На тему: "Структурные и минералого-геохимические особенности Грабовского участка Ольховатско-Волынцевской антиклинали в связи с оценкой золотоносности"

Горно-геологический факультет

Кафедра "Полезные ископаемые и экологическая геология"

Выполнил: Осетров В.В.

Научный руководитель: доцент кафедры Алёхин Виктор Иванович

Актуальность темы. Сегодня одной из главных проблем промышленного комплекса Украины является обеспечение его цветными металлами. Исторически так сложилось, что на территории Украины оказались сосредоточенные мощные комплексы чёрной и цветной металлургии, тяжелого машиностроения. Если запасы чёрных металлов в Украине довольно значительны, то ситуация с цветными металлами на сегодняшний момент просто катастрофическая. На территории Украины известны небольшие рудопроявления свинца, цинка, меди, но они не могут сейчас полностью обеспечить потребности промышленности страны. Наряду с дальнейшими поисками рудопроявлений этих металлов большое внимание уделяется так же поискам рудопроявлений золота – одного из самых стратегически важных и ценных металлов.

Золото в Украине было известно ещё до нашей эры. При общей недостаточной изученности золотоносности, в Украине выявлено 240 рудопроявлений, выделены 3 золотоносных региона: Украинский щит, Карпаты и Донбасс. Разведано и подготовлено к эксплуатации Мужиевское месторождение (Карпаты). По масштабам проявления и уровнем промышленного содержания золота и серебра, Донбасс относится к перспективным золотоносным регионам Украины. Прогнозные ресурсы золота Донбасса составляют около 10% всех прогнозных ресурсов Украины. Высокоперспективные площади с оруденением благородных металлов занимают несколько сотен квадратных километров. Одной из таких площадей, где в настоящее время ведутся поиски золота, является Михайловский и прилегающий к нему Грабовский участок, расположенные на оси Ольховатско – Волынцевской антиклинали (Донецкая область, Шахтёрский район). Поисково – оценочные работы на Михайловском участке были завершены в 1998 г, на основании которых были построены геохимические ореолы с промышленным содержанием золота, подсчитаны запасы. В связи с положительными результатами была обоснована перспективность дальнейших поисков на территории Грабовского участка.

Связь работы с научными программами, планами, темами. Результаты научных исследований, которые приведены в работе, получены в процессе выполнения научно-исследовательских работ на кафедре «Полезные ископаемые и экологическая геология» Донецкого национального технического университета.

Цель и основные задания исследований. Цель магистерской работы: на основании данных о содержании золота, полученных в результате поисковых работ на Грабовском и Михайловском участках, а также данных о тектоническом строении и минералогическом составе вмещающих пород провести анализ их взаимосвязи и оценить степень влияния этих факторов на золотоносность.

В основу экспериментальных исследований легли данные по результатам спектрального анализа сопутствующих элементов, спектрозолотометрического и пробирного анализов проб, отобранных из керна скважин, пробуренных на Михайловском участке (Ольховатско – Волынцевская антиклиналь), а так же полевые исследования структурно - тектонических особенностей участка.

Достижению цели способствовало решение таких задач:

• выявление геологических факторов, влияющих на распределение содержания золота в минерализованных жилах;

• изучение закономерности между концентрацией золота и геологическими факторами и прогноз их распространения на площадь Михайловского и Грабовского участков;

• разработка показателей для комплексного геохимического картирования оцениваемых площадей;

• разработка прогнозного картирования для подобных рудопроявлений Ольховатско – Волынцевской антиклинали.

• разработка методологии использования новых компьютерных технологий для прогноза золотоносности на участках, с учётом их тектонического строения, минерального состава рудовмещающих зон и других геологических факторов;

Объект исследования – участок «Михайловский» золотого рудопроявления Ольховатско – Волынцевской антиклинали.

Предмет исследования – изучение распределения золота в осадочных породах карбона Ольховатско – Волынцевской антиклинали.

Методы исследований. Для решения поставленных задач применялся такой комплекс методов:

1) статистические методы обработки данных сокращенных лабораторных анализов для выявления и определения характера связей между геологическими факторами и содержанием золота;

2) построение карт, отображающих распределение золотоносности в погоризонтном плане;

3) структурно – тектонофизический анализ массива пород;

Практическое значение полученных результатов. 1) Разработка и обоснование комплексных критериев, выделении перспективных участков;

2) Внедрение методики компьютерной обработки геологической информации, с использованием показателей распределения золотого оруденения, для построения прогнозных карт золотоносности на рудопроявлениях Ольховатско – Волынцевской антиклинали;

Личный вклад автора. В основу работы положены материалы, собранные автором на протяжении второй производственной практики на Грабовском и Михайловском участках. Автором проведён статистический анализ, выявлены корреляционные связи между содержанием золота и концентрацией элементов – спутников, построены карты рудораспределения с применением компьютерных программ для интерпретации результатов исследований.

Публикации. У автора имеется одна публикация по теме исследования (см. перечень ссылок).

Структура работы. Магистерская работа состоит из вступления, трех разделов, выводов, списка использованных источников и дополнений.

Основное содержание работы

1. Геологическая характеристика Ольховатско – Волынцевской антиклинали

1.1 Литология

Ольховатско – Волынцевская антиклиналь является линейной складкой второго порядка, входящей в состав Главной антиклинали Донбасса. В своде антиклинали на протяжении почти 35 км на поверхность выходят отложения амвросиевской свиты, которые в плане образуют полосу шириной 1 км. Свита представлена чёрными аргиллитами, в различной мере алевритистых, выявлено 6 горизонтов песчаников мощностью от 0,2 до 4,7м. Наиболее мощный слой меффертовских песчаников хорошо прослеживается в пределах Михайловского рудопроявления. Они преимущественно мелко – среднезернистые, в нижней части разнозернитсые, иногда с гравием. Крылья и переклинали антиклинали сложены породами свиты С₂¹, подобные породам амвросиевской свиты, мощностью 500м.

Все известные сегодня рудопроявления золота антиклинали концентрируются в верхней части отложений амвросиевской свиты (ниже известняка F₁), перебуренная мощность которых составляет 560м.

На основании результатов изучения тепловых потоков Михайловского рудопроявления была выявлена аномалия, совпадающая с положительной гравиметрической аномалией. Это дало возможность прогнозировать наличие под Мхайловсим рудопроявлением гранитоидной интрузии. В районе отдалённой юго – восточной периклинали известно около 30 даек лампрофиров преимущественно субширотного простирания.

1.2 Тектоника

Структура антиклинали имеет следующие особенности: простирания оси около 290^°, падение северо – восточного и юго – западного крыльев под углом 60^°, свод складки осложнён зоной Осевого разлома. На крыльях также отмечаются вытянутые вдоль оси разрывные нарушения, из которых наибольшую амплитуду имеет Орловский взбросо – сдвиг. Кроме Осевого и параллельных ему разломов широко развиты структуры субширотного простирания (около 70^°). Это преимущественно надвиги и взбросы, которые преобразовались в сдвиги. Довольно широко развиты субпараллельные зоны трещиноватости (малоамплитудные сдвиги). Все разрывные нарушения выполняются кварцевыми и анкерит – кварцевыми прожилками, а зона Осевого разлома – также кварцевой брекчией на пирит – гётитовом цементе, милонитом или глинкой трения. Породы антиклинали насыщены кварцевыми жилами и прожилками. Менее распространены жильные образования кальцитового и другого составов.

Основная масса замеренных жил приурочена к осевой зоне антиклинали. Иногда они группируются в штокверк (район тригопункта «Андреевский»).

Кварцевые жилы, как в северном, так и в южном крыльях преимущественно развиты по нормальносекущей трещиноватости с ориентировкой от 35-50^° / 30-60^° до 280-285^°/80^°). Менее отчетливо выражены кососекущие жилы. Слабо развиты кварцевые жилы по напластованию.

1.3 Особенности оруденения

Обобщенная модель рудной формации, составленная на фактическом материале многочисленных месторождений и рудопроявлений различных регионов мира, определяется следующими особенностями:

1. Приуроченность оруденения к толщам песчано-глинистых пород различного возраста в разной мере обогащенных углеродистым веществом и в различной степени изменённых от катагенеза до амфиболитовой фации метаморфизма.

2. Четко выраженный структурный контроль промышленного оруденения- приуроченность месторождений к зонам региональных разломов и связанных с ним структурных элементов, подчинённых порядков (приразломные складки, зоны смятия, дробление и т.д.).

3. Наличие в рудовмещающих породах сингенетичной сульфидной минерализации, обычно преимущественно пирита, реже арсенопирита.

4. Избирательный характер золотоносности сульфидов – обогащённость золотом наиболее поздних генераций, связанных с наложенными процессами минерализации, в том числе метасоматического типа.

5. Прожилково-вкрапленный морфогенический тип оруденения, часто в сочетании с подчинёнными жилами.

Общей особенностью минерализованных пород является присутствие главным образом пирита в сопровождении (в небольших количествах) арсенопирита, галенита, сфалерита, антимонита, блеклых руд. Количество сульфидов обычно не превышает 5-13%. По содержанию золота руды относятся к разряду бедных, но с значительными запасами. Как правило, участниками концентрации сульфидов являются зоны расслоения, смятия, трещиноватости – участки изгиба оси и шарниров.

Золото – сульфидное оруденение тесно переплетается с метасоматозом, который развивался на фоне общего локального прогрева рудовмещающей толщи при последовательном снижении температуры. Под минерализованной зоной на глубине предполагается наличие интрузивного тела, которое может являться причиной возникновения температурного поля (см. рис. 1).

Рисунок 1. Анимированая схема процесса циркуляции рудного вещества в массиве пород Ольховатско - Волынцевской антиклинали.

Рудные тела представляют собой сложные образования без чётко определённых границ и оконтуриваются по данным пробирного анализа с определённоё величиной бортового содержания. Рудная минерализация тел представлена пиритом нескольких генераций различных по золотоносности. Визуально золотоносный пирит плохо отличается от незолотоностного, что следует иметь в виду при опробовании. Пирит насыщает породу, образуя особую разновидность пиритизированных сланцев или песчаников, залегающих в виде отдельных прослоев и, вероятно, прослеживающихся на значительные расстояния.

Оруденение осуществлялось наиболее вероятно за счёт фронтального вертикального подъёма флюидов по рассланцованой сводовой части антиклинали, чем и определена многоярусность минерализации. При этом не исключается обогащение пород золотом в процессе седиментации и его последующей концентрации в структуре в условиях теплового поля.

Формирование гидротермальной минерализации в районе осуществлялось в три стадии на фоне падения температуры от 360 С (жилки кварца 1) до 160-170^° С (лепестковый кальцит). Наиболее высокое содержание золота связано с березитами, образование которых происходило в диапазоне температур 360-260^° С.

Схема стадийности минерализации представляется так:

1 стадия: жилки кварца 1 (360-295^° С) и анкерита 1 (290-260^° С) тесно связаны с березитизацией;

2 стадия: прожилки кварца 2 (260-180^° С) с донбасситом, анкеритом 2 (240-185^° С), сфалеритом галенитом, буланжеритом, бурнонитом, горным хрусталём (180-135 С), сидеритом, киноварью, пиритом, марказитом, диккитом;

3 стадия: прожилки кальцита и выделения лепестковидного кальцита (170-160^° С) на кристаллах горного хрусталя в пустотах жил.

2. Геолого – структурные особенности Михайловского участка

Михайловский участок располагается в пределах Главной антиклинали Донбасса в восточной части Ольховатско – Волынцевской антиклинали. Вмещающими золотое оруденение на участке являются отложения верхней части свиты С₂⁰ от известняка Е₇ до известняка Е₉¹ мощностью около 500 м. характерной чертой стратиграфического разреза является преобладание алевролитов и глинистых сланцев.

Сводовая часть Ольховатско – Волынцевской антиклинали нарушена системой разрывных нарушений продольного направления. В западной части эти нарушения выделены под наименованием Осевого надвига. Фактический материал, полученный по результатам поисково – разведочных работ на Михайловском участке показал, что осевой надвиг представляет собой прерывистую структуру. Наиболее детально зона осевого надвига изучена на Михайловском участке, где он прослеживался скважинами с поверхности до глубины 500 м. Установлено, что осевая часть антиклинали нарушена серией разрывов, образующих широкую (до 100 м) зону деформированности. В пределах участка она представлена тремя субвертикально падающими плоскостями смещения, имеющими тенденцию к слиянию в приповерхностной части. Схема развития разрывов в объёме антиклинали с весьма изменчивыми элементами (амплитудами и направлениями смещения) однозначно свидетельствует о образовании разрывов в условиях расплющивания, в результате интенсивного бокового давления при формировании антиклинали как складки продольного изгиба. Строение зон разрывов очень сложное. Большей частью они представлены перемятыми породами с многочисленными зеркалами скольжения. Немаловажную роль в распределении оруденения принадлежит мелкой трещиноватости, пользующейся на участке весьма широким распространением.

3. Геохимические особенности Михайловского участка

Вдоль оси Ольховатско – Волынцевской антиклинали выявлены обширные геохимические аномалии золота, вытянутые преимущественно вдоль шарниров березитовых песчаников. Опробование песчаников подтвердило наличие повышенного содержания золота – от целых граммов на тонну на участках Западная и Острая могила до 0,1-0,3 г/т в границах Андреевской золотоносной зоны на восточной периклинали. Часто аномалии золота в коренных породах сопровождаются геохимическими аномалиями мышьяка и ртути. Ореолы ртути в коренных породах вытянуты вдоль оси Ольховатско – волынцевской антиклинали, подтверждают тесную пространственную связь с разрывными нарушениями. [5].

На западном участке Михайловского рудопроявления были определены максимальные температуры гомогенизации газово – жидких включений, которые в 8 пунктах составляют от 158^° до 260^° С, что отвечает температурам образования прожилков, которые сопровождаются донбассит – анкеритовыми метасоматитами.

На Михайловском рудопроявлении развиты прожилки, связанные с метасоматитами всех типов, но здесь резко преобладают максимальные температуры гомогенизации ГЖВ двух групп: 305-340^°С (березитовой) и 180-250^° (донбассит – анкеритовой). наивысшие температуры гомогенизации ГЖВ в кварце харктерны для центральной части Михайловского участка. Они закономерно уменьшаются на запад и восток, причём наинизшие температуры образования кварцевых прожилков характерны для наиболее отдалённой восточной периклинали. Учитывая также наиболее высокую ступень метагенеза в районе Михайловского участка, это может свидетельствовать про наличие в этой части антиклинали интрузии магиатических пород, а также обусловленной ней конвективной гидротермальной камеры, которая существовала в эпоху рудообразования.[5].

Выводы

В пределах Михайловского рудопроявления очевиден литологический контроль оруденения. Основные концентрации золота связаны с пачками песчаников, выделяющихся в разрезе повышенной мощностью к полифациальным генезисам. Этим Михайловское рудопроявление приближается к минерализации Центральных Кызылкумов, где содержание золота возрастает от сланцев к песчаникам.

Контроля оруденения со стороны отдельных разрывных нарушений не наблюдается.

Золото – сульфидное оруденение тесно переплетается с метасоматозом, который развивался на фоне общего локального прогрева рудовмещающей толщи при последовательном снижении температуры. Под минерализованной зоной предполагается интрузивное тело как причина возникновения температурного поля.

Преобладание тектонических нарушений сбросового типа свидетельствует о главенствующей роле условий растяжения в процессе формирование трещинно-разрывных структур, что является благоприятным фактором для образования золоторудной минерализации.

Литература

1. Александров А.Л., Гордиенко В.В., Деревская Е.И. и др. Глубинное строение, эволюция флюидо – магматических систем и перспективы эндогенной золотоносности ЮВ части Украинского Донбасса. ИФИ, Киев, 1996, 74 с;

2. Дудник В.А., Воевода Б.И., Осетров В.В. Геоэкологическое значение геодинамических зон и их локализация с использованием тектонофизических методов исследований. Збірник матеріалів І Міжвузівської науково – практичної конференції «Розвиток географічної науки України та Донбасу в XXI столітті». Донецьк, 2005, с 208-212;

3. Дудник В.А., Корчемагин В.А., Панов Б.С., Жикаляк В.Н. Трещинно – разрывные структуры перспективного на золотое оруденение участка «Грабовский» с. 53-57; 5. Шумлянський В.О., Деревська К.І., Александров О.Л., та ін.. Золотоносність Ольховатської антикліналі (Центральний Донбас) «Мінеральні ресурси України», №2, 2000 г., с. 25-27;

6. Шумлянский В.А., Ивантишина О.М., Загнитко В.И. и др. Золото – пиритовые руды Ольховатской антиклинали: состав, условия образования, перспективы использования. Научные труды ИФИ. Киев: «Знание», 2000, с.104-121;

7. Шумлянский В.А., Дудар Т.В., Ивантишина О.М., Безуглая М.В. Типоморфизм золотоносного пирита из каменноугольных отложений Ольховатско – Волынцевской антиклинали Донбасса//Доклады АН Украины. Математика, естествознание, техн. науки. №6, 1993, с. 117-123;

8. Шумлянский В.О., Жикаляк М.В, Белявський В.В. Івантишина О.М. Деревська К.І., Безугла М.В. Александров О.Л. Золоторудна мінералізація Донецької складчастої споруди (ДСС)//Наукові праці ІФН. – К.: Знання. – 1998, с. 124-131;

9. Шумлянский В.А., Заря В.Ф., Ивантишина О.М., Дудар Т.В. первая находка золото- сульфидной минерализации в карбоне Ольховатско – Волынцевской антиклинали// Геол. журнал. №1, 1991, с.72-76;

10. Шумлянский В.А., Заря В.Ф. О рудных формациях Ольховатско – Волынцевской антиклинали Донбасса//Доклады АН УССР, сер.б, №11, 1982, с.26-29;

11. Отчёт о поисках благородных металлов в восточной части Ольховатско – Волынцевской антиклинали (Центральный Донбасс). Том 1 / Заря В.Ф. и др. // Артёмовск, 1998, 208 с.