнозируемых месторождений полезных ископаемых (палеоклиматические, геодинамические и палеотектонические, палеогеографические, гидрогеологические и палеогидрогеологические, особенности проявления угленосности и нефтегазоносности).

4. Прогнозно-минерагеническое районирование, являющееся результатом комплексного анализа материалов по геологическому строению и рудоносности зоны гипергенеза.

Такой комплексный подход, учитывающий различные стороны проявления гипергенных процессов, может быть наиболее эффективным при изучении и прогнозной оценке зоны гипергенеза.

Не все вопросы нашли отражение в предлагаемом подходе. В их числе, в частности, роль эндогенной составляющей гипергенных процессов. Она установлена на ряде объектов (Имское, Оловское) в Забайкалье. На ряде месторождений, традиционно считавшихся эндогенными гидротермальными, недостаточно оценена роль гипергенных процессов в рудообразовании. С их учетом расширится и конкретизируется круг прогнозно-поисковых критериев и признаков этих месторождений, что будет способствовать повышению эффективности прогнозирования и поисков. Это касается, в первую очередь, месторождений, локализованных в вулкано-тектонических структурах (стрельцовский тип) и некоторых других.

В методическом плане, в составе металлотектов пока недостаточно использованы палеогидрогеологические реконструкции, которые, несомненно, имеют большое значение при прогнозировании месторождений в былых зонах гипергенеза.

Специально не рассматривались проблемы, связанные с процессами криолитогенеза и их возможная роль в гипергенном рудообразовании. Изучение этих проблем требует специальных исследований.

В заключение, хотелось бы надеяться, что в процессе исследований по созданию карты рудоносности зон гипергенеза, ВСЕГЕИ совместно с коллективами производственных предприятий и НИИ, участвующих в работах по геологической карте 1000/3, удастся решить основные вопросы, определяющие особенности гипергенного рудообразования и подготовить фактурно и теоретически обоснованные итоговые документы – карты рудоносности зон гипергенеза масштаба 1:1 000 000 по территории изучаемых листов.

Использованная литература

 

Гаррелс Р.М., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968. 367с.

Геология и полезные ископаемые Западной Сибири. Т.II. Полезные ископаемые ОАО «Новосибирскгеология», под ред. Н.А.Рослякова, В.Г.Свиридова. Новосибирск: Изд-во СО РАН, НИЦ ОИГГМ, 1998. 254с.

 Гинзбург И.И. Основные вопросы образования кор выветривания и их значение при поисках минеральных месторождений. Геология рудных месторождений, 1961, № 5. с.21-36.

Главные направления совершенствования и развития минерально-сырьевой базы урана России в XXI веке. Матер. по геол.мест.урана, редких и редкоземельных металлов. Информ. сб. Вып.143. М.: 2001. с.4-12.

Долгушин А.П., Кочкин Г.Б., Румянцев Н.Н. Урановые месторождения типа несогласий на Енисейском кряже. Матер. по геол.мест.урана, редких и редкоземельных металлов. Информ.сб. Вып.143. М.: 2001. с.52-62.

Инструкция по составлению и подготовке к изданию листов Государственной геологической карты Российской Федерации масштаба 1:200 000 (Роскомнедра). М., 1995. 244с.

Калинин Ю.А. Золотоносные коры выветривания юга Западной Сибири: особенности распространения, состава и строения условий формирования. Автореферат диссертации на соискание уч.степ.доктора г.-м. н. Новосибирск, 2003. 40с.

Камберлидж Дж.Т., Чейс Ф.М. Геология месторождения Никел-Маунтин, штат Орегон. Рудные месторождения США. Мир, м., 1973. с.183-214.

Кисляков Я.М., Шумилин М.В. Оловское и Имское урановые месторождения в мезозойских впадинах Забайкалья (Россия)//Геол. рудн. мест., 1996, №6, с. 540-557

Кисляков Я.М., Щеточкин В.Н. Гидрогенное рудообразование. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2000. 608с.

Кудрявцев В.Е. Предпосылки гидатогенного рудообразования. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 1998. 120с.

Кудрявцев В.Е., Шор Г.М. Пути совершенствования прогноза месторождений урана. СПб., Изд-во ВСЕГЕИ, 2001. 84с.

Кудрявцев В.Е. О перспективах ураноносности зоны предверхнерифейского структурного несогласия на юго-западной окраине Сибирской платформы. Региональная геология и металлогения, 2003, № 19. с.

Кожевников М.Г. К вопросу о роли химических агентов в обогащении старых приисковых отвалов. Тр.треста «Золоторазведка». М.: 1935. Вып.1. с.7-33.

Кожевников М.Г. Методы рациональной разведки отвала отработанных россыпей. Тр.треста «Золоторазведка» и НИГРИзолото. М.: 1936. Вып.3. с.111-115.

Колочков А.И., Шор Г.М., Дитмар Г.В. О возможности формирования и картирования в чехле Сибирской платформы нового типа уранового оруденения, связанного с процессами сернокислотного выщелачивания в зоне гипергенеза. Тез.докл.XI Межд.совещания по геологии россыпей и месторождений кор выветривания. Москва-Дубна, 15-19 сентября 1997г. М.: 1997. с.118.

Крупномасштабное прогнозирование и составление прогнозных на уран карт. Методические рекомендации. Л., 1983. 236с. Авторы: Нехорошев Г.В., Терентьев В.М., Шувалов Ю.М. и др.

Курс месторождений твердых полезных ископаемых. Под ред. П.М.Татаринова и А.Е.Карякина. Л., Недра, 1975. 631с.

Литогеодинамика и минерагения осадочных бассейнов. Е.А.Басков, Г.А.Беленицкая, С.И.Романовский и др. Под ред. А.Д.Щеглова. СПб.: Изд-во ВСЕГЕИ, 1998. 480с.

Металлогения урана южной части Западной и Средней Сибири. Объяснительная записка к прогнозно-металлогенической на уран карте южной части Западной и Средней Сибири м-ба 1:1 000 000. Редактор В.Е.Кудрявцев. Л., 1977. 148с.

Михайлов Б.М. Особенности докембрийского гипергенеза. Литология и полезные ископаемые, № 5, 1991. с.60-78.

Михайлов Б.М., ред. Изучение и картирование зон ги пергенеза. СПб., Недра, 1995. 189с. Методическое пособие по геологической съемке. Авторы: Васянов Г.П., Горбачев Б.Ф., Джетыспаев С.М..

Наумов С.С. Минерально-сырьевая база урана в России. Разведка и охрана недр, № 8, 1993. с.11-13.

Николаев В.И. Основные черты геологии и генезиса урано-битумного месторождения Репьевка. Руды и металлы, 1995, № 3. с.

Основы металлогенического анализа при геологическом картировании. Металлогения геодинамических обстановок. М., 1995, 468с. Авторы: Г.С.Гусев, В.В.Зайков, Е.В.Зайкова, А.А.Ковалев и др.

Пипирингос Г.Н. Урансодержащий уголь в центральной части Грейт Дивайд Бейсин, округ Суитуотер, Вайоминг. Матер. Международной конференции по мирному использованию атомной энергии 8-20 августа 1955 г. в Женеве. Т.6 «Геология урана и тория». Госнаучтехиздат, М., 1958. с.560-565.

Сердюк С.С. Золотоносные провинции Центральной Сибири: геология, минерагения и перспективы освоения. Автореф.диссерт. на соискание уч.ст.доктора г.-м.н. Красноярск, 2004. 58с.

Ферсман А.Е. Геохимия Т.II. ОНТИ-химтеорет. Л., 1934. 354с.

Хаин В.Е.. Ломизе М.Г. Геотектоника с основами геодинмики: Учебник. – М.:
Изд-во МГУ, 1995, 480 с.

Халезов А.Б. (составитель). Методические рекомендации. Прогнозирование, поиски и оценка урановых месторождений в палеоруслах. М., 1999. 153с.

Халезов А.Б. Далматовское месторождение урана. М.: Изд-во ВИМС, 2003. 109с.

Цехомский А.М., ред. Основы регионального изучения кор выветривания. Методические рекомендации. Авторы: А.М.Цехомский, Ю.К.Бурков, Н.В.Васильев и др. Л., Недра, 1974. 214с.

Шило Н.А. Учение о россыпях. М.: Изд. .. Акад.горных наук. 2000. 632с.

Шор Г.М. (отв.исп.), Прилуцкий Р.Е. Изучение геохимических (элементных и изотопных) особенностей палеогеновых и верхнемеловых отложений юго-востока Западно-Сибирской плиты (Томская область) для целей металлогении редких и рассеянных элементов. СПб., 1996. …. ВСЕГЕИ.

Яснош В.В. Геологическое строение и условия формирования Широндукуйского месторождения урана (Стрельцовское рудное поле, юго-восточное Забайкалье). М., 2000. 51 с.