О моделях образования и промышленных типах месторождений золота

Казахстан имеет большие перспективы по расширению сырьевых ресурсов золота. Ниже рассмотрены различные генетические и промышленные типы месторождений золота Казахстана в сопоставлении с их мировыми аналогами.

Производство золота в Казахстане обеспечивается за счет эксплуатации собственно золоторудных и комплексных золотосодержащих месторождений меди и полиметаллов. Госбалансом учтены подтвержденные запасы золота по 237 объектам. Крупнейшие собственно золоторудные месторождения – Васильковское, Бакырчик, Акбакай, Суздальское, Юбилейное (рис. 1). Можно рассчитывать на существенное увеличение ресурсного потенциала по золоту при изучении комплексных месторождений, прежде всего золото-медно-порфировых, а также расширения круга рентабельных для освоения собственно золоторудных месторождений при использовании нетрадиционных технологий извлечения – кучное, бактериальное выщелачивание и др. [2, 5, 10].

Наиболее важное промышленное значение имеют следующие типы месторождений золота: скарновые, плутоногенные гидротермальные, вулканогенные гидротермальные, метаморфогенные, осадочно-метаморфогенные, месторождения выветривания и россыпные.

Разаработанные нами схематические геолого-генетические модели месторождений золота приведены в табл. 1. Даны краткие описания некоторых эталонных месторождений Казахстана и приведены примеры месторождений, которые являются мировыми эталонами и такие пока еще у нас не исследованы.

Таблица 1. Промышленно-генетические типы месторождений золота

Продолжение табл. 1

Продолжение табл. 1

Рис. 1. Размещение основных золоторудных месторождений Казахстана

Скарновые месторождения обычно представлены совокупностью кварцевых жил различного размера и масштаба, штокверкообразными зонами минерализации, метасоматическими зонами окварцевания наложенными на собственно скарновые, а чаще на апоскарновые образования. При этом, как обычно, в гидротермальных месторождениях в качестве жильного минерала выступает не только кварц (который, конечно, резко преобладает над всеми остальными), а также кальцит и другие карбонаты, альбит и другие полевые шпаты, серицит, хлорит и т.д. Получается, что в большинстве случаев золоторудная минерализация скарновых месторождений отличается от плутоногенных гидротермальных месторождений только составом вмещающих пород. Генетически же золото и в том, и в другом случае связано, преимущественно, с интрузивным магматизмом гранитоидного умеренно-кислого характера.

В Казахстане есть небольшие скарновые месторождения подобного типа – это Саяк-4 в северо-восточном Прибалхашье (впрочем, надо отметить, что на других участках, которые называются Саяк-1, 3 с медной минерализацией, золота гораздо больше, чем на участке Саяк-4, в котором медных минералов содержится мало и вообще нет), Сулушокы в Центральном Казахстане, Ешкиолмес в северной части Центрального Казахстана и др. В СНГ наиболее известные скарновые

месторождения расположены на юге Западной Сибири (Ольховское, Чибижек) и в Горном Алтае (Натальевское, Синюхинское и др.), есть месторождения и на западе США и в прилегающей части Канады (Никельплейт, Оурей и т.д.), но эти месторождения также мелкого масштаба.

Плутоногенные гидротермальные месторождения, связанные с глубоко эродированными гранитоидными массивами. Это одиночные жилы или серии жил, штокверкообразные зоны и зоны минерализованных трещинных структур и т.п. располагающиеся или, попросту, секущие различные умеренно-кислые интрузивные породы. Сюда относятся и многочисленные месторождения Северного Казахстана, такие как Степняк, Бестобе и др. Вмещающие гранодиориты, диориты, кварцевые диориты и т.п. подвержены окварцеванию, серицитизации, особенно часто, березитизации, нередко и лиственитизации. Месторождения отличаются высокими содержаниями полезных компонентов с различным содержанием сульфидных минералов.

Месторождения, связанные с надапикальными частями еще не вскрытых гранитоидных массивов. К этому типу относится ряд месторождений Центрального Казахстана, особенно, его северной части. В Восточном Казахстане имеется много представителей как этого, так и предыдущего подтипа в пределах Западно-Калбинской зоны.

Вулканогенно-гидротермальные месторождения золота почти всегда содержат серебро в переменных количествах. Можно сказать, что существует природный непрерывный ряд месторождений от собственно золоторудных с содержанием серебра близким к нулю, через золоторудные месторождения с существенным содержанием серебра, затем золотосеребряные месторождения и, наконец, серебряные месторождения, в которых золота практически нет. В Казахстане к этому типу относятся небольшие месторождения северо-восточного Прибалхашья (Таскора), Жонгария (Архарлы, Игилик) и некоторые другие.

Стратиформный тип месторождений золота установлен сравнительно недавно и представлен, в основном, американскими месторождениями, которые по типу главного месторождения называются Карлин. Эта группа месторождений (Карлин, Кортец, Голд-Квуорре, Джеррид-Каньон и др.) обычно связана с карбонатными и силикатно-карбонатными породами известнякового состава с повышенным содержанием углеродистого вещества, с окварцеванием, серицитизацией и карбонатизацией. Руды имеют простой химический и минеральный состав, причем сульфиды на 90-95 % представлены пиритом, весьма характерна форма выделения золота, она субмикроскопическая и микроскопическая, тонко рассеянная во вмещающих породах. Месторождение достаточно крупное, по крайней мере, сумма запасов превышает 1500 т. По генезису такие месторождения связаны с гидротермальными растворами немагматогенного происхождения. Большинство авторов считает их флюидно-метаморфогенными образованиями, но у них, во всяком случае, четко выражен структурный контроль, связанный с напластованием пород. Этот тип является относительно новым, пока слабо изученным, и многие считают, что в Казахстане вполне возможно открытие подобных месторождений.

Месторождения выветривания. Месторождения типа кор выветривания, чаще всего, глинистых или латеритных, фактически представляют собой элювиальные россыпи, только располагающиеся внутри глинистой или латеритной массы. Примером таких месторождений являются некоторые казахстанские месторождения Житыгаринского и Семипалатинского районов (Варваринское, Элеваторное, Тохтаровское и др. в районе г.Жетыгара, а также Суздальское и др. месторождения в районе магматических пород Семейтауского комплекса).

Месторождения россыпей. Золото вообще является наиболее типичным компонентом почти любых видов россыпей, но все-таки главными золотоносными россыпями являются аллювиальные, элювиальные и делювиальные [6].

Аллювиальные россыпи известны в Восточном и Южном Казахстане, в Мугалжаре. К сожалению, типичные россыпи, представляющие собой рыхлый материал и залегающие на дневной поверхности или близко к ней, в подавляющей части золотоносных районов мира уже или выработаны полностью, или, во всяком случае, сильно истощены, но Казахстан в этом отношении пока изучен слабее, чем многие другие регионы мира и СНГ. Так что россыпные месторождения пока еще представляют интерес для изучения и разработки.

Полигенно-метаморфические месторождения. Месторождения черносланцевой формации – кварцево-жильные месторождения региональных терригенных толщ высокоуглеродистого состава. В широких геологическим кругах такие месторождения называются «черносланцевыми», поскольку, все они приурочены к осадочным и метаморфизованным породам, с повышенным содержанием углистого вещества. Некоторые авторы, в частности, [8] считают, что к этому типу месторождений можно отнести и месторождение Карлин, однако для большинства таких месторождений характерна более высокая углеродистость вмещающих пород. Вмещающие породы обычно представлены различными песчанистыми, сланцевыми, глинисто-сланцевыми и т.п. осадочными и вулканогенно-осадочными породами, претерпевшими в разной степени изменения, связанные с метаморфизмом. Вообще, черносланцевые месторождения, в частности, урановые могут быть почти не затронуты процессами метаморфизма. Но золоторудные месторождения в большинстве своем всегда несут признаки метаморфического преобразования, прежде всего, рассланцованность. Все-таки, наименее метаморфизованные месторождения несут золото в виде вкрапленного и прожилково-вкрапленного, рассеянного оруденения, слабо связанного с какими-либо проявлениями кварцево-жильного характера. А месторождения, в которых метаморфизм проявлен более интенсивно, зачастую почти ничем не отличается от типичных гидротермальных кварцево-жильных и штокверковых месторождений. Не всегда явственно проявлены признаки интрузивного воздействия.

Эталонными месторождениями являются американский рудный район Хоумстейк и российские месторождения Бодайбинского района (Сухой Лог, Артемьевское, Копыловское и др.). Гораздо слабее эта первично-осадочная природа золотого оруденения выражена в месторождениях Узбекистана (Мурунтау и др), в целом на объектах Кызылкумской золотоносной провинции (Мурунтау, Дау-Кыз, Мютенбай и т.д.). Всегда эти месторождения назывались эталонными плутоногенными месторождениями кварцево-жильного штокверкового типа. Действительно, эти месторождения представлены огромным количеством жил переходящими в штокверкообразные зоны, с прожилковым оруденением. Вмещающие песчано-сланцевые породы бесапанской свиты никто не относил к черным сланцам, но современные исследователи считают, что все-таки первичное оруденение носит черносланцевый характер, который в значительной степени затушеван метаморфическими преобразованиями. Все же отнесение месторождений Мурунтауского типа к разряду черносланцевых пока еще далеко не является единогласным.

В целом, образование метаморфогенных месторождений черносланцевого типа можно упрощенно изобразить в следующем виде. По мнению Ермолаева и Созинова, процесс начинается с отложения исходных осадков, обогащенных углистым веществом, которое происходит в прибрежной зоне шельфовых и окраинных морей. При этом на суше углеродистое вещество выпадает в виде гумусовых компонентов, а в водной среде в виде сапропеля. Исходным материалом для гумусовых отложений служат остатки наземных растений, а для сапропеля – это взвешенный в морской воде планктон, как животный, так и растительный (фитопланктон, зоопланктон). Эти углеродистые вещества служат добавками в песчано-глинистые отложения, как прибрежной зоны, так и мелководного шельфового моря. Поскольку в прибрежной зоне вполне возможны некоторые колебания уровня морской воды, то неизбежно происходит перемешивание гумусовых частиц с сапропелевыми. В любом случае, образуются осадочные породы песчанистого, глинистого и известково-глинистого характера, которые могут образовывать самые различные комбинации. Длительная циркуляция подземных вод в пределах этой материнской рудообразующей толщи с учетом фактора геологического времени может привести к очень значительному увеличению концентрации металлических компонентов, которые первоначально были рассеяны по всему громадному объему толщи вмещающих пород. А в каких-то зонах повышенной пористости, где происходит фильтрация нагретых вод, в участках отложения рудного вещества на каких-то барьерах могут формироваться рудные тела линзообразной, лентообразной или, попросту, пластовой формы, залегающей согласно с напластованием. Этот длительный процесс многоактного растворения, переотложения и перераспределения с какой-то локальной концентрацией металлов и является содержанием четвертого этапа формирования черносланцевых толщ. Так образуются месторождения многих металлов, в том числе и золота. И для некоторых металлов урана, ванадия и т.д. этой первичной концентрации может быть уже достаточно для формирования промышленных месторождений, хотя и с довольно низкими содержаниями полезных компонентов. Но для золота гораздо большее значение имеют процессы наложения более позднего и более интенсивного метаморфизма на уже сформировавшиеся залежи бедных, возможно, непромышленных руд. Это происходит под воздействием гидротермальных растворов метаморфического происхождения, чья деятельность приводит к изменениям первичных пород с их окварцеванием, карбонатизацией, альбитизацией, серицитизацией, хлоритизацией, амфиболизацией и, в том числе, пиритизацией и развитием многих других сульфидов и рудных минералов. Например, таких как шеелит, вольфрамит, магнетит, касситерит и т.д., при этом происходит образование кварцевых жил и прожилков, содержащих много других минералов.

Золото-кварцевые месторождения древних зеленокаменных поясов. Этот тип золоторудных месторождений пока еще нельзя назвать полностью устоявшимся и общепринятым.

Раньше все его представители относились к плутоногенным месторождениям, связанным с кварцевыми жилами и зонами сплошного окварцевания. Но постепенно все больше исследователей стали приходить к мнению, что все вмещающие породы и сами месторождения тесно связаны с терригенно-кластической и базальтоидной вулканогенной частью архейских зеленокаменных поясов. Примерами таких месторождений являются многочисленные и иногда очень крупные по размеру месторождения Южной части Канадского щита. Это такие месторождения, как Поркьюпайн, Киркленд-Лейк, Норанда и др. К этому же типу относятся и месторождения северо-западной конечности щита Еллоуннайв, к этому же типу были отнесены и такие классические месторождения, как Коллар в штате Майсур (Индия), Калгурли, Норсмен и др. в юго-западной Австралии. В основном, эти месторождения были связаны с амфиболитовыми породами (это, безусловно, зеленокаменные пояса) окруженные гранито-гнейсовыми полями архейского возраста. Со временем были открыты месторождения и более позднего возраста раннепротерозойского. Морфологически такие месторождения представлены сложной формой, кварцево-жильными телами и неправильной формы телами сплошного кварца и т.п. Поскольку в зеленокаменных поясах всегда присутствуют интрузии гранитов, то естественно, что эти месторождения стали связывать с массивами гранитов, поэтому они и считались, в свое время, связанными с плутоногенами. Для них характерны высокие содержания золота с попутными компонентами с крупными запасами. Со временем выяснилось, что рудообразующие гидротермальные растворы имеют метаморфогенную природу, запасы месторождений очень часто достигают десятков и сотен тонн полезных компонентов. Например, на месторождении Поркьюпайн запасы золота составляют 1300 т.

Месторождения типа «несогласия» выявлены в конце XX века, в основном, в Австралии и Канаде. Это полигенные месторождения, процесс формирования которого включает в себя какое-то первичное экзогенное (осадочное или в виде коры выветривания) накопление полезных компонентов с позднейшим неоднократным преобразованием под воздействием экзогенных факторов гидротермальных растворов и метаморфизма, с вполне возможным дополнительным привносом рудного вещества и, во всяком случае, с очень сильным усложнением и деформациями формы рудных тел. Основные рудные тела располагаются ниже поверхности несогласия, которой и разделяются нижележащие отложения архейского или нижнепротерозойского возраста от вышележащего чехла среднего или верхнего протерозоя. Рудные тела имеют, чаще всего, форму сильно деформированных усложненных пластообразных и линзообразных тел. Оруденение представлено, в основном, урановыми минералами с примесью сульфидов и арсенидов, никеля и кобальта, а также некоторого количества золота, так что месторождения, в основном, урановые. Главные представители этих месторождений расположены в Северной Австралии (Джабилука, Рейнджер, Набарлек) и в Канаде (Раббит-Лейк, Ки-Лейк и т.д.). Но одно из месторождений – знаменитый Олимпик Дамм в Южной Австралии, является уникальным по запасам сразу трех компонентов: меди, урана и золота. Но это месторождение все-таки отличается от остальных месторождений Канады и северной Австралии и поэтому отнесение его к типу несогласий является в какой-то мере условным. Хотя на этом месторождении расположение рудных тел точно отвечает смыслу слова «несогласие».

Техногенные месторождения. Накопленные в отвалах горно-добывающих предприятий и хвостах и отходах обогатительных фабриках и металлургических заводов огромные массы техногенного минерального сырья являются дополнительным источников извлечения цветных и благородных металлов. Однако, для оценки перспектив техногенного минерального сырья требуется проведение специальных минералогических и технологических исследований. Так, выполненные [1] минералогические и технологические исследования Акбакайских руд и продуктов обогащения со всей очевидностью свидетельствуют об упорности как самих руд, так и продуктов их обогащения, особенно флотационных концентратов. Потери золота в хвостах флотационного обогащения в основном связаны с наиболее мелкими классами крупностью менее 20 мкм, с которым теряется до 70 % всего теряемого золота в хвостах флотации. Очевидно, что повышение извлечения золота флотацией напрямую связано с разработкой технологического режима флотации (крупность измельчения, реагентный режим, схема флотационного обогащения).

По результатам лабораторных исследований достигнуто механоактивационое измельчение флотационного концентрата Акбакайского месторождения класса мельче 10 мкм до 93–94 % и извлечение золота сорбционным цианированием до 97–98 %. Наблюдения за морфологией микро- и наночастиц золота позволяют определить долю этих частиц в общем объеме содержаний и их участие в извлекаемой части металла. Технологические решения по повышению извлекаемости золота из золотоносных руд обеспечивает экономическую эффективность исследований и повышает ресурсы месторождений.

ЛИТЕРАТУРА

1. Байбатша А.Б., Дюсембаева К.Ш., Сажин Ю.Г., Абдыкирова Г.Ж. Микро- и нанозолото и технология его извлечения. – Алматы: Асыл китап, 2009. – 160 с.
2. Беспаев Х.А, Любецкий В.Н., Дюбецкая Л.Д., Ужкенов Б.С. Золоторудные пояса Казахстана (глубинное строение, геодинамика развития, глубинные факторы локализации оруденения). Алматы: Рейс, 2008. – 284 с.
3. Золотоносные коры выветривания Казахстана. Алматы, 2000. – 113с.
4. Месторождения золота Казахстана. Алматы. 1997. – 166 с.
5. Рафаилович М.С. Золото недр Казахстана: Геология, металлогения, прогозно-поисковые модели. Алматы: Комплекс, 2009. – 304.
6. Россыпи золота Казахстана. Алматы, 1999. – 156 с.
7. Свойства, потребление и производство основных видов минерального сырья. Кокшетау, 2003. – 252 с. 
8. Старостин В.И., Игнатов П.А. Геология полезных ископаемых. М., МГУ, 2004.
9. Сырьевая база свинца и цинка, меди, золота Казахстана. Алматы, 2002. – 102 с.
10. Ужкенов Б.С, Сайдуакасов М.А. Ресурсы металлических полезных ископаемых Казахстана: состояние и перспективы развития // Геонауки в Казахстане. – Алматы, 2004. – С.18–23.