Металлогения древних и современных океанов https://meetings.chelscience.ru/metallogeny Mon, 15 Aug 2022 12:03:02 +0000 ru-RU hourly 1 https://wordpress.org/?v=6.9.4 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/wp-content/uploads/sites/3/2023/09/cropped-logo-32x32.jpg Металлогения древних и современных океанов https://meetings.chelscience.ru/metallogeny 32 32 27 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/27/ Mon, 10 Aug 2020 16:30:46 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4370
Р. Р. Шавалеев1, Е. И. Чурин1, Ю. В. Кулешов2
1 – Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс
2 – Южно-Уральский государственный университет, г. Миасс
 
Минералогическая зональность
рудоподводящих каналов месторождения Таш-Тау (Южный Урал)
(научный руководитель В. В. Зайков)
 
Месторождение Таш-Тау располагается в Баймакском рудном районе в 20 км к западу от г. Баймак. Рудовмещающий баймак-бурибайский комплекс относится к натриевой риолит-базальтовой формации и образовался в среднем девоне на ранней стадии развития Магнитогорской островодужной системы. В структурном отношении месторождение приурочено к сводовой части базальтовой гряды северо-восточного простирания и перекрыто потоками андезитов, дацитов, риолитов.
Месторождение относится к золото-колчеданно-полиметаллической формации с халькопирит-сфалерит-пиритовым минеральным типом руд [2]. Сульфидные руды сосредоточены в субмеридиональной зоне длиной 1.5 км, приуроченной к границе первой и второй толщ баймак-бурибайского комплекса. В этой зоне располагаются три рудных тела, залегающих полого и не выходящих на дневную поверхность.
Южное рудное тело имеет линзовидную форму и содержит около 70 % запасов месторождения. Его длина составляет 430 м, а ширина 80–160 м при мощности 10–25 м. Поверхность тела представляет собой два сросшихся сульфидных холма (№ 1 и № 2 с юга на север), залегающих субгоризонтально и не выходящих на дневную поверхность. В основании холма № 2 были обнаружены фрагменты руд концентрической текстуры. Видимый диаметр каналов составлял 30–50 см. Главными элементами их строения являются концентрические, последовательно нараставшие от периферии к центру, слои толщиной от первых мм до 10 см, которые отличаются по минеральному составу и характеру минеральных агрегатов [3].
В статье дано описание минеральной зональности фрагментов одного из рудоподводящих каналов, обнаруженного в основании холма № 2 (образцы 201-1, В-1-А). Канал состоит из восьми зон, общий диаметр составляет 20 см. Основной задачей исследования было выявление минеральных и генетических закономерностей в зонах, которые слагают каналы. Химический состав основных минералов определялся на микрозондовом анализаторе JEOL JCXA-733 c энерго-дисперсионным спектрометром INCA Enregy 200, аналитик Чурин Е. И.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 04-05-96014-р2004 Урал), ФЦП “Интеграция” (проект Э0364), Министерства образования РФ (01.1204.ф).
Минералогическая зональность. В исследованных образцах выделено несколько зон, отличающихся по минеральному составу и морфологии зерен (образец 201-1): 1 – сфалеритовая крупнозернистая с петельчатой текстурой; 2 – друзовая халькопиритовая крупнозернистая; 3 – сфалеритовая крупнозернистая с теннантитовыми эмульсионными включениями; 4 – друзовая пирит-сфалеритовая с петельчатой текстурой; 5 – сфалеритовая с равномерной эмульсией теннантита; 6 – крупнозернистая сфалеритовая петельчатой текстуры с пиритовой прослойкой; 7 – друзовая сфалеритовая; 8 – халькопирит-пирит-сфалеритовая центральная зона с кальцитовым выполнением.
Сфалерит-пиритовая краевая зона канала состоит, преимущественно, из сфалерита с петельчатой текстурой, осложненной “жилками” из зерен и кристалликов пирита. Структура сфалерита крупнозернистая (зерна достигают 2–3 мм). Цвет этого слоя зеленовато-черный. Пиритовые петли развиваются по границам зерен сфалерита и четко контролируют сфалеритовые индивиды, головки которых ориентированы к осевой части канала, что типично для роста минералов в жилах. Сфалерит в этой зоне содержит большое количество ориентированных включений (ихтиоглиптов) халькопирита, имеющих в сечениях игольчатую и треугольную формы (рис. 1). Постепенно, ближе к оси канала, эти ихтиоглипты переходят в дендритовидные индивиды халькопирита, ориентированные к оси канала (рис. 2). Такого рода выделения халькопирита обнаружены лишь в канале 306-4А.
Зона друзового халькопирита, переходящая в друзовую пирит-сфалеритовую. Крупные кристаллы халькопирита, ориентированные к осевой части канала, захватывают при росте корродированные кристаллы пирита. Сфалерит содержит игольчатые включения халькопирита. Мелкие зерна халькопирита, располагающиеся по границам зерен сфалеритовых индивидов, как бы “тянутся” к крупным кристаллам в друзе, создавая впечатление собирательной перекристаллизации.
Зона крупнозернистого сфалерита с петельчатой текстурой (петли пирита и сфалерита) и мелкими изометричными включениями теннантита в цинковой обманке.
Друзовая пирит-сфалеритовая зона. Крупные изъеденные сфалеритом кристаллы пирита замещаются по периферии халькопиритом. Мощность зоны не превышает 7 мм. Текстура сфалерита петельчатая и неравномерная. Постепенно эта зона переходит в равномернозернистый сфалерит с мелкими эмульсионными включениями теннантита. Эта зона хорошо выделяется благодаря буровато-коричневому цвету сфалерита и выдержанной мощности 5 мм. Теннантит, как и халькопирит, образует со сфалеритом ориентированные срастания. Эмульсионные включения теннантита равномерно распределены по сфалериту и ассоциируют с более крупными зернами халькопирита и редкими индивидами галенита. Также теннантит образует крупные ксеноморфные зерна на границах индивидов сфалерита и кальцита, который заполняет их интерстиции. Предположительно, здесь имела место коалесценция мелких зерен теннантита в более крупные (по аналогии с халькопиритовыми иголками). Интересно, что игольчатые зерна халькопирита в этом слое отсутствуют.
Следующая зона – крупнозернистая сфалеритовая петельчатой текстуры (аналогична первой). Мощность этой зоны около 4 мм. В сфалерите появляются игольчатые включения халькопирита. Пиритовые петли на границах индивидов сфалерита замещаются халькопиритом, образованным при коалесценции мелких иголок (распадных?). Сфалеритовые кристаллы ориентированы к осевой части канала.
Далее идет пиритовая зона, состоящая из кристаллов пирита, как чистых, так и замещенных халькопиритом. В этой зоне сфалерит содержит мало включений халькопирита.
Постепенно пиритовая зона переходит в зону друзового халькопирита, кристаллы которого ориентированы к центру. В интерстициях кристаллов халькопирита располагается кальцит. Постепенно количество ориентированных включений халькопирита в сфалерите увеличивается по направлению от края к центру канала.
Центральная часть канала выполнена халькопирит-пирит-сфалеритовым агрегатом с кальцитом в межзерновом пространстве. Внешняя часть слоя сложена корродированными зернами пирита, которые замещаются халькопиритом. Также присутствуют пирит-халькопиритовые петли и ориентированные вростки халькопирита. По мере приближения к центру канала увеличивается количество кальцита и халькопиритовых включений. Эмульсионная вкрапленность теннантита в сфалерите распределена пятнами.
В канале халькопирит-пирит-сфалеритового состава с кальцитовым выполнением центра полости (образец B-1-A) в сфалерите выделены две зоны: удаленная от центра насыщена кристаллами пирита, замещаемого сфалеритом с единичными зернами золота размером первые микроны. Затем следует зона относительно чистого сфалерита с зональным расположением халькопиритовых выделений. В ее “кровле” содержатся мелкие кристаллики золота, иногда в сростках с зернами халькопирита. Далее следует зона инкрустации: халькопиритовые и пиритовые кристаллы, обрастаемые сфалеритом, за которыми располагается корона ячеистого и дендритовидного халькопирита. С кристаллами халькопирита ассоциируют удлинённые зерна золота. В сфалеритовой зоне зерна золота мелкие изометричные (округлые), а вблизи зоны инкрустации золотины имеют больший размер и крючковатую с неровными границами форму.
В сфалеритовых зонах пробность золота более высокая, чем вблизи инкрустации: содержание Au в первом случае 79–82 %, во втором – 64–72 % при увеличении содержания Ag с 14–18 до 26–31 %.
В канале пирит-халькопирит-сфалеритового состава (обр. 306-4А) установлено золото в срастании с теннантитом, располагающееся в сфалерите (рис. 3).
Геохимическая зональность. Микрозондовое исследование состава сфалерита позволило определить геохимическую зональность в каймах по доминирующему минералу. В результате установлено, что при переходе от краевой части канала к его оси происходит увеличение содержания железа и меди в сфалерите: от 1–1.5 % в краевой части до 2.5–3.5 % в осевой (содержание железа и меди примерно равное). При этом наблюдается резкое уменьшение содержания железа в слоях с эмульсионной вкрапленностью теннантита. Примечательно, что в этих зонах отсутствуют ориентированные включения халькопирита и медь не обнаружена. При этом в данной части канала, как и в зоне крупнозернистого сфалерита с петельчатой текстурой, содержание кадмия колеблется в пределах 0.7–0.9 %. В крупнозернистом сфалерите с петельчатой текстурой, окаймляющем внешнюю часть друзового халькопирита, содержание
Таблица
Состав золота из рудоподводящего канала (обр В-1-А)
месторождения Таш-Тау (мас. %)
№
Ag
Au
№
Ag
Au
1
27.51
72.19
9
30.66
67.62
2
26.01
71.71
10
32.14
66.90
3
25.40
71.06
11
17.06
79.26
4
33.07
64.57
12
18.21
80.71
5
29.95
67.57
13
17.73
77.70
6
30.48
67.28
14
14.14
83.10
7
34.87
57.16
15
15.93
81.99
8
32.58
65.26
16
13.67
79.63
Примечание: Анализы выполнены на приборе JEOL JCXA-733, аналитик Е. И. Чурин
1–10 – золото вблизи зоны инкрустации, 11–16 – зерна золота в сфалерите, ассоциирующие с халькопиритовыми индивидами.
 
кадмия колеблется от 0.28 до 0.4 %. Здесь же установлено небольшое содержание серебра: в сфалерите 0.01–0.12 %, а в халькопирите 0.01–0.08 %.
Основные выводы
Исследованный рудоподводящий канал представляет собой концентрически-зональное тело, состоящее из восьми последовательно образованных зон, характеризующихся центростремительным ростом минералов и агрегатов. Преобладающим минералом является сфалерит, содержащий большое количество ориентированных пластинчатых ихтиоглиптов халькопирита, являющихся результатом распада твердого раствора. Наблюдается коалесценция мелких ихтиоглиптов халькопирита в крупные зерна, располагающиеся по границам зерен сфалерита. В равномернозернистых разностях сфалерита содержатся изометричные вкрапленники теннантита, которые, предположительно, также являются продуктами распада. В этих участках полностью отсутствуют видимые ихтиоглипты халькопирита, а содержание железа и меди падает до минимальных значений (Fe – 0.1–0.2, Cu до 0 %) и примесь кадмия составляет 0.7–0.9 %. Серебро в сфалерите и халькопирите содержится в небольших количествах – 0.01–0.12 %.
В сфалеритовых зонах золото ассоциирует с халькопиритом и имеет более высокую пробность, чем вблизи зоны инкрустации.
Авторы выражают благодарность профессору В. В. Зайкову, Н. Н. Анкушевой, Е. С. Поповой за ценные советы. Исследования были бы невозможны без поддержки коллектива лаборатории прикладной минералогии Института минералогии УрО РАН, которому мы признательны.
 
Литература
  • Бетехтин А. Г., Генкин А. Д., Филимонова А. А., Шадлун Т. Н. Текстуры и структуры руд. М.: Изд-во литературы по геологии и охране недр, 1958. 435 с.
  • Зайков В. В., Масленников В. В., Зайкова Е. В., Херрингтон Р. Рудно-формационный и рудно-фациальный анализ колчеданных месторождений Уральского палеоокеана. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 315 с.
  • Кулешов Ю. В., Зайков В. В. О строении рудоподводящих каналов в сульфидных холмах месторождения Таш-Тау (Баймакский рудный район, Южный Урал) // Металлогения древних и современных океанов – 98. Миасс: ИМин, 1998. С. 84–88.
  • Рамдор П. Рудные минералы и их срастания / Под ред. Бетехтина А. Г. Москва, 1962, перевод с немецкого, Изд-во иностранной литературы, С. 1119.
 
]]> 93 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/93/ Mon, 10 Aug 2020 16:27:49 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4366
Б. В. Чесноков
Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс
 
Квантованность симметрии кристаллов полно-
и неполносингонийных генеральных объектов
 
Кристаллами здесь называются минералы и синтетические (неорганические и органические) кристаллические вещества. Они входят в состав генеральных (общих, “глобальных”) и локальных объектов. Генеральные объекты – это объекты планетосферные: литосфера Земли, верхняя мантия Земли, литосфера Луны, биоминералы, метеориты и синтетические соединения (последние три объекта соответственно являются частями биосферы, космосферы и техносферы Земли). Локальные объекты – минералогические провинции, районы и месторождения [1, 2].
В составе полносингонийных генеральных объектов представлены, в том или ином количестве, кристаллы всех семи сингоний. В неполносингонийных объектах кристаллы некоторых сингоний или отсутствуют, или представлены в очень незначительном количестве.
Установлено, что распределения (в процентах от числа кристаллов в объекте) кристаллов по сингониям кратны числу 11, т. е. квантованы по 11 % (11, 22, 33, 44, 66, 88). Модельные (идеальные) значения этих распределений есть члены ряда чистых периодических дробей: 11,(1); 22,(2); 33,(3); 44,(4); 66,(6); 88,(8). Квантованность симметрии выявляется для полносингонийных объектов в распределениях по сингониям, а для неполносингонийных – по категориям сингоний1.
В табл. 1 приведены распределения по сингониям кристаллов полносингонийных генеральных объектов. Исходные данные взяты из наших работ [2] и работ наших предшественников [3, 5]. “Моноклинные” объекты характерны широким развитием гидритов
_______________
1 Сингонии: кубическая (К), гексагональная (Г), тригональная (ТР), тетрагональная (Т), ромбическая (Р), моноклинная (М), триклинная (ТК). Категории сингоний: высшая (К), средняя (Г+ТР+Т), низшая (Р+М+ТК).
Таблица 1
Квантованность симметрийных распределений кристаллов полносингонийных генеральных объектов (%)
Объекты
Главные сингонии
Суммы
Общая сумма
К
Р
М
1
2
“Моноклинные”, средн. из 7
11.9
22.3
31.3
65.3
34.7
100.0
Модельные
значения
11.1
22.2
33.3
66.6
33.3
99.9
“Кубические”, средние из 5
22.7
22.4
21.6
66.7
33.3
100.0
Модельные
значения
22.2
22.2
22.2
66.6
33.3
99.9
Примечание. Сумма 1 = К+Р+М. Сумма 2 = Г+ТР+Т+ТК. Учтены также распределения (5 “моноклинных” и 1 “кубическое”), полученные нашими предшественниками [3, 5].
 
– кристаллов, содержащих H+, OH– или H2O. “Кубические” объекты – объекты ангидритные [1].
 
Типичным гидритным (“моноклинным”) объектом является литосфера Земли, а ангидритным (“кубическим”) – литосфера Луны. Из данных табл. 1 следует, что распределения кристаллов полносингонийных объектов достаточно четко квантованы по 11 %. Особенно четко проявлена квантованность по 11 % кристаллов органических соединений (табл. 2). Все эти результаты позволяют нам сформулировать общий закон: “Симметрия царства кристаллов квантована по 11 %”.
Подтверждением достоверности результатов проведенного исследования является открытие новых генеральных объектов (2003 г.): полиморфных модификаций химических элементов и колчеданных руд Урала. Квантованность симметрии кристаллов этих объектов выражена четко (табл. 3, 4).
Таблица 2
Квантованность симметрийных распределений кристаллов
неполносингонийных генеральных объектов [4], %
Объекты
Категории
Общая сумма
В
С
М
Гомомолекулярные органические кристаллы (4432)
0.0
11.3
88.7
100.0
Модельные значения
–
11.1
88.8
99.9
Органические минералы-углеводороды (18)
0.0
11.1
88.9
100.0
Модельные значения
–
11.1
88.8
99.9
Примечание. В скобках – число кристаллов.
Таблица 3
Квантованность симметрийного распределения кристаллов
нового генерального объекта – полиморфных модификаций
химических элементов
Объекты
Категории
Общая
сумма
В+С
Н
122 модификации 86 элементов
88.5
11.5
100.0
Модельные значения
88.8
11.1
99.9
 
Таблица 4
Квантованность симметрийного распределения кристаллов нового генерального объекта – колчеданных руд Урала [6], %
Объекты
Главные сингонии
Суммы
Общая сумма
К
Р
М
1
2
Реальные значения
32.4
22.9
11.4
66.7
33.3
100.0
Модельные значения
33.3
22.2
11.1
66.6
33.3
99.9
 
 
Особенно точно квантованность симметрии проявлена для объектов, кристаллы которых изучены наиболее детально. Это органические соединения и полиморфные модификации химических элементов.
Глубинная природа нового фундаментального явления пока не ясна. По-видимому, в нем отражена “ступенчатость” вероятностей реализации кристаллических структур разной симметрии.
Прикладное значение явления квантованности симметрии может быть весьма обширным. Во-первых, его можно использовать в качестве своеобразного “дефектоскопа”. Так, симметрийные распределения, полученные в “дорентгеновский” период, не квантуются. Очевидно, в них немало ошибочных данных о симметрии кристаллов. Во-вторых, полученные закономерности позволяют вести поиск новых генеральных объектов. Таким путем были открыты два новых объекта — полиморфные модификации химических элементов и колчеданные руды Урала (см. выше). В-третьих, полученные данные позволяют конструировать предполагаемый минеральный состав труднодоступных объектов (планета Марс и др.).
Нет сомнений в том, что на основе нового явления могут быть разработаны и другие прикладные и общие методы познания царства кристаллов и других объектов Природы.
 
Литература
  • Чесноков Б. В. Гидриты и ангидриты царства реальных кристаллов. Миасс: ИМин УрО РАН, 2001. 26 с.
  • Чесноков Б. В. Генеральные минералогические объекты. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. 42 с.
  • Чесноков Б. В. К основаниям современной минералогии (для студентов ЮУрГУ)// Геология и минералогия. Сборник научно-методических трудов. Челябинск: ЮУрГУ, 2003. С. 47–56.
  • Чесноков Б. В. Квантованность симметрии органических кристаллов // Уральск. геол. журн., 2003. № 4. С. 75–77.
  • Чесноков Б. В. Незамеченная ранее квантованность симметрии кристаллов // Уральск. геол. журн., 2003. № 5. С. 111—113.
  • Чесноков Б. В., Зайков В. В., Мелекесцева И. Ю. Колчеданные руды Урала – новый генеральный минералогический объект // ДАН, 2003. Т. 393, № 6. С. 816–817.
 
]]> 79 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/79/ Mon, 10 Aug 2020 16:25:16 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4361
В. М. Чекалин
ОАО “Сибирь-Полиметаллы”, г. Змеиногорск
 
Состояние и перспективы освоения минерально-сырьевых
ресурсов Северо-Западного Алтая
 
Северо-Западный Алтай, включающий северо-западное окончание Рудного Алтая, Чарышский и Коргонский блоки – Горного, является родиной горнозаводского дела на Алтае и в целом Западной Сибири.
В первой половине XVIII столетия с приходом сюда рудознатцев уральского горнопромышленника Акинфия Демидова начинается открытие месторождений и интенсивное строительство на них рудников и металлургических заводов по выплавке меди, серебра, свинца и т. д. Золото получалось из серебряной руды на монетном дворе в Санкт-Петербурге. Это позволило краю стать и быть до начала XIX столетия основным поставщиком благородных металлов для царской казны за счет отработки, главным образом, одного, крупнейшего в то время, Змеиногорского месторождения золото-серебро-барит-полиметаллических руд.
Упуская детали длительной и насыщенной интересными событиями истории геологоразведочного и горнорудного дела в регионе, отметим, что к 90-м годам XX столетия здесь выявлена и, в основном, подготовлена к промышленному освоению крупная минерально-сырьевая база (МСБ) цветной и черной металлургии России в Алтайском крае. Вместе с тем имеются небольшие месторождения и проявления золота и вольфрам-редкометальных руд, в достаточной степени еще не оцененные.
МСБ цветной металлургии являются месторождения колчеданно-полиметаллических (медно-свинцово-цинковых с золотом и серебром) руд, связанные исключительно с рудноалтайским блоком. От общих балансовых запасов месторождений, разведанных в регионе по категориям В и С1 и принятых за 100 %, в XVIII столетии разведано 3 %, в XIX – 6.2 %, в XX – 90.8 %. За это время извлечено из недр 39 % запасов, из которых 3 % в XVIII столетии, 6.2 % – в XIX и 29.8 % – в XX. Т. е. для отработки в XXI столетии запасов (от общих известных) руды осталось 61 %, из них Cu – 62 %, Pb – 73 %, Zn – 74 %, Au – 36 %, Ag – 32 %. В оставшихся в недрах рудах среднее содержание Cu – 1.4 %, Pb – 2.7 %, Zn – 8.6 %, Au – 0.6 г/т, Ag – 55 г/т. При этом, в числе этих неотработанных руд находится 50 % руды c 51 % Cu, 39 % Pb, 58 % Zn, 30 % Au и 48 % Ag только одного крупного Корбалихинского месторождения.
МСБ черной металлургии состоит из четырех месторождений, открытых и неодинаково разведанных в 50–80-е годы прошлого столетия. Три из них (Белорецкое, Инское, Холзунское) находятся в Коргонском блоке, Харловское – в Чарышском. Белорецкое и Инское месторождения магнетитовых руд разведаны детально, в результате чего утверждены запасы по категориям В, С1 и С2 в количестве около 0.5 млрд т с содержанием железа валового 31 и 45 % соответственно. Имеются перспективы прироста, особенно на Белорецком месторождении.
Холзунское месторождение магнетитовых и апатит-магнетитовых руд разведано предварительно. Запасы категории С2 в количестве около 450 млн т с содержанием железа около 30 % апробированы ГКЗ СССР.
Харловское месторождение ванадий-титано-магнетитовых руд, связанное с одноименным массивом расслоенных габброидов, получило весьма предварительную (поисковую) оценку при помощи небольшого количества скважин глубиной до 500 м и поверхностных горных работ легкого типа (канавы, зачистки). Запасы оцениваются первыми миллиардами тонн. В рудах с бортовым содержанием железа 12 %, по М. И. Селиверстовой, Л. И. Шабалину, С. П. Шокальскому, содержится Fе – 15.3, ТiO2 – 5.9, V2O5 – 0.08 %, Аl2О3 – 11 %. По своему качеству они сопоставимы с рудами качканарской группы месторождений на Урале. Однако, отходы магнитной сепарации (хвосты), обогащенные плагиоклазом с высоким содержанием глинозема, по Л. И. Шабалину, могут быть высококачественным сырьем для алюминиевой металлургии, которое может перерабатываться по технологии канско-ачинского глиноземного комбината.
Все эти железорудные месторождения в будущем могут быть надежной и длительно действующей МСБ для Западно-Сибирского металлургического комбината (г. Новокузнецк), который работает сейчас на дальнепривозном дорогостоящем сырье. Кстати, при его проектировании и строительстве в 50–60-годы прошлого столетия в качестве МСБ в числе всего 3–4-х месторождений рассматривались также Инское и Белорецкое месторождения. И это при том, что их запасы в то время были, как минимум, в два раза меньшими.
Вольфрам-редкометальное (бериллиевое) оруденение с молибденом, висмутом и флюоритом находится, преимущественно, в Чарышском и Коргонском блоках и связано с массивами гранитоидов синюшинского комплекса. Оно представлено группой небольших месторождений и проявлений, недостаточно изученных. Одно из них (Колыванское) в 30–50-е годы прошлого столетия отработано до глубины 200 м (добыто 650 тыс. т руды с содержанием 0.336 % вольфрама). При доразведке некоторые месторождения могут представлять практический интерес для небольших горнорудных предприятий.
Относительно золотого оруденения можно отметить, что по геологическим признакам на серьезные объекты претендуют пока еще слабо изученные Мурзинское мелкое месторождение и Новофирсовское крупное проявление, приуроченные к Новофирсовско-Курья-Акимовскому девонскому прогибу в Чарышском блоке. Мурзинское месторождение, известное с XVIII столетия первоначально как меднорудное, сейчас эксплуатируется как золоторудное. Отрабатывается россыпь и остаточная кора выветривания. Расширяются работы по извлечению золота путем кучного выщелачивания из отмеченной коры выветривания. Коренное скарново-кварцево-жильное золото недоизучено.
Район богат разными строительными материалами, водными ресурсами и поделочными камнями, в т. ч. коргонской (пятнистой) и ревневской (зелено-волнистой) яшмами, изделия из которых украшают залы Эрмитажа и других дворцов и музеев Санкт-Петербурга и еще ряда городов России и зарубежных стран.
После разрушительных событий в 90-е годы прошлого столетия, когда были остановлены все рудники и крупный Алтайский ГОК в целом, с почти полным их разграблением, практически прекратила свое существование геологическая отрасль или превратилась в жалкие акционерные структуры с полной утратой возможности вести серьезные геолого-поисковые и разведочные работы, в настоящее время начинает, наконец, просматриваться тенденция к возрождению горнорудного производства. Сейчас акционерным обществом восстанавливается на 80 % построенный в советское время, а в “перестроечное” время значительно разрушенный, рудник на Рубцовском месторождении богатейших на всем постсоветском пространстве полиметаллических руд. Осуществляются проектные работы тем же ОАО на отработку других месторождений.
Что касается геологической отрасли, то здесь наоборот – полный застой, более того – упадок. К настоящему времени практически нет научных коллективов геологов и геофизиков, способных осуществить грамотный поисковый прогноз в данном случае на вышеотмеченные виды полезных ископаемых, в равной степени нет и практических геологов и геофизиков и им сопутствующих соответственно оснащенных коллективов, способных реализовать какой-либо прогноз.
А между тем, никогда не надо забывать руководителям всех уровней (от муниципальных до федеральных), от которых зависит судьба геологоразведочного и горнорудного производства, что МЫ – РОССИЯ – сырьевая страна. И этим надо гордиться и достойно жить. Гордиться и жить так, как это делают такие сырьевые страны, как Канада, Австралия, Кувейт и т. д. И не надо уповать на разные климатические условия. Нужны только самоосознание – кто МЫ есть, и политическая воля. При этом всегда надо знать и помнить, что легко открываемых полезных ископаемых уже давно нет, что практика последних еще доперестроечных десятилетий свидетельствует о том, что времени на прогноз, открытие и подготовку к промышленному освоению месторождений большинства полезных ископаемых требуется значительно больше, чем на их отработку. Поэтому геолого-поисковые и разведочные структуры с соответствующим научным сопровождением необходимо уже сегодня создавать (возрождать). И безусловно – в государственном масштабе. Геологоразведочная отрасль должна быть государственной – госбюджетной структурой. А искать и открывать в России, в том числе, возможно, и в рассматриваемом регионе, еще есть что.
]]> 89 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/89/ Mon, 10 Aug 2020 16:22:52 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4357
А. В. Чадченко, П. И. Пирожок, Э. О. Олин
ОАО “Учалинский ГОК”, г.Учалы
 
Состояние и перспективы развития
минерально-сырьевой базы ОАО “Учалинский ГОК”
 
Учалинский горно-обогатительный комбинат представляет собой крупное предприятие Республики Башкортостан и Российской Федерации по добыче руды и производству медного, цинкового и пиритного концентратов. Промышленные объекты комбината функционируют на двух административных территориях: в Республике Башкортостан и Челябинской обл., где располагаются основные эксплуатируемые и потенциально-резервные месторождения медноколчеданных руд (рис. 1).
Минерально–сырьевой базой (МСБ) комбината являются разрабатываемые Учалинское (Учалинский район Республики Башкортостан), Молодёжное, Узельгинское и Талганское (Верхнеуральский район Челябинской обл.) месторождения медных и медно-цинковых колчеданных руд.
В настоящее время ОАО “Учалинский ГОК” несмотря на финансовые трудности, связанные с продолжающейся инфляцией и погашением кредиторской задолженности, заканчивает реконструкцию обогатительной фабрики, завершает строительство Узельгинского подземного рудника и со I I полугодия 2002 г. приступил к строительству нового Молодежного подземного рудника, годовой производительностью 400 тыс. т и сроком эксплуатации 15 лет, для доработки оставшихся от карьерной добычи запасов медноколчеданных руд. Одновременно проводятся работы по доработке запасов законтурных руд на Учалинском карьере, которые будут завершены в 2005 г.
В 2002 г. специалистами комбината разработана Программа по развитию рудной базы ОАО “Учалинский ГОК” на длительную перспективу – на период до 2032 г. и далее. Технико-экономические расчеты этой Программы показывают, что если в ближайшие 2–3 года доля добываемых и перерабатываемых руд с Учалинского месторождения будет составлять 45–50 % от общего объема производства, то, начиная с 2005 г., она уменьшится с 38 % до 23 % в 2010 г. Завершение отработки Учалинского месторождения в 2022 г. приведет к прекращению добычи руды на учалинской промплощадке. К этому следует добавить, что после 2025 г. произойдет резкое снижение объемов добычных работ на Узельгинском месторождении в связи с доработкой его запасов, и в 2032 г. его запасы будут отработаны. Поэтому уже сегодня возникает необходимость восполнения рудной базы комбината путем строительства новых рудников и, в первую очередь, в Учалинском районе.
На территории Учалинского района имеется ряд известных потенциально-резервных медноколчеданных месторождений: Ново-Учалинское, Западно-Озерное и Озерное, которые по суммарным запасам в 1.3 раза превосходят запасы Учалинского месторождения, уступая по качеству руд (особенно по цинку). Однако их разработка подземным способом на стадии добычи и обогащения, по результатам геолого-экономической оценки, выполненной ВИЭМС в 1997 г., является экономически убыточной по причине больших глубин залегания (Ново-Учалинское), низких содержаний полезных компонентов (Западно–Озерное) и малых запасов (Озерное).
Переоценка балансовой принадлежности запасов Ново-Учалинского месторождения, выполненная ОАО “Уралцветметразвека” в 2002 г., показала, что на стадии металлургического передела разработка этого объекта может быть прибыльной. Учитывая большую социальную значимость Ново-Учалинского месторождения для населения города и района [3], не исключается и вариант его освоения на условиях соглашения о разделе продукции согласно Федеральным законом № 19-ФЗ от 07.01.99 и № 126-ФЗ от 08.08.01 с внесёнными изменениями и дополнениями.
Практический интерес для ОАО УГОК представляет и золото-сульфидное месторождение Муртыкты, расположенное в 30 км северо-восточнее г. Учалы. В 2003 г. специалистами комбината выполнен технико–экономический расчёт эффективности отработки месторождения Муртыкты, результаты которого позволяют считать разработку этого объекта экономически целесообразной. В настоящее время комбинат готовит дополнительные материалы к ранее поданной заявке на получение лицензии по этому месторождению.
Что касается перспектив открытия новых месторождений цветных и благородных металлов на территориях Учалинского (Республика Башкортостан) и Верхнеуральского (Челябинская область) районов, в зоне деятельности ОАО УГОК, то таковые имеются [1, 2, 4]. Так, по результатам тематических исследований и поисково-оценочных работ на указанных территориях, проведенных в последние годы Учалинским филиалом ОАО “Башкиргеология”, Межозерной ГРП ОАО “Уралцветметразведка” и ГУП “Южуралгеологоразведка”, достаточно обоснованные прогнозные ресурсы на Cu, Zn и Au выявлены в пределах Учалинско-Верхнеуральской рудоносной зоны, в непосредственной близости от эксплуатируемых и потенциально-резервных медноколчеданных и золото-сульфидных месторождений.
По перспективным площадям вышеперечисленными геологическими организациями подготовлены проекты поисково-оценочных работ, но они не полностью реализуются по причине невыделения денежных средств на их выполнение из федерального и территориальных бюджетов. В стадии выполнения находятся сегодня проекты оценочных работ по Орлово–Убалинской (на золото) и Учалинской (на медноколчеданные руды) площадям, подготовленные Учалинским филиалом ОАО “Башкиргеология”. Их реализация началась в 2003 г. и будет завершена к концу 2005 г. при условии достаточного финансирования.
Из нереализованных проектов геологоразведочных работ наиболее перспективным является “Проект поисков медноколчеданных руд на северо-западном фланге Озёрного месторождения” подготовленный Межозёрной ГРП ОАО “Уралцветметразведка” в 2000 г. (ответсвенный исполнитель А. Н. Овчаров). Основные задачи проекта следующие: оценка рудоносности северо-западного фланга Озёрного месторождения на расстоянии до 3 км; оценка надрудных метасоматитов и коры выветривания Озёрного месторождения на возможное наличие золотого оруденения (рекомендации Э. Н. Баранова, 1999); проверка на рудоносность наиболее перспективных геофизических и геохимических аномалий; проведение попутных поисков. Прогнозные ресурсы на площади ближних флангов Озёрного месторождения оценивается в 32 млн т руды. Реализация проекта поисковых, а в дальнейшем и оценочных работ на флангах Озёрного месторождения позволит, в случае существенного прироста запасов, перевести этот объект из убыточного в число рентабельных для подземной (возможно, и открытой) разработки, что существенно укрепит МСБ Учалинского горно–обогатительного комбината [1].
Перспективным на медноколчеданное оруденение является и северный фланг Западно-Озерного месторождения, где также необходимо проведение поисково–оценочных работ.
Заслуживает внимания и проект поисковых работ на медноколчеданные и колчеданно-полиметаллические руды на Ялшанском участке (северная часть Верхнеуральского района), составленный ГУП “Южуралгеологоразведка”. Этот проект прошёл детальную экспертизу с положительными заключениями опытных рецензентов, однако его реализация была приостановлена в 2002 г. по причине отсутствия бюджетного финансирования.
В свою очередь, ОАО “Учалинский ГОК”, наряду с проведением эксплуатационной разведки при разработке Учалинского, Узельгинского, Талганского и Молодёжного месторождений, продолжает составление и реализацию проектов оценочных работ на флангах и глубоких горизонтах этих рудных объектов, где имеются достаточно обоснованные перспективы прироста запасов.
По другим перспективным площадям (участкам) комбинат будет вкладывать собственные средства на проведение геологоразведочных работ, но в уже предварительно оценённые рудные объекты, как это предусмотрено государственной концепцией развития МСБ России.
В целях повышения комплексного и рационального использования минерального сырья на ОАО УГОК в ноябре–декабре 2003 г. были проведены промышленнные испытания и внедрены в призводство работы по предварительному обогащению (сепарации) малосульфидных (вкрапленных и разубоженных) руд Учалинского месторождения, которые показали высокую эффективность этого способа рудоподготовки. В перспективе этот опыт планируется распространить и на другие месторождения, в том числе и с нетрадиционными видами минерального сырья – хромитовые, марганцевые, золото–сульфидные и др., которые могут существенно расширить МСБ предприятия.
Проблемным для ОАО “Учалинский ГОК” остается и вопрос обеспечения местным природным камнем действующей технологической линии по производству облицовочной плитки и других камнерезных изделий. В январе 2002 г. предприятие подало предварительную заявку на получение лицензии по Таш-Мурунскому месторождению гранитов и заинтересовано в завершении поисково-оценочных работ на облицовочные и поделочные камни, которые проводятся на территории Учалинского района с 2001 г. за счет средств республиканского бюджета.
Таким образом, первоочередными задачами по развитию МСБ ОАО УГОК на ближайшую перспективу являются:
  • Выполнение экспертной оценки целесообразности разработки Муртыктинского золото-сульфидного и Ново-Учалинского медноколчеданного месторождений.
  • Разработка и реализация проектов поисково-оценочных работ на глубоких горизонтах и флангах эксплуатируемых месторождений медноколчеданных руд.
  • Разработка и внедрение мониторинга качества и предварительного обогащения добываемых руд путём установки рудоконтролирующих станций и рентгенорадиометрических сепараторов на подземных рудниках комбината.
  • Пересчет запасов и переоценка их балансовой принадлежности по Учалинскому, Узельгинскому и Молодёжному месторождениям медноколчеданных руд в соответствии с рекомендациями ГКЗ МПР РФ.
 
Литература
  • Пирожок П. И., Чадченко А. В., Баранов Э. Н. и др. О необходимости проведения поисково-оценочных работ в рудном поле Озёрного медноколчеданного месторождения (Южный Урал) // Минерально-сырьевая база Республики Башкортостан: реальность и перспективы. Уфа: Тау, 2002. С. 619–624.
  • Пирожок П. И., Серавкин И. Б., Чадченко А. В. Геолого-экономическая и горно-техническая характеристика эксплуатируемых месторождений // Учалинский горно-обогатительный комбинат на рубеже XXI века. Уфа: Полиграфкомбинат, 1999. С. 30–108.
  • Пирожок П. И., Чадченко А. В., Стахеев Н. П. Ново-Учалинское месторождение: открытие, оценка, перспективы освоения // Горный журнал (Известия вузов), 2001. № 3. Екатеринбург. С. 21–27.
  • Чадченко А. В. О состоянии и перспективах развития минерально-сырьевой базы ОАО “Учалинский ГОК” // Геологическая служба и горное дело Башкортостана на рубеже веков. Уфа: Тау, 2000. С. 316–320.
 
]]> 63 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/63/ Mon, 10 Aug 2020 16:20:15 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4353
В. Н. Хасанов
Оренбургский филиал Пермского Горного института УрО РАН,
г. Оренбург
 
Особенности распределения золота в золотоносной коре
выветривания черносланцевых толщ Кировско-Кваркенского рудного района
(Оренбургская область)
(научный руководитель П. В. Панкратьев)
 
Вопросам металлоносности черносланцевых толщ в настоящее время уделяется особое внимание в связи с перспективностью их на благородные и другие металлы. Большинство исследователей признает, что углеродсодержащие терригенные толщи благодаря своим специфическим свойствам являются активными локализаторами золота, независимо от его источника, обуславливая при этом многие типоморфные особенности оруденения [1]. В то же время терригенные толщи, изначально несущие те или иные концентрации рудного вещества, могут обеспечивать промышленные скопления при перераспределении его на благоприятных участках в условиях регионального, контактово-термального метаморфизма и динамометаморфизма [2]. Источниками энергии и транспортирующих агентов при рудообразовании служили также позднепалеозойские гранитоидные массивы и активная вулканическая деятельность в близлежащих участках [3].
Одним из таких объектов, где рудовмещающей толщей являются углеродистые карбонатно-терригенные породы является Кировско-Кваркенский рудный район, находящийся в северо-восточной части Оренбургской области.
Район представляет собой сложную длительно развивающуюся структуру в пределах Восточно-Уральского поднятия –Суундукскую антиклиналь, в ядре которой находится Суундукский
гранитоидный массив, а крылья, сложенные отложениями ордовика-карбона, осложнены грабенообразными структурами субмеридионального и северо-восточного простирания. Такими структурами являются – Кировский грабен и Кваркенская грабен-синклиналь.
Углисто-терригенно-карбонатная толща средне-верхневизейского возраста, выполняющая эти структуры, сложена известняками, мраморами, алевролитами, углисто-глинистыми, углисто-кремнисто-глинистыми и известковистыми сланцами, с прослоями гравелитов, песчаников и аргиллитов. Вдоль Западно-Кировского разлома, ограничивающего Кировский грабен с запада, протягивается полоса серпентинизированных гипербазитовых тел.
Кировско-Кваркенская золоторудная зона прослеживается в меридиональном направлении вдоль западной границы Кировского грабена, в виде серии минерализованных участков повышенных концентраций золота, протяженностью от нескольких сотен метров до первых километров, при ширине 100–200 м. Все они пространственно тяготеют к Западно-Кировскому разлому и оперяющим его тектоническим нарушениям ССЗ, СВ простираний. Важное рудоконтролирующее значение имеют также скрытые субширотные разломы фундамента, выявленные по геофизическим данным. Наиболее широкая зона таких нарушений приходится на северную часть района, где образуются “узлы” с повышенной концентрацией и мощностью оруденения, примерами которых являются Кировское, Каменское и Южно-Кировское месторождения [4].
Характерно для рудного района широкое развитие золотоносных кор выветривания площадного и линейного типа, источником золота которых служили коренные проявления. Мощность коры выветривания площадного типа незначительна и даже в понижениях не превышает 35 м. В зонах тектонических нарушений, на контактах различных литологических комплексов пород, развивается линейно-трещинный тип коры выветривания, мощность которой достигает 90–150 м.
Профиль коры выветривания представлен зонами дезинтеграции и каолинит-гидрослюдистых изменений. Вблизи Западно-Кировского разлома верхние горизонты коры выветривания, на глубинах 30–40 м, представлены кварцитовидными и углисто-кремнисто-глинистыми породами, характеризующимися повышенными концентрациями золота – первый уровень оруденения. Второй уровень отмечается на глубинах 70–80 м в углистых, “сажистых” алевролитах, алевропелитах, углисто-глинистых сланцах зоны дезинтеграции.
Такие интервалы с повышенными концентрациями отмечаются лишь на разрезах, где идет переслаивание углистых и кремнистых сланцев. На удалении от Западно-Кировского разлома в разрезе отмечается отсутствие верхних кремнистых горизонтов, появление песчаников, известняков и относительно низкие содержания золота.
В целом, повышенные фоновые содержания золота характерны для всей Кировско-Кваркенской зоны. По результатам спектрального, спектрозолотометрического, атомно-абсорбционного анализов (результаты ФГУП “Оренбурггеоресурс”) и изучения методом МС ИСП, (обзорный приближенно-количественный, с микроволновым разложением из навесок по 100 мг) (результаты ЦНИГРИ) была проведена статистическая обработка и факторный анализ данных поисковых скважин КГК коры выветривания Кировского грабена и Кваркенской грабен-синклинали. В результате выявлены корреляционные связи Sc/Au, Mg/Ni, V/Re, Mn/Cd, Si/Ag, Zn/As, Ti/W — в северной части; Cu/Cd, Zn/Mn, Pb/Bi, V/Ga, Ti/Zr, Ag/Ba, Ni/Co, As/Au — в центральной части Кировского грабена; Li/Cs, Mo/Sb, Be/Br, Zr,Hf/Ga, Ca/Mn, K/Rb, Fe/Co, Pd/Tl, Ni/Zn, V/As, Au,Ag/Cu, U/Cd – в Кваркенской грабен-синклинали. Эти данные указывают на существенное влияние конкретных геологических обстановок на характер этих корреляционных связей (присутствие ультрабазитов, гранитоидов, проявление гидротермальных процессов и условий осадконакопления).
По данным В. И. Полуянова, золоторудная минерализация Кировского грабена относится к малосульфидному типу с мышьяковистой и, отчасти, сурьмянисто-мышьяковистой специализацией.
Черносланцевые толщи следует рассматривать как неисчерпаемые комплексные месторождения цветных и, особенно, благородных металлов, так как их параметры в целом ряде известных золоторудных докембрийских и фанерозойских провинций сопоставимы с рассматриваемыми зонами. Учитывая, что углеродистые толщи насыщены разнообразными ценными элементами, в том числе редкими и благородными металлами, необходимо планомерное изучение их вещественного состава с целью выяснения перспектив их комплексной металлоносности.
 
Литература
  • Нарсеев В. А., Сидоров А. А., Фогельман Н. А., Буряк В. А. Формационный анализ золоторудных месторождений в терригенных толщах // Тр. ЦНИГРИ, вып. 197. 1986. С. 35–42.
  • Кривцов А. И. Интерпретация генезиса рудных месторождений. М.: ВИНИТИ, 1985.
  • Горжевский Д. И., Зверева Е. А., Ганжа Г. Б. Углеродсодержащие терригенные формации с золото-сульфидным оруденением // Советская геология, 1988. № 9.
  • Хасанов В. Н. О золотоносности углеродисто-терригенно-карбонатной формации Кировско-Крыклинской зоны (Оренбургская область) // Металлогения древних и современных океанов–2003. Формирование и освоение месторождений в островодужных системах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. 297 с.
  • Сидоров А. А., Томсон И. Н.Металлоносность черносланцевых толщ: сближение альтернативных концепций // Вестник ОГГГГН РАН, 2000. № 1(11).
  • Риндзюнская Н. М., Берзон Р. О., Полякова Т. П., Матвеева Е. В. Геолого-генетические основы прогноза и поисков месторождений золота в корах выветривания. М.: ЦНИГРИ, 1995.
 
]]> 11 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/11/ Mon, 10 Aug 2020 16:17:49 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4349
О. С. Теленков, В. Н. Коржавин, О. Л. Заушицина, Е. А. Баженов
Институт минералогии УрО РАН, г. Миасс
 
Комплексный подход к организации компьютерных систем сбора,
хранения и обработки данных геолого-минералогических исследований
 
Нарастающий семимильными шагами поток новых возможностей использования компьютерных технологий порождает кризисную ситуацию, заключающуюся в “перепроизводстве электронной продукции”. Вследствие этого формируется огромное количество информационных единиц (файлов), использование которых ограничивается весьма непродолжительным с момента их создания сроком и узким кругом потребителей. В большинстве случаев выбор инструментальных средств для изначального формирования и первичной обработки данных определяется сиюминутной потребностью их использования для тех или иных целей. В будущем подавляющую часть накопленной таким образом на компьютерах информации ждет незавидная судьба “электронного мусора” – исчезнуть под клавишей ‘delete’ или затеряться в виде многочисленных копий на самых разных носителях. В полной мере это относится и к работам, связанным с подготовкой и использованием на компьютере данных геолого-минералогических исследований.
Решением проблемы является организация распределенной системы сбора, хранения и обработки данных на всех стадиях исследования геологических объектов. При этом подразумевается изначальное накопление данных в структурах, соответствующих специфике характеризуемых объектов и методике их исследований. С учетом этого, а также межведомственного характера работ, пространственной и временной разобщенности в накоплении и использовании данных, предлагается комплексный подход для организации компьютерной обработки геолого-минералогической информации, основными составляющими которого являются:
  • создание технологической базы (телекоммуникационной инфраструктуры, ресурсных центров и информационных хранилищ) на основе межведомственного взаимодействия (партнерских проектов);
  • формирование согласованных информационных моделей геологических объектов, обеспечивающих возможность комплексного использования данных в различных системах их анализа, в том числе и в смежных областях знаний (экология, медицина и проч.);
  • организация эффективной системы защиты информации на основе распределенного доступа;
  • создание нормативно-правовой базы функционирования системы, обеспечивающей своевременную актуализацию данных и регламентирующей правила их использования.
Отдел геоинформационных технологий Института минералогии УрО РАН занимается решением этих задач в рамках выполнения работ по темам фундаментальных научных исследований РАН, целевым региональным и федеральным программам, грантам российских и зарубежных фондов.
На сетевом узле Института минералогии установлен программно-технический комплекс для организации работы сетевых служб и удаленного доступа к базам данных на основе веб-технологий. Для этих целей запущены в эксплуатацию серверные станции под управлением операционных систем FreeBSD и Windows 2000 Server. Для организации пользовательского интерфейса доступа к базам данных используется технология Active Server Pages под управлением Internet Information Server на платформе Windows 2000 Server.
Запущена в эксплуатацию предварительная версия системы доступа к данным геолого-минералогических исследований с использованием геоинформационной системы на основе WEB-технологий. Подготовлены интерфейсы для ручного ввода геохимической информации по результатам ранее проведенных аналитических работ и осуществлена увязка ГИС с автоматизированной системой аналитической лаборатории.
С использованием специализированного модуля для серверной обработки векторной графики, разработан WEB-интерфейс доступа к базам данных в режимах просмотра и редактирования с использованием возможностей геоинформационных систем. При этом обеспечено совместное отображение данных, хранящихся в специализированном (shp-файлы) ГИС-формате и в базах данных с первичной геологической документацией, результатами камеральной обработки и аналитическими исследованиями.
Разработаны модули для отображения и редактирования данных по объектам с доступом к ним непосредственно с геологической карты. Реализовано графическое отображение данных с построением рисунков “на лету” (колонки по скважинам, профили по геологическим маршрутам) и использованием растровых изображений (фотографии обнажений, образцов, шлифов, аншлифов).
В структуре баз данных заложена основа для организации распределенного доступа к информационному массиву с идентификацией пользователей в рабочих группах. Предполагается создание многоуровневой системы администрирования для определения прав пользователей с использованием WEB-интерфейса. Система баз данных адаптирована для многоязыковой поддержки. Пользовательский WEB-интерфейс реализован на русском и английском языках.
В результате выполнения работ по целевой программе “Создание и развитие региональной информационно-вычислительной сети УрО РАН”, к настоящему времени создана телекоммуникационная инфраструктура, способная, в основном, обеспечить потребности всех академических подразделений Уральского отделения РАН. Вместе с тем, в процессе реализации целевой программы возникла острая необходимость в рассмотрнии вопроса интеграции с другими информационно-телекоммуникационными проектами, осуществляемыми в регионе для нужд образования, федеральных и региональных структур власти, местных органов самоуправления и др.
В первую очередь, эта необходимость обуславливается участием академических организаций в совместных региональных ИТ-проектах. Примерами таких проектов являются работы по программе интеграции науки и образования, участие в ФЦП “Электронная Россия” по формированию регионального Партнерства для развития информационного общества в России (ПРИОР) и др.
Кроме того, уже имеющийся опыт реализации совместных ИТ-проектов показал высокую их эффективность. Например, в Челябинской области научно-образовательная сеть FREEnet (The network For Research, Educational, and Engineering) объединяет все академические организации (Челябинский научный центр, Институт минералогии, филиалы и отделы институтов УрО РАН), несколько крупных ВУЗов, а также ряд бюджетных учреждений. Для реализации данного проекта были привлечены средства из различных источников: международные гранты НАТО и Европейской комиссии, гранты РФФИ, бюждетные средства участников и другие.
Дальнейшее развитие информационно-вычислительной сети УрО РАН потребует решения ряда задач (увеличение пропускной способности и дублирование каналов связи, обеспечение информационной безопасности, организация информационных хранилищ и т. п.), решение которых будет связано с единовременным вложением значительных финансовых средств и большими затратами на поддержание функционирования создаваемой инфраструктуры. Аналогичные задачи предполагается решать и другими ведомствами, как на региональном, так и на федеральном уровнях.
В связи с вышеизложенным, видится целесообразным решение вопроса о формировании на основе информационно-вычислительной сети УрО РАН единой региональной инфраструктуры с выходом на магистральные каналы связи для реализации совместных ИТ-проектов для нужд научных, образовательных и других заинтересованных бюджетных организаций различного уровня.
На основе полученных результатов предложено создание единой региональной сети мониторинга пространственных данных в Южно-Уральском регионе. Совместно с заинтересованными ведомствами разработаны предложения для реализации двух пилотных проектов в этой области: “ГИС-недропользование Челябинской области” и “Медико-географическая информационная сеть Южно-Уральского региона”.
]]> 78 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/78/ Mon, 10 Aug 2020 16:14:59 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4345
Н. И. Татарко
Сибайский филиал ОАО “Башкиргеология”,
Сибай
 
Перспективы выявления новых залежей
медноколчеданных руд в пределах Сибайской структуры
(Южный Урал)
 
Особенностью Сибайской структуры является высокая ее геологическая изученность, что связано со значительной временной продолжительностью (более 80 лет) выполнения здесь геолого-поисковых работ, обусловленных открытием все новых и новых месторождений медноколчеданных руд.
Однако, несмотря на это в настоящее время прогнозный потенциал этой структуры, по оценкам многих специалистов, остается довольно высоким, что в частности подтверждается открытием недавно, в 1998 г., в северной ее части вблизи Камаганского рудопроявления новой промышленной залежи. В то же время реализация этого потенциала в виде новых открытий остается делом высокозатратным и трудоемким.
Как показывает анализ материалов, полученных в процессе обнаружения здесь известных месторождений, каждое новое открытие обусловлено, прежде всего, значительным совершенствованием прогнозно-поискового комплекса, сформированного на передовых идеях и представлениях об условиях локализации промышленного оруденения соответствующего периода. Это наглядно подтверждается по качественному изменению поисковых признаков, обеспечивающих эффективность открытия конкретных известных месторождений:
  • Старый Сибай – открыто в 1913 г. по выходам бурых железняков (в настоящее время отработано);
  • Новый Сибай (с современным карьером) – открыто в 1939 г. при проведении поисковых работ на флангах Старого Сибая по выходам бурых железняков и результатам геофизических работ;
  • Северный Сибай – открыто в 1959 г. при опоисковании зоны метасоматитов, установленной при проведении геологической съемки масштаба 1:50 000 (не отрабатывается из-за небольших запасов);
  • Нижняя залежь – открыто в 1984 г. на базе глубинного картирования с использованием геофизических работ (отрабатывается с 2003 г. подземным способом);
  • Камаганское (с современным карьером) – открыто в 1998 г. при опоисковании Камаганской вулканической постройки, установленной по результатам структурно-фациального анализа и геофизических работ методом заряда электрического поля (отрабатывается с 2001 г. карьером).
Поэтому для определения перспектив выявления новых рудных залежей в пределах Сибайской структуры в рамках данной работы решались следующие геологические задачи, необходимые для совершенствования прогнозно-поискового комплекса:
  • установление позиции колчеданных залежей в вулканогенном разрезе, выделение рудоносных уровней;
  • проведение корреляции рудоносных уровней в пределах Сибайской структуры;
  • выделение и типизация основных рудовмещающих и рудоконтролирующих структур с использованием обработки геолого-геофизической и геохимической информации на базе современных компьютерных технологий;
Расчленение вулканогенных толщ и положение в них колчеданных залежей
Расчленением и уточнением вулканогенного разреза Сибайской структуры на протяжении всей истории ее длительного изучения занимались многочисленные исследователи. По результатам их работ была принята схема стратиграфического расчленения вулканогенного разреза карамалыташской свиты, которая подразделяется на пять толщ.
В основании свиты залегает первая, наиболее древняя базальтовая толща, которая слагает единое вулканическое сооружение диаметром 40–50 км, выполняющее роль основания для Сибайской и Карамалыташской вулканогенных структур. Базальты этого основания картируются на современном эрозионном срезе в ядре Карамалыташской структуры и вскрываются на глубинах от 600–700 м до 1000 м в пределах Сибайской структуры и в смежных прогибах.
Выше залегает вторая (нижняя) кислая толща, которая размещается локально и наиболее полно представлена в южной части Сибайской структуры. Мощность 650–750 м.
Затем разрез сменяется третьей (промежуточной) базальтовой толщей с незначительными мощностями – 250–300 м. В основании толщи присутствуют невыдержанные горизонты полимиктовых отложений. Она имеет повсеместное распространение, но наиболее полно представлена в западной части Сибайской структуры.
Выше по разрезу вновь залегает кислая, четвертая (верхняя), толща, которая также развита локально и наиболее полно вскрывается в восточной части Сибайской структуры. Мощность 500 м.
Завершается разрез пятой базальтовой толщей мощностью 450–500 м.
В разрезе карамалыташской свиты широко представлены субвулканические образования, тесно связанные с вулканитами пространственно и сходные по петрографическим характеристикам и петрохимическому составу (дайки диабазов, плагиоклазовых, пироксен-плагиоклазовых и пироксеновых порфиритов, дайки кварцевых риолитов), завершающие разрез карамалыташской свиты.
По петрохимическим признакам и литолого-фациальному составу вулканитов первые четыре толщи (1–4) параллелизуются с контрастной риолит-базальтовой колчеданоносной формацией.
В пределах формации медноколчеданные руды пространственно связаны с кислыми отложениями.
 
Рудоносные уровни, критерии их выделения и корреляции
Многими исследователями давно установлено, что колчеданные руды в разрезе продуктивных вулканогенных формаций закономерно располагаются на одном или нескольких литолого-стратиграфических уровнях и такие уровни устойчиво прослеживаются на значительные расстояния с вертикальным диапазоном в первые сотни метров.
Это позволяет на основе корреляции формаций или литолого-стратиграфических толщ определять рудные потенциалы новых структур или их частей.
Как показывают наши исследования, позиция уровней в разрезе, как правило, совпадает с границами толщ, отвечающих периодам накопления дифференциатов различного состава, то есть уровни рудолокализации отвечают периодам смены фаз вулканизма. Нашими исследованиями устанавливается, что они фиксируются по появлению вулканомиктовых фаций (нередко с рудокластами), стратиформных геохимических аномалий рудной природы, субпластовых тел метасоматитов и непосредственно колчеданных залежей, которые залегают в целом согласно с напластованием вмещающих пород и ведут себя как элемент стратиграфического разреза, заравнивая неровности поверхности накопления.
Уровни локализации ограничены по мощности и имеют площадное распространение. Это позволяет нам уверенно проводить прогноз в пределах всей Сибайской структуры.
На основе построения детальных поперечных и продольных разрезов были прослежены и увязаны в масштабе всей Сибайской структуры толщи вулканогенного разреза, субпластовые зоны метасоматитов и уточнена позиция всех известных месторождений и значимых рудопроявлений, что отражено на продольном разрезе и на схеме сопоставления разрезов.
Выделяются три уровня локализации оруденения:
Нижний. Оруденение локализуется в средней и верхней частях разреза второй (нижней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают месторождение Нижняя залежь и рудопроявления Подотвальное и Ряш. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые сотни тысяч тонн меди.
Средний. Оруденение локализуется в нижней и средней частях разреза четвертой (верхней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают рудные тела месторождения Новый Сибай, рудопроявления “Нижняя залежь Камаганского месторождения” и Восточный Ряш. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые миллионы тонн меди.
Верхний. Оруденение локализуется в верхней части разреза четвертой (верхней) риолит-дацитовой толщи. На этом уровне залегают рудные тела месторождений Камаган, Северный Сибай, рудопроявление Ракай. Прогнозируемые запасы месторождений этого уровня оцениваются в первые сотни тысяч тонн меди.
Необходимо подчеркнуть, что всем трем выделенным уровням локализации оруденения сопутствуют субпластовые тела метасоматитов, которые прослежены как в поперечных и продольных разрезах, так и на геологических картах северной и южной частей Сибайской структуры. Понятно, что метасоматиты являются одним из важнейших поисковых признаков прогноза колчеданного оруденения при проведении дальнейших поисковых работ.
 
Рудовмещающие структуры
Современная Сибайская структура представляет собой горстантиклиналь, ассиметричную как в широтном (западное крыло протяженное пологое, восточное – узкое, крутое), так и в меридиональном направлении, вдоль которого южная часть Сибайской структуры в целом приподнята относительно ее северной части.
Для выделения потенциально рудоносных структур в пределах Сибайской горстантиклинали выполнялись специальные палеореконструкционные исследования с использованием данных геофизики и геохимии, обработанных при помощи современных компьютерных технологий.
В пределах горстантиклинали выделяются положительные (рудоконтролирующие) и отрицательные (рудовмещающие) структуры, которые картируются на каждой из выделенных нами литолого-стратиграфических толщах и характеризуются следующими особенностями:
  • В северной и южной частях Сибайской структуры выделяются два поднятия, отвечающие базальтовым лавовым куполам, сформированным в отложениях нижней базальтовой толщи. Подобный купол отчетливо картируется в южной части Сибайской структуры на глубине 1 км, где по данным бурения залегают отложения нижней базальтовой толщи.
  • На склонах лавовых куполов устанавливаются четыре рудоконтролирующие эффузивно-экструзивные постройки сложного строения, сложенные нижней и верхней риолит-дацитовыми толщами, разделенные лавовыми потоками промежуточной базальтовой толщи. С северным базальтовым куполом сопрягаются Сибайская и Западно-Сибайская рудоконтролирующие эктрузивно-эффузивные постройки, а с южным – Ряшская и Ракай-Колтубанская. С выделенными постройками сопряжены все известные и описанные ранее промышленные месторождения и рудопроявления. Рудоконтролирующие постройки характеризуются сложным строением, что отражается в вулканогенных разрезах чередованием лавовых потоков, пирокластических фаций кислых вулканитов и зон метасоматитов. Внутри подобных разрезов наблюдаются несколько поколений кварцевых порфиров риолит-дацитового состава, которые образуют положительные палеоструктуры, интерпретируемые как экструзивные купола.
  • В пределах выделенных рудоконтролирующих построек рудовмещающими структурами являются разномасштабные кальдерообразные, межкупольные и присклоновые синвулканичские депрессии, в которых размещаются все известные месторождения и рудопроявления Сибайской структуры. Так, по данным ЦНИГРИ (2003 г.) рудопроявление Ряш размещается в кальдерообразной депрессии, месторождение Нижняя залежь Старого Сибая – в межкупольной депрессии, а месторождение Новый Сибай – в присклоновой синвулканической депрессии.
 
Выводы
Выполнение данных исследований позволяет уточнить прогнозный потенциал Сибайской структуры, локализовать прогнозные ресурсы в пределах выделенных эффузивно-экструзивных построек и, соответственно, более целенаправленно проводить поисковые работы.
]]> 58 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/58/ Mon, 10 Aug 2020 16:12:14 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4341
И. А. Старицына
Уральская государственная горно-геологическая академия,
г. Екатеринбург
 
Сопряжение гипо- и гипергенной минерализации
в сложных карбонат-кварцевых жилах
Березовского месторождения золота
(научный руководитель Э. Ф. Емлин)
 
Изучение параллельно-шестоватых агрегатов II-го типа начал Д. П. Григорьев [1]. Кварц Березовского месторождения, в том числе и параллельно-шестоватые агрегаты, позднее исследовал В. А. Попов [2]. Исследование кварцевых параллельно-шестоватых агрегатов II-го типа не прекращалось, и стало даже традиционным объектом изучения как для российских, так и для зарубежных ученых [5]. Ниже приводится описание параллельно-шестоватого агрегата II-го типа с Березовского месторождения золота, в частности, с его северо-восточной части (Ушаковский карьер).
На рис. 1 изображена пояснительная схема образования параллельно-шестоватого агрегата II-го типа. Первоначально в листвените образовалась узкая трещина, которая быстро заполнилась жильными минералами – кварцем и карбонатом (рис. 1а). Кроме того, в жиле присутствует пирит, который имеет форму пентагондодекаэдра. Зерна кварца и карбоната в жиле ориентированы незакономерно, поскольку при росте параллельно-шестоватого агрегата II-го типа геометрический отбор отсутствует [1]. Далее произошло новое раскрытие трещины вдоль одного из зальбандов. На жиле остались фрагменты вмещающего лиственита, которые можно наблюдать в виде полос книжной текстуры. Раскрытие трещины вдоль зальбанда на гипогенном этапе происходило неоднократно (слева на рис. 1б микроимпульсы раскрытия трещины изображены стрелками, всего было 7 микроимпульсов), каждое новое раскрытие трещины было зафиксировано в виде полос книжной текстуры (рис. 1б). Полосы книжной текстуры в жильных индивидах распределены неравномерно. Причин этому несколько:
  • Количество полос книжной текстуры в индивиде зависит от числа микроимпульсов, которые произошли во время роста агрегата.
  • В индивидах разных минеральных видов зафиксировано различное количество полос книжной текстуры. Например, на рис. 1 это видно в индивидах кварца и карбоната (доломита).
  • Количество полос книжной текстуры зависит от ориентировки оптической оси жильного индивида, вернее, от скорости роста индивида. Это изучено на примере кварца при помощи Федоровского метода. Индивиды кварца, ориентированные оптической осью субперпендикулярно зальбанду имеют большую скорость роста относительно других зерен, и при росте захватывают большее количество включений книжной текстуры. Это отображено на рис. 1, где одно из зерен кварца полностью лишено полос книжной текстуры.
Гипогенный этап роста жильного агрегата сменился гипергенным, произошло преобразование жилы и вмещающего лиственита (рис. 1в). Пирит заместился гетитом. Полосы книжной текстуры, ранее представленные лиственитом, приобрели оранжево-коричневую окраску, вызванную появлением гетита. Гетит образовался за счет Fe, присутствующего в доломите. Вмещающий лиственит преобразовался в гетит-магнезит-гидрослюдисто-кварцевый материал, в нем сформировались гипергенные ооиды (рис. 1в).
Импульсы продолжались на гипергенном этапе, снова происходило раскрытие трещины вдоль зальбанда (рис. 1г). Кроме кварца и карбоната, в строении агрегата принимает участие гетит, он образует “конусы” между жильными индивидами. Образование полос книжной текстуры продолжается, полосы представлены материалом выветрелой породы.
На рис. 1д видно, что один из гипергенных ооидов срезан зальбандом жилы. Верхняя часть ооида схематически показана внутри жилы. Подобное явление – растаскивание ооида из вмещающей породы растущим жильным агрегатом – наблюдали Дж. Рэмси и М. Хабер [5]. На схеме изображен идеальный вариант развития процесса жилообразования. В реальном жильном агрегате мы наблюдали два случая:
  • Верхнюю часть ооида внутри жилы невозможно выделить среди других включений книжной текстуры.
  • Верхняя часть ооида в виде четкого полукруга находится внутри жилы, но не растащена, и отделена от зальбанда тонкой микрожилкой с полосами книжной текстуры.
Завершился процесс жилообразования на гипергенном этапе изменением вмещающей породы вдоль зальбанда. Порода вдоль зальбанда изменена и окрашена в наиболее темный оранжево-коричневый цвет и представлена, преимущественно, гетитом. Эта тонкая полоса гетита отделила ооид в породе от его срезанной части внутри жилы.
Таким образом, по времени образования в агрегате и вмещающей породе выделяется несколько типов или генераций гетита:
  • Псевдоморфозы гетита по пириту.
  • Гетит в составе полос книжной текстуры.
  • Гетит в составе гипергенных ооидов из вмещающей породы.
  • Гетит, участвующий в строении параллельно-шестоватого агрегата в виде конусов между зернами.
  • Гетит вдоль зальбанда жилы и породы.
Сочетание гипо- и гипергенных этапов в процессе заполнения полости выявлено по двум признакам:
  • Гипогенная часть выявлена по наличию в жиле псевдоморфоз гетита по пириту. Кристаллы пирита имели форму пентагондодэкаэдров и могли образоваться только в гипогенных условиях. Таким образом, несколько генераций гетита указывают на разные условия минералообразования.
  • Наличие срезанных зальбандом жилы гипергенных ооидов говорит о том, что какая-то часть жильного агрегата образовалась на гипергенном этапе.
 
Литература
  • Григорьев Д. П. Онтогения минералов. Львов: Изд-во Львовского университета. 1961. 285 с.
  • Попов В. А. Параллельно-шестоватые минеральные агрегаты второго типа Березовского месторождения // Минералогия и петрография Южного Урала. Свердловск: УНЦ АН СССР. 1978. С. 31–36.
  • Старицына И. А. Изучение параллельно-шестоватого агрегата II–го типа с полосами книжной текстуры (северная часть Березовского золоторудного месторождения, Средний Урал) // Уральская минералогическая школа. Екатеринбург: Изд. УГГГА. 2003. С. 125–127.
  • Старицына И. А. Онтогения агрегатов жильного кварца (Березовское месторождение золота, Средний Урал) // Магистерская диссертация. Екатеринбург, 2003. 90 с.
  • Ramsay J. G. Huber M. I. The Techniques of Modern Structural Geology, Vol. 1, 2. London: Academic Press. 1987. 700 pp.
 
]]> 85 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/85/ Mon, 10 Aug 2020 16:09:02 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4337
В. А. Симонов, Е. О. Тереня, И. В. Гаськов
Институт геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск
 
Физико-химические параметры постмагматических гидротермальных процессов
на колчеданно-полиметаллическом месторождении Юбилейное (Рудный Алтай)
 
Колчеданно-полиметаллическое месторождение Юбилейное расположено в северо-западной части Рудного Алтая. Оно относится к вулканогенному типу. Его образование связано с развитием базальт-риолитовых серий позднедевонского возраста, о чем свидетельствует тесная пространственная и временная ассоциация месторождения с субвулканическими образованиями риолитовых порфиров. Формирование месторождения происходило в близповерхностных условиях под маломощной толщей слабо литифицированных осадков по модели “sub see floor”. Основным фактором рудоотложения было вскипание рудоносных высокотемпературных (240–310 °С) растворов с образованием прожилково-вкрапленных и массивных колчеданно-полиметаллических руд [2].
Целью настоящих исследований являлось изучение с помощью флюидных включений физико-химических параметров постмагматических гидротермальных растворов, воздействовавших на рудоносные риолитовые порфиры колчеданного месторождения Юбилейное. Исследовались флюидные включения в кварце риолитового порфира с наложенной прожилково-вкрапленной рудной минерализацией, включающей пирит, халькопирит, сфалерит. В этих же кварцевых вкрапленниках были найдены расплавные включения. Рядом с первичными расплавными располагаются серии вторичных флюидных включений, представляющих постмагматические гидротермальные растворы. Исследования данных флюидных включений позволили получить представительную информацию о физико-химических параметрах гидротермальных процессов на колчеданно-полиметаллическом месторождении Юбилейное.
Флюидные включения исследовались с помощью методов термометрии и криометрии [1, 3] в термокамерах и криокамерах оригинальных конструкций [5] в Институте геологии ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск. Данные экспериментов (температуры: гомогенизации, плавления последних кристалликов льда и эвтектики) контролировались повторными замерами и отражают реальные свойства растворов, захваченных включениями.
При выборе данных для корректного сравнительного анализа полученных результатов необходимо было учитывать следующие основные моменты. Во-первых, в связи с тем, что рассматриваемое месторождение формировалось в палеогеодинамических условиях рудноалтайской островной дуги Иртыш-Зайсанского палеоокеана [4], среди современных объектов следовало отдать предпочтение гидротермальным рудообразующим системам над зонами субдукции. Во-вторых, исследовались не собственно рудные образцы и, соответственно, изученные флюидные включения, несомненно характеризуя определенные этапы развития гидротермальных систем при формировании месторождения Юбилейное, могут и не быть непосредственно ответственными за образование рудных залежей. Учитывая это, для сравнительного анализа были использованы оригинальные данные авторов по результатам исследования флюидных включений в минералах из черных курильщиков бассейна Манус в юго-западной части Тихого океана [6] и из месторождения Кызыл-Таш в Восточной Туве [7].
В кварце образца № Ю-1069-350 флюидные включения размерами от 3 до 12 мкм располагаются, в основном, по залеченным трещинам во вкрапленниках рядом с расплавными включениями. По отношению к кварцу они явно вторичные и являются реликтами гидротермальных растворов, действовавших после кристаллизации вкрапленников из магматических расплавов. Формы включений неправильные, иногда округлые, плоские, часто с неровной поверхностью, создающей эффект многофазности, в то время как они двухфазовые: прозрачная светлая жидкость + газовый пузырек.
Криометрические исследования флюидных включений свидетельствуют, что растворы включений замерзают при -32 – -48 ° С. Среди общего числа замеренных температур эвтектик выделяются две группы: -24.0 – -26.5 ° С и -28.0 – -29.5 ° С.
Это свидетельствует о действии разных по составу гидротермальных растворов. В первом случае в системе преобладает NaCl с добавкой KCl, а во втором мы имеем сочетание NaCl с MgCl2, причем, судя по эвтектическим температурам, эти соли содержатся примерно в равных количествах.
Среди температур плавления последнего кристаллика преобладают значения от -3.2 до -7.5 ° С. Соответственно, концентрации солей (NaCl-эквивалент) во включениях варьируют преимущественно в диапазоне 4.9–10.7 мас. %. Необходимо отметить, что для растворов, содержащих помимо натрия еще и KCl, характерен более широкий диапазон концентраций – от 4.7 до 12.5 мас. % (рис. 1), чем для включений состава NaCl + MgCl2 (8.5–11.6 мас. %).
На гистограмме распределения концентраций солей в растворах флюидных включений выделяются две основные группы включений: первая – с соленостью 4–6 мас. %, вторая – преобладающая группа с содержаниями солей 7–11 мас. %. Рудообразующие растворы в системах черных курильщиков бассейна Манус (Тихий океан), судя по данным изучения флюидных включений, характеризуются одним интервалом и содержат существенно меньше солей – 4.5–7.5 мас. % [6], в определенной мере соответствуя первой группе включений из кварца месторождения Юбилейное. По своему составу гидротермы Мануса (NaCl с примесью KCl) также отвечают одной из групп изученных включений. Таким образом, устанавливаются как определенное сходство, так и отличие – более сложный состав и высокие содержания солей в растворах включений месторождения Юбилейное. В то же время, полученные результаты вполне согласуются с данными по гидротермальным системам месторождения Кызыл-Таш в Восточной Туве, где также выделяются две группы по содержанию солей и составы растворов (присутствует MgCl2) близки [7].
Эксперименты в термокамере показали, что температуры гомогенизации флюидных включений попадают, в основном, в диапазон от 120 до 200 ° С. Необходимо отметить, что включения разного состава практически не отличаются по температурам гомогенизации (рис. 1).
На гистограмме распределения значений температур гомогенизации флюидных включенийможно видеть, что выделяются два основных интервала: первый, преобладающий – от 120 до 160 ° С и второй, менее выраженный – от 170 до 200 ° С. Они хорошо соответствуют группам флюидных включений из месторождения Кызыл-Таш [7]. Вторая, более высокотемпературная группа, близка данным по бассейну Манус.
По соотношению температур и концентраций растворы флюидных включений в кварце риолитового порфира разбиваются на две группы. Включения с максимальными (до 12.5 мас. %) содержаниями солей в большинстве попадают в поле включений с повышенными параметрами месторождения Кызыл-Таш. Группа с минимальными (3.4–5.5 мас. %) содержаниями солей, близкими к солености морской воды, перекрывается полем данных по бассейну Манус и хорошо согласуется с информацией по слабосоленым растворам месторождения Кызыл-Таш (рис. 2).
Основные выводы
1. Исследования флюидных включений во вкрапленниках кварца показали, что все они относятся к типу вторичных и, судя по температурам гомогенизации (120–200 ° С), характеризуют в основном заключительные этапы рудного процесса. Важной особенностью гидротермальных растворов исследуемых включений являются повышенные концентрации в них солей (до 12.5 мас. %), что, вероятно, отражает специфику формирования этого месторождения в связи со вскипанием этих растворов.
2. Выделение двух типов растворов, различающихся как по составу, так и по содержанию солей, свидетельствует об эволюции рудообразующих растворов в процессе длительной истории формирования месторождения.
3. Растворы, содержащие NaCl с примесью KCl и с минимальными концентрациями солей до 4.7 мас. %, по-видимому, наиболее близки к первичным рудообразующим растворам, не претерпевшим приповерхностное вскипание, и отражают солевой состав глубинной вулканогенной гидротермальной системы.
4. Растворы состава NaCl + MgCl2 с устойчиво повышенными содержаниями солей отражают, вероятно, состав растворов, преобразованный в результате вскипания и взаимодействия с породами рамы.
 
Литература
  • Борисенко А. С. Изучение солевого состава растворов газово-жидких включений в минералах методом криометрии // Геология и геофизика. 1977.С. 16–27.
  • Гаськов И. В., Дистанов Э. Г., Миронов Н. Ю., Чекалин В. М. Колчеданно-полиметаллические месторождения верхнего девона северо-западной части Рудного Алтая // Новосибирск: Наука, Сиб. отд-ние, 1991. 121 с.
  • Ермаков Н. П., Долгов Ю. А. Термобарогеохимия. М.: Недра. 1979. 271 с.
  • Ротараш А. И., Самыгин С. Г., Гредюшко Е. А. и др. Девонская активная континентальная окраина на юго-западном Алтае // Геотектоника. 1982. № 1. С. 44–59.
  • Симонов В. А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск: Изд-во ОИГГМ СО РАН, 1993. 247 с.
  • Симонов В. А., Бортников Н. С., Лисицын А. П. и др. Физико-химические условия минералообразования в современной гидротермальной постройке “Венский лес” (задуговой бассейн Манус, Тихий океан) // Металлогения древних и современных океанов – 2002. Формирование и освоение месторождений в офиолитовых зонах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2002. С. 61–68.
  • Тереня Е. О., Симонов В. А., Зайков В. В. Физико-химические условия гидротермального минералообразования на колчеданном месторождении Кызыл-Таш (Восточная Тува) // Металлогения древних и современных океанов – 2003. Формирование и освоение месторождений в островодужных системах. Миасс: ИМин УрО РАН, 2003. С. 120–127.
 
]]> 36 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/2020/08/10/36/ Mon, 10 Aug 2020 16:06:03 +0000 https://meetings.chelscience.ru/metallogeny/?p=4333
В. А. Симонов, В. Ю. Колобов, С. В. Ковязин
Институт геологии ОИГГМ СО РАН,
г. Новосибирск
 
Сравнительный анализ магматических систем
“горячих точек” Атлантического и Тихого океанов
 
Детальные исследования каменного материала, собранного при непосредственном участии авторов во время 13-го рейса НИС “Академик Александр Несмеянов” (1988 г.), 9-го рейса НИС “Антарес” (1990–1991 гг.), 15-го и 18-го рейсов НИС “Академик Николай Страхов” (1992, 1994 гг.) в Центральной и Южной Атлантике, а также в Тихом океане позволили установить особенности магматических систем, связанных с развитием “горячих точек”. Были изучены магматические комплексы в зоне трансформного разлома 15° 20¢ (Центральная Атлантика), в районе тройного сочленения Буве (Южная Атлантика) и на гайоте Кастор в западной части Тихого океана.
В ходе исследований основное внимание уделялось анализу расплавных включений в минералах. Привлекались также данные по магматическим стеклам и эффузивным породам. Включения исследовались по методике, описанной ранее [1, 6]. Составы расплавных включений установлены на рентгеновском микроанализаторе “Camebax-micro” (ОИГГМ СО РАН, г. Новосибирск). Содержания редких и редкоземельных элементов (РЗЭ) во включениях определены методом вторично-ионной мас-спектрометрии на ионном микроанализаторе IMS-4f в Институте микроэлектроники РАН (г. Ярославль) по методике [2].
“Горячая точка” в зоне трансформного разлома 15° 20¢ (Центральная Атлантика). Исследования летучих компонентов в базальтовых стеклах зоны разлома 15° 20¢ позволили установить структуру геохимической аномалии с расплавами типа E-MORB в пространстве. Согласно распределению Н2О в стеклах, отобранных вдоль рифтовой долины, выясняется сложное строение аномалии с двумя максимумами (в районе 14°30¢ с.ш. и около разломного трога). В разрезе вкрест простирания Срединно-Атлантического хребта (САХ) прослеживается явный рост Н2О от периферии к оси САХ с максимумом в рифтовой долине, т. е. роль воды в магматических системах увеличивается со временем и интенсивность аномалии в настоящий период растет. Данные по летучим компонентам в базальтовых стеклах показали, что расплавы аномалии обогащены не только водой, но и другими газами (СО2, СН4). Изучение взаимосвязей содержания Н2О в базальтовых стеклах с их химическим составом показало, что в магматических системах типа N-MORB (северный разрез) заметную роль играли процессы фракционирования с незначительным накоплением воды, щелочей и железа, в то же время расплавы аномалии (южный разрез и район сочленения рифта с разломным трогом) были обогащены водой и калием изначально в глубинных условиях мантии, и эти геохимические особенности практически не изменялись в последующих процессах кристаллизационной эволюции магм.
Исследования расплавных включений в минералах из базальтов зоны разлома 15° 20¢ показали широкий интервал температур магматических процессов, начинавшихся с кристаллизации оливинов (1350–1220 °С) и продолжавшихся с образованием клинопироксенов и плагиоклазов (1250–1170 °С). В результате изучения расплавных включений в оливинах было выяснено, что высокотемпературные (1280–1340 °С) и высокомагнезиальные расплавы аномальных магматических систем типа E-MORB имели широкий диапазон содержаний калия от минимальных (K2О/TiO2 до 0.1 – аналогично примитивным начальным расплавам N-MORB) до значительных (K2О/TiO2 – 0.24).
Оценки глубин плавления мантийного субстрата с образованием базальтовых магм, выполненные по методу [4], свидетельствуют, что в целом для района развития аномальных расплавов они оказываются значительно более глубинными (более 80 км) по сравнению с базальтами северного сегмента САХ (менее 50 км). Максимальные оценки хорошо соответствуют значениям глубин выплавления первичных расплавов в этом регионе по данным предыдущих исследователей – около 85 км [5].
Совместные исследования расплавных включений, базальтов и базальтовых стекол позволили выделить два четко различающихся тренда эволюции глубинных расплавов при их подъеме к поверхности дна океана: слабое накопление калия в магматических системах северного разреза (в пределах вариаций, характерных для N-MORB) и резкое обогащение расплавов, начавшееся еще в глубинных условиях (районы южного разреза и непосредственного сочленения рифта и разломного трога), с образованием аномальных магм типа E-MORB.
В целом, данные по расплавным включениям и по летучим компонентам в базальтовых стеклах свидетельствуют о том, что, наиболее вероятно, флюидные компоненты, прежде всего Н2О, ответственны за развитие аномально обогащенных магм типа E-MORB в зоне разлома 15° 20¢ . Эти выводы хорошо согласуются с работами Э. Бонатти [3], по мнению которого, именно обогащение водой верхней мантии является лучшим объяснением особенностей развития “горячих точек” в САХ (в районах 35–45° , 14–15° и 2–4° с. ш.), чем повышение температуры. Таким образом, мантийный плюм, с результатом воздействия которого на нормальные магматические системы САХ связывается формирование аномальных расплавов в зоне разлома 15° 20¢ , был обогащен прежде всего летучими компонентами, не выделяясь при этом какими-либо сверхвысокими значениями температур.
“Горячая точка” острова Буве находится в области тройного сочленения срединно-океанических хребтов в Южной Атлантике. Основой для исследования магматических систем “горячей точки” Буве являются экспериментальные данные по расплавным включениям и результаты петролого-геохимических исследований образцов из района тройного сочленения Буве.
Исследования расплавных включений и магматических стекол позволили нам установить, что эндогенные магматические системы “горячей точки” острова Буве резко обогащены прежде всего щелочами (K2О), а также летучими компонентами (СО2, Н2О, Н2). В то же время температуры аномальных расплавов гораздо ниже, а диапазон их значений шире (1155–1210 °С), чем в нормальных сухих магмах САХ (1245–1265 °С). Таким образом, было выяснено, что характерной особенностью плюмового магматизма “горячей точки” Буве является, то, что обогащенные щелочами (прежде всего калием), литофильными редкими и редкоземельными элементами (La, Ce, Th, Nb, Rb) и летучими компонентами (Н2, Н2О, СО2) расплавы имеют более низкие температуры кристаллизации, чем истощенные магмы срединно-океанических хребтов типа N-MORB. В результате, магматизм “горячей точки” острова Буве по существу не является таким уж горячим, то есть не температурные условия определяют характерные черты “горячей точки”, а скорее всего решающим фактором служит резкое обогащение щелочами и летучими компонентами, приводящее к снижению температур кристаллизации расплавов.
При сравнении особенностей распределения температурных и геохимических характеристик базальтовых расплавов в районе тройного сочленения Буве хорошо видна их как бы обратная зависимость. Области с минимальными значениями редких, редкоземельных элементов и их отношений соответствуют распространению расплавов с максимальными температурами (рифтовая зона САХ). Максимальные значения литофильных элементов и других геохимических характеристик в районе острова Буве отвечают расплавам с минимальными температурами. Отчетливо видимый след горячей точки Буве с обогащенными расплавами прерывается в рифтовой зоне, к которой в основном приурочен температурный максимум. Здесь ясно видно, как на обогащенный и низкотемпературный след горячей точки Буве накладываются более примитивные и высокотемпературные магмы, связанные со спрединговыми процессами в рифтовой зоне.
В целом, картины с распределением температурных и геохимических характеристик по площади района тройного сочленения Буве являются как бы моментальными снимками результатов взаимодействия двух крупных геодинамических систем: плюма “горячей точки” Буве и накладывающейся на след ее движения спрединговой рифтовой зоны.
Исследования геохимии редкоземельных элементов показали, что в районе тройного сочленения Буве развиваются и взаимодействуют два основных типа магматических систем: обогащенные расплавы Буве, формирующиеся в результате частичного плавления мантии на глубинах начиная с 110–100 км, и значительно менее глубинные (образуются при плавлении мантийного субстрата начиная максимум с 60–70 км) нормальные расплавы срединно-океанических хребтов типа N-MORB.
“Горячая точка” гайота Кастор (Тихий океан). В оливиновых вкрапленниках из пикритов были найдены и изучены расплавные включения. При нагреве в микротермокамере полностью гомогенными включения становятся в интервале 1290–1420 °С. Явно преобладают значения 1375–1420 °С. На серии диаграмм для расплавных включений, показывающих зависимость петрохимических компонентов от SiO2, отчетливо видно, что расплавы, из которых кристаллизовались оливины, были базальтового состава, в то время как породы, содержащие данные минералы гораздо более магнезиальны – пикриты. На диаграмме TiO2-FeO/MgO данные по включениям показывают эволюцию глубинных расплавов гайота Кастор при фракционировании оливина от примитивных до поля океанических островов (OIB) с ростом FeO/MgO (от 0.5 до 1.7) и титана до 2.2 мас.%. Большая часть включений с минимальной степенью дифференциации (FeO/MgO = 0.5–0.7), характеризующая наиболее примитивные расплавы гайота Кастор, показывает их резкое отличие от магм срединно-океанических хребтов. В целом, по характеру распределения титана и меньшей железистости магмы гайота Кастор существенно отличаются от расплавов океанических плато.
По типу спектров РЗЭ включения в оливинах гайота Кастор отвечают обогащенным расплавам с явным ростом роли легких лантаноидов. По характеру распределения РЗЭ включения существенно отличаются повышенными содержаниями всех элементов от гавайских толеитов и совпадают с данными по промежуточной серии Гавайских островов. Необходимо отметить резкое отличие данных по расплавам Кастора от базальтов плато Онтонг Джава, для которых характерен хондритовый тип распределения РЗЭ.
В целом, проведенные исследования оливинов и расплавных включений из пикритов и пикробазальтов свидетельствуют, во-первых, о сходстве магматических систем гайота Кастор и Гавайских островов, во-вторых, говорят об эндогенной (начиная с глубин около 18 км и при температурах 1420–1400 °С) кристаллизации рассмотренных минералов.
Согласно петрохимии, геохимии редких и редкоземельных элементов магматические системы гайота Кастор наиболее близки обогащенным расплавам срединно-океанических хребтов (E-MORB) и океанических островов (OIB), отчетливо отличаясь от магм типа N-MORB и океанических плато.
На основе данных по составам расплавных включений в оливинах были проведены оценки параметров выплавления из мантийного субстрата первичных расплавов. Расчеты проводились по методам [4, 5] с использованием как данных по валовому составу включений, так и по содержанию в них редких элементов. В результате установлено, что первичные расплавы гайота Кастор формировались как минимум на глубинах 75–90 км при температурах 1470–1510 °С.
Основные выводы
1. Для всех рассмотренных “горячих точек” глубина выплавления первичных мантийных расплавов (80–110 км) существенно больше, чем уровни магмогенерации нормальных расплавов срединно-океанических хребтов типа N-MORB – примерно 50–60 км и менее.
2. Устанавливается различная роль геохимических факторов в магматических системах рассмотренных “горячих точек”. В зоне разлома 15° 20¢ , наиболее вероятно, флюидные компоненты, и прежде всего Н2О, ответственны за развитие аномально обогащенных магм типа E-MORB. Характерной особенностью магматизма “горячей точки” Буве является обогащение щелочами (прежде всего калием), литофильными редкими и редкоземельными элементами (La, Ce, Th, Nb, Rb) и летучими компонентами (Н2, Н2О, СО2). Магматические системы гайота Кастор по петрохимии, геохимии редких и редкоземельных элементов наиболее близки обогащенным расплавам срединно-океанических хребтов (E-MORB), но существенной роли летучих компонентов не удалось установить.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты №№ 02-05-64618, 02-05-64046).
 
Литература
  • Симонов В. А. Петрогенезис офиолитов (термобарогеохимические исследования). Новосибирск: ОИГГМ СО РАН, 1993. 247 с.
  • Соболев А. В. Включения расплавов в минералах как источник принципиальной петрологической информации // Петрология, 1996. Т. 4, № 3. С. 228–239.
  • Bonatti E. Not so hot “Hot Spots” in the oceanic mantle // Science. 1990. V. 250. P. 107–111.
  • Schilling J.-G., Ruppel C., Davis A. N., McCully B. et al. Thermal structure of the mantle beneath the equatorial Mid-Atlantic Ridge: Influences from the spatial variation of dredged basalt glass compositions. // J. Geophys. Res., 1995. V. 100. № B 7. P. 10057–10076.
  • Shen Y., Forsyth D. W. Geochemical constraints on initial and final depths of melting beneath mid-ocean ridges // J. Geophys. Res., 1995. V. 100. № B2. P. 2211–2237.
  • Sobolev A.V., Danyushevsky L.V. Petrology and Geochemistry of Boninites from the North Termination of the Tonga Trench: Constraints on the Generation Conditions of Primary High-Ca Boninite Magmas // J. Petrol., 1994. V. 35. P. 1183–1211.
 
]]>