Геологическое строение и условия образования эндогенных месторождений золота

Россыпи - это скопление рыхлого или сцементированного обломочного материала, содержащего в виде зёрен, их обломков либо агрегатов те или иные ценные россыпе-образующие минералы. Представляют собой самостоятельную, группу месторождений полезных ископаемых, формирующихся в результате разрушения и переотложения руд под влиянием различных экзогенных процессов. Полезными компонентами россыпей являются минералы, встречающиеся в природе в относительно небольших количествах, в том числе рудные, акцессорные и некоторые породообразующие минералы, физ.-хим. свойства которых способствуют их сепарации и сохранности в зоне гипергенеза в различных обломочных рыхлых породах. По типу полезных компонентов россыпные разделяются на следующие группы: благородных металлов (золото, платиноиды), оловянные, вольфрамовые, титано - циркониевые, редкометалльные, ювелирных и ювелирно-поделочных камней, пьезооптического сырья. Классификация россыпей основана на их положении относительно коренного месторождения (россыпи неперемещенные и перемещенные), а для перемещенных россыпей - на тех процессах, которые обусловили перемещение полезного ископаемого от коренного месторождения к месту залегания россыпи. Эти же процессы обычно обусловливают и положение россыпи относительно тех или иных элементов рельефа земной поверхности. На основании этих признаков россыпи могут быть подразделены на следующие категории:

1. Элювиальные россыпи залегают на месте своего образования вследствие разрушения и разрыхления верхних частей коренного месторождения.

2. Делювиальные россыпи представляют материал элювиальных россыпей, смещенный силой тяжести вниз по склону, на котором расположено коренное месторождение. Элювиальная россыпь непрерывно переходит в делювиальную без сколько-нибудь резкой границы, поэтому обычно говорят об элювиально-делювиальных россыпях.

3. Аллювиальные россыпи залегают обычно в речных долинах и образованы путем переноса и отложения обломочного материала водными потоками. По расположению относительно русла водного потока аллювиальные россыпи могут быть подразделены на четыре группы:

а) русловые россыпи, залегающие в самом русле водного потока или непосредственно под ним;

б) косовые россыпи, залегающие на галечных островах, косах и отмелях и обычно содержащие полезное ископаемое в верхних частях речных наносов;

в) долинные россыпи, залегающие в современной долине водного потока, но независимо от расположения его современного русла, часто в стороне от него;

г) террасовые россыпи, залегающие на речных террасах - остатках прежней долины водного потока

4. Дельтовые, озерные и лагунные россыпи образуются путем выноса обломочного материала водными потоками и накопления его в дельтах, озерах и лагунах.

5. Береговые россыпи, морские и озерные, образуются путем переноса и накопления обломочного материала вдоль береговых линий силою прибоя и прибрежных течений. Обломочный материл или выносится в водные бассейны реками или образуется от разрушения берегов с находящимися на них коренными или россыпными месторождениями.

6. Ледниковые россыпи образуются в горных местностях путем переноса и накопления обломочного материала сползающими с гор ледниками. По числу полезных компонентов россыпи могут быть однокомпонентными и комплексными, полиминеральными и мономинеральными.

Ежегодно из россыпей добывают до 90% золота, 90% циркона и ниобия, 80% редких земель из монацита, 70% титана и олова, 65% алмазов, 60% тантала следовательно это основной промышленный тип .

Россыпные месторождения золота - это скопление обломочных горн, пород, содержащих золото, разработка которых экономически целесообразна и технически возможна на данном уровне развития техники. Формирование россыпных месторождений золота обусловлено физическим и химическим выветриванием горн, пород. Среди россыпных месторождений выделяются элювиальный, делювиальный, пролювиальный, аллювиальный, литоральный, гляциальный, золовый (дюнный) классы.

Наталкинское месторождение (ОАО «Полюс Золото»)

Золоторудное месторождение Наталкинское расположено в Тенькинском районе Магаданской области, в бассейне реки Омчак, между ручьями Геологический и Глухарь, в 450 км от Магадана. Месторождение было открыто в 1944 г.

В орографическом отношении Наталкинское месторождение можно определить как интенсивно расчлененное среднегорье с абсолютными высотами до 1306 м, расположенное в зоне сплошной многолетней мерзлоты, мощность которой на месторождении под водоразделами достигает 180-350 м.

Рудная залежь представляет собой минерализованную зону, пронизанную сетью кварцевых жил, линз, участков брекчирования, тонких ветвящихся или параллельных прожилков кварца различной ориентировки и насыщенности, с участками массивного окварцевания и сульфидизации различной интенсивности. Руда представлена прокварцованными, карбонатизированными и серицитизированными углисто-глинистыми, туфогенно-глинистыми сланцами темно-серого цвета с прожилками золотосодержащего кварца и вкрапленностью сульфидов, среди которых преобладает арсенопирит и пирит. Золото в руде находится в свободном самородном состоянии (включения от 0,004 до 2,0 мм) или заключено в жильном кварце и арсенопирите (выделения от 5 до 200 мкм).

Согласно последней официальной оценке, утвержденной ГКЗ СССР в 1990 г., балансовые запасы золота Наталкинского месторождения составляли: для отработки открытым способом - 230 тонн при содержании 2,3 г/т; для подземной отработки - 245 тонн при содержании 4 г/т. Забалансовые запасы составляли 9,39 тонн золота. При этом около 80% запасов для подземной добычи находится в подработанных пространствах и технологически не подлежит выемке подземным способом.

В 2003 г. была произведена переоценка месторождения по новой технологии. Она показала высокую выдержанность параметров золотого оруденения по простиранию и падению рудной залежи при бортовом содержании золота 0,6 г/т. Таким образом, Наталкинское месторождение представляет собой крупную рудную залежь простого строения протяженностью около 4500 м при средней мощности более 200 м. В данных условиях возможна эффективная разработка месторождения открытым способом с применением высокопроизводительной горной техники и прогрессивных технологий обогащения руд. Данные о запасах представлены на экспертизу в ГКЗ и подготовлены для независимого аудита по международным стандартам.

Всего программой доразведки Наталкинского месторождения запланировано разведочное бурение в объеме до 120 000 м, а также прочие подземные и поверхностные горные работы. В 2004 г. было пройдено 3 300 погонных метров подземных горных выработок, свыше 20 000 погонных метров колонкового бурения и 2 066 м разведочных канав и траншей. Также выполнено 323 800 кубометров горно-подготовительных работ.

Общая сумма инвестиций в доразведку Наталкинского месторождения составит около $68 млн. Промышленная разработка месторождения начнется в 2010 г.

3 НАТАЛКИНСКОЕ МЕСТОРОЖДЕНИЕ

Наталкинское месторождение является наиболее изученным среди месторождений Омчакского рудно-россыпного узла. Оно находится на северном фланге узла и расположено главным образом в средней части бассейна руч. Наталка. Рельеф в районе рудного поля месторождения представляет типичное мелкогорье. Долина руч. Наталка резко асимметрична, слабо террасирована и имеет пологий левый и крутой правый склоны.

Россыпи залегают в пределах современной поймы, первой, второй, третьей и пятой террас. Анализ взаимоотношений погребенных (развитых на коренном основании) и поверхностных эрозионных форм, литогенетических характеристик слагающих их рыхлых отложений показывает, что генетически террасы до третьего уровня являются перстративными.

В россыпи руч. Наталкин, на фоне общего нарастания ширины и мощности промышленного пласта, содержания линейных и вертикальных запасов металла к устью ручья, выделяются три участка накопления золота.

Первый (верхний) участок располагается от верховьев до разведочной линии 36 Долинная россыпь руч. Наталкин на этом участке характеризуется наличием ряда мелких, коротких, относительно богатых струй, окруженных более бедными концентрациями золота. В целом при относительно постоянной ширине (30-40 м) и мощности (1,4-1,5 м) пласта среднее содержание, линейные и вертикальные запасы золота здесь постепенно увеличиваются вниз по долине, достигают максимума на разведочной линии 41, а затем резко снижаются. Ниже разведочной линии 39 (между разведочными линиями 39-36) пласт представлен бедными россыпными струями, залегающими в аллювиальных отложениях долины. Общий уровень концентрации металла на этом участке относительно невысок. Средние содержания золота по отдельным выработкам не превышают 36,1 г/м3. Мощность пласта не более 1,8 м.

На верхнем участке сосредоточено около 3% запасов золота россыпи руч. Наталкин. Пространственно он совпадает с участком пересечения ручьем юго-западной ветви Наталкинской рудной зоны. Наличие россыпи в руч. Наталкин выше этого участка пересечения объясняется падением рудных тел на северо-восток и, соответственно, проецированием золота из их эродированных частей к юго-западу от линии выхода рудных тел на современную дневную поверхность, а также, очевидно, наличием здесь самостоятельных коренных источников золота.

Нижележащий (средний) участок накопления золота в россыпи руч. Наталкин располагается в интервале разведочных линий 36-13. Он характеризуется резким возрастанием средних содержаний и линейных запасов золота, достигающих максимального значения в районах разведочных линий 23-24 и 18, с последующим их снижением к разведочной линии 13. При этом средняя мощность пласта возрастает с 1,5 до 3 м, а участок максимального накопления совпадает с расширением долины и промышленного контура россыпи (ниже разведочной линии 25). В средней части россыпи, начиная от разведочной линии 34, прослеживается обогащенная струя с вертикальными запасами более 10 г/м2 , составляющая основу промышленного пласта. Она окружена более низкими концентрациями золота, представляющими непромышленную часть месторождения. Аналогичная картина наблюдается и в вертикальном разрезе россыпи. Средние содержания золота по разведочным линиям здесь достигают 44,8 г/м3 (разведочная линия 24), а по отдельным горным выработкам - 194,8 г/м3 (разведочная линия 18), вертикальные запасы - соответственно 129,5 (разведочная линия 24) и 662,4 г/м2 (разведочная линия 18). На этом участке сосредоточено более 50% всех запасов россыпи, что обусловлено рядом факторов. Во-первых, отложением металла, сносившегося с верховий руч. Наталкин и выносившегося из руч. Увальчик и Участковый, так как ниже разведочной линии 27 отмечается резкое выполаживание уклона днища долины руч. Наталкин. Во-вторых, наличием здесь самостоятельных коренных источников, которые исходя из закономерностей распространения в шлихах шеелита и галенита, приуроченности крупных фракций металла и необработанных его разностей в сростках с кварцем должны располагаться в интервале разведочных линий 34-22. В-третьих, проецированием на этот участок золота из эродированных частей рудных зон, падающих на юго-запад.

Нижний участок накопления золота в россыпи руч. Наталкин (ниже разведочной линии 13) совпадает с резким расширением долины и промышленного контура пласта, в который здесь включаются и россыпные струи третьей террасы. Содержания золота от разведочной линии 13 вниз по долине несколько возрастают, достигают максимума в районе разведочных линий 9-7, а затем снижаются к устью ручья. Как и в среднем течении, здесь отчетливо прослеживается центральная, очень обогащенная струя (на некоторых участках сдвоенная), окруженная более низкими концентрациями золота. В разрезе она может быть как единой, так и состоять из нескольких обогащенных струй, локализованных на разных горизонтах. Последнее явление особенно характерно для тех частей россыпи, которые располагаются в пределах второй и третьей террас. Средняя мощность пласта на нижнем участке россыпи руч. Наталкин весьма не выдержанная и колеблется от 2,1 (разведочная линия 3) до 4,4 м (разведочная линия 7), а по отдельным выработкам - от 1,0 (разведочная линия 3) до 5,8 м (разведочная линия 7), оставаясь достаточно значительной даже на участках резкого перегиба плотика. Средние содержания, вертикальные и общие запасы золота здесь ниже, чем на среднем участке. Максимальные средние содержания по разведочным линиям достигают 27,4 г/м3 (разведочная линия 9) и 72,5 г/м3 по отдельным горным выработкам, а вертикальные запасы соответственно 70,2 и 391,3 г/м2. Особенности распределения золота и его типоморфные свойства (слабая степень обработанное, повышенные крупность и проба) указывают на то, что образование россыпи здесь, очевидно, было связано преимущественно с наличием и разрушением рудных тел, развитых в устьевой части руч. Наталкин.

Состав тяжелой фракции шлихов из продуктивного горизонта Наталкинского россыпного месторождения непостоянный. На одних разведочных линиях он представлен главным образом гидроокислами железа, на других - пиритом при подчиненной роли гидроокислов железа. Обычно же они присутствуют в различных пропорциях, составляя основу шлиха. На некоторых участках в значительных количествах (до 25%) присутствует арсенопирит. Морфологические особенности зерен этих минералов и характер их распределения указывают, что поступление пирита и арсенопирита в россыпи происходило главным образом из подзоны сульфидной сыпучки, а гидроокислов железа - из подзоны бурых железняков коры выветривания рудоносных зон. Преимущественно сульфидный состав шлихов (нижняя часть россыпи руч. Увальчик, средняя часть россыпи руч. Наталкин, нижняя часть россыпи руч. Глухарь), очевидно, указывает на вскрытие реликтовых частей подзоны сульфидных сыпучек. Из зоны же окисления рудных тел произошло и поступление барита и шеелита, на которые на отдельных участках приходится до 5-15% состава шлиха. В россыпи руч. Наталкин на разведочной линии 24 в шлихах установлен галенит. Наиболее мелкий средний гранулометрический состав золота отмечается в россыпи руч. Наталкин, среди всего Омчакского рудного поля. Основу его составляют фракции менее 1 мм. На долю весьма мелкого золота (менее 0,25 мм) по отдельным разведочным линиям в руч. Наталкин - до 60%. Золото крупнее 4 мм составляет доли процента и первые проценты. В руч. Наталкин оно встречается по всей россыпи. Наибольшее его количество отмечается на нижнем участке россыпи руч. Наталкин. Золото крупнее 8 мм присутствует преимущественно в россыпи руч. Наталкин. Здесь же установлено и наибольшее количество самородков, которые и в Наталкинской группе россыпей и в целом в россыпях Омчакского узла встречаются очень редко. Обычно их масса от 5 до 100 г, реже до 200-300 г. Самые крупные самородки (1128 и 480 г) найдены на нижнем участке россыпи руч. Наталкин (разведочные линии 9-7).

В россыпи руч. Наталкин гранулометрический состав золота относительно выдержанный, в других россыпях он резко колеблется по простиранию россыпи. Особенно резко изменяется количество золота фракции менее 0,5 мм.

Степень обработанности золота в россыпях в целом очень незначительная.

В россыпях, располагающихся в долинах низких порядков, распространены золотины «рудного» облика и слабообработанные зерна, сохранившие первичные формы.

На верхних и средних участках россыпи руч. Наталкин преобладают необработанные и слабообработанные разности золота. Необработанные зерна золота имеют сложную губчатую поверхность и покрыты темным налетом гидроокислов железа. Часто они находятся в сростках с кварцем, окрашенным (за счет гидроокислов железа) в бурый цвет. Цвет необработанных зерен золота на свежем срезе желтый и зеленовато-желтый.

На нижних участках россыпи руч. Наталкин в россыпных струях, залегающих в пределах пятой и третьей террас, преобладают слабообработанные разности золота при подчиненной роли среднеобработанных. В россыпных струях, распространенных в пределах пойменной части долины, основная доля золота, напротив, представлена среднеобработанными зернами при подчиненной роли слабообработанных. В устьевой части ручьев в них отмечаются также мелкие хорошо обработанные золотины в форме дисков и истертых чешуек. В целом мелкое золото на нижнем участке россыпи руч. Наталкин представлено пластинчатыми, таблитчатыми, комковидными (крупинки), реже игольчатыми, чешуйчатыми и дендритовидными выделениями. Степень обработанности средняя. Относительно крупные зерна содержат включения кварца. Довольно часто на них наблюдается чешуйчатая плотная «рубашка» окислов железа. Золото средней крупности в основном имеет форму пластинок и табличек различных очертаний, средней обработанности. Зачастую они покрыты плотной железистой «рубашкой». Встречаются среди них золотины рудного облика со слабой степенью обработанности, находящиеся в сростках с кварцем. Крупное золото представлено округлыми, эллипсовидными, подково- и кольцеобразными, лапчатыми и дендритовидными зернами, округлыми, угловатыми, грушевидными сростками с кварцем. Степень их обработанности средняя и слабая. Почти все крупные золотины с пятнами или покрыты сплошным плотным налетом бурых окислов железа, выделения которых отмечаются и внутри золотин. Самородки имеют форму хорошо обработанных пластин с включениями кварца, окрашенного в темно-бурые тона. Они покрыты налетом гидроокислов железа темно-бурого цвета.

В качестве микровключений в золоте в большом количестве отмечаются арсенопирит и пирротин, реже пирит и галенит. В большинстве случаев они разложены с образованием вторичных минералов, представленных главным образом гидроокислами железа. С поверхности такие золотины также, как правило, покрыты плотной коркой гидроокислов железа.

Проба золота в россыпи Наталкинского месторождения по разведочным линиям колеблется от 740 до 797. Преобладающим является золото с пробой 773-779. В качестве микропримесей, по данным химического анализа, присутствуют окислы железа, кальция и марганца, а также висмут, медь, марганец, кобальт, олово и молибден, а по данным спектрального анализа, - медь, сурьма, железо, свинец, мышьяк.

Химический состав золота в россыпи Наталкинского месторождения находится в тесной связи с его крупностью и определяется типом разрушавшихся рудных тел. Так, россыпи (или их части), сформированные преимущественно за счет разрушения коренных источников наталкинского типа, характеризуются ярко выраженной левой асимметрией гистограмм крупности золотин с преобладанием в них классов - 0,25 и 0,25-0,5 мм (при несколько более высокой роли класса - 0,25 мм) и незначительной долей фракций 0,5-1,0, 1,0-2,0 мм и крупнее. Средняя проба золота здесь составляет около 740-750. Для его химического состава характерно отсутствие в нем в значимых количествах в качестве гипогенных микропримесей других элементов.

При общем мелком составе золота Наталкинского месторождения отличаются значительным, а в некоторых случаях исключительным богатством как по уровню концентраций, так и сосредоточенных в них запасов металла и большой мощностью продуктивного пласта.

Резкое изменение количества мелкого золота по простиранию россыпи, слабая степень обработаности металла, приуроченность к участкам максимальной насыщенности преимущественно «рудных» выделений золота, а в шлиховом комплексе сульфидов, барита и шеелита указывают на слабую степень переработки аллювиальными процессами россыпных концентраций и тесную непосредственную связь россыпей с коренными источниками. Анализ характера строения россыпи в пределах обогащенных участков россыпного месторождения руч. Наталкин, закономерностей изменения вдоль него типоморфных свойств золота (крупности, обработанности, уплощенности и т.д.) показывает, что участки представляют собой самостоятельные (элементарные) россыпные проявления, формирующиеся за счет собственных коренных источников, и которые лишь условно (по месту залегания) объединяются в одно россыпное месторождение долины ручья.

Отмеченные выше геологические особенности россыпей Наталкинского месторождения, а также данные о преобладании (до 75 - 80%) в рудных телах Наталкинского месторождения металла менее 0,25 мм (не высвобождающегося в условиях перигляциального литогенеза и не являющегося россыпеобразующим) и значительной доле в рудах «связанного» (в сульфидах) золота указывают, что их формирование можно объяснить только с позиции концепции длительного и унаследованного развития россыпеобразовательных процессов в орогенных морфоструктурах Северо-Востока в ходе единой кайнозойской эпохи россыпеобразования.

В целом проведенный Наталкинского месторождения позволяет говорить о более широкой полосе развития золотого оруденения в его пределах.

На основе типизации золота Наталкинского месторождения устанавливается зональность по типоморфным свойствам золота, выражающаяся в возрастании крупности и пробы золота от руд первого типа центральных частей рудной системы к рудам второго типа и уменьшении этих параметров в ореольной геохимической зоне, а также вертикальная геохимическая специализация золота, отражающая геохимическую зональность оруденения.

Рисунок 1 - Геолого-структурные схемы Наталкинского рудного поля: 1-3 - терригенные отложения омчакской (1), атканской (2) и пионерской (3) свит; 4 - дайки кислого состава; 5 - дайки основного состава; 6 - границы Наталкинской разломной зоны; 7 - разломы; 8 - рудные зоны (цифрами обозначены ветви рудных зон: (1) Северо-Восточная, (2) Юго-Западная, (3) Центральная, (4) Перспективная); 9 - линии поперечных и продольных разрезов; 10 - контур промышленного оруденения на продольном разрезе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ