Способ поиска золоторудных и золотосодержащих месторождений по рудно-геохимическим ассоциациям
METHOD FOR SEARCHING FOR GOLD-ORE AND GOLD-BEARING DEPOSITS BY ORE AND GEOCHEMICAL ASSOCIATIONS

Изобретение относится к геологическим и геохимическим методам поисков месторождений и может быть использовано для поисков золоторудных и золотосодержащих месторождений.
Известен метод геохимических поисков золоторудных месторождений по вторичным ореолам и потокам рассеяния (Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений, М., Недра, 1983, с. 69-109). Метод включает в себя определение схемы опробования, отбор в пробу массой 200 г, местного мелкозема с соблюдением стандартных условий и минимальной глубины, определяемой положением представительного горизонта. Далее осуществляют обработку проб, которая включает сушку, просеивание через сито 0,5-1 мм, сокращение пробы до навески массой 50 г и истирание до крупности 0,1 мм. Навески анализируют на содержание элементов-индикаторов и путем интерпретации результатов анализа судят о наличии месторождения.
Известен также литохимический способ поисков по первичным ореолам (Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений, М, Недра, 1983. с. 57-69). Способ включает в себя определение схемы опробования и отбор на местности проб коренных пород в виде 8-10 кусочков (сколков) размером не более 3-4 см. Далее пробы дробят в щековых дробилках до крупности 5 мм, затем измельчают в валковой дробилке до крупности 1 мм, перемешивают, сокращают квартованием до навески 50-100 г, затем истирают и анализируют на наличие в них элементов-индикаторов. Результаты интерпретируют и представляют графически или в табличной форме, на основании чего судят о наличии месторождения.
Общим недостатком описанных способов является неоднозначность в выделении контура объекта в следствии полиформационного состава аномалий золоторудных объектов. Это не позволяет на поисковых работах достаточно точно оконтурить площадь потенциального месторождения, определить ожидаемый тип оруденения и обеспечить корректный подсчет прогнозных ресурсов главных и сопутствующих элементов, по которым определяют промышленную значимость оцениваемого объекта.
Известен способ определения металлогенической специализации кор выветривания, включающий определение типа коры выветривания, отбор проб, определение в них концентрации элементов-индикаторов и суждение по ним о металлогенической специализации коры выветривания (патент РФ №2065187, G01V 9/00). По концентрации элементов-индикаторов рассчитывают индикаторный коэффициент, а металлогеническую специализацию коры выветривания определяют по экспериментально установленной зависимости между величиной указанного коэффициента и типом коры выветривания. При этом для глинистого типа коры выветривания рассчитывают индикаторный коэффициент по формуле (Cr × Νi × Со) / (Li × Be × Та × Th), а для латеритного типа коры выветривания по формуле (V × Zr × Ва) / (Cu × Ζn × Pb), где Cr, Ni, Co, Li, Be, Та, Th, V, Zr, Ва, Cu, Zn и Pb концентрация соответствующих элементов.
Недостатком этого способа является то, что он имеет ограничение в применении, так как индикаторные коэффициенты и их значения предназначены для определения металлогенической специализации кор выветривания на площади с наличием гранитоидов. В случае же пород другого состава, изменится и минеральный состав гипергенных продуктов, а соответственно и набор химических элементов в индикаторных коэффициентах и их значения.
Наиболее близким к заявляемому является способ геохимического поиска месторождений полезных ископаемых, предназначенный для выявления геохимически малоконтрастных объектов (патент РФ №2183845, G01V 9/00, прототип). Способ заключается в том. что осуществляют отбор проб из природного объекта, где предполагается наличие околорудных геохимических ореолов, проводят многоэлементный анализ проб на рудообразующие и сопутствующие химические элементы-индикаторы. Полученные многомерные геохимические данные стандартизируют путем деления содержаний элементов на кларковые (фоновые) значения, преобразуют их в нормированные, балльные или иные оценки, имеющие близкие функции и параметры распределений. Производят ранжирование в каждой пробе рассчитанных стандартизованных величин в порядке их убывания, сравнивают многомерные ранжированные геохимические спектры между собой при помощи непараметрического критерия Спирмена (Rsp), выделяют рудно-ореольные классы проб и определяют их сходство с заданными эталонными классами руд или околорудных ореолов.
Недостатком известного способа является то, что при его использовании для определения степени перспективности аномалии, наличие на площади или в одной аномалии нескольких типов оруденения и, соответственно, наличие полиформационных ореолов, приведет к занижению значений коэффициентов корреляции и соответственно к выводу о недооценке изучаемой аномалии. Это обусловлено тем, что положение рудообразующих элементов в ранжированном ряду зависит от их содержаний, которые на золоторудных, а особенно на золотосодержащих месторождениях, нередко являются суммой значений нескольких геохимических процессов, ведущих к значительному изменению химических элементов в ряду и, соответственно, к отсутствию значимых положительных коэффициентов ранговой корреляции до отрицательных значимых значений относительно выбранного эталона. Это может привести к некорректному определению как контура перспективной аномалии, так и контура потенциально перспективного золоторудного объекта.
Задачей изобретения является повышение достоверности выявления промышленных золоторудных и золотосодержащих месторождений и повышение на этой основе эффективности поисковых работ.
Технический результат изобретения - выделение на исследуемой площади эталонных рудно-геохимических ассоциаций и их использование для локализации участков с возможными промышленными месторождениями, определение потенциально-промышленной значимости каждого участка и сокращение, таким образом, площадей опоискования.
(n)
(n)
(n)
Указанный технический результат достигается за счет того, что в способе поиска золоторудных и золотосодержащих месторождений по рудно-геохимическим ассоциациям, включающем отбор проб на исследуемой площади по заданной сети, в том числе проб из первичных ореолов рудных объектов с установленным оруденением, проведение лабораторной обработки проб, определение содержания химических элементов, вычисление фоновых и аномальных значений элементов и их коэффициентов концентраций (Кк), согласно изобретению, проводят кластеризацию проб, отобранных из объектов с установленным оруденением, осуществляют ранжирование полученных в результате кластеризации групп по сумме значений коэффициентов концентраций (Кк) всех химических элементов, определяют для каждой группы с высоко-аномальными значениями Кк золота эталонный показатель золоторудно-геохимической ассоциации как отношение суммы максимальных значений коэффициентов концентраций химических элементов-индикаторов к сумме значений коэффициентов концентраций химических элементов-индикаторов, имеющих минимальные значения, далее, используя выделенную эталонную золоторудно-геохимическую ассоциацию каждой эталонной группы, рассчитывают значения показателя каждой рудно-геохимической ассоциации Кгс для проб, отобранных из первичных и отдельно из вторичных ореолов, по полученным значениям при Кгс ≥1,5 по соответствующим точкам отбора проб оконтуривают аномалии Кгс, после чего на исследуемой площади с учетом геолого-геофизических материалов по совмещенным или близко расположенным аномалиям Кгс выделяют участки, в которых рассчитывают прогнозные ресурсы золота и элементов-спутников как по первичным, так и по вторичным ореолам, коэффициенты корреляции золота с элементами-индикаторами и значения показателей геохимической специализации, по совокупности рассчитанных параметров определяют перспективность каждого выделенного участка.
При определении перспективности выделенных участков к участкам первой очереди относят аномальные поля с ресурсами золота ≥5 тонн, соответствующие промышленным месторождениям, к участкам второй очереди относятся аномальные поля, имеющие ресурсы, близкие к промышленным в количестве <5 тонн со значимыми положительными коэффициентами корреляции между золотом и элементами-спутниками и при наличии значений хотя бы одного из выделенных показателей геохимической ассоциации Кгс ≥1,5, к участкам неясной перспективности относят аномальные поля с наличием в выборке положительных значимых коэффициентов корреляции или имеющие среднее значение показателя геохимической специализации Кгс ≥1,5.
Изобретение поясняется графическими материалами, которые иллюстрируют реализацию способа.
(8)
(7)
(6)
На фиг.1 показан фрагмент карты, иллюстрирующий полученное, согласно изобретению, положение участков с тремя рудно-геохимическими ассоциациями, отображенными в виде аномалий, в пределах Еловско-Которовского рудного узла, по первичным ореолам, где 1 - контур комплексного аномального поля, 2 - его номер; 3-5 - аномалии показателя геохимической ассоциации: 3 - золотополиметаллической, Кгс; 4 - золотосульфидной, Кгс; 5 - золото - кварцитовой, Кгс, 6 - места отбора проб, 7 - известные рудопроявления.
На фиг.2 - показана рудная аномалия, построенная в виде изоконцентрат по результатам анализа немагнитной фракции шлиховых проб на площади Нижне-Казского участка, по составу соответствующая золото-серебро-полиметаллической ассоциации Каларского месторождения.
Сущность изобретения заключается в использовании кластерного анализа для выделения рудно-геохимических ассоциаций в полученных классах (группах), при этом каждая группа, выделяемая при кластеризации, характеризуется своим однородным распределением химических элементов, наличием проб как с высокоаномальными значениями концентраций химических элементов, так и слабоаномальными значениями. Это позволяет определить, какими породами или рудами, представлены данные группы. Группы, характеризующиеся пробами с аномальными значениями коэффициентов концентраций золота Кк ≥50-1002 выделяют как рудно-эталонные. В каждой из которых, по выбранным элементам индикаторам, определяют показатель золоторудно-геохимической ассоциации (специализации), необходимый на изучаемой площади для оконтуривания аномалий по рассчитанным значениям в каждой точке. В последующем по контуру аномалий выделяют перспективные участки, проводят подсчет прогнозных ресурсов золота и элементов-спутников и определяют степень их перспективности.
Способ согласно изобретению осуществляется в два этапа следующим образом.
Этап I.
1. На исследуемой площади осуществляют отбор проб из коренных пород и (или) проб из рыхлых отложений по заданной схеме, в том числе из рудных объектов, с установленным оруденением. Преимущественно, представительное количество проб для каждого ожидаемого типа оруденения из рудных объектов, должно быть не менее 15, в среднем 20-30, что с учетом проб из разных типов пород по опыту работ составит не менее 300-400 проб.
2. Далее осуществляют дробление, измельчение и истирание проб, их анализ методами с чувствительностью достаточной для определения докларковых значений.
3. Определяют количественное или полуколичественное содержание химических элементов, в отобранных пробах (преимущественно 32-42 элемента), вычисляют геохимические параметры: фоновые и аномальные значения химических элементов и их коэффициенты концентраций Кк в каждой пробе по общепринятой методике.
4. По значениям концентраций химических элементов или рассчитанным значениям коэффициентов концентраций Кк химических элементов в пробах, отобранных из рудных объектов (эталонов) с проявленным оруденением, проводят кластеризацию (кластерный анализ полученных данных) и ранжирование полученных групп по сумме коэффициентов концентраций всех химических элементов, в порядке возрастания.
5. Далее в каждой группе с высокоаномальными значениями коэффициентов концентрации золота (при Кк >50-100) выделяют эталонные для данной территории золоторудные геохимические ассоциации (специализации), включающие соответствующие химические элементы (индикаторы), и устанавливают в качестве показателя золоторудно-геохимической ассоциации (специализации) для данной территории как соотношение суммы концентраций химических элементов с максимальными значениями Кк к сумме концентраций химических элементов с минимальными значениями Кк.
Этап II. Выполняется раздельно по пробам из первичных или вторичных ореолов рассеяния.
6. Далее по выделенным элементам - индикаторам (эталонов), (п.5) рассчитывают значения коэффициента Кгс рудно-геохимических ассоциаций для каждой пробы, взятой на изучаемой площади из первичных и (или) отдельно из вторичных ореолов.
7. По полученным в соответствующих группах значениям Кгс ≥1,5, что соответствует его минимально аномальному значению (см. «Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений», 1983, стр. 113-114), на планах изучаемой площади оконтуривают аномалии в виде изоконцентрат. Далее на всей исследованной территории по совмещенным и (или) близко расположенным аномалиям с учетом геолого-геофизических данных выделяют комплексные участки.
8. В контурах выделенных участков, по первичным и отдельно по вторичным ореолам, подсчитывают прогнозные ресурсы золота и элементов спутников в соответствии с инструкцией (Инструкция по геохимическим методам поисков рудных месторождений. М, Недра. 1983, стр. 63-69. стр. 99-101), коэффициенты корреляции золота с элементами-индикаторами, среднее значение показателей Кгс геохимических ассоциаций. Представляют полученные данные в виде таблицы-кадастра (табл.2, пример).
9. По совокупности полученных параметров, определяют степень перспективности каждого участка. К первоочередным относят аномальные поля по количеству ресурсов золота ≥5 тонн, соответствующих объектам с промышленными запасами. К участкам второй очереди, относят аномальные поля, имеющие ресурсы близкие к промышленным запасам, но со значимыми положительными коэффициентами корреляции между золотом и элементами-спутниками. Участки с положительными значимыми коэффициентами корреляции золота с элементами-спутниками, или имеющие среднее значение показателя геохимической специализации большее или равное 1,5 относят к участкам с неясной перспективой.
10. Далее на основании интерпретации полученных данных с учетом известных геолого-поисковых критериев определяют методику проведения поисковых работ на каждом выделенном перспективном участке.
Способ иллюстрируется примером выделения потенциально-перспективных участков с оценкой прогнозных ресурсов Еловско-Которовского рудного узла Салаирской минерагенической зоны.
В работе были использованы результаты спектральных анализов 16 800 проб из горных выработок и геологических маршрутов, полученных по работам в период с 1982 года по настоящее время.
На первом этапе были использованы результаты анализов коренного опробования 423 маршрутных проб, как эталонных рудных объектов из карьеров месторождений Салаирского рудного узла, так и проб, отобранных из потенциально перспективных участков Еловско-Которовского рудного узла. Для выявления золоторудно-геохимических ассоциаций был выполнен кластерный анализ методом динамических групп, по 29 химическим элементам Ag, Au, Ва, Zn, Pb, Cd, K, Sr, Bi, Cu, As, Sb, Mo, Fe, Sc, Si, Ρ, Mn, Co, Y, Ni, Zr, V, Al, Ti, B, Cr, Na, Ca, Mg, с выделением однородных групп (табл.1). Всего по данным математической обработки на ЭВМ, было получено 8 групп, при интерпретации которых были выделены три эталонных группы и соответственно определены три эталонных показателя золоторудно-геохимических ассоциаций.
Au
Рb
Ag
Ζn
Ва
Sr
As
Мо
Βi
Sb
Cu
Fe
Cr
Νi
Ζr
Al
Mn
Co
Как показано в таблице 1, группа 8, представленная пробами, отобранными в основном из карьеров Салаирского золото-серебро-барит-полиметаллического рудного поля, месторождения Кварцитовая Сопка, 1-й Рудник, характеризуется максимальными значениями коэффициентов концентраций - Кк - 671, Кк - 397, Кк - 188, Кк - 69, Кк - 51, Кк - 17, аномальными значениями - Кк - 28, Кк - 24, Кк - 19, Кк - 19, Кк - 16, Кк - 2,5, Кк - 2.3. В этой группе химические элементы с минимальными значениями - Кк - 0.8, Кк - 0.7, Кк - 0.7, Кк - 0.6, Кк - 0.4 относят к элементам выноса.
Sb
As
Cu
Мо
Fe
Au
Ag
Pb
Ζn
Bi
Cr
Zr
Sc
А1
Y
B
Na
Группа 7 представленная в основном пробами из Каменушинского золотосодержащего медно-колчеданного месторождения, характеризуется относительно остальных групп максимальными значениями коэффициентов концентраций Кк - 482, Кк - 130, Кк - 108, Кк - 77, Кк - 4,5, и аномальными значениями коэффициентов концентраций Кк - 150, Кк - 107, Кк - 75, Кк - 36, Кк - 13, Кк - 7.3. По минералого-геохимическому составу выделяемую ассоциацию можно сопоставить с золото-(мышьяково)-сульфидной. Элементами выноса с коэффициентами концентрации меньше фона в 7 группе являются - Кк - 0.8, Кк - 0.7, Кк - 0.6, Кк - 0.4, Кк - 0.3, Кк - 0.2.
Ti
Al
B
Au
Ag
Sb
Мо
As
Pb
Ва
Zr
Mn
Sr
Νa
Са
Для проб группы 6 из золото-кварцитового месторождения Копна, и из рудопроявления золота Которово (с максимальными значениями Al, Zr, Si) характерны максимальные коэффициенты концентраций относительно: а - всех групп, Кк - 3.4, Кк - 0.9*, Кк - 0.5* и Кк - 577, кроме группы 8; б - относительно групп 1-4, Кк - 55, Кк - 44, Кк - 43, Кк - 40, Кк - 38, Кк - 28, Кк - 1.9. Для этой группы элементами выноса, характеризующимися минимальными значениями коэффициентов концентраций, являются - Кк - 0.9, Кк - 0.2, Кк - 0.1, Кк - 0.02 (* - фон для этих элементов определен по табличным данным).
Группа 5 представлена в основном пробами, отобранными из метасоматически измененных пород, преобразованными до кварц-гематит-лимонит-гетитовых метасоматитов и бурых железняков, характеризуется максимальными значениями коэффициентов концентраций Со, Ni, Ρ, Μn, Sc, Zr (Fe, Si) и аномальными значениями коэффициентов концентраций As, Cu, Mo, Au, Pb, Zn, Cu, Ва.
Группа 4 представлена пробами, отобранными из гидротермально-измененных хлоритизированных, лимонитизированных пород, развивающимися по породам основного состава, и характеризуются максимальными значениями коэффициентов концентраций V, Ti и Zr и значениями коэффициентов Au, Cu, Zn, Pb с аномальными концентрациями.
Остальные три группы имеют слабо-аномальные или фоновые концентрации рудных элементов и представлены: в группе 1 - пробами, характерными для карбонатных пород с максимальными значениями коэффициентов концентраций Са и Mg; в группе 2 - пробами характерных для вулканогенно-терригенных пород с максимальными значениями коэффициентов концентраций Na и повышенными значениями коэффициентов концентраций K, Ti, Zr; в группе 3 - пробами из кварцевых жил и кварцитов с максимальными значениями коэффициентов концентраций Si.
Далее для каждой группы с высокоаномальными значениями коэффициентов концентраций золота >50-100, были выделены эталонные показатели золоторудно-геохимической ассоциации (специализации) как отношение суммы максимальных значений коэффициентов концентраций элементов - индикаторов к сумме значений коэффициентов концентраций элементов - индикаторов, имеющих минимальные значения. По данным табл.1, для групп 6-8 определены следующие эталонные рудно-геохимические показатели:
Au
Ti
Ζr
Sr
Sc
Mn
(Кк+ Кк+ Кк) / (Кк+ Кк + Кк) - золото-кварцитового типа, (1)
Au
As
Мо
Cu
Y
Sc
Mn
Ζr
(Кк + Кк + Кк + Кк) / (Кк + Кк + Кк + Кк) - золото - (мышьяково)-сульфидного типа, (2)
Au
Ag
Ва
Pb
Zn
Ti
Zr
Mn
Со
P
(Кк + Кк + Кк + Кк + Кк) / (Кк + Кк + Кк + Кк + Кк) - золото-серебро-барит-полиметаллического типа, (3)
(6)
(7)
(8)
2
(6)
(8)
2
Далее для каждой пробы отобранной из первичных ореолов изучаемой площади, по формулам 1-3 были рассчитаны значения показателей геохимической специализации Кгс, Кгс и Кгс - соответствующих группам 6, 7 и 8. На карте по всем полученным значениям Кгс ≥1.5. с помощью изолиний оконтуривают их аномалии (фиг.1, поз.3-5). Далее по совмещенным и (или) близкорасположенным аномалиям с учетом геолого-геофизических материалов выделяют аномальные поля - участки (на фиг.1, поз.1 - обозначены как 19, 26-30). По выделенным участкам рассчитывают основные геохимические параметры - количество аномальных проб, площадь, линейную продуктивность золота и ведущих элементов-спутников Pb, Cu, Zn на 1 м, их прогнозные ресурсы категории Р, коэффициенты корреляции, средние значения показателей геохимической специализации Кгс - Кгс. Полученные данные представляют в табличной форме (например, таблица 2. фрагмент).
В последней строке таблицы 2, показана перспективность каждого участка по очередности выполнения работ. К первоочередным относятся участки №29, 28, 19 и 27, по количеству ресурсов золота >5 тонн соответствующие промышленным объектам, к участкам второй очереди относятся аномальные поля №20, 23 и 21, имеющие близкие ресурсы к промышленным запасам <5 тонн, но со значимыми положительными коэффициентами корреляции между золотом и элементами-спутниками и при наличия средних значений Кгс ≥1.5, хотя бы одного из выделенных показателей геохимической ассоциации. К участкам неясной перспективности отнесены аномальные поля №22, 24, 25 и 30, из них участки №22, 24 и 25 из-за наличия положительных значимых коэффициентов корреляции золота с элементами спутниками, а участок №30 как имеющий среднее значение показателей геохимической специализации Кгс ≥1,5.
По результатам интерпретации полученных данных (табл.2, выборка) были выделены перспективные аномалии и составлена «Прогнозно-геохимическая карта золото-серебро-содержащего колчеданно-полиметаллического оруденения Еловско-Которовского рудного узла» масштаба 1:50 000 (фрагмент карты показан на фиг.1).
Pb
As
Cu
Ζn
Βi
Y
Ζr
Μn
Ti
Mg
Au
Ag
As
Cu
Pb
Ζn
Y
Ti
Ζr
Al
Mn
Mg
(7+8)
Способ, согласно изобретению, можно применять также при поисках по потокам рассеяния и шлиховой съемке на территориях, перекрытых дальнеприносными покровными отложениями. Например, при поисках объектов золото-серебро-полиметаллического типа в Кабурчакском рудном узле Кузнецкого Алатау, с мощностью покровных отложений до 10-20 метров. Здесь на Нижне-Казском рудопроявлении протяженность рудной зоны по материалам предшественников составляла - 700 метров, по данным камеральной интерпретации геологических материалов - 1300 метров, а при оконтуривании, согласно изобретению, по значению показателя рудно-геохимической ассоциации Кгс = (Кк + Кк + Кк + Кк + Кк) / (Кк + Кк + Кк + Кк + Кк) > 1.5 из шлиховых проб, соответствующего по составу эталонной для Каларского золото-серебренного месторождения, протяженность составила не менее 3000 метров (фиг.2). Значения рудно-геохимической ассоциации Нижне-Казского участка были получены путем нормирования на фоновое значение элементов немагнитной фракции шлиховых проб, отобранных по водотокам, но с меньшим количеством элементов, относительно таковой Кгс = Кк + Кк + Кк + Кк + Кк + Кк) / (Кк + Кк + Кк + Кк + Кк + Кк), полученной при кластеризации проб из первичных ореолов Каларского золото-серебро-полиметаллического месторождения. В данном случае, анализ осуществляется по шлихам, а перспективность участков определялась в первую очередь по максимальным значениям показателя геохимической ассоциации, зависящим от поступающего материала со склонов, при многократном размыве водными потоками разной интенсивности. Для этих целей использовались результаты рентгено-флуоресцентного анализа, полученные с помощью переносного прибора, немагнитной фракции из шлиховых проб, что позволило непосредственно в поле рассчитать значения Кгс по эталонному показателю рудно-геохимической ассоциации и оконтурить участок для проведения дальнейших геологоразведочных работ.
Способ поиска золоторудных и золотосодержащих месторождений, согласно изобретению, позволяет уменьшить район поиска, повысить достоверность и эффективность поисков, сократить объемы горно-буровых работ нарушающих природную среду, что будет способствовать сохранности экологической обстановки на изучаемой площади.